JP3103133B2 - 鉄スクラップ中の異種金属の分離方法 - Google Patents
鉄スクラップ中の異種金属の分離方法Info
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- JP3103133B2 JP3103133B2 JP10894791A JP10894791A JP3103133B2 JP 3103133 B2 JP3103133 B2 JP 3103133B2 JP 10894791 A JP10894791 A JP 10894791A JP 10894791 A JP10894791 A JP 10894791A JP 3103133 B2 JP3103133 B2 JP 3103133B2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄スクラップ中に含まれ
る銅、亜鉛、錫及びアルミニウム等の異種金属を電気化
学的に分離して回収する鉄スクラップ中の異種金属の分
離方法に関する。
る銅、亜鉛、錫及びアルミニウム等の異種金属を電気化
学的に分離して回収する鉄スクラップ中の異種金属の分
離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、粗鋼生産量は年産1億トンである
が、スクラップも年間5000万トン発生し、鉄資源として
このスクラップを有効に利用することが必要になってい
る。ところで、自動車、電気製品又は飲料缶等から回収
されてくる鉄スクラップには、銅、亜鉛、錫及びアルミ
ニウム等の異種金属が多量に含まれている。例えば、自
動車に組み込まれているモータには銅が約0.3重量％含
まれている。これらの異種金属は鉄スクラップを原料と
して溶鋼を精錬する場合に有害成分となる。また、銅の
ような高価な金属を無駄に廃棄してしまうことになる。
が、スクラップも年間5000万トン発生し、鉄資源として
このスクラップを有効に利用することが必要になってい
る。ところで、自動車、電気製品又は飲料缶等から回収
されてくる鉄スクラップには、銅、亜鉛、錫及びアルミ
ニウム等の異種金属が多量に含まれている。例えば、自
動車に組み込まれているモータには銅が約0.3重量％含
まれている。これらの異種金属は鉄スクラップを原料と
して溶鋼を精錬する場合に有害成分となる。また、銅の
ような高価な金属を無駄に廃棄してしまうことになる。
【０００３】このため、鉄スクラップ中からこれらの異
種金属を分離回収する必要がある。従来の異種金属の分
離方法としては、スクラップを粉砕した後磁気選別する
方法と、スクラップを硫化又は塩化処理することにより
有害成分を分離する方法と、溶融アルミニウム中に溶解
する量が鉄と銅とで異なることを利用して銅を溶融アル
ミニウム中に溶解させて除去する方法とがある。
種金属を分離回収する必要がある。従来の異種金属の分
離方法としては、スクラップを粉砕した後磁気選別する
方法と、スクラップを硫化又は塩化処理することにより
有害成分を分離する方法と、溶融アルミニウム中に溶解
する量が鉄と銅とで異なることを利用して銅を溶融アル
ミニウム中に溶解させて除去する方法とがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の異種金属の分離方法においては、銅等の異種金
属不純物成分を十分に除去することができず、鉄中に数
％の不純物成分が残留してしまうことを回避できないと
いう問題点がある。この不純物成分の残留が鉄スクラッ
プを鉄資源として再利用する場合の大きな障害となって
いる。また、銅等の有用成分を無駄に廃棄しているとい
う問題点がある。
の従来の異種金属の分離方法においては、銅等の異種金
属不純物成分を十分に除去することができず、鉄中に数
％の不純物成分が残留してしまうことを回避できないと
いう問題点がある。この不純物成分の残留が鉄スクラッ
プを鉄資源として再利用する場合の大きな障害となって
いる。また、銅等の有用成分を無駄に廃棄しているとい
