JPH03224678A - 酸性廃液の処理方法 - Google Patents

酸性廃液の処理方法

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JPH03224678A
JPH03224678A JP11363489A JP11363489A JPH03224678A JP H03224678 A JPH03224678 A JP H03224678A JP 11363489 A JP11363489 A JP 11363489A JP 11363489 A JP11363489 A JP 11363489A JP H03224678 A JPH03224678 A JP H03224678A
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JP
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waste liquid
acid
treatment
electrodeposition
treatment step
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JP11363489A
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Masami Toda
正見 遠田
Tetsuo Morisue
森末 哲夫
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は多種類の金属が溶解し、これら金属が溶液中で
多価の酸化状態を有する高酸化状態の金属イオンと低酸
化状態の金属イオンが溶解した酸性廃液の処理方法に関
する。
(従来技術) 一般に多種類の金属が溶解した酸性廃液はその金属が酸
化力を有している場合、還元剤等を添加して化学的に安
定化し、取扱が容易なように中和剤を加えてスラッジ化
して加熱−乾燥している。
この方法は廃液中の金属を再使用する必要がなければ処
理方法が簡単であり、処理後の乾燥物は容易に取り扱う
ことができる。
この廃液処理工程を利用した例として酸性溶液中のCe
’+またはCr2O7”−をFe”十が溶解した分析指
示薬で分析した後の分析廃液処理工程が知られている。
酸性溶液中のCe4+またはCr2O,” ”’の濃度
分析はCe”、Cr2O,”−酸化力を利用して、 こ
れら金属イオンよりも酸化還元電位が低いFe2+が溶
解した分析指示薬を用いて行なうことができる。Ce’
+またはCr、0.”−が溶解した酸性溶液にFe”十
が溶解した分析指示薬を滴下するとCe’十がCe 3
+に、Cr2O7” −がCr3+に変化するときの酸
化力により、Fe2+はFe’+に酸化される。酸性溶
液中のCe’+がCe3+に、Cr、 0、”−がCr
”+に全量還元されると酸性溶液中の酸化還元電位が急
激に変化するため、この時点の分析指示薬滴下量から分
析溶液中のCe’+またはCr2O72−の濃度を求め
ることができる。
一方、分析終了後の酸性溶液は酸性廃液として廃棄しな
ければならない。従来の酸性廃液の処理方法は上記処理
方法と同様に廃液にマグネシウム。
鉄材、カルシウム等のアルカリ金属、あるいは亜硫酸、
亜硫酸塩を添加して酸性廃液中の金属イオンを完全に還
元し、次に水酸化ナトリウム等の中和剤を加えてスラッ
ジ化して、加熱−乾燥していた。
(発明が解決しようとするIII!JII)しかしなが
ら、従来の酸性廃液の処理方法は以下に示す課題があっ
た。
■ 還元剤としてアルカリ土類金属を添加し、さらに中
和剤を添加して廃液処理するため、二次廃棄物が増加す
る。
■ 酸性廃液に中和剤を添加して安定化させるため、希
金属で分析試薬等として利用できるCeが再使用できな
くなる。
本発明はかかるaIliを解決するためになされたもの
で、特にCe、 Fe、 Ni、 Crが溶解した酸性
廃液からFe、Ni、 Crを分離して希金属で高価な
Ceイオンを回収して再使用することができ、また従来
の廃液処理方法に比ベニ次廃棄物を少なくすることがで
きる廃液処理方法を提供するものである。
〔発明の構成〕
(a題を解決するための手段) 本発明においては、Ce、 Fe、 Ni、 Crが溶
解した酸性廃液からFe、 Ni、 Crを除去する廃
液処理方法において、溶液中で多価の酸化状態有する前
記Ce、FO,Crを電解還元し高酸化状態の金属イオ
ンから低酸化状態の金属イオンに還元する還元処理工程
と、還元処理した廃液中の遊離無機酸を陰イオン交換樹
