JPH09263983A - ニッケルを含む塩化鉄系溶液の処理方法及び当該方法を実施するための装置 - Google Patents
ニッケルを含む塩化鉄系溶液の処理方法及び当該方法を実施するための装置Info
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- JPH09263983A JPH09263983A JP7714296A JP7714296A JPH09263983A JP H09263983 A JPH09263983 A JP H09263983A JP 7714296 A JP7714296 A JP 7714296A JP 7714296 A JP7714296 A JP 7714296A JP H09263983 A JPH09263983 A JP H09263983A
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケルを含有する塩化物系の使用済みエッ
チング廃液を連続的に電解処理してリサイクルしなが
ら、ランニングコスト及び設備コストが低く、工業化に
適した再生方法を提供する。 【解決手段】 ニッケルを含む塩化鉄系溶液を、無極性
隔膜を用いて電解して、脱ニッケルする処理方法におい
て、陰極側で金属を析出することなく鉄イオンを還元す
る条件で電解する第１電解段階と、金属析出する第２電
解段階とをそれぞれ分離して行う。
チング廃液を連続的に電解処理してリサイクルしなが
ら、ランニングコスト及び設備コストが低く、工業化に
適した再生方法を提供する。 【解決手段】 ニッケルを含む塩化鉄系溶液を、無極性
隔膜を用いて電解して、脱ニッケルする処理方法におい
て、陰極側で金属を析出することなく鉄イオンを還元す
る条件で電解する第１電解段階と、金属析出する第２電
解段階とをそれぞれ分離して行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル又はニッ
ケル合金からなる金属部材を塩化第２鉄を主成分とする
エッチング液で加工する際、当該エッチング工程から排
出されるニッケル含有の廃液を処理する方法と当該方法
を実施するための装置に関するもので、とりわけ上記廃
液から過剰のニッケル及び鉄を回収除去するとともに、
エッチング液として再生するものである。
ケル合金からなる金属部材を塩化第２鉄を主成分とする
エッチング液で加工する際、当該エッチング工程から排
出されるニッケル含有の廃液を処理する方法と当該方法
を実施するための装置に関するもので、とりわけ上記廃
液から過剰のニッケル及び鉄を回収除去するとともに、
エッチング液として再生するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばカラー受像管の一構成部材たるシ
ャドーマスクは、鉄及びニッケルを主成分とする素材の
厚さ０．１〜０．３ｍｍ薄板にエッチング処理を施し
て、多数の電子ビーム開孔を穿設することで形成され
る。このエッチング工程において、上記素材を塩化第２
鉄溶液を用いて開孔穿設する際、エッチング能力を有し
ないＦｅＣｌ2やＮｉＣｌ2を生成する。このように、３
価の鉄イオンが還元されてなる２価の鉄イオンやニッケ
ルイオンを含む使用済みのエッチング廃液は、環境汚染
の問題や、省資源や経済性の観点から、液中の過剰金属
を回収するとともに、エッチング液として再生し、エッ
チング操作に再利用することが望ましい。
ャドーマスクは、鉄及びニッケルを主成分とする素材の
厚さ０．１〜０．３ｍｍ薄板にエッチング処理を施し
て、多数の電子ビーム開孔を穿設することで形成され
る。このエッチング工程において、上記素材を塩化第２
鉄溶液を用いて開孔穿設する際、エッチング能力を有し
ないＦｅＣｌ2やＮｉＣｌ2を生成する。このように、３
価の鉄イオンが還元されてなる２価の鉄イオンやニッケ
ルイオンを含む使用済みのエッチング廃液は、環境汚染
の問題や、省資源や経済性の観点から、液中の過剰金属
を回収するとともに、エッチング液として再生し、エッ
チング操作に再利用することが望ましい。
【０００３】特開平５−２６３２７３号公報に開示され
るように、一般的に上記廃液は所謂鉄置換法によって処
理されているが、その処理液をオンサイト(on site)で
リサイクルする技術を工業化するには至っていない。
るように、一般的に上記廃液は所謂鉄置換法によって処
理されているが、その処理液をオンサイト(on site)で
リサイクルする技術を工業化するには至っていない。
【０００４】また本出願人は過去に特開平６−２４０４
７５号において、エッチング能力を有しないＦｅＣｌ2
やＮｉＣｌ2を含み塩化第２鉄を主成分とするエッチン
グ廃液を電解処理して再生する方法を提案した。この再
生方法は、エッチング廃液を隔膜電解法と塩素ガス法の
両方で処理することを基本概念とするものである。
７５号において、エッチング能力を有しないＦｅＣｌ2
やＮｉＣｌ2を含み塩化第２鉄を主成分とするエッチン
グ廃液を電解処理して再生する方法を提案した。この再
生方法は、エッチング廃液を隔膜電解法と塩素ガス法の
両方で処理することを基本概念とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな再生方法により電析するニッケル・鉄合金は、固い
密着性の析出形態となるため、不溶解性の陰極板から当
該析出合金を引き剥がして回収することが容易でない。
引き剥がしを容易にするためには陰極板の形状や材質を
慎重に選定することが必要な他、各種の補助装置等を備
えることも場合によっては必要になる。
うな再生方法により電析するニッケル・鉄合金は、固い
密着性の析出形態となるため、不溶解性の陰極板から当
該析出合金を引き剥がして回収することが容易でない。
引き剥がしを容易にするためには陰極板の形状や材質を
慎重に選定することが必要な他、各種の補助装置等を備
えることも場合によっては必要になる。
【０００６】一方、上記廃液をバッチ方式で電解還元す
ると、金属析出に先行して、３価の鉄イオンが２価の鉄
イオンへ還元される反応のみが起こる領域が存在するの
で、同一仕様の電解槽を用いて上記廃液をバッチ式で電
解再生することは不経済である。
ると、金属析出に先行して、３価の鉄イオンが２価の鉄
イオンへ還元される反応のみが起こる領域が存在するの
で、同一仕様の電解槽を用いて上記廃液をバッチ式で電
解再生することは不経済である。
【０００７】そこで本発明は、ニッケルを含有する塩化
物系の使用済みエッチング廃液を連続的に電解処理して
リサイクルしながら、少ない消費電力で、設備コストを
極力抑え工業化に適した再生方法及びその実施のための
装置を提供することを課題とする。
物系の使用済みエッチング廃液を連続的に電解処理して
リサイクルしながら、少ない消費電力で、設備コストを
極力抑え工業化に適した再生方法及びその実施のための
装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題のう
ち、方法については、ニッケルを含む塩化鉄系溶液を、
無極性隔膜を用いて電解して、脱ニッケルする処理方法
において、陰極側で金属を析出することなく鉄イオンを
還元する条件で電解する第１電解段階と、金属析出する
第２電解段階とをそれぞれ分離して行うことによって、
解決した。
ち、方法については、ニッケルを含む塩化鉄系溶液を、
無極性隔膜を用いて電解して、脱ニッケルする処理方法
において、陰極側で金属を析出することなく鉄イオンを
還元する条件で電解する第１電解段階と、金属析出する
第２電解段階とをそれぞれ分離して行うことによって、
解決した。
【０００９】また、当該方法の実施のための装置は、一
つには、陰極室と陽極室とが無極性隔膜を介して区分け
されてなる、上記第１電解段階を行う電解槽と、無極性
隔膜によって陰極室と陽極室とに区分けされ、陰極室で
析出した金属を回収するための引出部を備えてなる、上
記第２電解段階を行う電解槽とからなる。第１電解段階
を行う上記電解槽が直列的に複数個備えられ、これらの
電解槽間で液の流れを正逆転することが可能に構成され
ていれば、効果的である。また、第１電解段階を行う電
解槽が、無極性隔膜によって仕切られ陽極を内蔵する複
数の陽極室を収容する陰極室筐体からなり、当該複数の
陽極室のそれぞれの間に陰極が配置された構成を有して
いても、上記方法を有効に実施することができる。この
ような構成の電解槽を複数個直列的に配置することも当
然ながら可能であり、好適である。
つには、陰極室と陽極室とが無極性隔膜を介して区分け
されてなる、上記第１電解段階を行う電解槽と、無極性
隔膜によって陰極室と陽極室とに区分けされ、陰極室で
析出した金属を回収するための引出部を備えてなる、上
記第２電解段階を行う電解槽とからなる。第１電解段階
を行う上記電解槽が直列的に複数個備えられ、これらの
電解槽間で液の流れを正逆転することが可能に構成され
ていれば、効果的である。また、第１電解段階を行う電
解槽が、無極性隔膜によって仕切られ陽極を内蔵する複
数の陽極室を収容する陰極室筐体からなり、当該複数の
陽極室のそれぞれの間に陰極が配置された構成を有して
いても、上記方法を有効に実施することができる。この
ような構成の電解槽を複数個直列的に配置することも当
然ながら可能であり、好適である。
【００１０】本発明に係る方法は、電解プロセスを、３
価鉄から２価鉄への還元反応のみ生じる前処理段階と金
属析出を起こす後処理段階とに分離して実施することを
骨子とするものである。電解処理される対象液をバッチ
方式で電解すると、各液組成毎に、金属析出が起こる前
に３価鉄から２価鉄への還元反応のみ生じる組成範囲を
データ的に得ることができる。そのデータから、次式を
用いて、金属析出を起こさない電流値を決定することが
でき、当該電流値を前処理段階での電解電流とする。
価鉄から２価鉄への還元反応のみ生じる前処理段階と金
属析出を起こす後処理段階とに分離して実施することを
骨子とするものである。電解処理される対象液をバッチ
方式で電解すると、各液組成毎に、金属析出が起こる前
に３価鉄から２価鉄への還元反応のみ生じる組成範囲を
データ的に得ることができる。そのデータから、次式を
用いて、金属析出を起こさない電流値を決定することが
でき、当該電流値を前処理段階での電解電流とする。
【００１１】
【数１】 前処理段階を複数個の電解槽を用いて行う場合には、予
め定めた時間間隔毎に、あるいは槽電圧が所定程度に低
下した段階毎に、液の流れ方向を反転させて、金属析出
を防ぐ。
め定めた時間間隔毎に、あるいは槽電圧が所定程度に低
下した段階毎に、液の流れ方向を反転させて、金属析出
を防ぐ。
【００１２】本発明の隔膜電解法で使用される隔膜に
は、陰極液中に存在し３価から２価に還元された鉄の
塩素錯体が陽極側に移動することを制限し、多少の液面
の揺れ等では陰極液と陽極液の混合が起こらない程度の
気密性を有し、できる限り電気抵抗の小さなものであ
って、できるだけ電極間の電気抵抗を上昇させないも
のであり、耐薬品性、とりわけ耐塩素化性に優れるも
のであって、膜自体が複極を形成しない、電気的に中
性、即ち、極性をもたないものである等の特性を有する
ことが要求され、例えば、モドアクリル、ＰＰ、ポリエ
ステル、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ等を挙げることができる。
は、陰極液中に存在し３価から２価に還元された鉄の
塩素錯体が陽極側に移動することを制限し、多少の液面
の揺れ等では陰極液と陽極液の混合が起こらない程度の
気密性を有し、できる限り電気抵抗の小さなものであ
って、できるだけ電極間の電気抵抗を上昇させないも
のであり、耐薬品性、とりわけ耐塩素化性に優れるも
のであって、膜自体が複極を形成しない、電気的に中
性、即ち、極性をもたないものである等の特性を有する
ことが要求され、例えば、モドアクリル、ＰＰ、ポリエ
ステル、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ等を挙げることができる。
【００１３】陽極板は、ＲｕＯ2／Ｔｉ、（Ｒｕ-Ｓｎ）
Ｏ2／Ｔｉ、（Ｉｒ-Ｐｔ）Ｏ2／Ｔｉ等、メッシュ状の
寸法安定アノード（ＤＳＡ）からなっており、陰極板
は、鉄、鉄-ニッケル合金、ニッケル、チタン、黒鉛等
でなっている。
Ｏ2／Ｔｉ、（Ｉｒ-Ｐｔ）Ｏ2／Ｔｉ等、メッシュ状の
寸法安定アノード（ＤＳＡ）からなっており、陰極板
は、鉄、鉄-ニッケル合金、ニッケル、チタン、黒鉛等
でなっている。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の詳細を、実施例に基づい
て、説明する。図１に本発明に係る電解設備の全体概略
を示す。この設備は、金属析出を起こすことなく３価鉄
の還元のみを行うｎ個の前処理電解槽群と、金属析出を
行う後処理電解槽とからなっている。３価鉄の還元を行
うｎ個の電解槽１1，．．．１nは、それぞれ同じ角槽内
に、ＲｕＯ2／Ｔｉメッシュからなる陽極とチタン板か
らなる陰極とが隔膜を隔てて内設されてなり、各電解槽
が直列に配置されている。電解処理対象液たる塩化第２
鉄を主成分とするニッケル含有廃液は、前処理電解槽１
1に導き入れられ、前処理電解槽１nを出て、後処理電解
槽９に導かれる。前処理電解槽１1の上流側には第１入
口弁２が、前処理電解槽１nの下流側には第１出口弁３
が設けられている。また塩化第２鉄を主成分とする廃液
は、前処理電解槽１nに導き入れられ、前処理電解槽１1
を出る流通ルートでも流れうるようになっている。この
ルートにおける前処理電解槽１nの上流側には第２入口
弁４が、前処理電解槽１1の下流側には第２出口弁５が
設けられていて、第２出口弁５を出る液は、第１出口弁
３の下流側に導かれる。所定時間間隔毎、あるいは槽電
圧の低下を検知して所定タイミングにおいて、入口弁
２，４あるいは出口弁３，５を開閉操作して、液の流れ
方向を交互に反転させる。これにより、万が一前処理電
解槽で金属析出が生じた場合にも、逆流させることで当
該金属を溶解させることができる。
て、説明する。図１に本発明に係る電解設備の全体概略
を示す。この設備は、金属析出を起こすことなく３価鉄
の還元のみを行うｎ個の前処理電解槽群と、金属析出を
行う後処理電解槽とからなっている。３価鉄の還元を行
うｎ個の電解槽１1，．．．１nは、それぞれ同じ角槽内
に、ＲｕＯ2／Ｔｉメッシュからなる陽極とチタン板か
らなる陰極とが隔膜を隔てて内設されてなり、各電解槽
が直列に配置されている。電解処理対象液たる塩化第２
鉄を主成分とするニッケル含有廃液は、前処理電解槽１
1に導き入れられ、前処理電解槽１nを出て、後処理電解
槽９に導かれる。前処理電解槽１1の上流側には第１入
口弁２が、前処理電解槽１nの下流側には第１出口弁３
が設けられている。また塩化第２鉄を主成分とする廃液
は、前処理電解槽１nに導き入れられ、前処理電解槽１1
を出る流通ルートでも流れうるようになっている。この
ルートにおける前処理電解槽１nの上流側には第２入口
弁４が、前処理電解槽１1の下流側には第２出口弁５が
設けられていて、第２出口弁５を出る液は、第１出口弁
３の下流側に導かれる。所定時間間隔毎、あるいは槽電
圧の低下を検知して所定タイミングにおいて、入口弁
２，４あるいは出口弁３，５を開閉操作して、液の流れ
方向を交互に反転させる。これにより、万が一前処理電
解槽で金属析出が生じた場合にも、逆流させることで当
該金属を溶解させることができる。
【００１５】後処理、即ち、金属析出を行う電解槽９
は、槽筐体で構成される陰極室と当該陰極室中に収めら
れる複数の陽極室とでなっていて、陽極室の間に懸架さ
れた陰極が配置されている。筐体の下部はホッパー状に
窄まっていて、剥落した金属を集め、抜き出せるように
なっている。前処理電解槽で３価鉄を還元された液は、
後処理電解槽９に導き入れられ、電解によって金属を析
出した後、当該電解槽９から引き出させる。この後処理
電解槽９の詳細を図２に示す。複数の陽極室１０と、当
該複数の陽極室１０を収容する箱状の陰極室１１と、当
該陰極室１１と陽極室を隔てるべく陽極室１０を覆う隔
膜１２と、陰極室１１内において陽極室１０の間に配置
された陰極１３を懸架支持する陰極液中ブスバー１４と
が備えられている。各陽極室１０の側方には、内部に収
容された陽極に繋がる陽極ターミナル１５が突き出てお
り、このターミナルに繋がる不図示の導線が槽筐体を貫
通する。陽極ターミナル１５から陽極へ直流が給電さ
れ、また陰極液中ブスバー１４を介して陰極１３へも給
電される。陽極室１０に内蔵された陽極は、ＲｕＯ2／
Ｔｉメッシュからなっていて、懸架された陰極は鉄パン
チングメタル板からなっている。陰極室１１の外部に
は、気-液セパレータ１６が配置されている。箱型陰極
室１１の最下部近傍には陰極液用流入口１７が、陰極室
の二側面上部には陰極液用排出口１８が取り付けられ、
陰極液をオーバーフロー式に循環できるようになってい
る。また陽極室１０の下部領域には陽極液用流入口１９
が、その上部領域には陽極液用排出口２０がそれぞれ取
り付けられ、それぞれの管は陰極室筐体を貫き、陽極液
を同じくオーバーフロー式に循環できるようになってい
る。箱型陰極室１１の中位領域に、前処理によって３価
鉄を還元された液を流入するための供給口２２が設けら
れている。ガス流出口を兼ねる陽極液用排出口２０は、
気-液セパレータ１６に接続していて、当該セパレータ
１６内で陽極液と塩素ガスが分離される。箱型陰極室１
１の最下部に、金属を回収するための引出口２３が配置
されている。このような構成の電解槽の代わりに、特開
平６−１５８３５９号公報に示された本出願人提案の電
解槽を用いることも可能である。
は、槽筐体で構成される陰極室と当該陰極室中に収めら
れる複数の陽極室とでなっていて、陽極室の間に懸架さ
れた陰極が配置されている。筐体の下部はホッパー状に
窄まっていて、剥落した金属を集め、抜き出せるように
なっている。前処理電解槽で３価鉄を還元された液は、
後処理電解槽９に導き入れられ、電解によって金属を析
出した後、当該電解槽９から引き出させる。この後処理
電解槽９の詳細を図２に示す。複数の陽極室１０と、当
該複数の陽極室１０を収容する箱状の陰極室１１と、当
該陰極室１１と陽極室を隔てるべく陽極室１０を覆う隔
膜１２と、陰極室１１内において陽極室１０の間に配置
された陰極１３を懸架支持する陰極液中ブスバー１４と
が備えられている。各陽極室１０の側方には、内部に収
容された陽極に繋がる陽極ターミナル１５が突き出てお
り、このターミナルに繋がる不図示の導線が槽筐体を貫
通する。陽極ターミナル１５から陽極へ直流が給電さ
れ、また陰極液中ブスバー１４を介して陰極１３へも給
電される。陽極室１０に内蔵された陽極は、ＲｕＯ2／
Ｔｉメッシュからなっていて、懸架された陰極は鉄パン
チングメタル板からなっている。陰極室１１の外部に
は、気-液セパレータ１６が配置されている。箱型陰極
室１１の最下部近傍には陰極液用流入口１７が、陰極室
の二側面上部には陰極液用排出口１８が取り付けられ、
陰極液をオーバーフロー式に循環できるようになってい
る。また陽極室１０の下部領域には陽極液用流入口１９
が、その上部領域には陽極液用排出口２０がそれぞれ取
り付けられ、それぞれの管は陰極室筐体を貫き、陽極液
を同じくオーバーフロー式に循環できるようになってい
る。箱型陰極室１１の中位領域に、前処理によって３価
鉄を還元された液を流入するための供給口２２が設けら
れている。ガス流出口を兼ねる陽極液用排出口２０は、
気-液セパレータ１６に接続していて、当該セパレータ
１６内で陽極液と塩素ガスが分離される。箱型陰極室１
１の最下部に、金属を回収するための引出口２３が配置
されている。このような構成の電解槽の代わりに、特開
平６−１５８３５９号公報に示された本出願人提案の電
解槽を用いることも可能である。
【００１６】図３に、前処理電解槽の別の構成を示す。
これは、後処理電解槽の陽極室と陰極室の関係に類似し
たものであり、それぞれ隔膜３２で仕切られＲｕＯ2／
Ｔｉメッシュの陽極３４を内蔵した複数の陽極室３０
が、単純な角槽に平行に配設され、これら陽極室の間に
チタン板からなる陰極３３が配置される。陽極室３０に
は陽極液が下部から流入し、上部から流出するようにな
っている。上部からは生じるガスも排出されるようにな
っており、図示は省略しているが、上述した後処理電解
槽９の気-液セパレータ１６と同様の気-液セパレータを
備えている。上部をカバーで覆われた角槽で構成される
陰極室３１の下部から、電解処理対象液たる塩化第２鉄
廃液が流入し、３価鉄が還元された液が排出するように
なっている。排出された還元液は、後処理電解槽へ導か
れる。
これは、後処理電解槽の陽極室と陰極室の関係に類似し
たものであり、それぞれ隔膜３２で仕切られＲｕＯ2／
Ｔｉメッシュの陽極３４を内蔵した複数の陽極室３０
が、単純な角槽に平行に配設され、これら陽極室の間に
チタン板からなる陰極３３が配置される。陽極室３０に
は陽極液が下部から流入し、上部から流出するようにな
っている。上部からは生じるガスも排出されるようにな
っており、図示は省略しているが、上述した後処理電解
槽９の気-液セパレータ１６と同様の気-液セパレータを
備えている。上部をカバーで覆われた角槽で構成される
陰極室３１の下部から、電解処理対象液たる塩化第２鉄
廃液が流入し、３価鉄が還元された液が排出するように
なっている。排出された還元液は、後処理電解槽へ導か
れる。
【００１７】（確認試験）前処理電解槽として、図３に
図示した電解槽を２槽連結し、後処理電解槽として、図
２に図示した電解槽を用いて構成した電解装置を使用し
て、２価鉄濃度１７．１ｇ／リットル、３価鉄濃度２１
７．９ｇ／リットル、ニッケル濃度２９．９ｇ／リット
ル、塩素濃度４７２ｇ／リットルの組成からなる液を処
理した。
図示した電解槽を２槽連結し、後処理電解槽として、図
２に図示した電解槽を用いて構成した電解装置を使用し
て、２価鉄濃度１７．１ｇ／リットル、３価鉄濃度２１
７．９ｇ／リットル、ニッケル濃度２９．９ｇ／リット
ル、塩素濃度４７２ｇ／リットルの組成からなる液を処
理した。
【００１８】先ず、第１段階の電解工程で金属析出しな
い液組成を調べ、供給液量を決定するための予備電解を
実施したところ、２価鉄濃度１２０ｇ／リットル、３価
鉄濃度１１６ｇ／リットル、ニッケル濃度３０．１ｇ／
リットル、塩素濃度４０９ｇ／リットルの液組成で金属
が析出した。
い液組成を調べ、供給液量を決定するための予備電解を
実施したところ、２価鉄濃度１２０ｇ／リットル、３価
鉄濃度１１６ｇ／リットル、ニッケル濃度３０．１ｇ／
リットル、塩素濃度４０９ｇ／リットルの液組成で金属
が析出した。
【００１９】電解条件は、電流１９５０Ａなので、上記
（数式１）より、安全をみてＣ＝１２０ｇ／リットル＝
２．１５Ｍ／リットル、η＝０．９５として Ｑ＝３６００ηＩ／Ｆ（Ｃ0−Ｃ） ＝３６００×０．９５×１９５０／９６５００×（３．９−２，１５） ＝３９．５リットル／時間 の供給液量とした。
（数式１）より、安全をみてＣ＝１２０ｇ／リットル＝
２．１５Ｍ／リットル、η＝０．９５として Ｑ＝３６００ηＩ／Ｆ（Ｃ0−Ｃ） ＝３６００×０．９５×１９５０／９６５００×（３．９−２，１５） ＝３９．５リットル／時間 の供給液量とした。
【００２０】次に上記の条件で連続電解をした。第１電
解工程から排出される液は、２価鉄濃度１１７ｇ／リッ
トル、３価鉄濃度１１８ｇ／リットル、ニッケル濃度３
０．３ｇ／リットル、塩素濃度４１０ｇ／リットルの組
成であり（温度５０℃）、各セルの電圧は各々２．８
Ｖ、２．７Ｖであった。
解工程から排出される液は、２価鉄濃度１１７ｇ／リッ
トル、３価鉄濃度１１８ｇ／リットル、ニッケル濃度３
０．３ｇ／リットル、塩素濃度４１０ｇ／リットルの組
成であり（温度５０℃）、各セルの電圧は各々２．８
Ｖ、２．７Ｖであった。
【００２１】次いで、この液が流入する後処理電解槽の
電圧は３．８Ｖで、排出した電解処理液の組成は、２価
鉄濃度０ｇ／リットル、３価鉄濃度２０５ｇ／リット
ル、ニッケル濃度１５．６ｇ／リットル、塩素濃度４０
９ｇ／リットルであった（温度６２℃）。第２電解工程
における析出金属は、Ｎｉ＝３２％、Ｆｅ＝６８％から
なり、析出量は約１．７５ｋｇ／時間であった。析出金
属は、鉄パンチングメタル板製の陰極板を交換して回収
した。
電圧は３．８Ｖで、排出した電解処理液の組成は、２価
鉄濃度０ｇ／リットル、３価鉄濃度２０５ｇ／リット
ル、ニッケル濃度１５．６ｇ／リットル、塩素濃度４０
９ｇ／リットルであった（温度６２℃）。第２電解工程
における析出金属は、Ｎｉ＝３２％、Ｆｅ＝６８％から
なり、析出量は約１．７５ｋｇ／時間であった。析出金
属は、鉄パンチングメタル板製の陰極板を交換して回収
した。
【００２２】連続電解を約８時間続けた時点で、少量の
金属の析出が第１電解工程の陰極板上に観察されたの
で、液の流れを反転させて電解を継続した。同様の運転
を続け（約８時間毎に第１段階の電解槽列における液の
流れ方向を反転させながら）、安定した定常状態で運転
ができた。なお、気-液セパレータで分離回収した塩素
ガスは、約２．４８ｋｇ／時間で、これについては電気
層へ供給される塩化鉄溶液が発生するエッチング工程へ
導き、酸化剤として有効利用した。回収ニッケル１ｋｇ
当たりの消費電力は、３２．４ｋｗｈで、これを従来の
方法、即ち、後処理電解槽のみの１段処理で電解を実施
した時の消費電力は、３９．７ｋｗｈ／ｋｇ-Ｎｉであ
った。これは、第１電解工程において金属析出を考慮に
入れる必要がないため、電極間隔を短く設計できること
による液抵抗の低下〜電圧の低下が実現できたためであ
る。
金属の析出が第１電解工程の陰極板上に観察されたの
で、液の流れを反転させて電解を継続した。同様の運転
を続け（約８時間毎に第１段階の電解槽列における液の
流れ方向を反転させながら）、安定した定常状態で運転
ができた。なお、気-液セパレータで分離回収した塩素
ガスは、約２．４８ｋｇ／時間で、これについては電気
層へ供給される塩化鉄溶液が発生するエッチング工程へ
導き、酸化剤として有効利用した。回収ニッケル１ｋｇ
当たりの消費電力は、３２．４ｋｗｈで、これを従来の
方法、即ち、後処理電解槽のみの１段処理で電解を実施
した時の消費電力は、３９．７ｋｗｈ／ｋｇ-Ｎｉであ
った。これは、第１電解工程において金属析出を考慮に
入れる必要がないため、電極間隔を短く設計できること
による液抵抗の低下〜電圧の低下が実現できたためであ
る。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る方法においては、ニッケル
を含む塩化鉄系溶液を、無極性隔膜を用いて電解して、
脱ニッケルする処理方法において、陰極側で金属を析出
することなく鉄イオンを還元する条件で電解する第１電
解段階と、金属析出する第２電解段階とをそれぞれ分離
して行うので、消費電力を低下できるとともに、設備コ
ストを下げることが可能である。また金属析出させる陰
極板の数を減らすことによる省力化効果もある。
を含む塩化鉄系溶液を、無極性隔膜を用いて電解して、
脱ニッケルする処理方法において、陰極側で金属を析出
することなく鉄イオンを還元する条件で電解する第１電
解段階と、金属析出する第２電解段階とをそれぞれ分離
して行うので、消費電力を低下できるとともに、設備コ
ストを下げることが可能である。また金属析出させる陰
極板の数を減らすことによる省力化効果もある。
【００２４】また、本発明に係る装置においては、析出
金属の回収を考慮する必要がないので、電極間隔を小さ
くすることができ、簡単でコンパクトな構造とすること
ができるとともに、電圧を下げることができる。また第
２電解段階では３価鉄の２価鉄への還元反応を行わない
分だけ電気量を減らすことができるので、電極数を減ら
すことが可能である。
金属の回収を考慮する必要がないので、電極間隔を小さ
くすることができ、簡単でコンパクトな構造とすること
ができるとともに、電圧を下げることができる。また第
２電解段階では３価鉄の２価鉄への還元反応を行わない
分だけ電気量を減らすことができるので、電極数を減ら
すことが可能である。
【図１】本発明に係る電解装置の全体的概略構成図であ
る。
る。
【図２】第２電解段階を実施する電解槽の詳細な斜視図
である。
である。
【図３】第１電解段階を実施する別の電解槽の概略図で
ある。
ある。
１1．．．１n 前処理電解槽 ２ 第１入口弁 ３ 第１出口弁 ４ 第２入口弁 ５ 第２出口弁 ９ 後処理電解槽
Claims (4)
- 【請求項１】 ニッケルを含む塩化鉄系溶液を、無極性
隔膜を用いて電解して、脱ニッケルする処理方法におい
て、陰極側で金属を析出することなく鉄イオンを還元す
る条件で電解する第１電解段階と、金属析出する第２電
解段階とをそれぞれ分離して行うことを特徴とする塩化
鉄系溶液処理方法。 - 【請求項２】 陰極室と陽極室とが無極性隔膜を介して
区分けされてなる、上記第１電解段階を行う電解槽と、
無極性隔膜によって陰極室と陽極室とに区分けされ、陰
極室で析出した金属を回収するための引出部を備えてな
る、上記第２電解段階を行う電解槽とからなる、塩化鉄
系溶液電解処理のための装置。 - 【請求項３】 上記第１電解段階を行う電解槽が直列的
に複数個備えられ、これらの電解槽間で液の流れを正逆
転することが可能に構成されてなる請求項２に記載の塩
化鉄系溶液電解処理のための装置。 - 【請求項４】 無極性隔膜によって仕切られ陽極を内蔵
する複数の陽極室を収容する陰極室筐体からなり、当該
複数の陽極室のそれぞれの間に陰極が配置された、上記
第１電解段階を行う電解槽と、無極性隔膜によって陰極
室と陽極室とに区分けされ、陰極室で析出した金属を回
収するための引出部を備えてなる、上記第２電解段階を
行う電解槽とからなる、塩化鉄系溶液電解処理のための
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7714296A JPH09263983A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ニッケルを含む塩化鉄系溶液の処理方法及び当該方法を実施するための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7714296A JPH09263983A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ニッケルを含む塩化鉄系溶液の処理方法及び当該方法を実施するための装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263983A true JPH09263983A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13625559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7714296A Pending JPH09263983A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | ニッケルを含む塩化鉄系溶液の処理方法及び当該方法を実施するための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09263983A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010504423A (ja) * | 2006-09-21 | 2010-02-12 | キュイテ−フェル エ チタン インコーポレイティド | 鉄分の豊富な金属塩化物の廃棄物からの金属鉄および塩素価値の回収のための電気化学的方法 |
| US8784639B2 (en) | 2008-03-20 | 2014-07-22 | Rio Tinto Fer Et Titane Inc. | Electrochemical process for the recovery of metallic iron and chlorine values from iron-rich metal chloride wastes |
| KR101884396B1 (ko) * | 2018-03-30 | 2018-08-01 | (주) 테크윈 | 복수 개의 전해액 공급관 및 배출관을 이용한 비철금속 전해 제련 시스템 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP7714296A patent/JPH09263983A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010504423A (ja) * | 2006-09-21 | 2010-02-12 | キュイテ−フェル エ チタン インコーポレイティド | 鉄分の豊富な金属塩化物の廃棄物からの金属鉄および塩素価値の回収のための電気化学的方法 |
| US8784639B2 (en) | 2008-03-20 | 2014-07-22 | Rio Tinto Fer Et Titane Inc. | Electrochemical process for the recovery of metallic iron and chlorine values from iron-rich metal chloride wastes |
| KR101884396B1 (ko) * | 2018-03-30 | 2018-08-01 | (주) 테크윈 | 복수 개의 전해액 공급관 및 배출관을 이용한 비철금속 전해 제련 시스템 |
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