う問題点がある。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、銅等の異種金属を高効率で除去することが
でき、鉄スクラップの有効利用を可能とする鉄スクラッ
プ中の異種金属の分離方法を提供することを目的とす
る。
のであって、銅等の異種金属を高効率で除去することが
でき、鉄スクラップの有効利用を可能とする鉄スクラッ
プ中の異種金属の分離方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鉄スクラッ
プ中の異種金属の分離方法は、鉄を不働態化する濃度の
酸溶液中に鉄スクラップを浸漬し、不純物成分を電気化
学的に前記溶液中に溶解させて除去することを特徴とす
る。
プ中の異種金属の分離方法は、鉄を不働態化する濃度の
酸溶液中に鉄スクラップを浸漬し、不純物成分を電気化
学的に前記溶液中に溶解させて除去することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明は、従来の磁気選別法、硫化処理若しく
は塩化処理により不純物成分を除去する方法及び溶融ア
ルミニウム中への溶解量の差を利用する方法と全く異な
り、鉄スクラップ中の異種金属を電気化学的に除去する
ものである。鉄スクラップを強酸の水溶液中に浸漬する
と、従来の常識では銅等の不純物金属よりも鉄の方が優
先的に酸溶液中に溶解してしまうと考えられていた。し
かしながら、本願発明者等が鉄スクラップを電気化学的
に除去すべく種々実験研究を重ねたところ、鉄スクラッ
プを強酸中に浸漬すると、鉄が不働態化すると共に、不
純物成分が前記強酸中に溶解することを見いだした。本
発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
は塩化処理により不純物成分を除去する方法及び溶融ア
ルミニウム中への溶解量の差を利用する方法と全く異な
り、鉄スクラップ中の異種金属を電気化学的に除去する
ものである。鉄スクラップを強酸の水溶液中に浸漬する
と、従来の常識では銅等の不純物金属よりも鉄の方が優
先的に酸溶液中に溶解してしまうと考えられていた。し
かしながら、本願発明者等が鉄スクラップを電気化学的
に除去すべく種々実験研究を重ねたところ、鉄スクラッ
プを強酸中に浸漬すると、鉄が不働態化すると共に、不
純物成分が前記強酸中に溶解することを見いだした。本
発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【０００８】本発明においては、例えば強酸化性の硝酸
溶液中に鉄スクラップを浸漬することにより鉄スクラッ
プ中に含まれる銅、亜鉛、錫又はアルミニウム等の金属
を酸溶液の酸化力で溶解させて分離回収する。一方、ス
クラップ中の鉄は溶液の酸化力で不働態化してその溶解
を抑制する。これにより、鉄の含有量を低下させること
なく、又は鉄の純度を上げて、異種金属を鉄スクラップ
から分離させて除去することができる。
溶液中に鉄スクラップを浸漬することにより鉄スクラッ
プ中に含まれる銅、亜鉛、錫又はアルミニウム等の金属
を酸溶液の酸化力で溶解させて分離回収する。一方、ス
クラップ中の鉄は溶液の酸化力で不働態化してその溶解
を抑制する。これにより、鉄の含有量を低下させること
なく、又は鉄の純度を上げて、異種金属を鉄スクラップ
から分離させて除去することができる。
【０００９】この場合に、前記鉄スクラップの周囲の酸
溶液を強制的に攪拌することにより、鉄の不働態化と、
不純物成分の溶解を促進することができる。
溶液を強制的に攪拌することにより、鉄の不働態化と、
不純物成分の溶解を促進することができる。
【００１０】また、前記酸溶液中に電極を浸漬し前記鉄
スクラップと前記電極との間に前記鉄スクラップが陽極
となる電圧を印加することにより、鉄の表面に水が付着
している場合でも、鉄を不働態化させることができ、不
純物成分の選択的溶解を促進させることができる。
スクラップと前記電極との間に前記鉄スクラップが陽極
となる電圧を印加することにより、鉄の表面に水が付着
している場合でも、鉄を不働態化させることができ、不