脂により分離・除去する吸着処理工程と、遊離酸を除去
処理した廃液中の低酸化状態の金属イオンをCe電着電
圧以下でFe、 Ni、 Crを陰極に電着する電着処
理工程と、電着処理したあとのCe溶液に無機酸を添加
し、再使用するためのpH調整工程で構成することを特
徴とする。
(作  用) 酸性廃液中でCe、 Fe、Ni、Crは高酸化状態の
金属イオンとしてCe’÷、Fe3”、Cr2O,”−
低酸化状態の金属イオンとしてCe3+、Fa” ”、
Cr” ”、Ni2+で溶解する。これら金属イオンが
溶解した酸性廃液を還元処理工程で過酸化水素または有
機酸を添加するか、あるいは電解還元を行うと、前記高
酸化状態の金属イオンは、低酸化状態の金属イオンに還
元される。添加した過酸化水素または有機酸は、酸素ま
たは炭酸ガスを発生して水に分解するため廃棄物とはな
らない。還元処理した廃液を吸着処理工程で陰イオン交
換樹脂に通液すると酸性廃液中の遊離無機酸は陰イオン
交換樹脂の交換基と交換反応し、遊離無機酸は陰イオン
交換樹脂に吸着され、交換基は廃液中に移行して金属イ
オンとともに樹脂を通過する。遊離無機酸を吸着・除去
した廃液を電着処理工程で電解還元を行なうと、廃液中
のpHが中性に近いため、還元電位が低いFe2”Cr
3+、Ni2+は容易に陰極上に析出し、廃液中から分
離・除去することができる。
廃液中に残留するCeイオンは吸着・除去工程で陰イオ
ン交換樹脂に吸着した無機酸と当量の無機酸を添加する
ことによって、Ce酸性溶液として再使用することがで
きる。
なお、t1離酸を吸着した陰イオン交換樹脂は、水酸化
ナトリウム水溶液を通液すると遊離酸と01(−とが交
換反応を起こし再生することができる。
樹脂を通過したNa塩は乾燥−同化し、電着処理工程で
分離・除去した金属とともに保管する。
(実 施 例) 以下、本発明に係わる酸性廃液処理方法の実施例を図に
よって説明する。本発明の除染廃液処理方法は、酸性廃
液1に溶解した高酸化状態の金属イオン及び低酸化状態
の金属イオンからなるCe、Fe、 Ni、 Crを不
活性金属からなる還元処理用陰極と還元処理用陽極とに
所定の直流電圧を印加し、前記還元処理用陰極で高酸化
状態の金属イオンを低酸化状態の金属イオンに還元する
還元処理工程2と、還元処理した廃液中の遊離無機酸を
陰イオン交換樹脂に吸着する吸着処理工程3と、吸着処
理した廃液中のFe、Cr、 Niを不活性金属からな
る電着処理用陰極と電着処理用陽極とに所定の直流電圧
を印加し、前記電着処理用陰極上に析出させる電着処理
工程4と、電着処理した処理溶液5に無機酸を添加し、
PI(調整をするp)I調整工程6とで構成される。尚
、pH調整したCe酸性水溶液は分析試薬等に再使用7
することができる。一方、吸着処理工程3で遊離無機酸
を吸着した陰イオン交換樹脂は吸着無機酸の脱離処理工
程8で水酸化ナトリウム水溶液を接触させると、吸着し
た無機酸と水酸基とは交換反応を生じ、水酸基が陰イオ
ン交換樹脂に吸着して再生・再使用することができる。
脱離処理工程8で発生するNa塩は、乾燥−固化工程9
で減容化し、電着処理工程4で回収したFe、Cr、 
Niなどの電着金属10とともに保管11する。
次に本発明に係わる除染廃液処理方法の第1の実施例を
説明する。酸性廃液1として硝酸を選択し硝酸廃液中に
Ce、 Fe、 Cr、Niが溶解している。
前記CeはCe’+とCe3+で、FeはFe’十で、
CrはCr、 O,” −で、NiはNi2+で溶解し
、硝酸濃度2moffi/L Co’十濃度0.4mo
ff/12.Ce3+濃度0.4mo12#1.Fe”
十濃度0.6IloQバ、Cr2o7′−濃度0.07
3moQ/41.  Ni濃度0.065mon/12
の廃液の処理について説明する。
還元処理工程2で上記廃液1中のCe4+とCr2O,
” ”’を還元する。還元剤として過酸化水素水(H2
0□)を選択し、廃液1中に添加すると以下に示す酸化
還元反応が生起する。
Ce” + 1/2H□O□”−Ce” +1/2H2
0+ 1/40□  ↑Cr、072− + 3820
□: 2Cr” +3H,0+ 3/20. 1次に遊
離無機酸吸着処理工程3で、還元処理した廃液と陰イオ
ン交換樹脂(R−OH)とを接触させると、遊離硝酸と
陰イオン交換樹脂の交換基(OH−)とは交換反応し、
遊離硝酸は陰イオン交換樹脂に吸着され、OH−は廃液
中のH+と水和して廃液に移行する。
R−OH+)INO3+) R−No3+ 820遊離
硝酸が除去され中性溶液となった廃液を電着処理工程4
で電極面積比(陰極/陽極) : 1/1の不活性金属
