JPH05116948A - 塩化第２鉄液のエツチング廃液の処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩化第２鉄液をニッケル合金系の金属のエッ
チング処理に使用した場合の廃液である高濃度の含ニッ
ケル塩鉄廃液からニッケルを効率よく除去し、塩鉄液を
再生する。また併せて有価金属であるニッケルの再利用
を図る。 【構成】 高濃度含ニッケル塩鉄廃液に、含ニッケル分
の約１倍モル相当分の鉄粉を塩化第２鉄液と共に添加し
て液中に含まれる概ね５０〜６０％のニッケルを沈殿さ
せる第１段目の反応と、所定の時間経過後これに続い
て、予め別容器で鉄粉を塩化第２鉄液に反応させた後の
混合液を、初期廃液中の含ニッケルの約１倍モル相当分
だけ液に添加して最終的に９９％以上までニッケルを沈
殿させる第２段目の反応を行なわせ、その後、沈殿物を
固液分離した液を塩素化して塩化第２鉄液を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルを高濃度に含
む塩化第２鉄液のエッチング処理廃液中から、ニッケル
を除去し塩化第２鉄液に再生する処理法に関するもので
ある。

【０００２】

【発明の背景と従来の技術】近年、プリント配線板のエ
ッチング処理やカラーテレビにおけるシャドウマスクの
エッチング処理、あるいはＩＣのリードフレーム等のエ
ッチング処理に使用される塩化第２鉄液（以下単にこれ
らのエッチング処理液を「塩鉄液」と略記する）は、電
子工業等の発展に伴ってその使用量が年々急速に増大し
ており、これに伴って大量に生ずるエッチング廃液を処
理する技術、あるいはより積極的に処理後の液を再生利
用する技術の開発が重要となってきている。

【０００３】塩化第２鉄液をエッチング処理に使用し生
ずる廃液（以下「塩鉄廃液」と略記する）から、これに
含まれる重金属を除去して塩鉄液を再生することを目的
とした提案は従来からいくつかされている。

【０００４】例えば所謂アンバー材やアロイ材をエッチ
ングした多量のニッケルが含まれている塩鉄廃液の処理
法として、廃液に鉄材を添加することにより還元作用を
与える工程と、この還元とｐＨの調整で鉄とニッケルを
沈殿させる工程とを組み合わせた金属鉄還元法が知られ
ている（特開昭６２−１９１４２８号）。またニッケル
以外にクロムを含む塩鉄廃液を処理する方法（特開昭６
２−１９２５５８号）、また金属鉄還元法によってニッ
ケル他多種類の重金属を含む塩鉄廃液からこれらの重金
属を濾滓として一括除去する方法、例えば特公昭６１−
４４８１４号、特公昭５７−３７５３３号、特公昭５６
−３６１２７号、特公昭６３−６６９０８号等も知られ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】塩鉄廃液を再生して利
用する場合、再生処理後の液中に残存するニッケル量が
多くては再生塩鉄液の性能が不十分で劣化が早くなると
いう不具合があり、一般に塩鉄液の凝集剤用、エッチン
グ液用としてはニッケル含量をより低濃度とすることが
求められる。

【０００６】ところでニッケルの除去法として知られる
上記特開昭６２−１９１４２８号の方法によると、添加
する鉄粉量が少ないとニッケルの除去率を高くできない
という問題があり、例えば我々の経験では、２００メッ
シュの鉄粉（同和鉄粉ＤＥ：同和鉄粉工業社製）を含ニ
ッケル量の２倍モル添加し、処理時間を長く（２４時
間）しても約７５％程度しかニッケルを除去できなかっ
た。したがって数千ｐｐｍ〜数万ｐｐｍという高濃度の
含ニッケル廃液からこの液を上記のように再生利用でき
る程度までニッケルを除去するには添加する鉄粉の量を
多くしなければならず、例えば９９％以上の除去率を確
保するには５倍モル程度の鉄粉添加が必要になる。

【０００７】この鉄粉添加量が多いという問題は、再生
塩鉄液の利用という観点からは直接支障とならないが、
液の回収率低下、スラッジ量の増大を招き、結果的に利
用価値のないスラッジ処理という新たな問題をかかえ込
むことになり、処理費用の負担が大きくなり実用性は甚
だ疑問である。

【０００８】本発明者は、以上のような従来技術の問題
に鑑み、例えばニッケル合金のエッチング処理等から生
ずる高濃度にニッケルを含む塩鉄廃液を処理する場合
に、ニッケルを出来るだけ効率的よく回収し、また塩鉄
液を効率よく再生できる方法の開発を課題として鋭意検
討を重ねた。

【０００９】かかる観点から本発明者が提供する本発明
の目的は、ニッケルを高濃度に含有する塩化第２鉄のエ
ッチング廃液から、有価金属であるニッケルを効率よく
回収しながら、スラッジ量を出来るだけ少なくできる方
法を提供することにある。

【００１０】また本発明の別の目的は、上記エッチング
廃液からニッケルを可及的に除去し、残存ニッケルの少
ない優れた再生塩鉄液を安価に得ることができる方法を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決する手段】上記目的を達成するために本発
明者は、特許請求の範囲の各請求項に記載したエッチン
グ廃液の処理法を内容とする本発明を完成した。

【００１２】本発明方法は、ニッケルを数千ｐｐｍ〜数
万ｐｐｍの高濃度に含有する塩鉄廃液に、空気を断って
鉄材（例えばヘガネス鉱より製造される鉄粉；Ｍ−１０
０：ヘガネス・ガデリウス社製）と塩化第２鉄液（又は
塩酸）を加え、加熱撹拌して液中のニッケルを沈殿させ
る第１工程と、この沈殿を固液分離した後液を塩素化し
て塩化第２鉄液を再生する第２工程とからなることを特
徴とする。

【００１３】上記の第１工程において鉄材は、特に限定
されるものではないが複数回に分けて液に添加すること
が好ましく、例えば第１工程の初期と、この第１工程期
間の半分程度の時間が経過した時点の２回に分けて添加
することで本発明の目的を十分実現できる。本発明の第
１工程においては、第１回目の鉄粉を添加する際に同時
に塩化第２鉄液（塩酸でもよい）を添加するか、または
別容器で塩化第２鉄液に鉄粉を添加して反応させた混合
物を添加する。第２回目以降の鉄粉の添加は、鉄粉を別
容器において塩化第２鉄液に添加して反応させた混合物
を添加することが必要である。この操作を行なわない
と、沈殿したニッケルが再溶解するので好ましくない。
空気を断つことも同様の理由による。

【００１４】第１工程の反応時間は、ニッケルの濃度、
鉄粉の添加量、反応温度、撹拌の条件等によって異なる
が、例えば１００００ｐｐｍ程度のニッケルを含有する
塩鉄廃液を５０〜９０℃、好ましくは７０〜９０℃、最
適には７０〜７５℃で、第１回目と２回目にそれぞれ鉄
材の添加量を１倍モルとした場合に、２０〜３０時間程
度（したがって２回目の鉄材の添加は１０〜２０時間の
経過時点）で行なわれる。このような反応により、１回
目の鉄粉添加で廃液中の含ニッケルの５０〜６０％程度
のニッケルが沈殿し、２回目の鉄粉添加によって９９％
以上のニッケルが沈殿する。この鉄粉添加量とニッケル
の沈殿回収率は、同程度のニッケル除去のために約５倍
モルもの多量の鉄粉添加を必要とした上記従来の方法に
比べて著しく優れており、また機械的に強度の撹拌を必
要としない点でも工業的に優れた方法である。鉄材の全
添加量は、初期の廃液中の含ニッケル量に対して一般的
には２〜５倍モルで本発明の反応を行なわせることは可
能であるが、スラッジ量を出来るだけ少なくして該スラ
ッジ中のニッケル含有量を高めるためには２〜３倍モ
ル、最適には２〜２．５倍モルの範囲とすることがよ
く、この全鉄粉量を複数回に分けて添加する場合の割合
は特に限定されるものではないが回数に分けて概ね等分
すればよい。

【００１５】鉄粉と共に廃液に添加される塩化第２鉄液
は、工程製品である塩化第２鉄４４％の液を使用するこ
とができる。

【００１６】本発明の第１工程における反応は、ｐＨ＜
３．５において行なわれる。ｐＨがこの範囲より高いと
鉄の沈殿する量が多くなってスラッジ量が増大するため
好ましくない。

【００１７】本発明方法によって回収されるニッケルス
ラッジは、従来法では全く期待できない高濃度にニッケ
ルを含有している。なお第１工程における撹拌は、反応
を円滑に進行させるために重要であるが、本発明の方法
による場合の撹拌は撹拌羽根による一般的な撹拌手段を
用いた程度で十分である。反応雰囲気は、ニッケルの再
溶解防止のために酸素を遮断することが必要である。

【００１８】以上の工程を経て得た濾液は、既知の方法
に従い第２工程において塩素化を行なうことで塩化第２
鉄液としてエッチング液として再使用できる。

【００１９】

【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

【００２０】実施例１ ニッケル１１４０６ｐｐｍを含む塩鉄廃液７０４ｇ（ｐ
Ｈ１．２）に、塩化第２鉄液３５ｇ（塩化第２鉄４４
％、塩化第１鉄約０％）と、鉄粉１０ｇ（１５０メッシ
ュのＭ−１００（前出））を仕込み、７０℃で加熱撹拌
した。１４時間経過後、前もって別容器で４４％塩化第
２鉄液３５ｇと上記鉄粉１０ｇを混合反応させておいた
物を、上記反応液に仕込み、更に１０時間反応を継続し
た。反応後、定量濾紙５Ｂで濾過した。得られた濾液中
のニッケルの含有量は５０ｐｐｍであった。またスラッ
ジ中のニッケル濃度は３０％であった。

【００２１】この工程を経た液を既知の方法で塩素化
し、エッチング処理用の塩化第２鉄液を再生した。この
液の組成は、下記表１に示す通りであった。

【００２２】

【表１】

【００２３】なお塩化第２鉄液を使用しないで同様の操
作を行なった場合、得られた濾液中のニッケル含有量は
３４３２ｐｐｍであった。

【００２４】実施例２ 鉄粉の種類を変えた（２００＞メッシュの同和鉄粉Ｄ
Ｅ：同和鉄粉工業社製）以外は実施例１と同様の操作を
行なった。得られた濾液中のニッケル含有量は２１５０
ｐｐｍであった。

【００２５】また塩化第２鉄液を使用しない場合のニッ
ケル含有量は６３１７ｐｐｍであった。

【００２６】実施例３ ニッケル８６３１ｐｐｍを含む塩鉄廃液７０５ｇに、鉄
粉（前出のＭ−１００）９ｇと３５％塩酸１０ｇを仕込
み、７０℃で加熱撹拌した。１４時間経過後、前もって
別容器にて上記鉄粉９ｇ及び塩酸１０ｇを混合反応させ
ておいた物を、更に反応液に仕込み１０時間反応を継続
した。

【００２７】反応後、定量濾紙５Ｂで濾過した。得られ
た濾液中のニッケルは５２０ｐｐｍであった。なお反応
時間を前２４時間、後２４時間の合計４８時間行なった
場合のニッケル含有量は５２ｐｐｍであった。

【００２８】実施例４ ニッケル１１４０６ｐｐｍを含む塩鉄廃液７００ｇに、
４４％塩化第２鉄液７０ｇと鉄粉（前出のＭ−１００）
２１ｇを仕込み７０℃で２４時間反応を行なった。

【００２９】反応後、定量濾紙５Ｂで濾過した。得られ
た濾液中のニッケルは１０２７ｐｐｍであった。

【００３０】

【発明の効果】本発明方法によれば、ニッケルを高濃度
に含有する塩化第２鉄のエッチング廃液から、有価金属
であるニッケルを高濃度に含有したスラッジを効率よく
回収することができるという効果がある。

【００３１】また本発明方法によれば、エッチング廃液
からニッケルを９９％以上除去でき、残存ニッケルの少
ない優れた再生塩鉄液を効率よく安価に得ることができ
るため、塩鉄廃液の再生と、有価金属の回収再利用を工
業的に実施する上において極めて有益であるという効果
がある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニッケルを高濃度に含有する塩化第２鉄
   のエッチング廃液に鉄材と塩化第２鉄液又は塩酸を加
   え、加熱撹拌して液中のニッケルを沈殿させる第１工程
   と、この沈殿物を固液分離した後液を塩素化して塩化第
   ２鉄液を再生する第２工程とからなることを特徴とする
   塩化第２鉄液のエッチング廃液の処理法。
2. 【請求項２】 請求項１において、廃液中に添加する鉄
   材と塩化第２鉄液又は塩酸は複数回に分けて添加するこ
   とを特徴とする塩化第２鉄液のエッチング廃液の処理
   法。
3. 【請求項３】 請求項２において、廃液中に加える少な
   くとも２回目以降の鉄材が、塩化第２鉄液又は塩酸で予
   め処理させたものであることを特徴とする塩化第２鉄液
   のエッチング廃液の処理法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、第
   １工程で廃液に添加する鉄材がこの第１工程の初期と中
   間の２回であり、かつ廃液に加える鉄粉の量が、夫々初
   期の廃液中に含まれているニッケルの約１倍モル相当以
   上であることを特徴とする塩化第２鉄液のエッチング廃
   液の処理法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、処
   理をＮ₂ ガス雰囲気下で行なうことを特徴とする塩化第
   ２鉄液のエッチング廃液の処理法。