純物成分の選択的溶解を促進させることができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１２】先ず、図１を参照して本発明の原理につい
て説明する。図１は横軸に電位をとり、縦軸に金属の溶
解速度（アノード電流）をとって、酸化性酸溶液中に鉄
スクラップを浸漬した場合の電気化学的曲線を示すグラ
フ図である。図中、「アノード電流（弱酸）」線は酸化
性が弱い酸溶液中に、鉄、ニッケル及びステンレス鋼等
の金属（以下、鉄系金属という）を浸漬し、外部から電
圧を印加した場合の電位と金属の溶解速度との関係を示
したものであり、換言すれば酸化性が弱い溶液中におけ
る鉄系金属のアノード電流と電位との関係を示す曲線で
ある。低電位では、速い速度で溶解するが、所定の電位
を超えると、溶解が事実上停止して不働態になる。一
方、図中「カソード電流（弱酸）」線で示す曲線は、酸
中の水素イオン又は酸化剤が還元される場合のカソード
電流の曲線を示す。外部から電流を流さない状態（浸漬
状態）では、前記アノード電流曲線とカソード電流曲線
との交点の電位Ｅ1におけるｉ1の電流（溶解速度）で溶
解が進行する。
て説明する。図１は横軸に電位をとり、縦軸に金属の溶
解速度（アノード電流）をとって、酸化性酸溶液中に鉄
スクラップを浸漬した場合の電気化学的曲線を示すグラ
フ図である。図中、「アノード電流（弱酸）」線は酸化
性が弱い酸溶液中に、鉄、ニッケル及びステンレス鋼等
の金属（以下、鉄系金属という）を浸漬し、外部から電
圧を印加した場合の電位と金属の溶解速度との関係を示
したものであり、換言すれば酸化性が弱い溶液中におけ
る鉄系金属のアノード電流と電位との関係を示す曲線で
ある。低電位では、速い速度で溶解するが、所定の電位
を超えると、溶解が事実上停止して不働態になる。一
方、図中「カソード電流（弱酸）」線で示す曲線は、酸
中の水素イオン又は酸化剤が還元される場合のカソード
電流の曲線を示す。外部から電流を流さない状態（浸漬
状態）では、前記アノード電流曲線とカソード電流曲線
との交点の電位Ｅ1におけるｉ1の電流（溶解速度）で溶
解が進行する。
【００１３】溶液の酸化力が増大すると、カソード反応
が活発となるため、カソード電流は図中「カソード電流
（強酸）」線で示すように大きくなるが、鉄系金属の不
働態はより一層強固になるため、アノード電流は減少し
て図中「アノード電流（強酸）」線で示すようになる。
この場合に、浸漬状態では、電気化学的反応の電位及び
電流は「アノード電流（強酸）」線と「カソード電流
（強酸）」線との交点から夫々Ｅ2 及びｉ2 となる。
が活発となるため、カソード電流は図中「カソード電流
（強酸）」線で示すように大きくなるが、鉄系金属の不
働態はより一層強固になるため、アノード電流は減少し
て図中「アノード電流（強酸）」線で示すようになる。
この場合に、浸漬状態では、電気化学的反応の電位及び
電流は「アノード電流（強酸）」線と「カソード電流
（強酸）」線との交点から夫々Ｅ2 及びｉ2 となる。
【００１４】一方、銅、亜鉛及び錫等のように不働態化
しにくい金属又はアルミニウム等のように強い酸性溶液
中で不働態皮膜が溶解する金属（以下、不純物金属とい
う）の場合には、アノード電流の曲線が図中「アノード
電流（不純物金属）」線で示すように、鉄系金属の場合
よりもより低電位側で溶解が進行する。このため、不純
物金属は、浸漬状態では、「カソード電流（強酸）」線
と「アノード電流（不純物金属）」線との交点である電
位Ｅ3及び電流ｉ3で激しい溶解が進行する。
しにくい金属又はアルミニウム等のように強い酸性溶液
中で不働態皮膜が溶解する金属（以下、不純物金属とい
う）の場合には、アノード電流の曲線が図中「アノード
電流（不純物金属）」線で示すように、鉄系金属の場合
よりもより低電位側で溶解が進行する。このため、不純
物金属は、浸漬状態では、「カソード電流（強酸）」線
と「アノード電流（不純物金属）」線との交点である電
位Ｅ3及び電流ｉ3で激しい溶解が進行する。
【００１５】そこで、不働態化した鉄系金属と不働態化