からなる電着処理用陰極と電着処理用陽極との間に電流
密度0.LA/cJの直流電圧を印加すると、前記電着
処理用陰極では以下の電着反応が生起し、廃液中からF
e、 Cr、 Niなどの電着金属lOが除去される。
Fe”  +  2e    Fe         
 −0,440V→ Cr”  +  3e    Cr         
 +0.74V→ Ni”  +  2e    Ni         
 −0,23V→ 2H÷+28.■20.00v 金属イオンの電着反応は水素ガスの発生反応と競走して
生じ、廃液のp+が低いと金属イオンの電着反応よりも
優先的に水素ガスが発生し、陰極上に金属は析出しない
。しかし、遊離無機酸の吸着処理工程3で廃液中のpH
を中性に上げているため、金属イオンの電着反応は容易
に生じる。また、Ce3+は以下に示すように他の金属
イオンよりも酸化還元電位が大きいため電着反応はほと
んど生じない。
Ce”+  3e    Ce           
 −2,33V→ 電着処理工程4で処理した処理溶液5は、pH調整工程
6で吸着処理工程3で吸着された硝酸と当量の硝酸を加
え硝酸Ce水溶液として分析試薬等に再使用7すること
ができる。
一方、電着処理用陰極に電着したFe、 Cr、 Ni
などの電着金属10は陰極から容易に除去できるため、
電着処理用陰極は電着処理工程4で再使用し、Fe、C
r、 Niなどの電着金属10は廃棄物として保管11
する。
また、吸着処理工程3でNO3−を吸着した陰イオン交
換樹脂は、吸着無機酸の脱離処理工程8で水酸化ナトリ
ウム(NaOH)水溶液を再生剤として接触させると以
下の交換反応が生じ、陰イオン交換樹脂を再生すること
ができる。
R−No、  +  Na0)l  → R−OH+ 
 NaNo。
脱離処理工程8で発生するNa塩は、乾燥・固化工程9
で減容化してから保管11する。
次に本発明の効果を確認するために行なった従来例と、
本発明に係る酸性廃液の処理方法の実施例について、硝
酸廃液を廃棄した場合の廃棄物発生量を比較して説明す
る。
前記実施例で示した組成の硝酸廃液を1000ffi処
理した場合の廃棄物発生量を求める。
本発明に係る処理方法では還元処理工程2で添加した過
酸化水素水は水に分解して蒸発できるため、廃棄物は電
着処理工程4から発生するFe、 Cr、Niなどの電
着金属10と吸着処理工程3および脱離処理工程8から
発生するNa塩である。尚、Na塩の発生量は蒸発−乾
燥した場合について求める。
Fe=0.6mol/12X 1100OffiX56
/mol/1000=33.6kg Cr=0.073mol/QX 2 X 11000Q
X52/mol/1.000=7.59kg N1=0.065mol/QX 1100OQX59/
mol/1000=3.84kg NaNo3= 2mol/QX 100012 X 8
5g/mol/101000=170 合計= 215kg 次に従来の硝酸廃液を廃棄する場合の廃棄物発生量を求
める。硝酸廃液中のCe4+とCr、 0□′−を化学
的に安定化させるための鉄材を還元剤として添加する。
Fe材必要量 Ce4+の還元量= 0.4mol#! X 1/3=
 0.133mol/12 Cr2072−の還元量= 0.073111ol/1
2 X 2= 0.146mol/12 還元した硝酸廃液をNa0IIで中和処理すると以下の
化合物が発生する Ce(No、)、+  3NaOH Fe(No3)a  +  3NaOHCr(No、)
、+  3NaO)I Ni(NOI)2  +  2NaOH→ Ce(OH
)3 + → Fe(OH)3 + → Cr(OH)a  + → N1(O)l)2 + NaNO3 3NaN0゜ NaNO3 NaNO3 中和処理後の硝酸廃液を蒸発−乾燥すると水酸化物及び
Na塩が廃棄物として発生する。
Ce(OH)、 =0.8mol/ff1X 1o00
12X 191g/mol/10001000=1 53 (0)り、 = (0,6+0.133+0.1
42)mol/QX 100OQ X 107g/mo
l/ 1000=73゜6Kg Cr(OH)、 =0.146mol/QX 1000
12X 103g/m+ol/1000=15.0kg N1(OH)、 =0.065mol/QX 1100
012X93/mol/1000=s、osicg NaN03=((0,8+0.875+0.146)X
3+(0,065X2))mol/Qx1000j2X
85g/mol/101000=475 合計 =723kg 第1表に本発明に係る実施例と従来例の硝酸廃液を廃棄
