KR100814309B1 - Process for producing ammonium ceriumiv nitrate - Google Patents

Process for producing ammonium ceriumiv nitrate Download PDF

Info

Publication number
KR100814309B1
KR100814309B1 KR1020037016166A KR20037016166A KR100814309B1 KR 100814309 B1 KR100814309 B1 KR 100814309B1 KR 1020037016166 A KR1020037016166 A KR 1020037016166A KR 20037016166 A KR20037016166 A KR 20037016166A KR 100814309 B1 KR100814309 B1 KR 100814309B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cerium
aqueous solution
nitric acid
acidic aqueous
concentration
Prior art date
Application number
KR1020037016166A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040030665A (en
Inventor
이시까와마꼬또
사이또노리유끼
미요시마사루
Original Assignee
미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Publication of KR20040030665A publication Critical patent/KR20040030665A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100814309B1 publication Critical patent/KR100814309B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • 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
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/30Acidic compositions for etching other metallic material

Abstract

본 발명의 과제는, 세륨을 함유하는 용액으로부터 고순도인 세륨 화합물을 단시간에 고수율로 회수하는 방법, 구체적으로는 에칭 폐액 등의 세륨을 함유하는 산성 수용액으로부터 세륨을 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수하는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is a method of recovering a high purity cerium compound from a solution containing cerium in a short time with high yield, specifically, recovering cerium as cerium ammonium nitrate (IV) from an acidic aqueous solution containing cerium such as an etching waste solution. To provide a way.

본 발명은 적어도 3 가 세륨, 4 가 세륨, 암모늄이온, 및 질산을 함유하는 산성 수용액으로부터 질산암모늄세륨(Ⅳ) 를 제조하는 방법으로서, 이 산성 수용액이 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속을 함유하고, 이 산성 수용액 중의 질산 농도를 상승시켜 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을 석출시키는 것을 특징으로 하는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 제조방법이다. The present invention provides a method for producing ammonium cerium nitrate (IV) from an acidic aqueous solution containing at least trivalent cerium, tetravalent cerium, ammonium ions, and nitric acid, wherein the acidic solution has an oxidation potential of 0.7 to 1.6 at pH 2 or less. A method for producing ammonium cerium (IV), which contains a V phosphorus metal and increases the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution to precipitate an ammonium cerium nitrate (IV) crystal.

Description

질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING AMMONIUM CERIUM(IV) NITRATE}Process for producing cerium ammonium nitrate (IV) {PROCESS FOR PRODUCING AMMONIUM CERIUM (IV) NITRATE}

본 발명은 공업적으로 중요하며, 또한 고가인 세륨을, 세륨을 함유하는 수용액으로부터 고순도의 질산암모늄세륨(Ⅳ) (조성식: (NH4)2Ce(NO3)6 ) (이하, 「CAN」으로 약기하기도 함) 으로서 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 반도체장치나 액정표시소자 등의 제조과정에서 사용되는 에칭액의 폐액으로부터 세륨을 회수하는 방법에 관한 것이다. The present invention is industrially important, and expensive cerium nitrate cerium (IV) (formula: (NH 4 ) 2 Ce (NO 3 ) 6 ) is obtained from an aqueous solution containing cerium (hereinafter referred to as "CAN"). To abbreviate). In particular, the present invention relates to a method for recovering cerium from waste liquid of an etchant used in the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device.

수용액 중의 세륨이온은 그 수용액 중에 환원물질이 존재하면 산화가수가 4 가에서 3 가로 변화한다. 세륨의 산화수가 4 가에서 3 가로 환원될 때, 세륨의 산화전위는 산성 영역에서는 타금속과 비교해도 매우 높다. 이것은 많은 금속을 산화시켜 용해 (이온화) 시킬 수 있는 것을 나타내고 있다. 이 특성을 살려 4 가 세륨을 함유하는 수용액은 금속의 에칭제로서 공업적으로 널리 이용되고 있다. 특히, 크롬과 같은 산화전위가 높은 금속의 에칭제로서의 효과가 높아 공업적으로 중요하다. Cerium ions in aqueous solution change from tetravalent to trivalent if the reducing material is present in the aqueous solution. When the oxidation number of cerium is reduced from tetravalent to trivalent, the oxidation potential of cerium is very high in comparison with other metals in the acidic region. This shows that many metals can be oxidized and dissolved (ionized). Taking advantage of this property, an aqueous solution containing tetravalent cerium is widely used industrially as an etchant for metals. In particular, the effect as an etchant of a high oxidation potential metal, such as chromium, is industrially important.

이와 같이, 세륨의 산화 능력을 이용한 에칭액에서는 에칭액에 존재하는 산 이 소비된다. 따라서, 통상 이와 같은 에칭액에는 황산, 질산 및 과염소산 등의 산성 성분이 첨가되어 있다. In this manner, in the etching solution using the oxidation ability of cerium, the acid present in the etching solution is consumed. Therefore, acidic components, such as sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, are added to such etching liquid normally.

세륨은 희토류에 속하고, 원소로서도 지구상에서의 존재비율이 적어 비교적 고가이다. 따라서, 세륨을 함유하는 사용을 마친 에칭액 (에칭 폐액) 으로부터 세륨을 회수ㆍ정제하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 일본 공개특허공보 평11-236217호나 일본 공개특허공보 평11-236632호 등에서는 용액 중의 세륨을 에칭액의 원료인 CAN 으로서 회수하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이들에 기재된 방법에서는 대량의 세륨을 고순도로 회수할 수 있는 반면, 복수의 제조공정을 가지므로 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 또, CAN 의 제조공정 중에 존재하는 알칼리금속 등의 불순물을 제거하기 위해, 이 제조공정 도중에 생기는 침전물 (수산화세륨) 을 순수로 세정하는 공정이 있어 CAN 의 제조공정 전체에서 생기는 폐수량이 많고, 이 배수처리비용 등이 많아지고 또한 주변환경으로의 부하가 크다는 문제도 있었다. Cerium belongs to rare earths and is relatively expensive due to its low abundance on the earth as an element. Therefore, a method of recovering and purifying cerium from an etching solution (etching waste solution) containing cerium containing has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-236217, Japanese Patent Laid-Open No. 11-236632 and the like propose a method of recovering cerium in a solution as CAN as a raw material of an etching solution. However, the method described in these methods has a problem in that a large amount of cerium can be recovered with high purity, but it takes time because it has a plurality of manufacturing processes. In addition, in order to remove impurities such as alkali metals present in the manufacturing process of CAN, there is a process of washing the precipitate (cerium hydroxide) generated during the manufacturing process with pure water, and the amount of waste water generated in the whole CAN manufacturing process is large. There was also a problem that the processing cost is increased and the load on the surrounding environment is large.

일반적으로 질산 수용액 중에서의 CAN 의 용해도는, 질산 농도가 높아질수록 작아지는 것으로 알려져 있다. 이 지견에 기초하면, 세륨과 질산을 함유하는 산성 수용액을 증류 등에 의해 농축하면 용액 중의 질산 농도가 높아지고, 그 결과 CAN 이 정석 (晶析) 되므로 그것을 회수ㆍ정제하면 CAN 을 용이하게 회수할 수 있게 된다. 그러나, 이 방법에서는 4 가 세륨은 CAN 으로서 회수할 수 있지만, 산성 수용액에 대량으로 함유되는 3 가 세륨은 회수할 수 없어 회수율이 충분하지 않다는 문제가 있었다. In general, it is known that the solubility of CAN in aqueous nitric acid solution decreases as the nitric acid concentration increases. Based on this knowledge, if an acidic aqueous solution containing cerium and nitric acid is concentrated by distillation or the like, the concentration of nitric acid in the solution becomes high, and as a result, CAN is crystallized, so that CAN can be easily recovered by recovering and refining it. do. In this method, however, tetravalent cerium can be recovered as CAN, but trivalent cerium contained in a large amount in an acidic aqueous solution cannot be recovered, resulting in insufficient recovery.

발명의 개시Disclosure of the Invention

본 발명자들은 상기 과제를 감안하여, 세륨, 구체적으로는 3 가 세륨 및 4 가 세륨을 함유하는 산성 수용액으로부터 고순도인 세륨을 단시간에 고수율로 회수하는 방법, 구체적으로는 에칭 폐액 등의 세륨을 함유하는 산성 수용액으로부터 세륨을 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정으로서 회수ㆍ정제하는 방법에 관하여 예의 검토를 실시하였다. In view of the above problems, the inventors of the present invention include a method of recovering high purity cerium in a short time and high yield from an acidic aqueous solution containing cerium, specifically, trivalent cerium and tetravalent cerium, specifically, cerium such as an etching waste liquid. The method of recovering and refining cerium as a cerium ammonium nitrate (IV) crystal | crystallization from the acidic aqueous solution which carried out was earnestly examined.

그 결과, 세륨을 함유하는 산성 수용액 중에 특정 산화전위를 갖는 금속이 존재하면, 이 산성 수용액 중의 질산 농도를 높게 함으로써 CAN 결정이 매우 높은 순도로 석출되고, 또한 세륨의 회수율이 높아짐을 발견하여, 본 발명에 도달하였다. As a result, when a metal having a specific oxidation potential is present in the acidic aqueous solution containing cerium, it is found that by increasing the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution, CAN crystals are precipitated with very high purity and the recovery of cerium is increased. The invention has been reached.

즉, 본 발명의 요지는, 적어도 3 가 세륨, 4 가 세륨, 암모늄이온, 및 질산을 함유하는 산성 수용액으로부터 질산암모늄세륨(Ⅳ) 을 제조하는 방법으로서, 이 산성 수용액이 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속을 함유하고, 이 산성 수용액 중의 질산 농도를 상승시켜 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을 석출시키는 것을 특징으로 하는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 제조방법이다. That is, the gist of the present invention is a method for producing ammonium cerium nitrate from an acidic aqueous solution containing at least trivalent cerium, tetravalent cerium, ammonium ions, and nitric acid, wherein the acidic aqueous solution is oxidized at pH 2 or lower. A method of producing ammonium cerium (IV), which contains a metal having a potential of 0.7 to 1.6 V and raises the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution to precipitate cerium ammonium nitrate (IV) crystals.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서 사용되는 세륨을 함유하는 산성 수용액은 적어도 3 가 세륨, 4 가 세륨, 질산, 및 암모늄이온을 함유한다. 바람직하게는 크롬, 니켈, 구리 등 의 에칭에 사용된, 사용을 마친 에칭액, 즉 에칭 폐액, 특히 바람직하게는 크롬을 에칭한 에칭 폐액이 사용된다. 질산암모늄세륨(Ⅳ) 을 함유하는 에칭액으로 금속을 에칭하면 4 가 세륨의 일부가 3 가 세륨이 되므로, 통상 에칭 폐액에는 3 가 세륨과 4 가 세륨이 존재한다. The acidic aqueous solution containing cerium used in the present invention contains at least trivalent cerium, tetravalent cerium, nitric acid, and ammonium ions. Preferably used etchant used for the etching of chromium, nickel, copper or the like, that is, an etching waste liquid, particularly preferably an etching waste liquid in which chromium has been etched. When the metal is etched with an etchant containing cerium ammonium nitrate (IV), part of the tetravalent cerium becomes trivalent cerium. Therefore, trivalent cerium and tetravalent cerium exist in the etching waste liquid.

