JPS58113400A - アルミニウム電解着色排水の有効成分の回収法 - Google Patents

アルミニウム電解着色排水の有効成分の回収法

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JPS58113400A
JPS58113400A JP20971581A JP20971581A JPS58113400A JP S58113400 A JPS58113400 A JP S58113400A JP 20971581 A JP20971581 A JP 20971581A JP 20971581 A JP20971581 A JP 20971581A JP S58113400 A JPS58113400 A JP S58113400A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ニッケル浴及ヒ/又ハコバルト浴から成る電
解着色浴で着色されたアルミニウム材の表面に付着した
着負浴成分の回収法に関するものである。
着色アルミニウム材(アルミニウム合金材を含む)の製
法において、アルミニウム材をg1極酸化処理したのち
、ニッケル浴、コバルト浴等により電解着色処理し、さ
らに次の工程でメラミン樹脂等による電着塗装を施し、
透明な保護皮膜を形成させる方法が普及している。この
電解着色処理槽から搬出された被処理材は、その表面に
付着した電解液を、次の工程移行前に洗浄し除去する必
要ヶあり、従来大1.洗浄水、。よる硫浄。後、湯洗処
理がなされていた。しかしながら、水洗水量の大幅節減
は、資源化、省エネルギーのためにも、また廃水処理に
も大きな効果が得られる。また、電解着色処理槽から搬
出された被処理材表面に付着した電解液は、電解着色浴
の損失となるものであり、その回収は生産コスト上重要
な要因の一つとなっており、洗浄工程における電解浴成
分のリサイクル化が重要な問題となっている。
この対応策として、電解着色処理工程の水洗廃液をキレ
7ト樹脂で処理する方法(特開昭53−78944号)
や水酸化瞼として沈降分層する方法(特開昭51−14
0898号)等が提案されているが回収した浴成分の不
純−の存在や、工程全体の液バランスが取り囃い等の実
用上の問題点を抱えており、洗浄工程のクローズドプロ
セスの開発が望まれていた。
本発明は、前記洗浄工程中に逆浸透法を採用することに
より、工程全体の液バランスを保ちつつ電解着色浴成分
を回収し電解槽にリサイクルすることにより、系全体と
してのクローズド化率の高いプロセスを提案するもので
ある。
従来、逆浸透法による水処理は、液中の塩濃度が大とな
ると浸透圧が高くなり、実用的でなくなるので、塩濃度
の低い場合に限られており、アルミニウムの表面処理廃
水への逆浸透法として電着塗装廃液への適用(特公昭5
4−1496号)も提案されているが、−次処理した希
薄水への適用が主体であり、ニッケル等の重金属を含む
電解着色浴のような高濃度の液に適用を試みたものは無
かつ」ま た。また逆浸透法では、ホウ酸のような解離度の小さい
成分の処理は不可能と見做されており、T D 8 (
Total dissolved 5olid )濃度
が500〜3000 ppm程度までの溶液処理に使用
するのが限界と考えられていた。
本願発明者らは、硫酸ニッケルや硫酸コバルトを主成分
とする電解着色浴の浸透圧が20〜30 kg/cm”
程度であることを究明し、この結果、電解浴を希釈する
ことなく逆浸透装置に適用することが可能であることを
確かめ、かつ、このような電解浴では含qされるホウ酸
等の解離度の小さな成分も非常に効率良く濃縮できる予
期せざる効果を見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の要旨は、電解着色槽から電解着色浴の一部を抜
き出して逆浸透装置にかけ、1IIIn液と透過水に別
けて透過水で電解槽から搬出された着色アルミニウム材
に付着した電解液を洗い落し、この洗浄液と前記a縮液
を別々Gこ、または混合して電解着色槽に戻し、クロー
ズドシステムを形成せしめるものである。
次に、洗浄後の被処理材は公知の洗浄方法(こよる第2
水洗系列で清浄度を高めたのち、湯洗を施し、次の送期
皮膜形成工程に移される。
本発明に適用される電解着色浴としては、主成分として
硫酸ニッケル(Ni80.・釧ρ)及び硫酸コバルト(
CO8O4)を、それぞれ単独または両者で些〜200
 g/l含育シ、副成分トシテホウ酸20〜80g//
!および硫酸マグネシウム(Mg80. ) 、 10
〜100 g/lをmfiまたは双方を含有する浴であ
り、更に所望により任意季加成分としてクエン酸、コハ
ク酸。
グリセリン、尿素、チオ尿素、酒石酸等の有機化合物の
1種または2種以上を10 g/l  以下含有するも
のであって、これらは電解着色浴としての特性を満足す
ると共に、液の浸透圧が20〜30 kg/cm”程度
の値を示すものである。
本発明方法の逆浸透法により得られた透過水は非常に純
度が高く、含有イオン濃度も数ppm以下で、また従来
困置視されていたホウ酸も分離除去率を70%程度とし
、濃度を14 g/l程度以下にすることができるので
、第1次水洗系列の水洗用水として充分使用でき、さら
に清浄度を高めるための第2水洗系列に被処理材に付着
同伴する液中の成分が、何らの悪影響を及ばさ薩いこと
が示される。かようにして、従来のIN1次洗浄廃水を
処理するのと異なり、着色浴の一部を電解槽から直接抜
き出してS銘水と透過水に別け、透過水で被処理材を洗
浄し、洗浄液と濃縮液を電解着色槽に環流するので、充
分に第1次洗浄効果を発揮すると共に、液成分、液量の
バランスを保ったクローズドシステムを形成せしめるこ
とができる。
被処理材は、更に第2水洗系列で清浄度を高められるが
、この第2次洗浄廃水は一般に低1度廃水で、本願廃水
のようなホウ酸や有機酸のような低解離度成分を含有す
る一部の処理にはイオン交換樹脂法は困難視され、多く
の場合晶析法が用いられてきた。しかし、本発明では上
述の工程を採る場合には、−に第2水洗系列の洗浄廃水
中のホウ酸、酒石酸等もイオン交換樹脂を用いて適切に
除去することができるので、洗浄廃水をイオン交換樹脂
で処理して得た脱イオン水を第2水洗系列の洗浄水とし
て循環使用し、上記成分を充分除去して、後工程におけ
る塗膜形成不良を防止できると共に、第2水洗系列もク
ローズドシステムとすることができ、全体としてクロー
ズド化率の高い回収プロセスとすることができる大きな
利点がある。イオン交換樹脂法の適用できる理由として
は第2水洗系列の水洗廃液を陽イオン交換樹脂層を通過
させたのち、第4級アンモニウム基を有する強塩基性陰
イオン交換樹脂層に送給すると、液のpH値が、丁度、
陰イオン交換樹脂の活性化に好ましい条件下にあるため
と推定される。
以下、本発明の実施態様例についで、プロセス概念図に
従って説明する。第1図は、本発明の基本プロセスおよ
び、これに続く第2水洗系列と湯洗工程を示し、第2図
は、同じく改良プロセスおよび第2水洗系列と湯洗工程
を示すが、実施態様は、これに限られず、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の態様を採ることができる。
着色浴は、電解着色処理の進行に伴って浴成分が減少す
るので、溶解槽1から必要成分が溶解補給され、電解着
色槽2に供給される。アルミニウム被処理材3は、電解
着色槽2で電解処理されたのち、第1水洗系列槽に搬出
され、被処理材3に付着同伴した電解着色液が洗い落さ
れる。第1水に単一槽(4)で充分であるが、所望によ
り第2図に示すように複数槽(4,4a)となし得るも
のである。この水洗水として、電解着色槽2がら一部抜
き出され、安全フィルター5を通過した着色浴を逆浸透
装置6にかけて得られた透過水が用いられ、濃縮液およ
び水洗廃水は、所定の割合で各々単独に(第1図)また
はクッションタンク7で両者を混合して(第2図)、電
解着色槽2に環流される。
なお、電解着色浴を逆浸透装置6に導入する手前で安全
フィルター5(04〜1μ程度の細かさを有するン戸材
を充填したもので、多くはナイロン製)を通し、SSs
度でFIo[が5以下とすることが好ましい。
本願の電解着色浴の浸透圧は20〜30 kg/ cm
 ”であるので、逆浸透装置6としては運転圧力として
40〜50 kg/ cm ”のものを用いることが好
ましく、そのような装置としてホローファイバー型酢酸
セルロース系逆浸透膜で構成した逆浸透装置(例えば日
本アブコ社製、商品名HF−60−OA)を挙げること
ができる0本装置によるときは、逆浸透法では困難とさ
れていたホウ酸並びに補助添加剤における有機酸等の回
収率を65%程度とし、透過水中のこれらの瞼質の含を
量を14 g/L 程度までに止めることができる。こ
の場合、第2図に例示するように直列2段に逆浸透を行
なう場合には、他の浴成分と共に一層これらの除去回収
率を向上し、透過水中の濃度を減少させて水洗水として
の適性を、より高めることができる。
次に、アルミニウム被処理材3は第2水洗系列槽8(第
1図)、8および8a(第2図)、湯洗槽9に送られ、
水洗、湯洗処理を経て電着塗装処理工程に移送される。
そこで、本願発明では更に所望工程として第2水洗系列
においてイオン交換樹脂による水洗廃液中のイオン回収
プロセスを提案するものである。
第2水洗系列においては、ホウ酸等の低解離度のものの
除去回収が中心課題であり1、従来、晶析分離法や活性
炭吸着法等が提案されているが、なお実用上満足し得る
状況になく、改善が待たれていた。
本願発明における第2水洗系列では、水洗廃液は強酸性
イオン交換N脂層10に通し、次いで強塩基性陰イオン
交換樹脂層11を通過することにより着色浴有効成分と
共にホウ酸等が適切に回収され、効率的に脱イオン水と
して再生されて水洗水として循環使用される。なお、こ
の場合第2区に示すように第2水洗系列槽を複数設けて
複数槽による向流洗浄も可能である。第1水洗系列、第
2水洗系列における水洗方法としては、ドブ漬法。
スプレー法等いずれの方法も採り得ることは言うまでも
ないことである。
第2水洗系列の水洗廃液中に含有されるホウ酸等の濃度
が高いため、先に陰イオン交換樹脂で処理すると、陰イ
オン交換8M脂から遊離するOH−イオンが多く、水洗
廃液中のニッケルイオン、マグネシウムイオン等が反応
して水酸化物を形成するため、上記順序で脱イオン処理
して、これを防止することができる。さらに、陰イオン
交換樹脂として強塩基性の陰イオン交換樹脂、特にスチ
レンとジビニルベンゼンとの重縮合体(例えばオルガノ
社、商品名アンバーライトIRA −400等)が好ま
しい。第2水洗系列の水洗廃液は、被処理材の形状によ
って付着汲出量が異なるので、pHは5〜7の範囲内で
変動するが、このpH値は、そのままイオン交換樹脂の
好適操作条件と合致し、これにより解離度の低いホウ酸
並びに補助添加剤に見られる有機酸等を適切に除去する
ことができる。
上記イオン交換srsは常法により再生される。
本発明方法は、所望により電解着色浴の老化を防止する
ための手段を付加することも可能である。
例えば、モルデナイト型ゼオライト(NaaO・AI、
O/10 Sin、 6.7 H,0)を電解着色浴の
老化防止剤として老化防止基12に充填し、その層中を
電解浴を通過させることにより、電解着色浴中の裔価成
分の各種が吸着されることなく、好ましくないNl+に
+、 NH,イオン等の蓄積不純佑を除去することがで
き、これにより、電解着色浴の老化に起因する[電解着
色のつ@廻わり性」不良や表面処理完了後の製品におけ
る耐食性劣化等を防止することができる。なお、本老化
訪止剤は、混合槽7中に適宜手段により配設することも
可能である。本老化訪止剤は3%程度の硫酸水溶液で処
理して再生することができる。
以下1、本発明方法を実施例により、さらに具体的に説
明する。
実施例 l Ni804−6H,067g/l 、 Mg804−7
H,062g/L 。
ホウ酸40 g/jを含有するニッケル電解着色浴でア
ルミニウムーpすyシ形材を電解着信処理した。
逆浸透装置として、ホローファイバー型酢酸セルロース
系逆浸透膜を組込んだ日本アブコ社製逆浸透装置(HF
−60−OA)モジュール4本を使用した。電解着色槽
から電解着色浴8mnrを抜き出しtctjk、これを
1μの安全フィルターで予備処理して逆浸透装置に供給
し、運転圧力50 kg/cm ’ 。
液温30℃で処理し、L、 3 m ”/hrの透過水
と67mVhrの濃縮液を得た。得られた透過水をドブ
演法による洗浄水として第1水洗槽に供給し、着色アル
ミニウム材を洗浄した。S終液と前記第1水洗廃液を混
合し、混合液を電解着色槽内に環流させた。なおアルミ
ニウム形材に付着して電解着色槽から汲出された電解着
色液の汲出量は102 LArであフた。
各液の濃度測定結果を褒1に示す。
表  1  (濃度:p声) 次に前述の第1水洗槽を経て来た形材を第2水洗槽でド
ブ演法により水洗した。第2水洗槽では流@3m5/h
rで水洗廃液を抜き出し、強酸性イオン交換樹脂(商品
名アンバーライトlR120B、、オルガノ社製:粒径
α45〜α60mmφ)及び強塩基性陰イオン交換樹脂
(商品名アンバーライトIRA 400 、オルガノ社
製:粒径0羽〜α45 mmφ)を各々別個に塔径40
0mmψ、塔長1,500mmのカラムに充填し、この
順序で空間速度5V=30(1,/hr)で処理し、透
過水を補給水と共に第2水洗檀の水洗水として循環使用
した。その結果を表2に示す。この表に示されるように
、イオン交換樹脂により、ホウ酸が非常(こ効果的に除
去されていることが判る。
表   2     (11度:  ppm)また、電
解着色浴の老化防止策として、着色浴をモルデナイト型
ゼオライト(商品名[−ZERO九二産業社製:粒径α
4〜αOmmφ)を塔径400mmφ、塔長L 500
 mmのカラムに1001充填し、空間速度5V=5(
L/hr)で着色浴を処理した。参考までに゛結果を表
3に示すが、Na、NF−のみが効果的(ご除去されて
いることが判る。
表   3   C8度:’ppm) 実施例 2 CoSO4(煕zk)  30 glL 、 Mg80
.、’7H,030glL 。
ホウ酸30 glLを含葡するコバルト電解着色浴を、
実施例1に記載した逆浸透装置を用い、同一条件で処理
し、第1次洗浄を行なった。6液の濃度は次の表4に示
すとおりであり、逆浸透装置からの透過水は、第1水洗
系列の水洗水として充分使用できるものであった。
表   4   (11度:ppm) さら〔こ、第2次洗浄を実施例1と同様に実施した。こ
の第2次水洗廃液についても実施例1と同様イオン交換
樹脂塔で処理した。結果を次の表5に示す。ホウ酸も効
果的に除去されている。
表   5    (il1度’ppm1
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本プロセス及び、これに続く第2水
洗系列と湯洗工程の実施態様の概略系統図で、第2図は
、同じく他の実施1m様の概略系統図である。 1・・・・溶解槽、      2・・ S解着色槽。 3−・・・被処理材+     4 + 48・・・・
第1水洗槽。 5・・・・安全フィルター、6.6a・・・・逆浸透装
置。 7・・・・混合槽+     8.8a・・り第2水洗
槽。 9・・・・湯洗槽、10・・・・陽イオン交換第11・
・・・陰イオン交換塔、12・・・・老化防止基。 特許出願人  日本軽金属株式会社 代理人 弁理士 松永圭司 第   1   図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ニッケル浴及ヒ/又ハコバルト浴から成る電解着色
    浴で着色されたアルミニウム材の表面に付着した着色浴
    成分の回収法であって、電解着色槽から浴の一部を抜き
    出して逆浸透圧装置にかけ、Six液を上記電解着色槽
    に戻し、一方、透過水を上記着色アルミニウム材の洗浄
    水として使用したのち上記電解着色槽に戻すことを特徴
    とするアルミニウム電解着色排水の有効成分の回収法。
JP20971581A 1981-12-28 1981-12-28 アルミニウム電解着色排水の有効成分の回収法 Granted JPS58113400A (ja)

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