する場合の廃液の処理方法に伴う廃棄物発生量を検討し
た結果を比較して示す。
第1表 第1表から明らかなように、硝酸廃液1000ffを廃
棄処理した場合の廃棄物発生量は、本発明の実施例の場
合は215kg、従来例の還元剤の添加及び中和処理し
て廃棄する場合は713kgとなることが認められた。
以上説明したように、第1の実施例ではCe、 Fe、
Cr、 Niが溶解した硝酸廃液に、水に分解する過酸
化水素水を添加してCe、Crを化学的に安定化し、イ
オン交換−電着により廃液中からFe、 Cr、Niを
分離できるため、従来の廃液処理方法に比べ廃棄物の発
生量を少なくすることができ、またCe硝酸溶液を再使
用することができる。尚、乾燥処理した廃棄物はプラス
チック同化、アスファル]−固化、セメント固化、ガラ
ス固化することができる。
第1の実施例において硝酸溶液中の硝酸濃度は2mo1
/12の代りに0.01〜10mol/Q、 Ce(C
e”+Ce”)濃度は0.8mo1#2の代りに0.0
1〜2.0mol#l、 Fe濃度は0 、6mo1/
Qの代りに0.01〜2.Omol/12. Cr濃度
は0.146mo1/12の代りに0.003〜2.O
mol/R,Ni濃度は0.0065Ilol、lの代
りに0.001〜2.0mol#2でも使用可能である
。還元処理工程で添加する還元剤は過酸化水素水の代り
に、ギ酸、ホルムアルデヒド、シュウ酸のような有機酸
でも使用可能である。電着処理工程の電流密度は0.I
A/−の代りに0.01〜2A/d、 陰極/陽極面積
比は1/1の代りに100/1〜115でも使用可能で
ある。
なお、上記第1の実施例に準じ還元処理工程2における
過酸化水素または有機酸を添加する代りに、不活性金属
からなる還元処理用陰極と還元処理用陽極に所定の直流
電圧を印加して還元処理用陰極で高酸化状態の金属イオ
ンを低酸化状態の金属イオンに還元した。
すなわち上記廃液を還元処理工程2で電極面積比(陰極
/陽極) : 100/1の不活性金属からなる還元処
理用陰極と還元処理用陽極との間に電流密度0、IA#
dの交流電圧を印加すると、前記還元処理用陰極では以
下の電解還元反応が生じる。
Ce”  +  e    Ce”         
    +1,61V→ Fe”  +  e    Fe”+        
   ◆0,771VCr207” −+ 148÷+
6e″2Cr’+7820  +1.33VFe3+の
還元電位は、他の金属イオンの酸化還元電位よりも低い
ため、Fe’十の還元反応が優先的に起こる。そのため
、Ce’十とCr、 O,”−は電解還元反応と以下に
示すFe”十との酸化還元反応により全量還元される。
Ce”  +  Fe”+ → Ce″″+ +  F
e”Cr2O7”−+14H” + 6Fe”→ 2C
r”  +  6Fe”  +  7)!20この還元
処理工程2で還元処理したのち、吸着処理工程3.電着
処理工程4、PH調整工程6、脱離処理工程8および乾
燥・固化工程9を上記第1の実施例に準じて処理したと
ころ、上記第1の実施例に準じた作用効果が得られた。
還元処理工程の電流密度は0.IA/antの代りに0
.01〜2A/d、陰極/陽極面積比は100/1の代
りに200/1〜1/1でも使用可能である。また、還
元処理工程と電着処理工程は、単独に設置する代りに併
用することも可能である。
次に本発明に係わる廃液処理方法の第2の実施例につい
て説明する。第2の実施例は酸性廃液1として硫酸を選
択し、硫酸廃液1にCe、 Fe、 Cr、Niが溶解
している。前記CeはCe4+とCe3+で、FeはF
e’+で、CrはCr2O,”−で、NiはNi”十で
溶解し、 硫酸濃度1mol/L Ce’十濃度0.2
mol#t、Ce3+濃度0.1mol/Q、 Fe濃
度0.6mol/n、 Cr2O7”−濃度0.073
a+ol/l、Ni濃度0.065111ol/12の
廃液の処理について説明する。
還元処理工程2で上記廃液1中のCe’十とCr2O7
2−を還元する。還元剤として過酸化水素水(H20□
)を選択し、廃液中に添加すると、前記硝酸廃液の還元
処理工程で説明した酸化還元反応が生じ、Ce’+はC
e’十に、 Cr2O□”−はCr3+に還元される。
次に遊離無機酸の吸着処理工程3で、還元処理した廃液
と陰イオン交換樹脂(R−OH)とを接触させると、遊
離硫酸と陰イオン交換樹脂の交換基(Oll−)とは交
換反応し、遊離硫酸は陰イオン交換樹脂に吸着され、0
11−は廃液中の■+は水和して廃液に移行する。
2R−OH+  H2SO42R−SO4+  28.