산성 수용액에 함유되는 세륨은 3 가 세륨, 4 가 세륨 양쪽을 함유하고 있다. 본 발명에 의하면 3 가 세륨도 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수할 수 있다. 세륨원으로는 질산암모늄세륨(Ⅲ), 질산암모늄세륨(Ⅳ), 수산화세륨(Ⅲ), 수산화세륨(Ⅳ) 등을 들 수 있다. Cerium contained in the acidic aqueous solution contains both trivalent cerium and tetravalent cerium. According to the present invention, trivalent cerium can also be recovered as cerium ammonium nitrate (IV). Examples of cerium sources include cerium ammonium nitrate (III), cerium ammonium nitrate (IV), cerium hydroxide (III), cerium hydroxide (IV) and the like.

본 발명에서 산성 수용액 중의 세륨 농도는 임의이다. 일반적으로는 세륨 농도가 높을수록 질산 농도를 상승시켰을 때 석출되는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정의 양이 많고, 산성 수용액의 슬러리 농도가 상승하여 결정회수의 조작성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 세륨 농도가 높을수록 산성 수용액으로부터의 질산암모늄세륨(Ⅳ) 회수율은 상승된다. In the present invention, the cerium concentration in the acidic aqueous solution is arbitrary. In general, the higher the cerium concentration is, the larger the amount of cerium ammonium nitrate (IV) crystals precipitated when the concentration of nitric acid is raised, and the slurry concentration of the acidic aqueous solution increases, which tends to lower the operability of crystal recovery. On the other hand, the higher the cerium concentration, the higher the recovery rate of cerium nitrate (IV) from the acidic aqueous solution.

따라서, 산성 수용액 중의 질산암모늄세륨(Ⅳ) 농도는, 통상 세륨의 중량% 로 0.1 ∼ 15 중량%, 그 중에서도 0.5 ∼ 10 중량%, 특히 1 ∼ 8 중량% 가 바람직하다. Therefore, the concentration of cerium ammonium nitrate (IV) in the acidic aqueous solution is preferably 0.1 to 15% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight, especially 1 to 8% by weight, based on the weight% of cerium.

예컨대 본 발명의 방법을 배치식으로 실시하는 경우, 산성 수용액 중의 세륨 농도가 지나치게 낮으면 다량의 물을 증발시켜 질산 농도를 상승시키게 되어 경제적으로 바람직하지 않다. 반대로 세륨 농도가 지나치게 높으면 슬러리 농도가 증가하여 예컨대 농축조로부터의 CAN 결정 채취나, CAN 결정을 다량으로 함유하는 슬러리의 이송이 어려워지는 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서 산성 수용액 중의 세륨 농도는 1 ∼ 10 중량%, 그 중에서도 1.5 ∼ 4 중량%, 특히 1.8 ∼ 3.8 중량% 로 하는 것이 바람직하다. For example, when the method of the present invention is carried out batchwise, when the cerium concentration in the acidic aqueous solution is too low, a large amount of water is evaporated to raise the nitric acid concentration, which is economically undesirable. On the contrary, when the cerium concentration is too high, the slurry concentration may increase, making it difficult to collect CAN crystals from, for example, a concentration tank, or to transfer a slurry containing a large amount of CAN crystals. Therefore, in the present invention, the cerium concentration in the acidic aqueous solution is preferably 1 to 10% by weight, especially 1.5 to 4% by weight, particularly 1.8 to 3.8% by weight.

또한, 배치식으로 실시할 때에는 질산의 농축을 실시하는 용기 내에서의 산성 수용액의 액면이 대략 일정해지도록 실시하는 것이 바람직하다. 예컨대 산성 수용액으로부터 물을 증발시켜 질산 농도를 상승시킬 때, 수분의 증발에 따라 일시적으로 산성 수용액의 액면이 저하되고 용기벽면에 결정이 석출된다. 이 결정은 크롬 등의 불순물을 농축시켜 결정화시킬 가능성이 있으므로, 이와 같은 결정의 석출은 회피하는 것이 바람직하다. In addition, when performing batchwise, it is preferable to carry out so that the liquid level of the acidic aqueous solution in the container which concentrates nitric acid may become substantially constant. For example, when water is evaporated from an acidic aqueous solution to increase the nitric acid concentration, the liquid level of the acidic aqueous solution is temporarily lowered as the moisture evaporates, and crystals precipitate on the container wall surface. Since this crystal may be crystallized by concentrating impurities such as chromium, it is preferable to avoid precipitation of such a crystal.

한편, 본 발명의 방법을 연속식으로 실시하는 경우에는, 석출된 질산암모늄세륨(Ⅳ) 등을 반응계밖으로 퍼지하므로 반응계 내에서의 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 결정 농도, 즉 슬러리 농도를 거의 일정하게 하여 질산을 농축시킬 수 있다. On the other hand, when the method of the present invention is carried out continuously, the precipitated ammonium cerium (IV) or the like is purged out of the reaction system, so that the crystal concentration of the ammonium cerium nitrate (IV) in the reaction system, that is, the slurry concentration is substantially constant. Nitric acid can be concentrated.

따라서, 본 발명을 연속식으로 실시하는 경우에는, 산성 수용액 중의 세륨 농도는 농축된 고질산 농도의 산성 수용액의 농축온도에서의 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 용해도 하에서 실시하면 된다. 또 퍼지한 산성 수용액에는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정이 함유되어 있으므로, 퍼지한 액을 여과하여, 수득한 용액의 일부를 농축조로 복귀시키는 순환조작방식으로 하여 슬러리 농도를 조정해도 된다. Therefore, in the case of carrying out the present invention continuously, the cerium concentration in the acidic aqueous solution may be carried out under solubility of ammonium cerium nitrate (IV) at the concentration temperature of the acidic aqueous solution of the concentrated high nitric acid concentration. In addition, since the purged acidic aqueous solution contains ammonium cerium nitrate (IV) crystals, the concentration of the slurry may be adjusted in a circulating operation method in which the purged liquid is filtered to return a part of the obtained solution to the concentration tank.

본 발명에서 산성 수용액 중의 질산 농도는 임의이다. 질산 농도는 일반적으로 농도를 상승시키기 전의 산성 수용액에서 5 ∼ 50 중량%, 그 중에서도 5 ∼ 40 중량% 인 것이, 질산 농도를 상승시킬 때의 부하가 작아도 되므로 바람직하다. In the present invention, the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution is arbitrary. Generally nitric acid concentration is 5-50 weight% in acidic aqueous solution before raising a concentration, especially 5-40 weight% is preferable since the load at the time of raising nitric acid concentration may be small.                 

단, 산성 수용액 중의 전체 세륨을 CAN 결정으로서 석출시키기 위해서는 산성 수용액 중에는 세륨에 대해 6 몰배 이상의 질산이 함유되어야 한다. 따라서, 산성 수용액 중의 질산 농도는 세륨에 대해 6 몰배 이상인 것이 바람직하다. However, in order to precipitate all cerium in an acidic aqueous solution as CAN crystals, the acidic aqueous solution should contain at least 6 mol times nitric acid with respect to cerium. Therefore, it is preferable that the nitric acid concentration in acidic aqueous solution is 6 mol times or more with respect to cerium.

산성 수용액은 또한 질산 이외의 산성 성분을 함유하고 있어도 된다. 산성 수용액 중에 함유되는 산성 성분으로는 통상 과염소산, 황산 등을 들 수 있다. 또, 산성 성분으로서 과염소산 등의 폭발분해성이 있는 것을 사용하는 경우에는, 예컨대 산성 수용액 중의 질산 농도를 상승시키기 위해 산성 수용액을 가열하여 농축조작을 실시했을 때, 용기벽에 부착된 과염소산염의 결정이 건조상태가 되면 폭발분해의 위험성이 생긴다. 따라서, 석출 결정의 건조를 방지하는 등의 처치에 의해 폭발분해를 회피하면 된다. The acidic aqueous solution may further contain an acidic component other than nitric acid. Examples of the acidic component contained in the acidic aqueous solution include perchloric acid and sulfuric acid. When an explosive substance such as perchloric acid is used as the acidic component, the crystals of perchlorate adhered to the container wall are dried when the acidic aqueous solution is heated and concentrated to increase the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution, for example. The condition creates a risk of explosion decomposition. Therefore, the explosion decomposition may be avoided by treatment such as preventing drying of the precipitated crystals.

산성 성분의 농도는 임의이지만, 질산 농도를 상승시키기 전의 산성 수용액에서, 앞에 기술한 질산과의 합계 농도로서 통상 5 ∼ 40 중량% 가 되도록 조정하면 된다. 산성 수용액 중의 질산 농도가 높을수록 CAN 의 용해도가 낮으므로, CAN 을 회수하기 위해서는 산성 수용액 중의 질산 농도가 높을수록 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정의 석출량에 상응하는 질산 농도의 상승분이 낮아도 되므로, 산성 수용액을 농축시킬 때의 에너지가 적어도 되므로 효율적이다. Although the concentration of an acidic component is arbitrary, what is necessary is just to adjust so that it may become 5-40 weight% normally as the total concentration with the nitric acid mentioned above in the acidic aqueous solution before raising a nitric acid concentration. The higher the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution, the lower the solubility of CAN. Therefore, in order to recover CAN, the higher the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution, the lower the increase in the nitric acid concentration corresponding to the amount of precipitated cerium ammonium nitrate crystal. Since the energy at the time of concentrating an aqueous solution becomes minimum, it is efficient.

본 발명에서 산성 수용액의 pH 는 통상 pH 2 이하, 바람직하게는 pH 1 이하이다. pH 2 를 초과하면 세륨 4 가와 크롬 6 가와 크롬 3 가가 석출되는 경우가 있다. In the present invention, the pH of the acidic aqueous solution is usually pH 2 or less, preferably pH 1 or less. When pH 2 is exceeded, cerium tetravalent, chromium hexavalent and chromium trivalent may precipitate.

산성 수용액에 함유되는 암모늄이온은, 통상 산성 수용액을 조제할 때의 세 륨원으로서 질산세륨암모늄을 사용함으로써 산성 수용액에 공급된다. 또, 세륨원으로서 질산세륨암모늄 이외의 것을 사용한 경우에는 암모니아원으로서 암모니아수나 질산암모늄 등을 사용하면 된다. Ammonium ion contained in an acidic aqueous solution is normally supplied to an acidic aqueous solution by using cerium ammonium nitrate as a cerium source at the time of preparing an acidic aqueous solution. When a cerium source other than cerium ammonium nitrate is used, ammonia water, ammonium nitrate or the like may be used as the ammonia source.

산성 수용액 중의 암모늄이온 농도는 임의이다. 암모늄이온 농도는 일반적으로는 산성 수용액에 대해 0.1 ∼ 5 중량%, 그 중에서도 0.2 ∼ 1.6 중량% 인 것이 바람직하다. 단, 산성 수용액 중의 전체 세륨을 CAN 으로서 석출시키기 위해서는 산성 수용액 중에는 적어도 세륨에 대해 2 몰배 이상의 암모늄이온이 함유되어야 한다. 따라서, 산성 수용액 중의 암모늄이온 농도는 세륨에 대해 2 몰배 이상인 것이 바람직하지만, 암모늄이온 농도가 지나치게 높으면 질산 농도를 상승시킬 때 질산암모늄 결정이 석출되는 경우가 있으므로, 세륨에 대해 2 ∼ 3 배몰, 그 중에서도 2 ∼ 2.5 배몰 정도가 바람직하다. Ammonium ion concentration in an acidic aqueous solution is arbitrary. In general, the ammonium ion concentration is preferably 0.1 to 5% by weight, particularly 0.2 to 1.6% by weight, based on the acidic aqueous solution. However, in order to precipitate all cerium in an acidic aqueous solution as CAN, at least 2 mol times or more of ammonium ion should be contained in an acidic aqueous solution. Therefore, the ammonium ion concentration in the acidic aqueous solution is preferably 2 mole times or more with respect to cerium. However, when the ammonium ion concentration is too high, ammonium nitrate crystals may precipitate when the nitric acid concentration is increased. Among these, about 2-2.5 times mole is preferable.

산성 수용액의 질산 농도를 상승시키면 CAN 이 석출된다. 이것은 CAN 을 함유하는 산성 수용액의 질산 농도가 높을수록 CAN 의 용해도가 작아지기 때문이다. 질산 농도를 상승시키는 방법은 임의이다. 구체적으로는 예컨대 증류, 감압증류, 스트립핑 등의 방법을 들 수 있고, 그 중에서도 증류, 감압증류, 특히 감압증류에 의해 질산 농도를 상승시키는 것이, 농축조에서의 CAN 의 정석온도를 낮출 수 있으므로 CAN 결정의 불순물 함유량을 저감시킬 수 있어, 순도가 높은 CAN 결정을 회수할 수 있으므로 바람직하다. Increasing the nitric acid concentration of the acidic aqueous solution precipitates CAN. This is because the higher the nitric acid concentration of the acidic aqueous solution containing CAN, the smaller the solubility of CAN. The method of raising nitric acid concentration is arbitrary. Specifically, for example, distillation, distillation under reduced pressure, stripping, and the like can be cited. Among them, raising the nitric acid concentration by distillation, distillation under reduced pressure, especially distillation under reduced pressure, can lower the crystallization temperature of CAN in the concentration tank. It is preferable because the impurity content of the crystal can be reduced and the CAN crystal with high purity can be recovered.

이 때의 증류조건으로는 고순도의 CAN 결정을 얻기 위해서는 증류온도는 낮을수록 바람직하다. 일반적으로는 100℃ 이하, 그 중에서도 70℃ 이하에서 실 시하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 실온 ∼ 100℃, 그 중에서도 40 ∼ 70℃, 특히 45 ∼ 70℃ 인 것이 바람직하다. 증류압력은 통상, 466.6[hPa] (약 350㎜Hg) 이하, 바람직하게는 133.3[hPa] (약 100㎜Hg) 이하, 특히 바람직하게는 40 ∼ 133.3[hPa] (약 30 ∼ 약 100㎜Hg) 이다. 증류압력이 지나치게 낮으면 증발분의 응축 액온은 낮아지고, 통상의 수온에서의 응축이 어려워지는 경우가 있다. 이 경우에는 냉동기 (칠러) 등에 의한 콘덴서 냉각을 실시하면 된다. As distillation conditions at this time, the lower the distillation temperature is preferable in order to obtain high purity CAN crystals. Generally, it is preferable to carry out at 100 degrees C or less, especially 70 degrees C or less. Specifically, it is preferable that they are room temperature-100 degreeC, especially 40-70 degreeC, especially 45-70 degreeC. The distillation pressure is usually 466.6 [hPa] (about 350 mmHg) or less, preferably 133.3 [hPa] (about 100 mmHg) or less, particularly preferably 40 to 133.3 [hPa] (about 30 to about 100 mmHg). ) to be. If the distillation pressure is too low, the condensate liquid temperature of the evaporated content is low, and condensation at normal water temperature may be difficult. In this case, what is necessary is just to perform condenser cooling by a refrigerator (chiller) or the like.

상압증류에서는 통상 증류온도가 100℃ 이상이 되고, CAN 결정의 석출이 100℃ 이상의 고온에서 실시되게 되므로 CAN 결정 중으로의 불순물 유입이 많아질 우려가 있다. 한편, 감압증류에서는 증류온도가 낮아 CAN 결정의 석출이 저온에서 실시되기 때문에, 결정 내부로의 불순물유입이 적어 고순도의 CAN 을 얻기 쉽다. 따라서, 감압증류가 바람직하게 사용된다. In atmospheric distillation, the distillation temperature is usually 100 ° C. or higher, and the precipitation of CAN crystals is performed at a high temperature of 100 ° C. or higher, so that impurities may be increased into the CAN crystals. On the other hand, in vacuum distillation, since the distillation temperature is low, the precipitation of CAN crystal is carried out at low temperature, so that impurities with little impurities are introduced into the crystal and high purity CAN is easily obtained. Therefore, distillation under reduced pressure is preferably used.

질산 농도는 통상 산성 수용액에 대해 50 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상이 되도록 상승시킨다. 예컨대 (감압) 증류 등에 의해 용액을 농축시키는 경우에는 질산과 물의 공비조성 농도 상한 (67%) 까지 질산 농도를 상승시키는 것이 특히 바람직하다. 상승시킨 후의 질산 농도가 지나치게 낮으면 모액 (母液) 에 대한 CAN 결정의 용해도가 높아지므로 세륨의 회수량 및 회수율이 저하된다. The nitric acid concentration is usually raised to at least 50% by weight, preferably at least 60% by weight relative to the acidic aqueous solution. For example, when the solution is concentrated by distillation or the like, it is particularly preferable to increase the nitric acid concentration to the upper limit of the azeotropic concentration of nitric acid and water (67%). When the nitric acid concentration after raising is too low, the solubility of CAN crystal | crystallization in a mother liquid becomes high, and the recovery amount and recovery rate of cerium fall.

증류 등 가온에 의해 질산 농도를 상승시킨 경우, 산성 수용액은 통상 상온까지 냉각되어 온도 강하에 따라 용해시킬 수 없게 된 만큼의 CAN 을 석출시킨다. When the nitric acid concentration is increased by heating such as distillation, the acidic aqueous solution is usually cooled to room temperature, and precipitates CAN as much as it cannot be dissolved due to the temperature drop.

본 발명은 산성 수용액의 질산 농도를 상승시킬 때, 산성 수용액에 pH 2 이 하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속을 함유하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that, when the nitric acid concentration of the acidic aqueous solution is increased, the acidic aqueous solution contains a metal having an oxidation potential of 0.7 to 1.6 V or below pH 2.

pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속으로는, 예컨대 구체적으로는 크롬, 니켈, 코발트 등을 들 수 있고, 바람직하게는 크롬이 사용된다. 크롬의 경우에는 그 가수가 6 가와 3 가 사이에 있어 현저하게 본 발명의 효과가 나타난다. 산성 수용액 중의 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속의 농도는 CAN 을 회수하는 산성 수용액에서의 세륨, 암모늄이온 및 질산 농도 등의 조성에 의해 적절하게 선택하면 된다. As a metal whose oxidation potential in pH 2 or less is 0.7-1.6V, a chromium, nickel, cobalt, etc. can be mentioned specifically, For example, chromium is used preferably. In the case of chromium, the valence is between hexavalent and trivalent, and the effect of the present invention is remarkable. What is necessary is just to select the density | concentration of the metal whose oxidation potential is 0.7-1.6V in pH 2 or less in acidic aqueous solution suitably by composition, such as cerium, ammonium ion, nitric acid concentration, etc. in the acidic aqueous solution which recovers CAN.

일반적으로는 0.3 중량% 이하이면 되고, 산성 수용액으로부터 효율적으로 세륨을 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수하기 위해서는 0.001 중량% 이상, 그 중에서도 0.005 중량% 이상, 나아가서는 0.01 중량% 이상, 특히 바람직하게는 0.05 중량% 이상인 것이 바람직하다. 또 이 금속은 산성 수용액 중에 이온으로서 존재하는 것이 바람직하다. Generally 0.3 wt% or less may be used, and in order to recover cerium as cerium ammonium nitrate efficiently from an acidic aqueous solution, it is 0.001 wt% or more, especially 0.005 wt% or more, Furthermore, 0.01 wt% or more, Especially preferably, It is preferable that it is 0.05 weight% or more. Moreover, it is preferable that this metal exists as an ion in acidic aqueous solution.

예컨대 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속으로서 크롬을 사용할 때, 크롬 농도는 세륨 3 가 농도에 대해 1/2 ∼ 1/10 배몰 농도, 그 중에서도 1/4 ∼ 1/7 배몰 농도, 특히 이 범위내에서 1/6 배몰 농도 근방인 것이 바람직하다. 산성 수용액 중의 크롬 함유량이 지나치게 많으면 크롬이 CAN 결정에 부착되어 순도가 저하되는 경우가 있어 바람직하지 않다. For example, when chromium is used as a metal having an oxidation potential of 0.7 to 1.6 V at a pH of 2 or less, the chromium concentration is 1/2 to 1/10 times the molar concentration, particularly 1/4 to 1/7 times the molar concentration of cerium trivalent. It is preferable that the concentration is in the vicinity of 1/6 times molar concentration, particularly within this range. If the amount of chromium in the acidic aqueous solution is too high, chromium may adhere to the CAN crystals, which may lower the purity, which is undesirable.

본 발명에서 산성 수용액 중에 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속을 함유시키고, 그리고 질산 농도를 상승시킴으로써 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 세륨을 높은 수율로 회수할 수 있다. 이 이유는 다음과 같이 추찰된다. In the present invention, cerium can be recovered in high yield as cerium ammonium nitrate (IV) by containing a metal having an oxidation potential of 0.7 to 1.6 V at pH 2 or less in the acidic aqueous solution, and increasing the nitric acid concentration. This reason is estimated as follows.                 

산성 수용액 중의 질산 농도가 상승하면 CAN 의 용해도가 저하되고, 4 가 세륨이 먼저 CAN 결정으로서 석출된다. 용액 중의 4 가 세륨이 CAN 결정으로서 제거되면 전체 산화전위가 낮아지기 때문에, 반대로 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속이 최고 산화전위를 갖는 이온이 된다. 따라서, 이 금속이온이 산화제로서 작용하여 3 가 세륨을 4 가 세륨으로 산화시킨다. 그리고, 이 금속이온 자체는 환원되어 가수가 낮은 이온이 된다. As the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution increases, the solubility of CAN decreases, and tetravalent cerium precipitates first as CAN crystals. When tetravalent cerium in the solution is removed as a CAN crystal, the total oxidation potential is lowered. On the contrary, a metal having an oxidation potential of 0.7 to 1.6 V at a pH of 2 or less becomes an ion having the highest oxidation potential. Therefore, this metal ion acts as an oxidizing agent to oxidize trivalent cerium to tetravalent cerium. And this metal ion itself is reduced and becomes a low valence ion.

생성된 4 가 세륨은 질산 농도가 높은 산성 수용액 중에서는 용해도가 낮기 때문에 다시 CAN 결정으로서 석출된다. 이와 같이 하여, 본원에서는 종래는 CAN 으로서 회수할 수 없었던 3 가 세륨을 CAN 으로서 석출ㆍ회수할 수 있어 수율이 획기적으로 높아진다. The tetravalent cerium produced is precipitated as CAN crystals again because of its low solubility in acidic aqueous solution with high nitric acid concentration. In this way, in the present application, trivalent cerium, which was conventionally not recovered as CAN, can be precipitated and recovered as CAN, and the yield is dramatically increased.

본 발명은 산화전위가 4 가 세륨 (pH=1 일 때 1.6V) 보다는 낮지만, 3 가 세륨 자체 (pH=1 일 때 0.7V) 보다는 산화전위가 높은 금속을 산성 수용액 중에 함유시킴으로써, pH 2 이하의 산성 수용액에서 3 가 세륨을 4 가 세륨에 효과적으로 산화시킬 수 있음을 발견하고 완성한 것이다. In the present invention, a metal having an oxidation potential lower than tetravalent cerium (1.6 V when pH = 1) but higher than the trivalent cerium itself (0.7 V when pH = 1) is contained in an acidic aqueous solution, thereby providing pH 2 It was found and completed that trivalent cerium can be effectively oxidized to tetravalent cerium in the following acidic aqueous solution.

석출된 CAN 결정은 여과에 의해 모액으로부터 분리된다. 수득한 CAN 결정은 결정에 부착된 모액을 제거하기 위해 통상 고순도 진한 질산으로 세정한다. The precipitated CAN crystals are separated from the mother liquor by filtration. The obtained CAN crystals are usually washed with high purity concentrated nitric acid to remove the mother liquor attached to the crystals.

고순도 질산에 의한 세정 회수를 증가시키면, CAN 결정 표면에 존재하는 불순물을 용출시킬 수 있어 CAN 의 순도를 더욱 상승시킬 있지만 CAN 의 회수량은 감소한다. 회수된 CAN 의 사용목적에 따라 세정 회수는 적절하게 결정된다. 고순도 질산으로는 통상 질산 농도가 60 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상 의 진한 질산을 사용한다. 이 때, 고순도 진한 질산에서의 총 금속불순물 농도는 낮은 것이 바람직하고, 통상 5ppm 이하, 바람직하게는 1ppm 이하의 것을 사용한다. Increasing the number of cleanings by high-purity nitric acid can elute impurities present on the surface of the CAN crystals, further increasing the purity of the CAN, but reducing the recovery of the CAN. The number of cleanings is determined appropriately depending on the purpose of the recovered CAN. As the high purity nitric acid, concentrated nitric acid having a nitric acid concentration of at least 60% by weight, preferably at least 65% by weight is used. At this time, it is preferable that the total metal impurity concentration in high purity concentrated nitric acid is low, and usually 5 ppm or less, Preferably it is 1 ppm or less.

또한, 이와 같은 고순도 진한 질산에 의한 세정 후, 소량의 고순도 묽은 질산으로 CAN 결정을 세정함으로써 보다 순도를 향상시키고, 또한 질산 냄새 등을 억제할 수 있어 바람직하다. 이 때 사용되는 고순도 묽은 질산의 질산 농도는 임의이지만, 일반적으로는 1 ∼ 20 중량% 이며, 그 중에서도 10 중량% 이하, 특히 5 중량% 이하인 것이 바람직하다. 또, 고순도 묽은 질산에서의 총 금속불순물 농도도 낮은 것이 바람직하고, 통상 5ppm 이하, 바람직하게는 1ppm 이하의 것을 사용한다. Furthermore, after washing with such high purity concentrated nitric acid, the CAN crystals are washed with a small amount of high purity dilute nitric acid to improve the purity and suppress the nitrate odor and the like. Although the nitric acid concentration of the high purity dilute nitric acid used at this time is arbitrary, it is generally 1 to 20 weight%, and it is especially preferable that it is 10 weight% or less, especially 5 weight% or less. Moreover, it is preferable that the total metal impurity concentration in high purity dilute nitric acid is also low, and 5 ppm or less normally, Preferably 1 ppm or less is used.

산성 수용액 중의 질산 농도를 상승시켜 CAN 을 석출ㆍ여과한 후의 여과액에는 통상 3 가 세륨 및 미량의 4 가 세륨이 용존하고 있다. Trivalent cerium and trace amounts of tetravalent cerium are usually dissolved in the filtrate after increasing the nitric acid concentration in the acidic aqueous solution to precipitate and filter CAN.

이하에, 산성 수용액으로서 에칭 폐액을 사용한 예에 대해 구체적으로 설명한다. 이 에칭 폐액은 세륨, 암모늄이온, 및 질산을 함유하고, 또한 『pH 2 이하에서 산화전위가 0.7V ∼ 1.6V 사이의 산화전위를 갖는 금속』으로서 크롬을 함유한다. Below, the example which used the etching waste liquid as acidic aqueous solution is demonstrated concretely. This etching waste liquid contains cerium, ammonium ions, and nitric acid, and also contains chromium as "a metal having an oxidation potential of 0.7 V to 1.6 V at a pH of 2 or less."

세륨, 암모늄이온, 및 질산을 함유하는 산성 수용액으로 이루어지는 에칭액으로 금속크롬을 에칭하면, 4 가 세륨에 의해 금속크롬 (0 가) 은 산화되어 6 가 크롬이온이 되고, 산성 용액으로 용출된다. 4 가 세륨은 환원되어 3 가 세륨이 된다. 에칭 종료 후의 에칭액 (에칭 폐액, 즉 산성 수용액) 은 4 가 세륨이온 이 다량으로 존재하는 동안은, 4 가 세륨의 산화전위가 산성 수용액 중에서의 크롬의 산화전위보다 높게 유지되므로, 6 가 크롬이온은 안정되게 산성 수용액 중에 존재할 수 있다. When the metal chromium is etched with an etching solution composed of an acidic aqueous solution containing cerium, ammonium ions, and nitric acid, the metal chromium (zero-valent) is oxidized by tetravalent cerium to form hexavalent chromium ions, and eluted with an acidic solution. Tetravalent cerium is reduced to trivalent cerium. The etching solution (etching waste liquid, ie, acidic aqueous solution) after the completion of etching is, while a large amount of tetravalent cerium ions is present, the oxidation potential of tetravalent cerium is maintained higher than that of chromium in the acidic aqueous solution. It can stably be present in an acidic aqueous solution.

그러나, 예컨대 감압하에서의 농축조작 등으로 질산 농도를 상승시키면, 그 낮은 용해도로 인해 4 가 세륨은 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정이 되어 석출된다. 그러면, 고산화전위를 유지하던 4 가 세륨이 산성 수용액 중에서 감소하므로, 점차 고산화전위를 갖는 6 가 크롬이 지배적이게 된다. 그래서, 6 가 크롬이온이 산화제로서 작용하여 용존하고 있는 3 가 세륨은 산화되어 4 가 세륨이 된다. 이 4 가 세륨은 고질산 농도하에서는 용해도가 낮기 때문에 CAN 으로서 다시 석출된다. 6 가 크롬이 존재함으로써 가수에 관계없이 산성 수용액 중의 세륨을 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 석출하여 제조하고 회수할 수 있는 것이다. However, when the nitric acid concentration is increased by, for example, concentration operation under reduced pressure, tetravalent cerium becomes crystallization of cerium ammonium nitrate (IV) due to its low solubility. Then, since tetravalent cerium which maintained the high oxidation potential decreases in the acidic aqueous solution, hexavalent chromium having a high oxidation potential gradually becomes dominant. Thus, the hexavalent chromium ion acts as an oxidant and the dissolved trivalent cerium is oxidized to become tetravalent cerium. This tetravalent cerium is precipitated again as CAN because of its low solubility under high nitric acid concentration. The presence of hexavalent chromium makes it possible to precipitate, produce and recover cerium in an acidic aqueous solution as cerium ammonium nitrate (IV) regardless of the valence.

질산 농도를 높이는 것에 의한 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정의 석출이 종료된 시점의 산성 수용액 중에는, 소량의 6 가 크롬, 다량의 3 가 크롬, 3 가 세륨, 그리고 미량의 4 가 세륨이 용존하고 있는 것으로 생각된다. A small amount of hexavalent chromium, a large amount of trivalent chromium, trivalent cerium, and a small amount of tetravalent cerium are dissolved in the acidic aqueous solution at the time when the precipitation of ammonium cerium (IV) crystals by increasing the nitric acid concentration is finished. It is thought to be.

CAN 을 제거한 후의 산성 수용액에는, 상기 서술한 바와 같이 3 가 세륨과 미량의 4 가 세륨이 함유되어 있다. 따라서 또한, 이들 세륨을 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수하기 위해서는, CAN 을 제거한 후의 산성 수용액에 과산화수소를 첨가함으로써 CAN 결정으로서 석출시킬 수 있다. 과산화수소는 통상 과산화수소수로 첨가한다. 이 때, 산성 수용액 중에는 pH 2 이하에서의 산화전위가 과산화수소보다 높은 금속이온, 구체적으로는 pH 2 이하에서의 산화전 위가 1.5V 이상인 금속이 실질적으로 존재하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같은 금속이 실질적으로 존재하지 않는 산성 수용액에 과산화수소를 첨가함으로써 CAN 이 석출되는 이유는 명확하지는 않지만, pH 2 이하에서의 산화전위가 과산화수소보다 높은 금속이온이 대량으로 존재하면, 과산화수소는 이 이온에 대해 환원제로서 작용하지만, pH 2 이하에서의 산화전위가 과산화수소보다 높은 금속이온이 실질적으로 존재하지 않는 경우에는, 3 가 세륨이온에 대해 과산화수소가 산화제로서 작용하기 때문으로 추찰된다. The acidic aqueous solution after removing CAN contains trivalent cerium and a trace amount of tetravalent cerium as mentioned above. Therefore, in order to recover these ceriums as cerium ammonium nitrate, it can be precipitated as CAN crystals by adding hydrogen peroxide to the acidic aqueous solution after CAN removal. Hydrogen peroxide is usually added as hydrogen peroxide water. At this time, it is preferable that the acidic aqueous solution is substantially free of metal ions whose oxidation potential at pH 2 or lower is higher than hydrogen peroxide, specifically, metals having an oxidation potential of 1.5 V or higher at pH 2 or lower. The reason why CAN is precipitated by adding hydrogen peroxide to an acidic aqueous solution that is substantially free of such metals is not clear.However, when a large amount of metal ions having an oxidation potential below pH 2 is higher than hydrogen peroxide, hydrogen peroxide is added to this ion. In the case where metal ions having a higher oxidation potential at pH 2 or less than hydrogen peroxide are substantially present, the hydrogen peroxide acts as an oxidizing agent on trivalent cerium ions.

pH 2 이하에서의 산화전위가 1.5V 이상인 금속은, 구체적으로는 pH 2 이하에서의 산화전위가 1.6V 이상인 금속으로, 통상 4 가 세륨, 6 가 망간, 4 가 납 등을 들 수 있다. The metal whose oxidation potential in pH 2 or less is 1.5 V or more is a metal whose oxidation potential in pH 2 or less is 1.6 V or more specifically, tetravalent cerium, hexavalent manganese, tetravalent lead etc. are mentioned.

과산화수소의 첨가량은 통상 4 가 세륨이 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정으로서 석출되고, 용액 중에 남아 있는 3 가 세륨을 4 가 세륨으로 가수를 상승시키는 데에 필요한 양으로, 잔존하는 3 가 세륨의 몰농도에 대해 통상 1/5 배몰 이상, 바람직하게는 1/3 배몰 이상이며, 통상 등몰 이하, 바람직하게는 2/3 배몰 이하이다. 이 범위 중에서도 1/2 배몰 근방이 바람직하다. 또, 산성 수용액 중에 6 가 크롬 등이 존재하는 경우에는 과산화수소의 첨가량은 상기 서술하는 범위보다 적어도 된다. The amount of hydrogen peroxide added is usually an amount necessary for the tetravalent cerium to precipitate as the cerium (IV) nitrate crystal and to raise the valence of the trivalent cerium remaining in the solution to tetravalent cerium. It is 1/5 times mole or more normally, Preferably it is 1/3 times mole or more, and is usually equimolar or less, Preferably it is 2/3 times mole or less. Among these ranges, the vicinity of 1/2 double mole is preferable. Moreover, when hexavalent chromium etc. exist in an acidic aqueous solution, the addition amount of hydrogen peroxide becomes smaller than the range mentioned above.

pH 2 이하에서의 산화전위가 과산화수소보다 높은 금속이 산성 수용액 중에 실질적으로 존재하지 않는 것은, 과산화수소를 산성 수용액에 첨가했을 때 가스 (산소가스) 의 발생이 없는 것으로 확인할 수 있다. 즉, 이와 같은 금속이 존재 하면, 과산화수소가 환원제로서 작용하여 과산화수소 자체는 산화되므로 산소가스가 발생한다. 반대로 과산화수소가 산화제로서 작용하는 경우에는, 과산화수소 자체의 산소는 산화용으로 사용되므로 산소가스는 발생하지 않는다. The fact that the metal whose oxidation potential at pH 2 or less is higher than hydrogen peroxide is not substantially present in the acidic aqueous solution can be confirmed that no gas (oxygen gas) is generated when hydrogen peroxide is added to the acidic aqueous solution. That is, when such a metal is present, hydrogen peroxide acts as a reducing agent and hydrogen peroxide itself is oxidized to generate oxygen gas. On the contrary, when hydrogen peroxide acts as an oxidizing agent, oxygen of hydrogen peroxide itself is used for oxidation, so no oxygen gas is generated.

또, pH 2 이하에서의 산화전위가 과산화수소보다 높은 금속이온이 실질적으로 존재하지 않는다라는 것은, 이들 금속이온의 함유량이 통상 수 10ppm 이하인 상태를 나타낸다. In addition, the fact that the metal ion whose oxidation potential in pH 2 or less is higher than hydrogen peroxide does not exist substantially shows that the content of these metal ions is several ten ppm or less normally.

본 발명의 방법에 의해 수득한 CAN 결정은 고순도이므로, 그대로 상기 서술한 바와 같은 크롬의 에칭액을 조정할 때의 원료로서 사용할 수 있다. Since CAN crystal obtained by the method of this invention is high purity, it can be used as a raw material at the time of adjusting the etching liquid of chromium as mentioned above as it is.

이하에 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예ㆍ비교예에서는 특별한 언급이 없는 한 「%」는 「중량%」를 나타낸다. An Example is shown to the following and this invention is demonstrated to it further more concretely. In addition, in the following Examples and Comparative Examples, "%" represents "weight%" unless there is particular notice.

<세륨의 분석방법><Method of analyzing cerium>

4 가 세륨과 3 가 세륨의 합계량 (토탈 세륨), 6 가 크롬과 3 가 크롬의 합계량 (토탈 크롬) 은 ICP (발광분석) 에 의해 측정하고, 4 가 세륨 산화 환원적정으로 측정하여, 토탈 세륨에서 4 가 세륨을 제하고 3 가 세륨을 산출하였다. 또한, 결정에 대해서는 상법에 의해 수용액을 제조하여, 이것을 분석 샘플로 하였다. The total amount of tetravalent cerium and trivalent cerium (total cerium) and the total amount of hexavalent chromium and trivalent chromium (total chromium) were measured by ICP (luminescence analysis), and measured by tetravalent cerium redox titration, Trivalent cerium was subtracted from to yield trivalent cerium. In addition, about crystal | crystallization, aqueous solution was manufactured by the conventional method, and this was made into the analysis sample.

(실시예 1)(Example 1)

탑정상부로부터의 증류추출 라인에 수냉식 콘덴서를 장착한 1000㎖ 의 유리 제 3 방 콜벤을 사용하여 단증류를 실시하였다. 또한, 수냉식 콘덴서의 후부에는 감압펌프가 장착되어 있어 감압증류가 가능하게 되어 있다. 그리고, 콜벤에는 가마 액온을 측정하기 위한 온도계를 장착하였다. Short distillation was carried out using 1000 ml of glass third chamber colben equipped with a water-cooled condenser in the distillation extraction line from the top of the column. In addition, a pressure reducing pump is attached to the rear portion of the water-cooled condenser to allow for reduced pressure distillation. And Colben was equipped with the thermometer for measuring kiln liquid temperature.

콜벤에, 이하에 나타내는 조성의 크롬에칭 폐액 600g 을 주입하여 감압하에서 53.3[hPa] (40㎜Hg) 으로 가온하였다. 600 g of chromium etching waste liquids having the composition shown below were injected into Colben, and heated to 53.3 [hPa] (40 mmHg) under reduced pressure.

4 가 세륨: 1.96% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 7.67%)Tetravalent cerium: 1.96% (7.67% in terms of cerium ammonium nitrate)

3 가 세륨: 1.00% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 3.48%)Trivalent cerium: 1.00% (3.48% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬: 0.07%Total Chromium: 0.07%

질산: 35%Nitrate: 35%

잔부: 물Balance: water

가마온도 40℃ 에서 증류추출이 시작됨과 동시에, 가마액 중에는 미세한 결정이 석출되고, 또 가마액은 검은 빛을 띠었다. 이 흑색은 3 가 크롬의 생성ㆍ용해에 의한 것으로 추찰된다. 탑정상부로부터 증류추출하여 응축된 액량이 400g 이 될 때까지, 즉 가마액이 200g 이 되어 가마액이 3 배로 농축될 때까지 증류를 실시하였다. 증류 종료시의 가마온도는 약 50℃ 이었다. As distillation extraction started at the kiln temperature of 40 ° C, fine crystals were precipitated in the kiln liquid, and the kiln liquid was dark black. This black color is inferred from the generation and dissolution of trivalent chromium. Distillation was carried out until the amount of the condensed liquid was distilled from the top of the column to 400 g, that is, the cauldron liquid became 200 g and the cauldron liquid was concentrated three times. The kiln temperature at the end of distillation was about 50 ° C.

가마 잔류액이 상온이 될 때까지 방치 냉각한 후, 여과액과 결정으로 여과분리한 결과, 질산과 수분의 합계 함유량 5.9% 의 결정이 60g 얻어졌다. 여과액, 웨트결정 (미세정품) 의 조성을 상기 방법으로 분석하였다. 이 웨트결정 (미세정품) 에서의 조성은 이하와 같았다. After leaving the kiln to stand at room temperature and cooling, the filtrate was separated by filtrate and crystals. As a result, 60 g of a crystal having a total content of 5.9% of nitric acid and water was obtained. The composition of the filtrate and the wet crystals (fines) were analyzed by the above method. The composition in this wet crystal (fine product) was as follows.

4 가 세륨 농도: 21.78% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 85.17%) Tetravalent cerium concentration: 21.78% (85.17% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))                 

3 가 세륨 농도: 2.56% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 8.88%)Trivalent cerium concentration: 2.56% (8.88% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬 농도: 0.05%Total Chromium Concentration: 0.05%

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

여과액의 토탈 세륨 농도는 2.66%, 토탈 크롬 농도는 0.26%, 잔부는 물, 질산, 금속불순물 등이었다. 또한, 여과액 중 크롬의 대부분이 3 가 크롬이며, 여과액 중에 용해되어 있었다. The total cerium concentration of the filtrate was 2.66%, the total chromium concentration was 0.26%, and the balance was water, nitric acid, and metallic impurities. In addition, the majority of chromium in the filtrate was trivalent chromium and dissolved in the filtrate.

이어서, 결정에 부착된 모액을 제거하기 위해, 이 결정과 동 중량의 농도 69.5% 의 고순도 진한 질산 (총 불순물 금속량 1ppm 이하) 을 사용하여 현탁 세정, 여과하여 52.5g 의 결정 (1 회 세정품) 을 얻었다. Subsequently, in order to remove the mother liquor attached to the crystals, 52.5 g of crystals (one-time cleaning product) were suspended and washed with high purity concentrated nitric acid (total amount of impurity metal of 1 ppm or less) of 69.5% of this crystal and the same weight. )

수득한 웨트결정 (1 회 세정품) 에서의 조성은 이하와 같으며, 3 가 세륨은 공정 (共晶) 되어 있지 않음이 확인되었다. The composition in the obtained wet crystal (one time wash | cleaned product) was as follows, and it was confirmed that trivalent cerium is not process.

4 가 세륨: 24.06% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 94.11%)Tetravalent cerium: 24.06% (94.11% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨: 0% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 0%)Trivalent cerium: 0% (0% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬: 0.007%Total Chromium: 0.007%

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

토탈 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 71.1% 이었다. The recovery rate of total cerium was 71.1% by the following equation.

[(52.5g ×(0.2406+0))/(600g ×(0.0196+0.0100))] ×100=71.1%[(52.5g × (0.2406 + 0)) / (600g × (0.0196 + 0.0100))] × 100 = 71.1%

또 주입액 중의 4 가 세륨에 대한 4 가 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 107.4% 이었다. Moreover, the recovery rate of tetravalent cerium with respect to tetravalent cerium in injection liquid was 107.4% by the following formula | equation.

[(52.5g ×0.2406)/(600g ×0.0196)] ×100=107.4% [(52.5g × 0.2406) / (600g × 0.0196)] × 100 = 107.4%                 

이것은 폐액 중에 존재하던 4 가 세륨에 추가하여, 3 가 세륨으로 존재하던 세륨의 일부도 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수되고 있는 것을 나타낸다. This indicates that in addition to tetravalent cerium present in the waste liquid, part of the cerium present as trivalent cerium was also recovered as cerium ammonium nitrate (IV).

또한, 이 결정 (1 회 세정품) 을 결정과 동 중량의 농도 69.5% 의 질산 (총 불순물 금속량 1ppm 이하) 을 사용하여 세정을 3 회 반복하고, 합계 4 회 세정하여 수득한 웨트결정 (4 회 세정품) 은 크롬, 철 등의 금속불순물 함유량이 1ppm 이하의 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정이며, 그 수량은 30g 이었다. 또, 이 웨트결정에서의 조성은 이하와 같으며, 3 가 세륨은 공정되어 있지 않고, 또한 크롬이 거의 함유되어 있지 않음이 확인되었다. Furthermore, the wet crystal obtained by washing this crystal | crystallization (once washing | cleaning product) three times using crystal | crystallization and nitric acid (total amount of impurity metals of 1 ppm or less) of the same weight concentration 69.5%, wash | cleaned four times in total (4 Ash cleaning product) was an ammonium cerium nitrate (IV) crystal having a content of 1 ppm or less of metal impurities such as chromium and iron, and the amount thereof was 30 g. Moreover, the composition in this wet crystal was as follows, and it was confirmed that trivalent cerium is not processed and almost no chromium is contained.

4 가 세륨: 24.10% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 94.29%)Tetravalent cerium: 24.10% (94.29% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨: 0% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 0%)Trivalent cerium: 0% (0% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬: 0.0001% 이하Total chromium: 0.0001% or less

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

이 시점에서의 4 가 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 61.5% 이었다. The recovery rate of tetravalent cerium at this point was 61.5% by the following equation.

[(30g ×0.241)/(600g ×0.0196)] ×100=61.5%[(30g × 0.241) / (600g × 0.0196)] × 100 = 61.5%

또 토탈 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 40.7% 이었다. Moreover, the recovery rate of total cerium was 40.7% by the following formula.

[(30g ×(0.241+0))/(600g ×(0.0196+0.0100))] ×100=40.7%[(30g × (0.241 + 0)) / (600g × (0.0196 + 0.0100))] × 100 = 40.7%

증류 개시부터 4 회 세정 종료까지의 소요 일수는 1 일이었다. 또 4 회 세정에 의한 크롬의 제거율은 99.9% 이었다. The number of days from the start of distillation to the end of the four washes was one day. Moreover, the removal rate of chromium by 4 washes was 99.9%.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1 에서 감압증류를 상압증류로 변경한 것 이외는, 실시예 1 과 동일 하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was repeated except that the reduced pressure distillation was changed to atmospheric distillation.

가마액 온도 110℃ 에서 비등이 시작되어 증류 종료시의 가마액 온도는 약 118℃ 이었다. 수득한 웨트결정 (미세정품) 은 60g 이었다. 이 웨트결정 (미세정품) 에서의 조성은 이하와 같았다. Boiling started at the kiln liquid temperature of 110 degreeC, and the kiln liquid temperature at the end of distillation was about 118 degreeC. The obtained wet crystal (fine product) was 60 g. The composition in this wet crystal (fine product) was as follows.

4 가 세륨: 18.66% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 73.00%)Tetravalent cerium: 18.66% (73.00% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨: 5.48% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 19.00%)Trivalent cerium: 5.48% (19.00% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬: 0.09% Total Chromium: 0.09%

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

토탈 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 81.6% 이었다. The recovery rate of total cerium was 81.6% by the following equation.

[(60g ×(0.1866+0.0548))/(600g ×(0.0196+0.01))] ×100=81.6%[(60 g × (0.1866 + 0.0548)) / (600 g × (0.0196 + 0.01))] × 100 = 81.6%

또 주입액 중의 4 가 세륨에 대한 4 가 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 95.2% 이었다. Moreover, the recovery rate of tetravalent cerium with respect to tetravalent cerium in injection liquid was 95.2% by the following formula | equation.

[(60g ×0.1866)/(600g ×0.0196)] ×100=95.2%[(60g × 0.1866) / (600g × 0.0196)] × 100 = 95.2%

또 이 웨트결정 (미세정품) 을 실시예 1 과 동일하게 질산 농도 69.5% 의 고순도 진한 질산으로 1 회 세정하였다. In addition, this wet crystal (fine product) was washed once with high purity concentrated nitric acid having a nitric acid concentration of 69.5% in the same manner as in Example 1.

수득한 웨트결정 (1 회 세정품) 은 52g 이었다. 또 그 조성은 이하와 같았다. The obtained wet crystal (one time wash product) was 52 g. Moreover, the composition was as follows.

4 가 세륨: 20.12% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 78.76%)Tetravalent cerium: 20.12% (78.76% in terms of cerium ammonium nitrate)

3 가 세륨: 3.81% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 13.21%)Trivalent cerium: 3.81% (13.21% in terms of cerium (III) ammonium nitrate)

토탈 크롬: 0.02% Total Chromium: 0.02%                 

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

토탈 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 70.0% 이었다. The recovery rate of total cerium was 70.0% by the following formula.

[(52g ×(0.2012+0.0381))/(600g ×(0.0196+0.01))] ×100=70.0%[(52g × (0.2012 + 0.0381)) / (600g × (0.0196 + 0.01))] × 100 = 70.0%

또 주입액 중의 4 가 세륨에 대한 4 가 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 89.0% 이었다. Moreover, the recovery rate of tetravalent cerium with respect to tetravalent cerium in an injection liquid was 89.0% by the following formula | equation.

[(52g ×0.2012)/(600g ×0.0196)] ×100=89.0%[(52g × 0.2012) / (600g × 0.0196)] × 100 = 89.0%

상압에서 증류를 실시하면, 고온에서 결정 석출이 일어나기 때문에 질산암모늄세륨(Ⅲ) 결정이 공정 석출되어, 실시예 1 에 비해 세륨 4 가의 수량이 낮아진 것으로 추찰된다. When distillation is carried out at atmospheric pressure, crystal precipitation occurs at high temperature, and thus, it is estimated that cerium nitrate (III) nitrate crystals are precipitated in steps, resulting in a lower cerium tetravalent amount than in Example 1.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1 에서 크롬에칭 폐액 대신에 크롬을 함유하지 않는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 및 (Ⅲ) 을 함유하는 하기 조성의 수용액 600g 을 사용한 것 이외는, 실시예 1 과 동일하게 실험을 실시하였다. The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that 600 g of an aqueous solution having the following composition containing cerium ammonium nitrate (IV) and (III) not containing chromium instead of the chromium etching waste solution was used.

4 가 세륨: 3% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 11.74%)Tetravalent cerium: 3% (11.74% in terms of cerium ammonium nitrate)

3 가 세륨: 1% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 3.48%)Trivalent cerium: 1% (3.48% in terms of cerium ammonium nitrate)

질산: 35% Nitrate: 35%

잔부: 물Balance: water

석출된 결정을 실시예 1 과 동일하게 분석하였다. 또한, 크롬 등을 함유하고 있지 않기 때문에 질산세정은 실시하지 않았다. The precipitated crystals were analyzed in the same manner as in Example 1. In addition, since it does not contain chromium etc., nitrate washing was not performed.

수득한 웨트결정 (미세정품) 은 71.3g 이었다. 또 그 조성은 이하와 같 았다. The obtained wet crystal (fine product) was 71.3 g. The composition was as follows.

4 가 세륨: 24.25% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 94.88%)Tetravalent cerium: 24.25% (94.88% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨: 0.0008% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 0%)Trivalent cerium: 0.0008% (0% in terms of cerium ammonium nitrate)

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

토탈 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 72.0% 이었다. The recovery rate of total cerium was 72.0% by the following formula.

[(71.3g ×0.2425)/(600g ×(0.03+0.01))] ×100=72.0%[(71.3g × 0.2425) / (600g × (0.03 + 0.01))] × 100 = 72.0%

또 주입액 중의 4 가 세륨에 대한 4 가 세륨의 회수율은, 이하의 식에 의해 96.1% 이었다. Moreover, the recovery rate of tetravalent cerium with respect to tetravalent cerium in injection liquid was 96.1% by the following formula | equation.

[(71.3g ×0.2425)/(600g ×0.03)] ×100=96.1%[(71.3g × 0.2425) / (600g × 0.03)] × 100 = 96.1%

이 결과에서, 회수된 4 가 세륨의 양은 세륨함유 용액 중에 있는 4 가 세륨보다 증가하고 있지 않아, 본 발명과 같이 3 가 세륨을 4 가로 하여 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 수량의 증가를 도모할 수 없었음을 알 수 있었다. As a result, the amount of the tetravalent cerium recovered is not increasing than that of the tetravalent cerium in the cerium-containing solution, so that the amount of cerium nitrate (IV) can be increased across the trivalent cerium as in the present invention. I could see that there was no.

이상의 결과를 정리하면 다음 표와 같다. The above results are summarized in the following table.

토탈 Ce 회수율 (중량%)Total Ce Recovery (wt%) 4 가 세륨 회수율 (중량%)Tetravalent Cerium Recovery (wt%) 실시예1Example 1 감압계Pressure gauge 0 회 세정0 washes 82.082.0 111111 1 회 세정1 time cleaning 71.171.1 107107 4 회 세정4 washes 40.740.7 61.461.4 실시예2Example 2 상압계Atmospheric pressure gauge 0 회 세정0 washes 81.681.6 95.295.2 1 회 세정1 time cleaning 7070 8989 비교예1Comparative Example 1 감압계Pressure gauge 0 회 세정0 washes 7272 9696

(실시예 3)(Example 3)

탑정상부로부터의 증류추출 라인에 라이닝제 수냉식 콘덴서를 장착한 500L 의 유리 라이닝조 (교반기 및 재킷이 부착됨) 를 사용하여 단증류를 실시하였다. 또한, 유리 라이닝제 수냉식 콘덴서의 후부에는 수봉식 감압펌프가 장착되어 있어 감압증류가 가능하게 되어 있다. Short distillation was carried out using a 500L glass lining tank (with a stirrer and jacket attached) fitted with a water-cooled condenser made of a lining in the distillation extraction line from the top of the tower. Further, a water-sealed pressure reducing pump is attached to the rear portion of the glass-lined water-cooled condenser, so that reduced-pressure distillation is possible.

유리 라이닝조에는 가마의 내액온도 및 재킷온도를 측정하기 위한 온도센서, 및 가마의 내압을 측정 및 컨트롤하기 위한 압력센서가 장착되어 있다. The glass lining tank is equipped with a temperature sensor for measuring the liquid temperature and the jacket temperature of the kiln, and a pressure sensor for measuring and controlling the internal pressure of the kiln.

유리 라이닝조에, 이하에 나타내는 조성의 크롬에칭 폐액 400㎏ (약 388L) 을 주입하여 감압하에서 53.3[hPs] (40㎜Hg), 재킷내 온도를 70℃ 로 하여 가온하였다. 400 kg (about 388 L) of chromium etching waste liquid of the composition shown below was inject | poured into the glass lining tank, and it heated at 53.3 [hPs] (40 mmHg) and the temperature in a jacket at 70 degreeC under reduced pressure.

4 가 세륨 농도: 2.16% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 8.45%)Tetravalent cerium concentration: 2.16% (8.45% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨 농도: 1.54% (질산암모늄세륨(Ⅲ) 환산으로 5.36%)Trivalent cerium concentration: 1.54% (5.36% in terms of cerium ammonium nitrate)

토탈 크롬 농도: 0.10%Total Chromium Concentration: 0.10%

질산: 14%Nitrate: 14%

잔부: 물Balance: water

가마내 온도 약 40℃ 에서 증류추출이 시작되어 탑정상부로부터의 증류추출속도와 거의 동 용량의 상기 크롬에칭 폐액을 연속적으로 유리 라이닝조 (이하, 간략하게 「가마」라고도 함) 에 공급하여 가마내 액면이 거의 일정해지도록 계속 증류시켰다. 그리고 응축하여 얻어지는 액량이 800㎏ 이 될 때까지 증류시켰다. 즉, 증류 종료시의 가마내 잔류액은 400㎏ 이며, 가마내 크롬에칭 폐액은 3 배로 농축되게 된 (1200㎏ 의 크롬에칭 폐액을 400㎏ 까지 농축함) 증류 종료시의 가마내 온도는 약 50℃ 이었다. Distillation extraction is started at a temperature of about 40 DEG C in the kiln, and the chromium etching waste liquid having the same capacity as the distillation extraction rate from the top of the column is continuously supplied to a glass lining tank (hereinafter, simply referred to as a "kiln"). Distillation was continued to keep the liquid level almost constant. And it distilled until the liquid volume obtained by condensation became 800 kg. That is, the residual liquid in the kiln at the end of distillation was 400 kg, and the chromium etching waste liquid in the kiln was tripled (concentrated 1200 kg of chromium etching waste liquid to 400 kg). .                 

가마내 압력을 대기압으로 복귀시킨 후, 재킷내에 물을 통과시켜 가마내 온도가 상온이 될 때까지 냉각시켰다. 이어서, 불소수지 라이닝된 원심분리기를 사용하여 가마내 농축액을 결정과 여과액으로 분리하였다. 이 수득한 웨트결정 (미세정품) 은 106.6㎏ 이며, 조성은 이하와 같았다. After returning the pressure in the kiln to atmospheric pressure, water was allowed to pass through the jacket, and cooled until the temperature in the kiln became a room temperature. Subsequently, the concentrate in the kiln was separated into crystal and filtrate using a fluororesin lined centrifuge. This obtained wet crystal (fine product) was 106.6 kg, and the composition was as follows.

4 가 세륨 농도: 25.1% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 98.20%)Tetravalent cerium concentration: 25.1% (98.20% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨 농도: 0%Trivalent Cerium Concentration: 0%

토탈 크롬 농도: 0.012%Total Chromium Concentration: 0.012%

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

또, 분리된 여과액 중의 토탈 세륨 농도는 5.7%, 토탈 크롬 농도는 0.39%, 잔부는 물, 질산, 금속불순물 등이었다. The total cerium concentration in the separated filtrate was 5.7%, the total chromium concentration was 0.39%, and the balance was water, nitric acid, metallic impurities, and the like.

이어서 결정을, 결정과 동 중량의 농도 69.5% 의 고순도 진한 질산 (총 불순물 금속 농도 1ppm 이하) 을 사용하여 세정하였다. 이 세정은 원심분리기 내를 회전시킨 상태에서 원심분리기 내의 결정층에 연속 공급함으로써 실시하였다. The crystals were then washed using crystals and high purity concentrated nitric acid (total impurity metal concentration of 1 ppm or less) with a concentration of 69.5% of the same weight. This washing was performed by continuously supplying the crystal layer in the centrifuge while rotating the inside of the centrifuge.

이 세정방법을 4 회 실시하여 수득한 웨트결정 (4 회 세정품) 의 중량은 79.3㎏ 이었다. 또 결정조성은 이하와 같았다. 이 결과에서, 이 결정 (4 회 세정품) 에는 3 가 세륨 및 크롬이 제거된 매우 순도가 높은 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정임을 알 수 있었다. The weight of the wet crystal (four times washed product) obtained by carrying out this washing method four times was 79.3 kg. The crystal composition was as follows. As a result, it was found that this crystal (four times cleansing product) was a very high purity ammonium cerium (IV) crystal in which trivalent cerium and chromium were removed.

4 가 세륨: 25.1% (질산암모늄세륨(Ⅳ) 환산으로 98.2%)Tetravalent cerium: 25.1% (98.2% in terms of cerium ammonium nitrate (IV))

3 가 세륨: 0%Trivalent Cerium: 0%

토탈 크롬: 0.0001% 이하 Total chromium: 0.0001% or less                 

잔부: 질산 수용액Balance: aqueous nitric acid solution

이 실시예에서 웨트결정 (4 회 세정품) 에서의 세륨의 회수율을 실시예 1 과 동일하게 구하였다. In this example, the recovery rate of cerium in the wet crystal (four times washed product) was determined in the same manner as in Example 1.

토탈 세륨의 회수율=44.8% ((79.3 ×0.251)/(1200 ×0.037) ×100)Total Cerium Recovery = 44.8% ((79.3 × 0.251) / (1200 × 0.037) × 100)

4 가 세륨의 회수율=76.8% ((79.3 ×0.251)/(1200 ×0.0216) ×100)Recovery of tetravalent cerium = 76.8% ((79.3 × 0.251) / (1200 × 0.0216) × 100)

또한, 미세정의 웨트결정을 고순도 진한 질산으로 세정했을 때 얻어지는 진한 질산세정여과액은 농축원료로서 가마로 복귀됨으로써 더욱 효율적으로 세륨을 회수할 수 있다. In addition, the concentrated nitric acid filtrate obtained when the fine crystal wet crystal is washed with high purity concentrated nitric acid is returned to the kiln as a concentrated raw material, whereby cerium can be recovered more efficiently.

본 발명을 상세하게 또 특정 실시양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어서 명확하다. While the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to one skilled in the art that various changes and modifications can be made therein without departing from the spirit and scope thereof.

본 출원은 2001 년 6 월 11 일 출원한 일본 특허출원 2001-175181호에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참고로 삽입된다. This application is based on the JP Patent application 2001-175181 of an application on June 11, 2001, The content is taken in here as a reference.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 나타낸다. According to this invention, the following effects are exhibited.

(1) 높은 회수율로 세륨을 회수할 수 있다. (1) Cerium can be recovered at a high recovery rate.

(2) 세륨을 에칭액의 원료 등으로 유용한 질산암모늄세륨(Ⅳ) 으로서 회수할 수 있다. (2) Cerium can be recovered as cerium ammonium nitrate (IV), which is useful as a raw material for etching liquid.

(3) 크롬을 에칭한 에칭 폐액은 독물인 6 가 크롬을 함유하고 있다. 통상, 6 가 크롬을 함유하는 폐액에는 환원제를 첨가하여 6 가 크롬을 독성이 낮은 3 가 크롬으로 환원한 후, 처리되고 있다. 본 발명의 산성 용액으로서 크롬에칭 폐액을 사용하면, 이 산성 수용액 중의 6 가 크롬의 대부분이 3 가 크롬으로 환원되므로, 폐액처리시에 사용하는 환원제의 사용량이 적어져 폐액처리를 저비용으로 실시할 수 있다. (3) The etching waste liquid which etched chromium contains hexavalent chromium which is a poison. Usually, the waste liquid containing hexavalent chromium is processed after reducing hexavalent chromium to trivalent chromium with low toxicity by adding a reducing agent. When the chromium etching waste solution is used as the acid solution of the present invention, since most of the hexavalent chromium in the acidic aqueous solution is reduced to trivalent chromium, the amount of the reducing agent used at the time of the waste liquid treatment is reduced, and the waste liquid treatment can be carried out at low cost. have.

(4) 중간 생성물인 수산화세륨을 생성시키지 않으므로 수산화세륨의 세정공정이 불필요해지고, 폐수처리량이 적어져 프로세스 전체적으로서의 제조비용의 저감, 환경 부하의 저감을 도모할 수 있다. (4) Since cerium hydroxide as an intermediate product is not produced, the washing process of cerium hydroxide is unnecessary, and the amount of wastewater treatment is reduced, so that the manufacturing cost of the whole process and the environmental load can be reduced.

(5) 종래법과 비교하여 공정이 간략화되어 단시간에 회수를 완료할 수 있다. (5) Compared with the conventional method, the process can be simplified and the recovery can be completed in a short time.

Claims (16)

적어도 3 가 세륨, 4 가 세륨, 암모늄이온, 및 질산을 함유하는 산성 수용액으로부터 질산암모늄세륨(Ⅳ) 를 제조하는 방법으로서, 이 산성 수용액이 pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속을 함유하고, 이 산성 수용액 중의 질산 농도를 상승시켜 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을 석출시키는 것을 특징으로 하는 질산암모늄세륨(Ⅳ) 의 제조방법.A method for producing ammonium cerium nitrate from an acidic aqueous solution containing at least trivalent cerium, tetravalent cerium, ammonium ions, and nitric acid, wherein the acidic aqueous solution has a oxidation potential of 0.7 to 1.6 V at a pH of 2 or less. And increasing the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution to precipitate cerium ammonium nitrate (IV) crystals. 제 1 항에 있어서, 산성 수용액 중에서의 암모늄이온 함유량이 세륨 농도의 2 몰배 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the ammonium ion content in the acidic aqueous solution is at least 2 mol times the cerium concentration. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산성 수용액 중의 질산 농도를 50 중량% 이상으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution is raised to 50% by weight or more. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가로 질산 이외의 산성 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The production method according to claim 1 or 2, further comprising an acidic component other than nitric acid. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 제조방법에 의해 수득한 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을, 질산 농도 60 중량% 이상, 총 금속불순물 함유량이 1ppm 이하인 진한 질산 수용액으로 세정하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method for producing ammonium cerium nitrate (IV) crystals obtained by the process according to claim 1 or 2, which is washed with a concentrated aqueous solution of nitric acid having a nitric acid concentration of 60% by weight or more and a total metal impurity content of 1 ppm or less. . 제 5 항에 있어서, 진한 질산 수용액에 의한 세정 후, 다시 질산 농도가 10 중량% 이하인 묽은 질산 수용액으로 세정하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 5, wherein after washing with a concentrated nitric acid solution, the nitric acid concentration is further washed with a dilute nitric acid solution of 10 wt% or less. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, pH 2 이하에서의 산화전위가 0.7 ∼ 1.6V 인 금속이 6 가 크롬인 것을 특징으로 하는 제조방법.The production method according to claim 1 or 2, wherein the metal having an oxidation potential of 0.7 to 1.6 V at a pH of 2 or less is hexavalent chromium. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 100℃ 이하의 온도에서 질산 농도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.The production method according to claim 1 or 2, wherein the nitric acid concentration is increased at a temperature of 100 ° C or lower. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산성 수용액을 감압증류함으로써 질산 농도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the nitric acid concentration is increased by distillation under reduced pressure in an acidic aqueous solution. 제 9 항에 있어서, 100㎜Hg 이하의 감압하에서 감압증류를 실시하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 9, wherein the reduced pressure distillation is carried out under a reduced pressure of 100 mmHg or less. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산성 수용액의 질산 농도를 상승시켜 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을 석출시킨 후, 산성 수용액에 과산화수소를 첨가하여, 다시 질산암모늄세륨(Ⅳ) 결정을 석출시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the concentration of nitric acid in the acidic aqueous solution is increased to precipitate cerium ammonium nitrate crystals, and then hydrogen peroxide is added to the acidic aqueous solution to precipitate cerium ammonium nitrate crystals. Characterized in the manufacturing method. 제 11 항에 있어서, 과산화수소를 첨가하는 산성 수용액이 실질적으로 pH 2 에서의 산화전위가 1.5V 이상인 금속의 이온을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 제조방법.12. The production method according to claim 11, wherein the acidic aqueous solution to which hydrogen peroxide is added contains substantially no ions of metals having an oxidation potential of 1.5 V or more at pH 2. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 산성 수용액이 에칭공정에 사용된 후의 에칭액인 것을 특징으로 하는 제조방법.The production method according to claim 1 or 2, wherein the acidic aqueous solution is an etching solution after being used in an etching step. 제 13 항에 있어서, 크롬에칭공정에 사용된 후의 에칭액인 것을 특징으로 하는 제조방법.The manufacturing method of Claim 13 which is an etching liquid after being used for the chrome etching process. 삭제delete 삭제delete
KR1020037016166A 2001-06-11 2002-06-07 Process for producing ammonium ceriumiv nitrate KR100814309B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2001-00175181 2001-06-11
JP2001175181 2001-06-11
PCT/JP2002/005686 WO2002100778A1 (en) 2001-06-11 2002-06-07 Process for producing ammonium cerium(iv) nitrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040030665A KR20040030665A (en) 2004-04-09
KR100814309B1 true KR100814309B1 (en) 2008-03-18

Family

ID=19016364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037016166A KR100814309B1 (en) 2001-06-11 2002-06-07 Process for producing ammonium ceriumiv nitrate

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4175034B2 (en)
KR (1) KR100814309B1 (en)
CN (1) CN1514807A (en)
TW (1) TWI266749B (en)
WO (1) WO2002100778A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100605365B1 (en) * 2004-12-23 2006-07-31 재단법인 포항산업과학연구원 Method for manufacturing cerium ammonium nitrate and withdrawing nitric acid from waste chrome etching solution
CN102443805A (en) * 2010-10-13 2012-05-09 江德馨 Method for circularly using alkaline waste etching liquid
CN110904456B (en) * 2019-12-28 2022-01-14 上海天承化学有限公司 Copper etching solution and preparation method and application thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11236633A (en) 1998-02-24 1999-08-31 Mitsubishi Chemical Corp Cerium recovering method
JP2000007332A (en) * 1998-06-18 2000-01-11 Mitsubishi Chemicals Corp Recovery of cerium
JP2001010815A (en) * 1999-04-27 2001-01-16 Mitsubishi Chemicals Corp Recovery of cerium from solution containing both chromium and cerium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002068741A (en) * 2000-08-24 2002-03-08 Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd Method for manufacturing cerium (iv) ammonium nitrate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11236633A (en) 1998-02-24 1999-08-31 Mitsubishi Chemical Corp Cerium recovering method
JP2000007332A (en) * 1998-06-18 2000-01-11 Mitsubishi Chemicals Corp Recovery of cerium
JP2001010815A (en) * 1999-04-27 2001-01-16 Mitsubishi Chemicals Corp Recovery of cerium from solution containing both chromium and cerium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003063822A (en) 2003-03-05
JP4175034B2 (en) 2008-11-05
TWI266749B (en) 2006-11-21
CN1514807A (en) 2004-07-21
KR20040030665A (en) 2004-04-09
WO2002100778A1 (en) 2002-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4288304A (en) Hydrometallurgical process for treatment of sulphur ores
US4233063A (en) Process for producing cobalt powder
US4131455A (en) Silver recovery
US3067010A (en) Process for preparation of titanium dioxide
KR20110038769A (en) Manufacture of high purity nickel sulfate crystal from ferronickel slug
US4612172A (en) Purification of molybdenum
KR100814309B1 (en) Process for producing ammonium ceriumiv nitrate
Watson et al. A review of the industrial and recent potential applications of trioctylphosphine oxide
CN112771185B (en) Process for purifying and concentrating rare earth in phosphogypsum
FR3008425A1 (en) PROCESS FOR PURIFYING NIOBIUM AND / OR TANTALE
JP3788185B2 (en) Method for recovering cerium from a solution containing chromium and cerium
US4933152A (en) Continuous process for purifying molybdenum
US4942024A (en) Method for refining hydroxides of niobium and tantalum containing transition metals
US4107266A (en) Production of pure alumina from iron contaminated sulfate liquors
JP7360091B2 (en) Solvent extraction method and method for producing cobalt aqueous solution
KR100311689B1 (en) A METHOD FOR PREPARATION OF HIGH PURITY NiSO4 CRYSTAL
JP4351912B2 (en) Method for purifying niobium compound and / or tantalum compound
US7175823B2 (en) Purification method for producing high purity niobium compound and/or tantalum compound
JP4322008B2 (en) Method for recovering tantalum compound and / or niobium compound
JP4422835B2 (en) Ruthenium purification method
KR20040093062A (en) Purification method for producing high purity niobium compound and/or tantalum compound
KR20010049291A (en) Process for recovering a cerium from the solution containing a chromium and a cerium
JPS63183138A (en) Refining method for metallic gallium
RU2154687C1 (en) Method of reworking used silver catalysts for obtaining fine silver or solutions of its compounds suitable for preparation of catalysts (versions)
US5951954A (en) Method for manufacturing clear brine fluids from impure zinc feedstock

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140220

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160218

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170220

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee