JPS604269B2 - エツチング液の回収方法 - Google Patents

エツチング液の回収方法

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JPS604269B2
JPS604269B2 JP18667382A JP18667382A JPS604269B2 JP S604269 B2 JPS604269 B2 JP S604269B2 JP 18667382 A JP18667382 A JP 18667382A JP 18667382 A JP18667382 A JP 18667382A JP S604269 B2 JPS604269 B2 JP S604269B2
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JP
Japan
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ions
organic solvent
aqueous solution
concentration
iron chloride
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JP18667382A
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JPS5976877A (ja
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彭夫 渡辺
山治 西村
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NISHIMURA WATANABE CHUSHUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
NISHIMURA WATANABE CHUSHUTSU KENKYUSHO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46Regeneration of etching compositions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主としてFeイオン、CIイオンを含む(Co
,Ni,Cu,Mn,Zn,Pb,Sn等の重金属イオ
ンが1種以上含有していてもよい)水溶液から、FeC
13含有エッチング液を回収する方法に関する。
従来から例えば電子回路のエッチング液としてFe3十
濃度240〜280夕/夕、CI濃度350〜400夕
/そのFeC13が利用されているが、その廃液はFe
2十濃度が100〜120夕/そ程度に増加したり、C
u2十濃度:10〜20夕/そ又はNj2十濃度:10
〜25夕/夕に増加して排出されているが、現在それを
中和処理しているのが実状である。
しかし中和に要するアルカリ費用が嵩むことや、含有す
るNi,Co,Zn等の有価金属を回収できない等の欠
点がある。本発明は従来法の欠点を克服するためになさ
れたもので以下の工程からなるものである。
まず、エッチングに使用されたFe2十イオン濃度が増
加したり、Cu,Njイオン等の重金属イオン濃度が増
加した廃液を公知な酸化法であるCI2ガス酸化や電解
酸化法あるいは薬品酸化によりFe3十イオンに変換後
に、中性燐酸ェステル群及びアルキルアミンの群よりな
る群から1種又は2種以上が選択され石油系炭化水素で
希釈された有機溶媒■を接触させて、次式に示すように
該廃液中のFeイオンを鉄塩化物鍔体として有機相へ抽
出する第1工程。
He○〆3十日○Z+2TBPZH日e○24.2TB
P・‐・‐・(1)しAq)(Aq)(〇rg)(〇r
g)Fe〇23十日〇ど十−R3Nこ日3NH.Fe〇
ゼ4・‐‐‐.・・‐‐(2)しAq) しAq)く〇
rg) (〇rg)(式中、TBPはトリブチルホス
フェート、Aqは水相、0rgは有機相をそれぞれ表わ
し、以下同様とする)第1工程からの柚残液は遊離HC
I濃度が低下しているので、カルボン酸の群より1種又
は2種以上が選択され石油系炭化水素で希釈された有機
溶媒曲を接触させることにより、次式に示すように抽残
液中のFeイオンを抽出する第2工程。
Fe*十3K.H之R3Fe+3H+・・−・・・・・
・・・・・・.・・・・・.(3)しAq)(〇rg)
(〇rg)(Aq){3’式の反応が進行するに従い、
水溶液中のH+イオン濃度が増加して抽出が律遠される
ので、抽出工程の中間でCa2十やNa十を添加するこ
とがある他、次の{4}式及び■式に示すように予め有
機溶媒‘BーをCa型、Ni型、Co型等の金属型に変
換したものとして利用することで、H+イオン濃度増加
による抽出反応を律遠する因子を防いでもよい。
Fe3十十・妻R20aZRヱFe+・身。a2十‐‐
・‐‐‐‐‐‐(4)Fe3十十・豪2NにR3Fe+
・亨Ni2十仙・・‐・(5)しAq)(〇rg)(〇
rg) しAq)変換できる金属型とはFe3十イオン
よりも抽出分配比の小さい金属イオン総でを含む。次に
、第1工程からの鉄塩化物鍔体を抽出含有する有機溶媒
凶に水を接触させることにより、次の{6)及び‘71
式に示すように、鉄塩化物銭体を水相に剥離すると共に
、有機溶媒のを再生する第3工程。
日旧eOZ4.2TBP+日2○こ2TBP+日eOZ
3十日02(0rg) (Aq)(0rg) (
Aq).・・.・・1.・・・・・・・...(6)R
3NH.FeOZ4十日20ZR3N+FeOZ3十H
OZ.・‐L7)く〇rg) (Aq)く〇rg)
しAq)再生された有機溶媒■は、再び鉄塩化物鏡
体を抽出するために第1工程へ循環される。
回収されたFeC13十HCI水溶液は、エッチング液
として利用するにはFe3十イオンが不足しているので
、次の第4工程へ導きFe3十イオンの供給を受ける。
第2工程で得られたFe3十イオンを抽出含有する有機
溶媒‘別こ、第3工程で剥離して得られた鉄塩化物錆体
を含む水溶液(FeC13十HCI含有液)を接触させ
ることにより、有機溶媒{B}中のFeイオンを水相に
移行してFeC13の高濃度液を得ると共に、有機溶媒
脚を再生する第4工程。R3Fe+3(Fe〇Z3十日
〇〆)→←3RH+2Fe〇〆3く〇rg) (Aq
) (〇rg)しAq)再生した有機溶媒佃は、F
e3十イオンを抽出するために第2工程へ循環する。
本発明は上記第1工程ないし第4工程の組み合せにより
、エッチング用として再使用できるFeC13含有液を
回収する、経済性ある廃水処理方法を提供するものであ
る。
また、本発明方法はエッチング液のみならず本質的にF
eイオンとCIイオンを含有する水溶液からFeC13
液を回収するものであれば他の用途にも適用可能である
。本発明で使用する抽出剤のうち中性燐酸ェステルは下
記の■〜■に示す化合物である:(式中Rは一般に4〜
14個の炭素原子を含むアルキル基である)。
実施例で示すTBP(トリブチルホスフェート)は上記
風式の群に属し、アルキル基はC4日9である。
本発明で使用するカルボン酸は下記の凶及び{8’の群
に示す化合物である:(式中Rは一般に4〜18個の炭
素原子を含むアルキル基である)。
実施例に示すバーサティツク−10(V−10で表示)
はシェル化学■の商品名で上記風の群に属し、アルキル
基の炭素数が9〜11個のものをいつ。
次に本発明で使用する第1級ないし第3級ァルキルアミ
ンは次の群より選択される:RN比で表わされる第1級
アミン Rは一般に4〜24個の炭素原子を含むアルキル基で、
その代表的なものとして次に示すものがよく用いられる
:C&C(CH3)2CH2C(CH3)2CH2C(
CH3)2CH2C(C比)2CH2C(C比)2NH
2RがHで表わされる第2級ァミンRは一般に4〜24
個の炭素原子を有するアルキル基でその代表的なものと
して、次に示すものが用いられる:R3Nで表わされる
第3級ァミンRは一般に4〜滋個の炭素原子を有するア
ルキル基で代表的なものを示す:(CWC日2CQCH
2CH2C日2CH2CQ)3−N本発明で使用する希
釈剤は芳香族系炭化水素、脂肪族系炭化水素が使用され
る。
またこれらの混合物も当然使用されケロシンの如き雑多
な炭化水素の混合品もよく使用される。有機溶媒中の抽
出剤濃度は2〜90%(容積)である。
必要に応じて改質剤として8〜34個の炭素原子を含む
高級アルコールを添加してもよい。抽出剤濃度は対象と
する水溶液中のFeイオン濃度、全塩素イオン濃度(T
・CI‐濃度)、共存する重金属イオンやアニオンの濃
度、性状によって決定される。本発明で原料となる主と
してFeイオンとCIイオンを含有する水溶液は、必ず
しもエッチング廃酸だけでなく、任意の水溶液が使用で
き、CIイオンが不足している場合別途に添加したもの
を含むものである。
本発明で原料溶液に含有するFe2十イオンを酸化する
方法として、例えば公知の方法であるCI2ガスの吹き
こみによる酸化法、日202の如き薬品添加酸化法及び
電解酸化法の如き電気化学的方法を採用することができ
る。
いずれも対象液のFe2十イオンとFe3十イオンとの
濃度比、共存するアニオンの種類等によって酸化方法が
決定される。なお、この酸化工程は鉄塩化物鍔体抽出工
程の前工程又は後工程のいずれで行なってもよい。以下
に本発明の詳細を添付図に基き具体的に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。第1図は主とし
てFeイオンとCIイオンを含有する任意の水溶液から
エッチングに再使用できる高濃度FeC13含有液を回
収するフローシートを示す。
第1工程ではFeイオンとCIイオンを含有する水溶液
1をHFeC14の抽出工程2へ導き、有機溶媒■3と
接触させることにより該水溶液中のFeイオンを塩化物
錯体として抽出する。
次に第2工程では該水溶液中のH+イオン濃度が低下し
た液に例えばCI2ガス,日202,HN03の添加あ
るいは電気化学的な手法により酸化工程7で含有Feガ
イオンをFe3十イオンに変換した後Fe3十イオン柚
.出工程81こ導き、有機溶媒(B)と接触させ水溶液
中のFe3十イオンを抽出する。第3工程では、第1工
程を出た鉄塩化物鍔体を抽出含有する有機溶媒凶を剥離
工程4へ導き、水と接触させることによりFeC13十
HCI水溶液6と有機溶媒帆を再生する。第4工程では
Fe3十イオンを抽出含有する有機溶媒{BーをFe3
十イオン剥離工程10‘こ導き、第3工程より回収した
FeC13十HCI溶液6と接触させることにより、有
機相よりFe3十イオンを水相に移行せしめて遊離酸含
有量の少し、高濃度FeC13エッチング液11を回収
する。第2図は第1図と同様な処理方法であるが、鉄塩
化物錆体の抽出前の酸化工程7にてCI2ガスや酸化剤
の添加又は電解酸化法を施すと同時に処理原料とするフ
ローシートである。
主として、FeイオンとCIイオンを含有する水溶液1
中のFe2十イオンをFe3十イオンに変換するもので
ある。酸化工程7以降の処理方法は第1図のフローシー
トと同様である。第3図は第1図及び第2図と処理方法
は同様であるが、第1工程で抽出した塩化物錆体と同時
に抽出される恐れのあるZnC13−,日2MOO4あ
るいはHN03等を選択的にスクラビングするためにF
eC13十HCI含有水溶液を用いる工程(洗浄工程1
2)を第2図の処理方法に加えたフローシートである。
第4図は主としてFe3十イオンとCIイオンを含有す
る水溶液より鉄塩化物錯体を有機溶媒凶により抽出する
抽出平衡曲線を示す。
図中、「0[0′は15%TBP含有、−日トは5%T
BP+10%TOA(トリオクチルアミン)をそれぞれ
含有する有機溶媒によるものである。第5図は30%V
−10を70%nーパラフィンで希釈した有機溶媒脚を
使用してFe3十イオンを抽出した時の抽出平衡曲線を
示す。
図中、「0[0′は日1型、IHrはCa型又はNi型
にそれぞれ有機溶媒{B}を変換した場合を示す。以下
に実施例に基き本発明を具体的に説明する。実施例 1 実験にはエッチングに使用され、Fe2十イオンやNi
,Cu等の重金属イオン濃度の増加した次の組成の廃酸
を使用した。
Fe3十 Fe2十 T.○と− Ni ○r
Mn山0孫ZI幻滋Z 4■協Z 歩滋Z 52〆
Z o.5物Z廃酸にCI2ガスを吹きこみFe2十イ
オンを酸化した後抽出実験を行なった。
有機相 水 相 彊機溶媒縞 Fe3十 T.○ム− Fe3十
T.○Z−(1) 18夕/ム 45‐2タノ〃
119.8タノム 157‐9タノム 15%TB
P+85%nーパラフイン(2 2.92ソ々
7.3タノ〃 50‐数ノ乙 94.5タノと
15%TBP+85%n−パラフィン(3)12−7タ
ノム 31‐9夕/ム 699タノム 152‐
5タゾム 5%TBP+10%T〇A■ o.82
ソと 2.0多 20.1タゾと 37
.8タノZ5%TBP+10%TOA15%TBP十8
5%nーパラフィンの有機溶媒凶に抽出された鉄塩化物
錯体の水による剥離実験の剥離平衡曲線を第6図に示す
実施例 2 実験にはFe3十109.49/夕、T・CI‐205
.9夕/そpHI以下のものを使用した。
有機溶媒{B}‘ま30%V−10十70%イソパラフ
インを使用し、Ca型、Ni型、H+型及びこれらの混
合型で実験した。抽出後の水相 有機相Fe3十
pH Fe3十 Ni ○
a 抽出前有機相Ni型 97.1夕/ム
0.6 12.3タゾZ O.06タノム
Ni濃度,7.72タノム0a型
73.6タノと 05 25.8タノと
− <0.0012ノム日十型 107
.4タノム 09 20タノム ー
−日十〆0a型 86.9夕/ム 0.85
22.5タノム <0.001タノZ
浪合比1/3Fe3十含有有機溶媒脳を実施例1で得
られた有機溶媒胸の剥離液(15%TBP+85%n−
パラフィン)により接触実験し、得られた剥離平衡曲線
を第7図に示す。
図中、0−−0はFe3十濃度110夕/夕、T・CI
‐282夕/そ、L−1はFe針濃度130夕/Z、T
・CI‐326夕/その場合をそれぞれ・示す。実施例
3 実施例1で使用したエッチング廃酸にHNQ濃度75夕
/夕になるように68%HN03を添加、更に液温を7
0つ0まで昇温してFe3十イオンに変換後、有機溶媒
凶による抽出実験を行なった。
抽出後の水相 有 機 相 Fe3十 T・0と− 肌03 Fe蔓十 心
0,〆 HN03 有機溶媒の種類(1)101.4タ
ノム 196 タノム 72.3タノと 16.02ノ
ム 40.MゾZ O.3タノム 15%TBP(
2) 63 タノ乙 97.82ゾと 70.1タノ
〃 8.1タノム 20.1タノム 2.22ノム
(3) 45.8タノ〃 74.8タノと 32.3
9〆と 1.62〆と 4.02ソム 38.4タノ
ム 彰15%TBP+85%ィソパラフィンの有
機相のHN03をFe3十120夕/そ、T・CI‐3
01夕/その液と接触させて選択的にスクラビングした
結果を第8図に示す。
第8図からFe2十イオンの酸化にHN03を使用して
も回収液中にはHN03を含有しないことが判る。
【図面の簡単な説明】
第1図はFeイオンとCIイオンを含有する任意の水溶
液から高濃度FeC13含有液を回収するフローシート
図、第2図は第1図の酸化工程を鉄塩化物緒体抽出の前
で行なうフローシート図、第3図は第2図に洗浄工程を
加えたフローシート図、第4図は鉄塩化物錯体の抽出平
衡曲線、第5図はFe3十の抽出平衡曲線、第6図は実
施例1に基づくHFeC14の剥離平衡曲線、第7図は
実施例2に基づくFe3十剥離平衡曲線、第8図は実施
例3に基づくHN03スクラビング平衡曲線を示す図で
ある。 図中、1・・・・・・Feイオン、CIイオン含有液、
2・・・・・・HFeC14抽出工程、3・・・・・・
有機溶媒風、4・・・…HFeC14剥離工程、5……
水、6…・・・FeC13十HCI水溶液、7…・・・
酸化工程、8・・・・・・Fe3十抽出工程、9……有
機溶媒曲、10……Fe財剥離工程、11・・…・回収
エッチング液、12・・・・・・洗浄工程。 崇l図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 本質的にFeイオンとClイオンを含有する水溶液
    より、FeCl_3エツチング液を回収する方法におい
    て、(A)中性燐酸エステルの群及びアルキルアミンの
    群の各群からなる群より1種又は2種以上が選択され石
    油系炭化水素で希釈された有機溶媒(A)を、上記水溶
    液と接触させて鉄塩化物錯体を抽出する第一工程、(B
    )第一工程からの抽残液にカルボン酸の群より1種又は
    2種以上が選択され石油系炭化水素で希釈された有機溶
    媒(B)を接触させて、該抽残液中の鉄イオンを抽出す
    る第2工程、(C)第1工程からの有機溶媒(A)に水
    を接触させて該有機溶媒(A)中の鉄塩化物錯体を水相
    に移行せしめ、有機溶媒(A)を再生する第3工程、(
    D)第2工程からの有機溶媒(B)に第3工程で得られ
    た鉄塩化物錯体を含む水溶液を接触させることにより、
    有機溶媒(B)中のFeイオンを水相に移行すると共に
    有機溶媒(B)を再生する第4工程、からなることを特
    徴とするエツチング液の回収方法。
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