0遊離硫酸が除去され中性溶液となった廃液を電着処理
工程4で電極面積比(陰極/陽極) : 1/1の不活
性金属からなる電着処理用陰極と電着処理用陽極との間
に電流密度0.IA/aJの直流電圧を印加すると、前
記電着処理用陰極では前記硝酸廃液の電着処理工程4で
説明した電着反応が生じ、廃液中からFe、 Cr、 
Niが除去される。
電着処理した処理溶液5は、PH調整工程6で吸着工程
3で吸着された硫酸と当量の硫酸を加えCe硫酸水溶液
として分析試薬等に再使用7することができる。
一方、電着処理用陰極に電着したFe、 Cr、 Ni
は陰極から容易に除去できるため、電着処理用陰極は電
着処理工程4で再使用し、Fe、 Cr、 Niなどの
電着金属10は廃棄物として保管工1する。
また、吸着処理工程3でso4”−を吸着した陰イオン
交換樹脂は吸着無機酸の脱離処理工程8で水酸化ナトリ
ウム(NaOH)水溶液を再生剤として接触させると、
以下の交換反応が生じ、陰イオン交換樹脂を再生するこ
とができる。
2R−So4+  2NaO)l  4 2R−OH+
  Na、So4脱離処理工程8で発生するNa塩は、
乾燥−同化工程9で減容化し、保管11する。
次に本発明の効果を確認するために行なった従来例と本
発明の廃液処理方法を用いて硫酸廃液を廃棄した場合の
廃棄物発生量を比較して説明する。
前記で示した組成の硫酸廃液を1000ffi処理した
時の廃棄物発生量を求める。
本発明に係る廃液の処理方法では電着処理工程4から発
生するFe、 Cr、 Niなどの電着金属10と吸着
処理工程3と脱離処理工程8かも発生するNa塩である
。尚、Na塩の発生量は蒸発−乾燥した場合について求
める。
Fe = 0.6mol/QX 100012 X 5
6g/mol/1000=33.6kg Cr=0.073mol/QX 2 X 110001
2X52/mol/1000=7.59kg Ni = 0.06Ev+ol/12 X 10001
2 X 59g/mol/ 1000=:3.84kg Na25o4: 1mol/QX 100(IQ X 
142g/mol/1000=142k。
合計= 187kg 次に従来の硫酸廃液を廃棄する場合の廃棄物発生量を求
める。硫酸廃液中のCe4+とCr2Q、2−を化学的
に安定化させるため鉄材を還元剤として添加する。
Fe材必要量 Ce’十の還元量= 0.4mol#! X 1/3=
 0.133mol/12 Cr20. ”−の還元量=0.073mol/4X 
2=0.146mol# 還元した硫酸廃液をNaOHで中和処理すると以下の化
合物が発生する 1/2C6,(SO4)、 + 3NaO)!−+Ce
(OH)3+1/2F192(SO4)3 + 3Na
O)l →Fe(ON)a +1/2Crz(SO4)
a + 3NaOH−+Cr(OH)a +〜1so4
+ 2〜aOH−* N1(0)1)2+ Na、So
1 、5Na2So4 1.5NaaSO4 1、5Na2So。
中和処理後の硫酸廃液を蒸発−乾燥すると水酸化物及び
Na塩が廃棄物として発生する。
Ce(Oll)、 =0.8+++ol/QX 100
0Rx 191g/mol/1000== 153kg Fe (OH)、 = (0,6+0.133+0.1
42)mol/ff X 100ORX 107g/m
ol/10(1(1=73.6Xg Cr(OH)a =Q、 146mol#t X 11
00(X 103g/mol/1000=15.0kg N1(OH)、 =0.065mo1/12X1000
i2X93g/mol/1000:6.05kg Na、5O4=(0,8+0.875+0.146)X
(1,5+0.065)mol/12X100fMX1
42g/mol/101000=481 合計 =729kg 第2表に本発明に係る実施例と従来例の硫酸廃液を廃棄
する場合の廃液処理方法に伴う廃棄物発生量を検討した
結果を比較して示す。
第2表 第2表から明らかなように、硫酸廃液100012を廃
棄処理した場合、廃棄物の発生量は本発明に係る実施例
の場合は187kg、従来例の中和処理して廃棄する場
合は729kgとなることが認められた。
以上説明したように、第2の実施例ではCe、Fe、C
r、Niが溶解した硫酸廃液1に、水に分解する過酸化
水素水を添加してCe、 Crを化学的に安定化し、イ
オン交換−電着処理することによりFe、Cr、 Ni
を分離できる。したがって、従来の廃液の処理方法に比
較し廃棄物の発生量を少なくすることができ、またCe
硫酸溶液を再使用することができる。
尚、乾燥処理した廃棄物はプラスチック固化、アスファ
ルト固化、セメント固化、ガラス固化することができる
第2の実施例において硫酸溶液中の硫酸濃度は1mo1
#lの代りに0.01〜lOmol/12. Ce(C
e”+Ce”)濃度は0.3mol#tの代りに0.0
1〜1.Omol/Q、 Fe濃度は0.6mo1/Q
の代りに0.01−2.0mol/Q、 Cr’lj度
は0、146mo1/Qの代りに0.003〜2.0m
ol/+!、  Ni濃度は0.0065mol/1!