しない金属（不働態皮膜が除去される金属も含む）とを
電気的に接続すると、両者は同一電位Ｅ4になる。この
ため、鉄系金属は電流がｉ4であって殆ど溶解しない
が、不働態化しない不純物金属の場合には電流ｉ5の高
速度で溶解が進行する。一般的に、強酸化性溶液中での
不働態の溶解電流は数十μA/cm2以下であり、不働態化
しない金属の溶解速度の１万分の１以下である。このた
め、本発明方法により、鉄系金属の溶解は実質的に無視
できる程度に抑制しつつ、銅等の不純物金属を高効率で
（高速度で）酸溶液中に溶解させて除去することができ
る。
しない金属（不働態皮膜が除去される金属も含む）とを
電気的に接続すると、両者は同一電位Ｅ4になる。この
ため、鉄系金属は電流がｉ4であって殆ど溶解しない
が、不働態化しない不純物金属の場合には電流ｉ5の高
速度で溶解が進行する。一般的に、強酸化性溶液中での
不働態の溶解電流は数十μA/cm2以下であり、不働態化
しない金属の溶解速度の１万分の１以下である。このた
め、本発明方法により、鉄系金属の溶解は実質的に無視
できる程度に抑制しつつ、銅等の不純物金属を高効率で
（高速度で）酸溶液中に溶解させて除去することができ
る。
【００１６】本発明はこのような観点に立ち、種々の実
験研究の結果、完成されたものである。即ち、本発明
は、強酸化性の酸溶液中に鉄スクラップを浸漬した場合
に、鉄系金属は不働態化し、銅等の不純物金属は高電流
で溶解することを利用して、鉄スクラップ中から不純物
金属を電気化学的に分離除去するものである。
験研究の結果、完成されたものである。即ち、本発明
は、強酸化性の酸溶液中に鉄スクラップを浸漬した場合
に、鉄系金属は不働態化し、銅等の不純物金属は高電流
で溶解することを利用して、鉄スクラップ中から不純物
金属を電気化学的に分離除去するものである。
【００１７】この場合に、酸溶液を攪拌することによ
り、鉄の不働態化の下で不純物金属の溶解を促進するこ
とができる。この攪拌流速は約0.2ｍ／秒以上であるこ
とが好ましい。攪拌流速が0.2ｍ／秒未満であると、銅
の溶解及び鉄の不働態化に対応して硝酸イオンの分解が
進行し、表面での硝酸イオン濃度が低下するためであ
る。一方、攪拌は大きいほど反応生成物を鉄スクラップ
の表面からバルクに速やかに運び去ることができるので
好都合である。
り、鉄の不働態化の下で不純物金属の溶解を促進するこ
とができる。この攪拌流速は約0.2ｍ／秒以上であるこ
とが好ましい。攪拌流速が0.2ｍ／秒未満であると、銅
の溶解及び鉄の不働態化に対応して硝酸イオンの分解が
進行し、表面での硝酸イオン濃度が低下するためであ
る。一方、攪拌は大きいほど反応生成物を鉄スクラップ
の表面からバルクに速やかに運び去ることができるので
好都合である。
【００１８】また、鉄の不働態化を確実なものにするた
め、鉄に正電位を印加することが好ましい。即ち、鉄の
表面に水分があると、鉄が不働態化しにくい。このた
め、酸溶液中に電極を浸漬し、この電極と鉄スクラップ
との間に鉄スクラップが正電位になる電圧を印加する。
そうすると、鉄スクラップを単に酸溶液中に浸漬した場
合に比して鉄の不働態化が強固なものになる。
め、鉄に正電位を印加することが好ましい。即ち、鉄の
表面に水分があると、鉄が不働態化しにくい。このた
め、酸溶液中に電極を浸漬し、この電極と鉄スクラップ
との間に鉄スクラップが正電位になる電圧を印加する。
そうすると、鉄スクラップを単に酸溶液中に浸漬した場
合に比して鉄の不働態化が強固なものになる。
【００１９】水分が付着している場合に、鉄が不働態化
する最少電位は、酸溶液の濃度が高くなるにつれて高く
なる。例えば、酸溶液として、硝酸溶液を使用した場合
には、その濃度が13.2規定（Ｎ）のときに0.9Ｖ、6.6Ｎ
のときに0.6Ｖ，3.3Ｎ以下のときに0.4Ｖである。この
ような電位を印加することにより、強硝酸溶液に対する
鉄の不働態化を確実なものにすることができる。この不
働態化のために鉄スクラップに印加する電位としては、
例えば飽和カロメル電極基準で、0.5〜1Ｖ以上とするこ
とが好ましい。
