JPS586685B2 - リン酸塩スラツジの処理方法 - Google Patents
リン酸塩スラツジの処理方法Info
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- JPS586685B2 JPS586685B2 JP1869579A JP1869579A JPS586685B2 JP S586685 B2 JPS586685 B2 JP S586685B2 JP 1869579 A JP1869579 A JP 1869579A JP 1869579 A JP1869579 A JP 1869579A JP S586685 B2 JPS586685 B2 JP S586685B2
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- treatment
- acetone
- residue
- sulfite
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/86—Regeneration of coating baths
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属材を化成処理することによって生ずるリン
酸塩スラツジ（以下スラツジと称す）を処理する方法に
関する。
酸塩スラツジ（以下スラツジと称す）を処理する方法に
関する。
鉄鋼や亜鉛メッキ材等の金属表面に塗装する場合、その
塗料の密着性や耐食性を向上させる為にリン酸塩処理が
行なわれている。
塗料の密着性や耐食性を向上させる為にリン酸塩処理が
行なわれている。
この処理を行なうことにより金属表面にリン酸塩皮膜が
形成されて密着性及び耐食性が向上しその目的が達成さ
れるが、処理工程における化成浴中にはリン酸塩皮膜と
ならずに生成されるいわゆるスラツジが蓄積される。
形成されて密着性及び耐食性が向上しその目的が達成さ
れるが、処理工程における化成浴中にはリン酸塩皮膜と
ならずに生成されるいわゆるスラツジが蓄積される。
１例として鉄材にリン酸亜鉛処理を行なう過程を反応式
で表わすと、 第１段階：遊離リン酸による鉄表面のエッチング作用 Ｆｅ＋Ｈ３ＰＯ４→Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２＋Ｈ２＋＋＋
＋・＋＋・＋＋＋＋■第２段階二鉄表面のｐＨ上昇にと
もなうリン酸亜鉛結晶の析出 Ｚｎ（Ｈ２Ｐ０４）２：ＺｎＨＰ０４＋ＨｓＰ０４・・
・・・・・・・■３ＺｎＨＰＯ４：Ｚｎ３（ＰＯ４）２
↓＋Ｈ３Ｐ０４・・・・・・・・・■第３段階：浴中の
２価の鉄イオンの酸化 ２Ｆｅ（Ｈ２Ｐ０４）２＋（０）：２ｐｅＰｏ４↓＋２
Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２０ ・・・・
・・・・・・・・■上記の■及び■式でリン酸亜鉛皮膜
が形成されるがそれらのうち約５０重量％がスラツジと
して沈澱する。
で表わすと、 第１段階：遊離リン酸による鉄表面のエッチング作用 Ｆｅ＋Ｈ３ＰＯ４→Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２＋Ｈ２＋＋＋
＋・＋＋・＋＋＋＋■第２段階二鉄表面のｐＨ上昇にと
もなうリン酸亜鉛結晶の析出 Ｚｎ（Ｈ２Ｐ０４）２：ＺｎＨＰ０４＋ＨｓＰ０４・・
・・・・・・・■３ＺｎＨＰＯ４：Ｚｎ３（ＰＯ４）２
↓＋Ｈ３Ｐ０４・・・・・・・・・■第３段階：浴中の
２価の鉄イオンの酸化 ２Ｆｅ（Ｈ２Ｐ０４）２＋（０）：２ｐｅＰｏ４↓＋２
Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２０ ・・・・
・・・・・・・・■上記の■及び■式でリン酸亜鉛皮膜
が形成されるがそれらのうち約５０重量％がスラツジと
して沈澱する。
このような化成処理により発生するスラツジの処理は、
現実には殆んどが脱水して埋立手段などによる廃棄処分
を行なっている。
現実には殆んどが脱水して埋立手段などによる廃棄処分
を行なっている。
しかしながら、公害対策が更に厳しくなると、現行のよ
うな埋立廃棄処分は将来に問題を残すことになって非常
に難しくなると同時に省資源という面からも好ましくな
い。
うな埋立廃棄処分は将来に問題を残すことになって非常
に難しくなると同時に省資源という面からも好ましくな
い。
このようなスラツジの処理に対し、種々の方法が研究さ
れ提案されている。
れ提案されている。
例えば（イ）セメント固化による方法（特開昭４９−８
３６９２）（０）アルカリ溶解法 （特開昭５０−
１１８９３５ ）（ハ）防錆塗料への利用 （特公昭
４９−１０９７３）（ニ）瓦の釉薬への利用 （特開
昭５３−１８６１２）等が先行技術として提案されてい
る。
３６９２）（０）アルカリ溶解法 （特開昭５０−
１１８９３５ ）（ハ）防錆塗料への利用 （特公昭
４９−１０９７３）（ニ）瓦の釉薬への利用 （特開
昭５３−１８６１２）等が先行技術として提案されてい
る。
しかしながら、（イ）の方法はセメント強度が出ない為
セメント工事用としては役に立たず単なる廃棄処分であ
る。
セメント工事用としては役に立たず単なる廃棄処分であ
る。
従ってこの廃棄処分はそのコストが非常にかＮる。
（０）の方法は多量のアルカリを必要とするばかりでな
く、回収されたリン酸もその品質が低い。
く、回収されたリン酸もその品質が低い。
（ハ）の方法は原料にするための手間が極めて厄介であ
り、又製品の品質、粒度なとも一定にしなければならず
作業が面倒である。
り、又製品の品質、粒度なとも一定にしなければならず
作業が面倒である。
（ニ）の方法は需要が少ない為消化しきれないなど、そ
れぞれの方法において多くの問題がある。
れぞれの方法において多くの問題がある。
これらが実際に殆んど実施されていない最犬の原因は、
やはりその処理の工程にコストが非常に多くか５るため
であり、従って低コストで処理できるか又は処理する過
程で発生する副生成物に利用価値が高ければ、その処理
方法の実施に可能性がある。
やはりその処理の工程にコストが非常に多くか５るため
であり、従って低コストで処理できるか又は処理する過
程で発生する副生成物に利用価値が高ければ、その処理
方法の実施に可能性がある。
前記した金属表面処理におけるリン酸亜鉛処理ラインか
ら出るスラツジの成分比（１２０℃で乾燥したもの）は
おＸよそ次の通りである。
ら出るスラツジの成分比（１２０℃で乾燥したもの）は
おＸよそ次の通りである。
ＰＯ４ ５０重量％
Ｚｎ １０
Ｆｅ ２０
その他 ２０
これら各成分の利用価値、その成分の原料単価と含有量
の積とからみると、ＰＯ４を抽出しそれを原料として再
利用することがコスト面でもつとも有利である。
の積とからみると、ＰＯ４を抽出しそれを原料として再
利用することがコスト面でもつとも有利である。
本発明はこのような実情に基いてなされたものであり、
その目的は処理方法が簡単で安価にできると共に処理さ
れた後に抽出回収されたリン酸の利用度が高いスラツジ
の処理方法を提供しようとするものである。
その目的は処理方法が簡単で安価にできると共に処理さ
れた後に抽出回収されたリン酸の利用度が高いスラツジ
の処理方法を提供しようとするものである。
この目的を達成するためになされた本発明は、鉄鋼及び
亜鉛のリン酸亜鉛処理によって発生するスラツジを亜硫
酸を含むケトンで溶解し、リン酸を抽出して回収するこ
とを特徴とするスラツジの処理方法であって、スラツジ
に対し亜硫酸を含むケトンを化学的に反応させることに
より効果的な処理が望めるのである。
亜鉛のリン酸亜鉛処理によって発生するスラツジを亜硫
酸を含むケトンで溶解し、リン酸を抽出して回収するこ
とを特徴とするスラツジの処理方法であって、スラツジ
に対し亜硫酸を含むケトンを化学的に反応させることに
より効果的な処理が望めるのである。
即ち、本発明はケトンと亜硫酸及び水との結合によって
ヒドロキシスルホン酸が比較的低温度で生成する。
ヒドロキシスルホン酸が比較的低温度で生成する。
１例としてアセトンを使ってできるプロビルヒドロキシ
スルホン酸 はその解離定数がリン酸の一次解離定数より大きいこと
を利用してこれとスラツジとを反応せしめる。
スルホン酸 はその解離定数がリン酸の一次解離定数より大きいこと
を利用してこれとスラツジとを反応せしめる。
使用するケトンはジメチルケトン、メチルエチルケトン
、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、アセチルア
セトンなどであり、炭素数５個以下のケトン類はアセト
ンと同じ効果がある。
、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、アセチルア
セトンなどであり、炭素数５個以下のケトン類はアセト
ンと同じ効果がある。
（但しジメチルケトンが最も安価で沸点も低いので経済
的に有利である）。
的に有利である）。
リン酸亜鉛、リン酸鉄を主成分とするスラツジから遊離
のリン酸、或いは可溶性リン酸塩としてアセトン中に溶
出せしめ、一方亜鉛、鉄、ニッケル、カルシウムなどの
スラツジ中の金属成分を亜硫酸塩として不溶化し分離す
る。
のリン酸、或いは可溶性リン酸塩としてアセトン中に溶
出せしめ、一方亜鉛、鉄、ニッケル、カルシウムなどの
スラツジ中の金属成分を亜硫酸塩として不溶化し分離す
る。
これら可溶化及び析出反応は４０℃以下の低温で進行す
るので非常に経済的である。
るので非常に経済的である。
この処理方法によって消費される亜硫酸量はスラツジ中
の金属成分と亜硫酸塩を形成するに要する理論量でよい
。
の金属成分と亜硫酸塩を形成するに要する理論量でよい
。
即ち、これらの亜硫酸塩を戸別後亜硫酸塩形成に要する
亜硫酸量に比べ過剰に加えられた亜硫酸は、加熱により
ガス化して分離、再利用される。
亜硫酸量に比べ過剰に加えられた亜硫酸は、加熱により
ガス化して分離、再利用される。
Ｅ別後の残留物も同じ処理を行なって再利用される。
抽出反応にあずかるジアルキルヒド口キシメタンスルホ
ン酸は僅かに加熱すると分離してケトンと亜硫酸に解離
する。
ン酸は僅かに加熱すると分離してケトンと亜硫酸に解離
する。
又アセトンは水と共沸混合物を形成しないから残留物、
Ｐ液をアセトンの沸点附近まで加熱すればアセトンは蒸
発し、高い収率で、且つ水で希釈されることなく回収さ
れ再利用に供される。
Ｐ液をアセトンの沸点附近まで加熱すればアセトンは蒸
発し、高い収率で、且つ水で希釈されることなく回収さ
れ再利用に供される。
亜硫酸は亜硫酸ガスを使用するから従来の塩酸を使って
処理する方法と異り、反応系外から系内への水の導入が
ない。
処理する方法と異り、反応系外から系内への水の導入が
ない。
従って抽出された粗リン酸は高濃度の状態で得られ、し
かも使用する亜硫酸はもつとも安価な酸である。
かも使用する亜硫酸はもつとも安価な酸である。
前記した処理工程を添付図面のフローシートに基き詳細
に説明する。
に説明する。
１は反応槽であり、該反応槽内にＦｅ＊Ｚｎ・ＭｎｙＣ
ａ・Ｎ１，ＣｏツＣｌツＰ０４ツＮＯ３などを含むリン
酸塩スラツジ２を入れ、これに後続の沢別工程を容易に
する程度の量即ちスラツジ量に対し３倍乃至１０倍量の
アセトン３、及び上記金属が亜硫酸塩を形成する化学当
量の０．９〜１．５倍相当量の亜硫酸ガス４を導入し、
反応槽１内を４０℃以下の温度に保ち１〜２昼夜反応さ
せる。
ａ・Ｎ１，ＣｏツＣｌツＰ０４ツＮＯ３などを含むリン
酸塩スラツジ２を入れ、これに後続の沢別工程を容易に
する程度の量即ちスラツジ量に対し３倍乃至１０倍量の
アセトン３、及び上記金属が亜硫酸塩を形成する化学当
量の０．９〜１．５倍相当量の亜硫酸ガス４を導入し、
反応槽１内を４０℃以下の温度に保ち１〜２昼夜反応さ
せる。
このように反応させた反応生成物をＰ別王程５により炉
液６とｐ残７とに炉別し、泥残７は再び反応槽１に戻し
アセトン、亜硫酸を加え前記同様に反応させて炉別する
。
液６とｐ残７とに炉別し、泥残７は再び反応槽１に戻し
アセトン、亜硫酸を加え前記同様に反応させて炉別する
。
この繰返しの沖別工程は少なくとも２回程度行った方が
良い。
良い。
このｐ別工程後の沢残７は加熱装置８により最高８０℃
に加熱して、アセトン及び亜硫酸を分離させると、スラ
ツジ中の金属の結晶水をもった亜硫酸塩が残渣９として
得られる。
に加熱して、アセトン及び亜硫酸を分離させると、スラ
ツジ中の金属の結晶水をもった亜硫酸塩が残渣９として
得られる。
前記炉別によって得られた炉液６を集めて加熱装置１０
により加熱し溜出させると溜残として粗リン酸１１が得
られる。
により加熱し溜出させると溜残として粗リン酸１１が得
られる。
溜出によってアセトン３′並びに同時に蒸発する亜硫酸
４′は夫々別々に回収し、これらを再びスラツジ処理に
供するように循環使用される。
４′は夫々別々に回収し、これらを再びスラツジ処理に
供するように循環使用される。
尚、Ｐ残７を加熱した時に溜出するアセトン及び亜硫酸
も同じように回収して再びスラツジ処理に供されるよう
に循環使用される。
も同じように回収して再びスラツジ処理に供されるよう
に循環使用される。
この処理工程で消費されるアセトン及び亜硫酸等の薬剤
は上記金属の亜硫酸塩を形成するに必要な亜硫酸ガスと
僅かにロスされたアセトンだけであり、又その処理工程
においてもＰ別と加熱だけであり、装置が簡単であると
共に消費エネルギーもわずかである。
は上記金属の亜硫酸塩を形成するに必要な亜硫酸ガスと
僅かにロスされたアセトンだけであり、又その処理工程
においてもＰ別と加熱だけであり、装置が簡単であると
共に消費エネルギーもわずかである。
このようにして得られた粗リン酸はわずかのＦｅｓＺｎ
ｓＮａ等が混入しているが、金属表面のリン酸塩処理液
の原料として充分使用に供することができるものである
。
ｓＮａ等が混入しているが、金属表面のリン酸塩処理液
の原料として充分使用に供することができるものである
。
そしてリン酸濃度は原料スラツジのＰＯ４含有量と含水
量の比から定まる。
量の比から定まる。
又スラツジ中のＰＯ４含有量に対するリン酸の回収率は
９５％以上であった。
９５％以上であった。
実施例：
含水率４３％、ＰＯ４３ ５． ２％、Ｚｎ ７．１％
、Ｆｅ１４．４％、ｃｌｏ．ｉ％、Ｎｉ０．１５％、Ｎ
Ｏ３０．０６％のスラツジ１０００ｋｇを内容積５ｍ３
、撹拌器を備えた密閉容器中に入れ、これにアセトン３
０００ｌ、亜硫酸ガス２３５ｋｇを導入した。
、Ｆｅ１４．４％、ｃｌｏ．ｉ％、Ｎｉ０．１５％、Ｎ
Ｏ３０．０６％のスラツジ１０００ｋｇを内容積５ｍ３
、撹拌器を備えた密閉容器中に入れ、これにアセトン３
０００ｌ、亜硫酸ガス２３５ｋｇを導入した。
２０℃にて２昼夜撹拌させた。
加圧沢過によって炉液（Ｉ）２４８０ｋｇ、ｐ残（Ｉ）
１１２０ｋｇを得た。
１１２０ｋｇを得た。
Ｆ残（Ｉ）１１２０ｋｇに再びアセトン１０００ｌ，亜
硫酸ガス２０ｋｇを反応させ、撹拌後１昼夜２０℃で放
置後再び炉別して炉残（■）９７０ｋｇ、ｒ液（■）９
５５ｋｇを得た。
硫酸ガス２０ｋｇを反応させ、撹拌後１昼夜２０℃で放
置後再び炉別して炉残（■）９７０ｋｇ、ｒ液（■）９
５５ｋｇを得た。
Ｐ残（■）を８０℃で２時間加熱して残留物（残渣）５
３７ｋｇを得た。
３７ｋｇを得た。
この中のＰＯ４は４．３％であった。沢液（１）２４８
０ｋｇ、沢液（■）９５５ｋｇの計３４３５ｋｇを蒸留
して溜残６３８ｋｇの粗リン酸を得た。
０ｋｇ、沢液（■）９５５ｋｇの計３４３５ｋｇを蒸留
して溜残６３８ｋｇの粗リン酸を得た。
その組成はＨ３Ｐ０４５２％，ＮａＣｌ１．８％、Ｎａ
Ｎ０３０．９５％、Ｆｅ０．５％、Ｚｎ０．３％であっ
た。
Ｎ０３０．９５％、Ｆｅ０．５％、Ｚｎ０．３％であっ
た。
ｐ残（［）及び炉液（Ｉ）、沢液（■）を加熱、蒸溜し
て３９９３ｌのアセトン及び２５ｋｇの亜硫酸を回収し
た。
て３９９３ｌのアセトン及び２５ｋｇの亜硫酸を回収し
た。
これらは循環再使用に供することができる。
添付図面は本発明の処理方法を実施する工程のフローシ
ートを示す略図である。
ートを示す略図である。
Claims (1)
- １ 鉄鋼及び亜鉛のリン酸塩処理によって発生するスラ
ツジを亜硫酸ガスを含む炭素数５以下のケトンで溶解し
、リン酸を抽出して回収することを特徴とするリン酸塩
スラツジの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1869579A JPS586685B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | リン酸塩スラツジの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1869579A JPS586685B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | リン酸塩スラツジの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55113604A JPS55113604A (en) | 1980-09-02 |
| JPS586685B2 true JPS586685B2 (ja) | 1983-02-05 |
Family
ID=11978754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1869579A Expired JPS586685B2 (ja) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | リン酸塩スラツジの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586685B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023990Y2 (ja) * | 1984-11-13 | 1990-01-30 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2114297A1 (en) * | 1993-01-29 | 1994-07-30 | Tadashi Nishino | Method for dissolving sludge and recovering constituents therefrom |
-
1979
- 1979-02-20 JP JP1869579A patent/JPS586685B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023990Y2 (ja) * | 1984-11-13 | 1990-01-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55113604A (en) | 1980-09-02 |
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