の代りに0.001〜2.0IIlol/Qでも使用可
能である。還元処理工程2で添加する還元剤は過酸化水
素水の代りに、ギ酸、ホルムアルデヒド、シュウ酸のよ
うな有機酸でも使用可能である。電着処理工程4 の電
流密度はO,lA/cdの代りに0.01〜2A/ c
i、陰極/陽極面積比は1/lの代りに100/1〜1
15でも使用可能である。 また、還元処理工程2と電
着処理工程4は単独に単独に設置する代りに併用するこ
とも可能である。
なお、上記第2の実施例に準じ還元処理工程2における
過酸化水素または有機酸を添加する代りに、不活性金属
からなる還元処理用陰極と還元処理用陽極に所定の直流
電圧を印加して還元処理用陰極で高酸化状態の金属イオ
ンを低酸化状態の金属イオンに還元した。
すなわち上記廃液を還元処理工程2で電極面積比(陰極
/陽極) : 100/1の不活性金属からなる還元処
理用陰極と還元処理用陽極との間に電流密度0、IA/
ciの交流電圧を印加すると、前記還元処理用陰極では
以下の電解還元反応が生じる。
Ce”  +  e  Ce”          +
1.61VFe”  +  e  Fe”      
    +0.771VCr20.”+141+”+6
e ”−2Cr3+711□O+1.33VFe3+の
還元電位は、他の金属イオンの酸化還元電位よりも低い
ため、Fe:l+の還元反応が優先的に起こる。そのた
め、Ce4+とCr2O、”−は電解還元反応と以下に
示すFe2+との酸化還元反応により全量還元される。
Ce” 十Fe”+→Ce” + Fe”Cr、O,”
−+  14H”  +  6Fe”→ 2Cr’” 
 +  6Fe’”  +  78.0この還元処理工
程2で還元処理したのち、吸着処理工程3.電着処理工
程4、pH調整工程6、脱離処理工程8および乾燥・固
化工程9を上記第2の実施例に準じて処理したところ、
上記第2の実施例に準した作用効果が得られた。なお、
還元処理工程2の電流密度は0.IA/cdの代りに0
.01〜2A/d、陰極/陽極面積比ハ1oo/1ノ代
リニ2oo/1〜1/lでも使用可能である。
次に本発明に係わる廃液処理方法の第3の実施例につい
て説明する。第3の実施例は酸性廃液1として塩酸を選
択し、塩酸廃液にCe、 Fe、 Cr、Niが溶解し
ている。前記CeはCe4+とCe3+で、FeはFe
3+で、CrはCr、 07”−で、NiはNi”十で
溶解し、 塩酸濃度2mol/L Ce4+濃度0.4
mol/12. Ce3+濃度0.4mol/Q、 F
e’十濃広濃度0+ll01/12. Cr2O,”−
濃度0.073mol/12、Ni濃度0.065mo
l#の廃液の処理について説明する。
還元処理工程2で上記廃液1中のCe4+とCr、 0
.2−を還元する。還元剤として過酸化水素水(■20
□)を選択し、廃液中に添加すると、前記硝酸廃液の還
元処理工程2で説明した酸化還元反応が生じ、Ce4+
はCe3+に、Cr2O,”−はCr:I+に還元され
る。
次に遊離無機酸吸着処理工程3で、還元処理した廃液と
陰イオン交換樹脂(R−OH)とを接触させると遊離塩
酸と陰イオン交換樹脂の交換基(OH−)とは交換反応
し、遊離塩酸は陰イオン交換樹脂に吸着され、0■−は
廃液中の11+と水和して廃液に移行する。
R−011+  HCQ 、  R−CQ  +  H
20ti離塩酸が除去され中性溶液となった廃液を電若
処理工a4で電極面積比(陰極/陽極) : 1/1の
不活性金属からなる電着処理用陰極と電着処理用陽極と
の間に電流密度0.IA/an?の直流電圧を印加する
と、前記電着処理用陰極では前記硝酸廃液の電着処理工
程4で説明した電着反応が生じ、廃液中からFe、 C
r、 Niが除去される。
電着処理した処理溶液5は、PH調整工程6で吸着処理
工程3で吸着された塩酸と当量の硫酸を加えCe塩酸水
溶液として分析試薬等に再使用7することができる。
一方、電着処理用陰極に電着したFe、 Cr、 Ni
は陰極から容易に除去できるため、電着処理用陰極は電
着処理工程4で再使用し、Fe、Cr、 Niは廃棄物
として保管する。
また、吸着処理工程4でCQ−を吸着した陰イオン交換
樹脂は吸着無機酸の脱離処理工程8で水酸化す1ヘリウ
ム(NaO+1)水溶液を再生剤として接触させると以
下の交換反応が生じ、陰イオン交換樹脂を再生すること
ができる。
R−CQ  +  NaOH−+  R−Off  +
  NaCQ脱離処理工程8で発生するNa塩は乾燥−
固化工程9で減容化し、保管11する。
次に本発明の効果を確認するために行なった従来例と本
発明に係る廃液の処理方法について塩酸廃液を廃棄した
場合の廃棄物発生量を比較して説明する。
前述した組成の塩酸廃液を100012処理した場合の
廃棄物発生量を求める。
本発明に係る廃液処理方法では電着処理工程4から発生
するFe、 Cr、 Niなどの電着金属10と吸着処
理工程3および脱離処理工程8から発生するNa塩であ
る。尚、Na塩の発生量は蒸発−乾燥した場合について
求める。
Fe=0.6mol/RX 1100OQX56/mo
l/1000=33.6kg Cr=0.073mol/12X 2 X 11000
1X52/mol/1000ニア、59kg N1=0.065mol/12X 1100OI2X5
9/mol/1000=3.84kg NaC+!=2mol/RX 1100OI2X58/
mol/1000= 116kg 合計= 161kg 次に従来の塩酸廃液を廃棄する場合の廃棄物発生量を求
める。塩酸廃液中のCe4÷とCr2O、”−を化学的
に安定化させるための鉄材を還元剤として添加する。
Fe材必要量 Ce’十の還元量= 0.4mol/12 X 1/3
=0.133mol/12 Cr20.2−の還元量=0.073n+ol/RX 
2= 0.14611ol/Q 還元した塩酸廃液をN a O)1で中和処理すると以
下の化合物が発生する eCQ3 FeCら rCQ3 NiCf2゜ + 3NaOH→Ce(OH)3 + 3NaO)I −* Fe(OH)。
+ 3NaOH4Cr(OH)、。
+ 2NaOH→Ni(OH)2 +  3NaCQ +  3Na(4 +  3NaCj! +  2NaCR 中和処理後の塩酸廃液を蒸発−乾燥すると水酸化物及び
Na塩が廃棄物として発生する。
Ce(OH)3=0.8mol/12X 1oooQx
 191g/mol/10001000=1 53 (OH)、 = (0,6+0.133+0.1
42)mol/12 X 1oooQX 107g/m
ol/ 1000=73.6Kg Cr(Off)a =0.146mol/ffX 1o
ooQx 103g/mol/1000=15.0kg N1(011)2=0.065mo1/12X1000
i1X93g/mol/1000=6.05kg NaCR=((0,8+0.875+O,146)X3
+(0,065X2))mol/QX1000QX 5
8g/mol/ 101000=324 合計 =572kg 第3表に本発明に係る実施例と従来例の塩酸廃液を廃棄
する場合の廃液の処理方法に伴う廃棄物発生量を検討し
た結果を比較して示す。
第3表 第3表から明らかなように塩酸廃液1000Qを廃棄処
理した場合、廃棄物発生量は、本発明の実施例の場合は
161kg、従来例の還元剤の添加及び中和処理して廃
棄する場合は571kgとなることが認められた。
以上説明したように、第3の実施例ではCe、 Fe、
Cr、 Niが溶解した塩酸廃液に水に分解する過酸化
水素水を添加してCe、 Crを化学的に安定化し、イ
オン交換−電着処理することによりFe、 Cr、 N
iを分離できる。そのため、従来の廃液の処理方法に比
較して廃棄物の発生量を少なくすることができ、また、
Ce塩酸溶液を再使用することができる。尚、乾燥処理
した廃棄物はプラスチック固化、アスファルト固化、セ
メン1へ固化、ガラス固化することができる。
第3の実施例において塩酸廃液中の塩酸濃度は2mo1
/Rの代りに0.01〜10mol/ff、 Ce(C
e”+Ce”)濃度は0,8mo1/12の代りにO,
O1〜2.Omol/R,Fe濃度は0.6mo1/1
!の代りに0.01〜3.0mol/12. Cr濃度
は0、146mo1#2の代りに0.003〜2.Om
ol/12.  Ni濃度は0.0065mo1/Qの
代りに0.001〜2.0mol/Qでも使用可能であ
る。還元処理工程2で添加する還元剤は過酸化水素水の
代りにギ酸、ホルムアルデヒド、シュウ酸のような有機
酸でも使用可能である。電着処理工程4のit電流密度
0゜IA/fflの代りに0.01〜2A/cd、陰極
/陽極面積比は1/1の代りに100/]〜115でも
使用可能である。
なお、上記第3の実施例に準し還元処理工程2における
過酸化水素または有機酸を添加する代りに、不活性金属
からなる還元処理用陰極と還元処理用陽極に所定の直流
電圧を印加して還元処理用陰極で高酸化状態の金属イオ
ンを低酸化状態の金属イオンに還元した。
すなわち上記廃液を還元処理工程2で電極面積比(陰極
/陽極) : 100/1の不活性金属からなる還元処
理用陰極と還元処理用陽極との間に電流密度0、IA/
cJの交流電圧を印加すると、前記還元処理用lI3極
では以下の電解還元反応が生じる。
Ce” +e″Ce”      +1.6+、VFe
”  +  e  ″ Fe”          +
0.771VCr20. ” ”−+ 14P +6e
 2Cr3+7H□O+1..33VFe3+の還元電
位は、 他の金属イオンの酸化還元 電位よりも低いため、Fe3+の還元反応が優先的に起
こる。そのため、Ce’十とCr2O、”−は電解還元
反応と以下に示すFe2+との酸化還元反応により全量
還元される。
Ce”  +  Fe”  −*  Ce”  +  
Fe”Cr2O7”  +  148”  +  6F
e”→ 2Cr3÷ + 6Fe”  +  7)1.
0この還元処理工程2で還元処理したのち、吸着処理工
程3、電着処理工程4、PH調整工程6、脱離処理工程
8および乾燥・固化工程9を上記第3の実施例に準じて
処理したところ、上記第3の実施例に準じた作用効果が
得られた。還元処理工程の電流密度は0.IA/cnY
の代りに0.01〜2A/ad、陰極/陽極面積比は1
00/1の代りに200/1〜l/1でも使用可能であ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば以下の効果がある。
(υ Ce、 Fe、 Cr、 Niが溶解している酸
性廃液から電着によってFe、 Cr、 Niを除去で
きるため希金属で高価なCeを再使用することができる
(2)水に分解する過酸化水素水及び有機酸などの還元
剤を添加するかまたは電解還元してCe、 Crを安定
化し、イオン交換および電着によりFe、C乙Niを酸
性廃液から除去できる。そのため、アルカリ土類金属等
の還元剤を添加し、さらに中和剤を添加して酸性廃液を
安定化する方法と比較して廃棄物の発生量が少なくてす
む。
【図面の簡単な説明】
図は本発明に係わる廃液処理方法を示すブロックフロー
である。 1・・・廃液、      2・・・還元処理工程、3
・・吸着処理工程、  4・・・電着処理工程、5・・
処理溶液、     6・p t+調整工程、7・・・
再使用、      8・・・脱離処理工程、9・・乾
燥・固化工程、 10・・・電着金属、11・・保管。 (8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1
名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セリウム(Ce)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni
    )、クロム(Cr)が溶解した酸性廃液からFe、Ni
    、Crを除去する酸性廃液の処理方法において、前記廃
    液中で多価の酸化状態有する前記Ce、Fe、Crを高
    酸化状態の金属イオンから低酸化状態の金属イオンに還
    元する還元処理工程と、還元処理した廃液中の遊離無機
    酸を陰イオン交換樹脂により分離・除去する吸着・除去
    工程と、陰イオン交換樹脂に吸着した無機酸を再生剤で
    脱離し陰イオン交換樹脂を再生する脱離処理工程と、脱
    離した無機酸を乾燥−固化する乾燥・固化工程と、前記
    遊離酸を除去処理した廃液中の低酸化状態の金属イオン
    をCe電着電圧以下でFe、Ni、Crを陰極に電着す
    る電着処理工程と、電着処理したあとのCe溶液に無機
    酸を添加し、再使用するためのpH調整工程とで構成す
    ることを特徴とする酸性廃液の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007117965A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 排水からの金属の除去方法及び除去装置
CN113149248A (zh) * 2021-01-19 2021-07-23 中基(海南)科技有限公司 一种绿色电镀废水资源化处理工艺

Cited By (3)

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JP2007117965A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 排水からの金属の除去方法及び除去装置
US8603344B2 (en) 2005-10-31 2013-12-10 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Method and apparatus for removing metal from waste water
CN113149248A (zh) * 2021-01-19 2021-07-23 中基(海南)科技有限公司 一种绿色电镀废水资源化处理工艺

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