する最少電位は、酸溶液の濃度が高くなるにつれて高く
なる。例えば、酸溶液として、硝酸溶液を使用した場合
には、その濃度が13.2規定（Ｎ）のときに0.9Ｖ、6.6Ｎ
のときに0.6Ｖ，3.3Ｎ以下のときに0.4Ｖである。この
ような電位を印加することにより、強硝酸溶液に対する
鉄の不働態化を確実なものにすることができる。この不
働態化のために鉄スクラップに印加する電位としては、
例えば飽和カロメル電極基準で、0.5〜1Ｖ以上とするこ
とが好ましい。
【００２０】次に、本発明方法により鉄スクラップから
銅を分離回収した実施例について説明する。
銅を分離回収した実施例について説明する。
【００２１】強酸化性酸として濃硝酸を使用した。この
場合に、鉄は約0.9V（飽和カロメル電極基準、以下同
じ）の電位を示して不働態化し、鉄の溶解電流は30μA/
cm2であった。この溶解電流は１年間で約1mm溶解する速
度に相当し、極めて小さい。この電位以下では、鉄は不
働態化したままで、硝酸の還元反応が生じた。一方、こ
の濃度の酸溶液で銅は約0.2Vの電位を示し、激しい溶解
反応を示した。更に電位を高くすると、溶解速度は一層
速くなった。例えば、0.95gの鉄を硝酸溶液中に30分間
浸漬した場合に、その溶解量は2.8mgであったが、0.4g
の銅は約10分間で完全に溶解した。
場合に、鉄は約0.9V（飽和カロメル電極基準、以下同
じ）の電位を示して不働態化し、鉄の溶解電流は30μA/
cm2であった。この溶解電流は１年間で約1mm溶解する速
度に相当し、極めて小さい。この電位以下では、鉄は不
働態化したままで、硝酸の還元反応が生じた。一方、こ
の濃度の酸溶液で銅は約0.2Vの電位を示し、激しい溶解
反応を示した。更に電位を高くすると、溶解速度は一層
速くなった。例えば、0.95gの鉄を硝酸溶液中に30分間
浸漬した場合に、その溶解量は2.8mgであったが、0.4g
の銅は約10分間で完全に溶解した。
【００２２】更に、この溶液中に鉄と銅とを電気的に接
続すると、電位は0.9Vと0.2Vとの中間の0.7Vになり、銅
の溶解は更に一層加速される一方、鉄の溶解は更に抑制
された。例えば、0.33gの銅を表面積がその10倍及び100
倍の鉄に接触させて硝酸溶液中に浸漬した場合に、銅が
完全に溶解するのに要した時間は夫々10分及び11.5分で
あったが、そのときの鉄の溶出量は10mg以下であった。
これによって、鉄系金属の損失を最小限に抑制しつつ、
不純物金属の中で有用な金属成分を高効率で分離回収す
ることができた。
続すると、電位は0.9Vと0.2Vとの中間の0.7Vになり、銅
の溶解は更に一層加速される一方、鉄の溶解は更に抑制
された。例えば、0.33gの銅を表面積がその10倍及び100
倍の鉄に接触させて硝酸溶液中に浸漬した場合に、銅が
完全に溶解するのに要した時間は夫々10分及び11.5分で
あったが、そのときの鉄の溶出量は10mg以下であった。
これによって、鉄系金属の損失を最小限に抑制しつつ、
不純物金属の中で有用な金属成分を高効率で分離回収す
ることができた。
【００２３】次に、銅を含む鉄スクラップ中における銅
及び鉄の溶解に及ぼす硝酸濃度と攪拌流速の影響につい
て試験した結果について説明する。
及び鉄の溶解に及ぼす硝酸濃度と攪拌流速の影響につい
て試験した結果について説明する。
【００２４】図２に示すように、直径が8mm、長さが50m
mの鉄釘の表面外部1cm2を覆うようにして、0.24g（140m
m）の銅線を隙間なく巻き付けたものを種々の濃度の硝
酸溶液中に釘全体を浸漬し、参照極として銀／塩化銀電
極を使用して電気化学測定を行った。そして、この釘に
0.7Ｖの電圧を印加し、釘の周囲の硝酸溶液に回転する
攪拌流を与えた。その結果、釘が回転流の渦中心に位置
している場合（条件1）、この渦中心から所定距離ａだ
け離隔した位置にある場合（条件2）及び前記渦中心か
ら２ａだけ離隔した位置にある場合（条件3）におい
て、硝酸溶液が13.2Ｎのときには、銅が完全に溶解した
のに対し、鉄は不働態化して殆ど溶解しなかった。しか
し、条件1の場合には、攪拌が弱いので、銅の完全溶解
まで200秒かかり、最大試料電流も520mAであったのに対
し、条件2及び条件3の場合には、夫々完全溶解時間が20
0秒及び185秒、最大試料電流が400mA及び330mAとなり、
攪拌流が強い方が銅の完全溶解までの時間が短くなり、
最大試料電流も小さかった。この最大試料電流は鉄の不
働態化に必要な電流であるので、上述の試験結果から、
回転流の外側程、即ち攪拌流速が速い程、銅の溶解が速
く、不働態化に要する電流も小さいことになり、硝酸の
流速が速い程、銅の選択溶解に有利であることがわか
る。
mの鉄釘の表面外部1cm2を覆うようにして、0.24g（140m
m）の銅線を隙間なく巻き付けたものを種々の濃度の硝
酸溶液中に釘全体を浸漬し、参照極として銀／塩化銀電
極を使用して電気化学測定を行った。そして、この釘に
0.7Ｖの電圧を印加し、釘の周囲の硝酸溶液に回転する
攪拌流を与えた。その結果、釘が回転流の渦中心に位置
している場合（条件1）、この渦中心から所定距離ａだ
け離隔した位置にある場合（条件2）及び前記渦中心か
ら２ａだけ離隔した位置にある場合（条件3）におい
て、硝酸溶液が13.2Ｎのときには、銅が完全に溶解した
のに対し、鉄は不働態化して殆ど溶解しなかった。しか
し、条件1の場合には、攪拌が弱いので、銅の完全溶解
まで200秒かかり、最大試料電流も520mAであったのに対
し、条件2及び条件3の場合には、夫々完全溶解時間が20
0秒及び185秒、最大試料電流が400mA及び330mAとなり、
攪拌流が強い方が銅の完全溶解までの時間が短くなり、
最大試料電流も小さかった。この最大試料電流は鉄の不
働態化に必要な電流であるので、上述の試験結果から、
回転流の外側程、即ち攪拌流速が速い程、銅の溶解が速
く、不働態化に要する電流も小さいことになり、硝酸の
流速が速い程、銅の選択溶解に有利であることがわか
る。
【００２５】次に、鉄の不働態化電位と硝酸濃度との関
係を試験した結果について、説明する。鉄スクラップに
印加する電位及び硝酸の濃度と、鉄の不働態化との間に
は、図３に模式的に示す関係がある。図３は横軸に印加
電位をとり、縦軸に硝酸濃度をとって、鉄が不働態化す
る範囲をハッチングにて示す。鉄スクラップの表面に水
分があると、鉄が不働態化しにくく、硝酸中で鉄も溶解
してしまう。これは、硝酸の濃度に拘らず、即ち、硝酸
濃度が十分に高い場合でも該当する。従って、図中破線
Ｅよりも高電位側で鉄が不働態化し、銅が十分速い溶解
速度で溶解するためには、破線Ｃよりも高濃度側にする
必要があることから、鉄を不働態化させた状態で、銅を
選択的に溶解させるために、印加電位及び硝酸濃度を図
３のハッチングにて示す範囲に設定する必要がある。な
お、この図３にて示す境界線Ｅ，Ｃの電位及び濃度の絶
対値自体は酸の種類及び鉄スクラップの組成等により異
なる。
係を試験した結果について、説明する。鉄スクラップに
印加する電位及び硝酸の濃度と、鉄の不働態化との間に
は、図３に模式的に示す関係がある。図３は横軸に印加
電位をとり、縦軸に硝酸濃度をとって、鉄が不働態化す
る範囲をハッチングにて示す。鉄スクラップの表面に水
分があると、鉄が不働態化しにくく、硝酸中で鉄も溶解
してしまう。これは、硝酸の濃度に拘らず、即ち、硝酸
濃度が十分に高い場合でも該当する。従って、図中破線
Ｅよりも高電位側で鉄が不働態化し、銅が十分速い溶解
速度で溶解するためには、破線Ｃよりも高濃度側にする
必要があることから、鉄を不働態化させた状態で、銅を
選択的に溶解させるために、印加電位及び硝酸濃度を図
３のハッチングにて示す範囲に設定する必要がある。な
お、この図３にて示す境界線Ｅ，Ｃの電位及び濃度の絶
対値自体は酸の種類及び鉄スクラップの組成等により異
なる。
【００２６】図４乃至図７は軟鋼に水滴を付着した状態
で電位を印加し、静かに硝酸溶液中に浸漬することによ
り、試料電流が浸漬後の時間の経過と共に変化する状態
を測定したデータを示す。図中、Ｂ．Ｄ．は鉄が溶解し
て試料電流が著しく増大したことを示す。また、０Ｖは
電流値が測定限界を超えたことを示す。図４は硝酸濃度
が13.2Ｎ、図５は硝酸濃度が6.6Ｎ、図６は硝酸濃度が
3.3Ｎ、図７は硝酸濃度が1.7Ｎの場合のデータである。
これらの図から明らかなように、硝酸濃度が13.2Ｎの場
合には、鉄が不働態化する最小電位が0.9Ｖである。ま
た、硝酸濃度が6.6Ｎの場合には最小不働態化電位が0.6
Ｖ，硝酸濃度が3.3Ｎ及び1.7Ｎの場合に最小不働態化電
位は0.4Ｖである。これらの関係は図３の関係と一致す
る。
で電位を印加し、静かに硝酸溶液中に浸漬することによ
り、試料電流が浸漬後の時間の経過と共に変化する状態
を測定したデータを示す。図中、Ｂ．Ｄ．は鉄が溶解し
て試料電流が著しく増大したことを示す。また、０Ｖは
電流値が測定限界を超えたことを示す。図４は硝酸濃度
が13.2Ｎ、図５は硝酸濃度が6.6Ｎ、図６は硝酸濃度が
3.3Ｎ、図７は硝酸濃度が1.7Ｎの場合のデータである。
これらの図から明らかなように、硝酸濃度が13.2Ｎの場
合には、鉄が不働態化する最小電位が0.9Ｖである。ま
た、硝酸濃度が6.6Ｎの場合には最小不働態化電位が0.6
Ｖ，硝酸濃度が3.3Ｎ及び1.7Ｎの場合に最小不働態化電
位は0.4Ｖである。これらの関係は図３の関係と一致す
る。
【００２７】これらの図４乃至図７は軟鋼及び硝酸の場
合であり、鉄スクラップの種類及び酸溶液の種類等に応
じてこのようなデータを求め、図３に示す鉄不働態化範
囲を求めておき、この範囲内に入る条件で鉄スクラップ
に電位を印加すると共に、硝酸濃度を設定すればよい。
合であり、鉄スクラップの種類及び酸溶液の種類等に応
じてこのようなデータを求め、図３に示す鉄不働態化範
囲を求めておき、この範囲内に入る条件で鉄スクラップ
に電位を印加すると共に、硝酸濃度を設定すればよい。
【００２８】次に、酸の種類が銅の選択溶解に及ぼす影
響について説明する。即ち、ＮＯ3濃度を一定に保持
し、Ｈ+濃度を変化させて、その銅の選択溶解に及ぼす
影響について試験した。Ｈ+濃度を変化させるために、
硝酸と、Ｃｕ（ＮＯ3）2、Ｆｅ（ＮＯ3）2及びＮａＮＯ
3の各溶液を使用し、そのＨ+濃度を種々設定した。Ｃｕ
（ＮＯ3）2溶液と、Ｆｅ（ＮＯ3）2溶液は100ｇの13.2
Ｎ濃硝酸に夫々銅を2.5ｇ及び鉄を4ｇの割合で溶解して
作成した。また、ＮａＮＯ3溶液はその飽和溶液を100ｇ
の13.2Ｎ濃硝酸に10モル％の割合で混合して作成した。
そして、前述の攪拌試験と同様にして、溶解迄の時間及
び最大試料電流を求めた。
響について説明する。即ち、ＮＯ3濃度を一定に保持
し、Ｈ+濃度を変化させて、その銅の選択溶解に及ぼす
影響について試験した。Ｈ+濃度を変化させるために、
硝酸と、Ｃｕ（ＮＯ3）2、Ｆｅ（ＮＯ3）2及びＮａＮＯ
3の各溶液を使用し、そのＨ+濃度を種々設定した。Ｃｕ
（ＮＯ3）2溶液と、Ｆｅ（ＮＯ3）2溶液は100ｇの13.2
Ｎ濃硝酸に夫々銅を2.5ｇ及び鉄を4ｇの割合で溶解して
作成した。また、ＮａＮＯ3溶液はその飽和溶液を100ｇ
の13.2Ｎ濃硝酸に10モル％の割合で混合して作成した。
そして、前述の攪拌試験と同様にして、溶解迄の時間及
び最大試料電流を求めた。
【００２９】その結果、Ｃｕ（ＮＯ3）2溶液及びＦｅ
（ＮＯ3）2溶液を使用した場合には、鉄が溶解してしま
った。また、ＮａＮＯ3溶液の場合には、銅が完全に溶
解するまでに要した電気量が濃硝酸を使用した場合に比
して大きかった。これらの結果から、銅の選択的溶解に
はＨ+濃度が十分に大きい強酸を使用する必要があるこ
とがわかる。
（ＮＯ3）2溶液を使用した場合には、鉄が溶解してしま
った。また、ＮａＮＯ3溶液の場合には、銅が完全に溶
解するまでに要した電気量が濃硝酸を使用した場合に比
して大きかった。これらの結果から、銅の選択的溶解に
はＨ+濃度が十分に大きい強酸を使用する必要があるこ
とがわかる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、酸溶液中で、鉄系金属
は不働態化させ、銅等の不純物成分は高溶解速度で溶解
させるから、従来と原理が異なる電気化学的な方法によ
り極めて高効率で銅等の不純物金属を鉄スクラップから
分離することができる。
は不働態化させ、銅等の不純物成分は高溶解速度で溶解
させるから、従来と原理が異なる電気化学的な方法によ
り極めて高効率で銅等の不純物金属を鉄スクラップから
分離することができる。
【図１】本発明の原理を説明するグラフ図である。
【図２】本実施例の試験に使用した釘を示す模式図であ
る。
る。
【図３】鉄の不働態化に及ぼす硝酸濃度及び印加電位の
影響を示す模式図である。
影響を示す模式図である。
【図４】硝酸濃度が13.2Ｎの場合の試料電位の時間変化
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図５】硝酸濃度が6.6Ｎの場合の試料電位の時間変化
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図６】硝酸濃度が3.3Ｎの場合の試料電位の時間変化
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図７】硝酸濃度が1.7Ｎの場合の試料電位の時間変化
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25C 1/00 - 7/08
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄を不働態化する濃度の酸溶液中に鉄ス
クラップを浸漬し、異種金属を電気化学的に前記酸溶液
中に溶解させて除去することを特徴とする鉄スクラップ
中の異種金属の分離方法。 - 【請求項２】 前記鉄スクラップの周囲の酸溶液を強制
的に攪拌することを特徴とする請求項１に記載の鉄スク
ラップ中の異種金属の分離方法。 - 【請求項３】 前記酸溶液中に電極を浸漬し前記鉄スク
ラップと前記電極との間に前記鉄スクラップが陽極とな
る電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の鉄
スクラップ中の異種金属の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10894791A JP3103133B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 鉄スクラップ中の異種金属の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10894791A JP3103133B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 鉄スクラップ中の異種金属の分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314882A JPH04314882A (ja) | 1992-11-06 |
| JP3103133B2 true JP3103133B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=14497681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10894791A Expired - Fee Related JP3103133B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 鉄スクラップ中の異種金属の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103133B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP10894791A patent/JP3103133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04314882A (ja) | 1992-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |