JPH0356687A - ハイブリッドクロム回収方法及び装置 - Google Patents
ハイブリッドクロム回収方法及び装置Info
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- JPH0356687A JPH0356687A JP2190853A JP19085390A JPH0356687A JP H0356687 A JPH0356687 A JP H0356687A JP 2190853 A JP2190853 A JP 2190853A JP 19085390 A JP19085390 A JP 19085390A JP H0356687 A JPH0356687 A JP H0356687A
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Classifications
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
工業廃物、特に、危険な金属含有流出液、プロセス溶液
堆積物及びスラッジの形態のものは、重要な環境汚染源
になる恐れがある。がかる問題を処理するために開発さ
れた近年の新規な技術の大半は、かかる工業廃物中に含
有される金属分の回収よりもむしろ分解又は安定化を目
的としている。
堆積物及びスラッジの形態のものは、重要な環境汚染源
になる恐れがある。がかる問題を処理するために開発さ
れた近年の新規な技術の大半は、かかる工業廃物中に含
有される金属分の回収よりもむしろ分解又は安定化を目
的としている。
クロムは、銅、銀、カドミウム、コバルト、金、鉛、ニ
ッケル、すず及び亜鉛のような他の貴金属に加えて、通
常工業廃物中に酸化物若しくは水酸化物+3価で見い出
される。
ッケル、すず及び亜鉛のような他の貴金属に加えて、通
常工業廃物中に酸化物若しくは水酸化物+3価で見い出
される。
水溶液から金属分を回収するために、膜を基礎とした溶
剤抽出を用いる種々の試みがなされた。
剤抽出を用いる種々の試みがなされた。
例えば米国特許第3, 956, 122号、第3.
957. 504号及び4, 437, 994号があ
る。しかし、かかる方法は、不十分な選択性とフラック
ス速度に依り十分な成果を納めたものではなく、これは
、全体的に効率の悪いものである。従って金属回収技術
において、工業廃水から金属分を回収する真に効率的で
あり経済的である方法が要求される。明白となるへきか
かる要求と他の要求は、本発明の方法及び装置により達
成できる。
957. 504号及び4, 437, 994号があ
る。しかし、かかる方法は、不十分な選択性とフラック
ス速度に依り十分な成果を納めたものではなく、これは
、全体的に効率の悪いものである。従って金属回収技術
において、工業廃水から金属分を回収する真に効率的で
あり経済的である方法が要求される。明白となるへきか
かる要求と他の要求は、本発明の方法及び装置により達
成できる。
本発明は2つの既知の方法を優れた方法で結合すること
から成り、すなわち電解酸化と結合輸送(cT)であり
、これにより相互に共同して有効な水溶性又は固体廃物
からのクロム分の回収を達成する。簡易な様式で記載す
ると、クロム(III)をまず最初にア二オン交換膜に
より分割された電解酸化槽中で少なくともクロム(■)
(クロム酸塩又はジクロム酸塩アニオンの形態でほとん
ど存在する)に部分的に酸化し、ついでクロム(VI)
錯生成剤を含有するCT膜を含むCTモジュールにフィ
ード物として配し、これによりクロム(VI)アニオン
を錯体化し、膜を横切って移送し、膜のストリップサイ
ドにクロム酸塩又はジクロム酸塩アニオンの形態でクロ
ム(VI)として遊離するか又はストリップし、これを
強塩基又はストリップ溶液と接触させるものである。極
めて好ましい様式においては、該方法は、クロム(II
I)に富んだCT保留液を酸化槽に再循環させることに
より連続性を達成する。
から成り、すなわち電解酸化と結合輸送(cT)であり
、これにより相互に共同して有効な水溶性又は固体廃物
からのクロム分の回収を達成する。簡易な様式で記載す
ると、クロム(III)をまず最初にア二オン交換膜に
より分割された電解酸化槽中で少なくともクロム(■)
(クロム酸塩又はジクロム酸塩アニオンの形態でほとん
ど存在する)に部分的に酸化し、ついでクロム(VI)
錯生成剤を含有するCT膜を含むCTモジュールにフィ
ード物として配し、これによりクロム(VI)アニオン
を錯体化し、膜を横切って移送し、膜のストリップサイ
ドにクロム酸塩又はジクロム酸塩アニオンの形態でクロ
ム(VI)として遊離するか又はストリップし、これを
強塩基又はストリップ溶液と接触させるものである。極
めて好ましい様式においては、該方法は、クロム(II
I)に富んだCT保留液を酸化槽に再循環させることに
より連続性を達成する。
本発明においては、クロム(III)含有廃水からクロ
ム分を有効に回収する優れた方法及び装置を提供するも
のであり、これは電解酸化及び結合輸送の2つの技術の
結合を用いるものである。本発明の方法は、次の本質的
な工程: (a)少なくとも1個のアノードと少なくとも1個のカ
ソードを有し、少なくとも1個のアニオン交換膜により
少なくとも1個のアノードサイドと少なくとも1個のカ
ソードサイトに分割された電解酸化槽を設け、該カソー
ドサイドは電気的に導電性である溶液を含み、該アノー
ド及びカソードをDC電力源に接合し、 (b)クロム(VI)液錯生或剤を含有しかつフィード
サイドとストリップサイドを有する結合輸送膜を設け、 (c)水溶性又は固体クロム(III)含有廃物を、溶
解する酸と接触させて、酸性クロム(III)含有アノ
ード溶液を形威し、 (d)該酸性クロム(III)含有アノード溶液を電解
酸化槽の各アノードサイドに注ぎ、 (e)上記DC電力源から十分な電位を供給して、該酸
性クロム(III)含有アノード溶液中のクロム(II
I)をクムロ(VI)に少なくとも部分酸化して結合輸
送フィード溶液を形成し、 (f)該結合輸送フィード溶液を結合輸送膜のフィード
サイドに移送し、 (g)強塩基ストリップ溶液を、上記結合輸送モジュー
ルの結合輸送膜のストリップサイドに注ぎ、これにより
ストリップ溶液中のクロム(VI)をクロム(VI)含
有廃物から抽出する ことから成るものである。本方法は、比較的クロム濃度
が高いCT保留液を電解酸化槽のアノードサイドに戻し
て再循環させることにより、またストリップ溶液を再循
環させることにより有効に連続操作がなされる。
ム分を有効に回収する優れた方法及び装置を提供するも
のであり、これは電解酸化及び結合輸送の2つの技術の
結合を用いるものである。本発明の方法は、次の本質的
な工程: (a)少なくとも1個のアノードと少なくとも1個のカ
ソードを有し、少なくとも1個のアニオン交換膜により
少なくとも1個のアノードサイドと少なくとも1個のカ
ソードサイトに分割された電解酸化槽を設け、該カソー
ドサイドは電気的に導電性である溶液を含み、該アノー
ド及びカソードをDC電力源に接合し、 (b)クロム(VI)液錯生或剤を含有しかつフィード
サイドとストリップサイドを有する結合輸送膜を設け、 (c)水溶性又は固体クロム(III)含有廃物を、溶
解する酸と接触させて、酸性クロム(III)含有アノ
ード溶液を形威し、 (d)該酸性クロム(III)含有アノード溶液を電解
酸化槽の各アノードサイドに注ぎ、 (e)上記DC電力源から十分な電位を供給して、該酸
性クロム(III)含有アノード溶液中のクロム(II
I)をクムロ(VI)に少なくとも部分酸化して結合輸
送フィード溶液を形成し、 (f)該結合輸送フィード溶液を結合輸送膜のフィード
サイドに移送し、 (g)強塩基ストリップ溶液を、上記結合輸送モジュー
ルの結合輸送膜のストリップサイドに注ぎ、これにより
ストリップ溶液中のクロム(VI)をクロム(VI)含
有廃物から抽出する ことから成るものである。本方法は、比較的クロム濃度
が高いCT保留液を電解酸化槽のアノードサイドに戻し
て再循環させることにより、またストリップ溶液を再循
環させることにより有効に連続操作がなされる。
本発明の装置は:
(a)少なくとも部分的に水溶性若しくは固体クロム(
III)含有廃物を含有するための、また、これを溶解
する酸と接触させるための溶解タンク手段、 (b) DC電力源、 (c)少なくとも1個のアノードと少なくとも1涸のカ
ソードを有し、少なくとも1個のアニオン交換膜により
少なくとも1個のアノードサイドと少なくとも1個のカ
ソードサイドに分割されており、該カソードサイドは電
気的に導電性である溶液を含み、該アノード及びカソー
ドかDC電力源に接合されている電解酸化槽、 (d)クロム(VI)液錯生戒剤を含有し、かつフィー
ドサイドとストリップサイドを有する結合輸送膜を収容
する結合輸送モジュール、 (e)少なくとも部分的にストリップ溶液を含有するた
めのストリップ溶液溜め、 (f)前記溶解タンク手段の含有物を上記電解酸化槽に
移送するための移送手段、 (g)電解酸化槽のアノードサイドの含有物をまず最初
に結合輸送モジュールのフィードサイドに輸送し、次い
で該酸化槽のアノードサイドに戻すための移送手段、 (h)ストリップ/プロダクト溶液溜めの含有物を上記
結合輸送モジュールのストリップサイトに移送し、次い
で上記ストリップ/プロダクト溶液溜めに戻す移送手段
の結合から成る。
III)含有廃物を含有するための、また、これを溶解
する酸と接触させるための溶解タンク手段、 (b) DC電力源、 (c)少なくとも1個のアノードと少なくとも1涸のカ
ソードを有し、少なくとも1個のアニオン交換膜により
少なくとも1個のアノードサイドと少なくとも1個のカ
ソードサイドに分割されており、該カソードサイドは電
気的に導電性である溶液を含み、該アノード及びカソー
ドかDC電力源に接合されている電解酸化槽、 (d)クロム(VI)液錯生戒剤を含有し、かつフィー
ドサイドとストリップサイドを有する結合輸送膜を収容
する結合輸送モジュール、 (e)少なくとも部分的にストリップ溶液を含有するた
めのストリップ溶液溜め、 (f)前記溶解タンク手段の含有物を上記電解酸化槽に
移送するための移送手段、 (g)電解酸化槽のアノードサイドの含有物をまず最初
に結合輸送モジュールのフィードサイドに輸送し、次い
で該酸化槽のアノードサイドに戻すための移送手段、 (h)ストリップ/プロダクト溶液溜めの含有物を上記
結合輸送モジュールのストリップサイトに移送し、次い
で上記ストリップ/プロダクト溶液溜めに戻す移送手段
の結合から成る。
水溶性又は固体クロム(I[I)含有廃物からのクロム
分の回収における最初の工程は、排水又はスラッジを、
電解酸化槽に移送するためのアノード溶液を形成するよ
うに強酸と接触させることから成る。実際には、少なく
ともPKaが4で、pHが4.0又はそれ以下を保持す
るに十分な濃度を有する硝酸以外の任意の強酸がかかる
溶解工程において用いることができるが、好ましい酸は
硫酸である。
分の回収における最初の工程は、排水又はスラッジを、
電解酸化槽に移送するためのアノード溶液を形成するよ
うに強酸と接触させることから成る。実際には、少なく
ともPKaが4で、pHが4.0又はそれ以下を保持す
るに十分な濃度を有する硝酸以外の任意の強酸がかかる
溶解工程において用いることができるが、好ましい酸は
硫酸である。
他の適切な酸には.リン酸、ホウ酸及びハロゲン化水素
酸HCt7、IF及び旧がある。
酸HCt7、IF及び旧がある。
本発明の重要な2つの点は、クロム(III)か容易に
クロム(VI)に酸化し、クロム(Vl)がクロム酸塩
(cry4’−)又はジクロム酸塩(crtOy2)ア
ニオンのいづれかのアニオン形態で存在することを利用
することにある。かかる原理と合致して、アニオン交換
膜を、少なくとも1つのアノード(+)サイド及び少な
くとも1つのカソード(一)サイドに電解酸化槽を分割
するのに用いて、アノードサイド側のアノード溶液中に
正電荷Cr(III)カチオンが存在することを退ける
。
クロム(VI)に酸化し、クロム(Vl)がクロム酸塩
(cry4’−)又はジクロム酸塩(crtOy2)ア
ニオンのいづれかのアニオン形態で存在することを利用
することにある。かかる原理と合致して、アニオン交換
膜を、少なくとも1つのアノード(+)サイド及び少な
くとも1つのカソード(一)サイドに電解酸化槽を分割
するのに用いて、アノードサイド側のアノード溶液中に
正電荷Cr(III)カチオンが存在することを退ける
。
該アニオン交換膜バリアが存在しない場合、かかるCr
(III)カチオンは、負電荷カソードに移動し、ここ
ではこれらはCr (VI)に酸化されない;しかしな
から、アニオン交換膜バリアはかかる移動を阻止し、C
r (nl)がアノードサイドでCr(VI)に酸化さ
れるのに有効利用される。更に、クロム酸塩及びジクロ
ム酸塩アニオンに対しては透過性を有するが、アニオン
交換膜は対流によるカソードへのこれらの移動を防止し
、それはカソードとの接触がCr(VI)をCr(II
!)に還元する結果を招くので好ましくないからである
。
(III)カチオンは、負電荷カソードに移動し、ここ
ではこれらはCr (VI)に酸化されない;しかしな
から、アニオン交換膜バリアはかかる移動を阻止し、C
r (nl)がアノードサイドでCr(VI)に酸化さ
れるのに有効利用される。更に、クロム酸塩及びジクロ
ム酸塩アニオンに対しては透過性を有するが、アニオン
交換膜は対流によるカソードへのこれらの移動を防止し
、それはカソードとの接触がCr(VI)をCr(II
!)に還元する結果を招くので好ましくないからである
。
電解酸化槽を分割するのに用いられるアニオン交換膜は
、アニオンに透過性があるが、カチオンに比較的透過性
を有さない第1級、第2級、第3級又は第4級アミン基
を含む親水性ポリマーとして記載されることができ、カ
チオンに対するアニオンの透過度の比は少なくとも20
であり、好ましくは100以上である。膜の例としては
、ポリ(p−トリメチルアミノメチル)スチレン、ポリ
(p−ジメチルアミノメチル)スチレン及び放射線−グ
ラフトされた(テトラメチルアンモニウム)ポリエチレ
ンが含まれる。かかるアニオン交換膜は市場で入手でき
、例えば、最後に記載した放射線グラフトされた膜は商
品名RAIPORE 4035としてニューヨーク、ハ
ウプポージのRAI リサーチコーポレーションによ
り売られており、更にファイバ支持体中にプレスされた
ジビニルベンゼン/スチレンコポリマーは商品名10N
AC MA−3475としてニュージャージー、バーミ
ンガムのジプロンケミカルインコーポレーテッドにより
売られている。特に好ましいアニオン交換膜はPAIP
ORB 4035である。
、アニオンに透過性があるが、カチオンに比較的透過性
を有さない第1級、第2級、第3級又は第4級アミン基
を含む親水性ポリマーとして記載されることができ、カ
チオンに対するアニオンの透過度の比は少なくとも20
であり、好ましくは100以上である。膜の例としては
、ポリ(p−トリメチルアミノメチル)スチレン、ポリ
(p−ジメチルアミノメチル)スチレン及び放射線−グ
ラフトされた(テトラメチルアンモニウム)ポリエチレ
ンが含まれる。かかるアニオン交換膜は市場で入手でき
、例えば、最後に記載した放射線グラフトされた膜は商
品名RAIPORE 4035としてニューヨーク、ハ
ウプポージのRAI リサーチコーポレーションによ
り売られており、更にファイバ支持体中にプレスされた
ジビニルベンゼン/スチレンコポリマーは商品名10N
AC MA−3475としてニュージャージー、バーミ
ンガムのジプロンケミカルインコーポレーテッドにより
売られている。特に好ましいアニオン交換膜はPAIP
ORB 4035である。
アニオン交換膜の好適な形態はフラットなシートである
。
。
次のプロセス工程は、酸性アノード溶液を、少なくとも
Cr([I)をCr (VI)に部分酸化するための各
分割アニオン交換膜の各アノードサイドに移動ずること
から成る。酸化槽を分割する各膜の各カソードサイドに
電気的に導電性である濱液を供給し、これは導電率が少
なくとも0.1(オーム/cm)’で濃度が0. 1
M−10Mである酸又は塩溶液であることができる。適
切な酸は酸化槽用のアノード溶液の形成に関した上記し
たものと同様である。適切な塩はNaHS04、KHS
O4及ひNH4HSO.の重硫酸塩及びNaHtPO4
のリン酸塩である。好ましくは、アノード溶液を1分あ
たりl−100%のアノード液室容積の速度で再循環さ
せる。最後に第1図に示す如く、スラッジ溶解溜めを再
循環ポンプの他に用いる。
Cr([I)をCr (VI)に部分酸化するための各
分割アニオン交換膜の各アノードサイドに移動ずること
から成る。酸化槽を分割する各膜の各カソードサイドに
電気的に導電性である濱液を供給し、これは導電率が少
なくとも0.1(オーム/cm)’で濃度が0. 1
M−10Mである酸又は塩溶液であることができる。適
切な酸は酸化槽用のアノード溶液の形成に関した上記し
たものと同様である。適切な塩はNaHS04、KHS
O4及ひNH4HSO.の重硫酸塩及びNaHtPO4
のリン酸塩である。好ましくは、アノード溶液を1分あ
たりl−100%のアノード液室容積の速度で再循環さ
せる。最後に第1図に示す如く、スラッジ溶解溜めを再
循環ポンプの他に用いる。
酸化槽に連続されたDC電力源から十分な電位を供給し
て、少なくとも酸性アノード溶液中のクロム(I)を、
クロム酸塩及びジクロム酸塩のア二オン形態のクロム(
VI)に部分酸化し、これによりCTモジュール用のフ
ィード溶液を形成する。
て、少なくとも酸性アノード溶液中のクロム(I)を、
クロム酸塩及びジクロム酸塩のア二オン形態のクロム(
VI)に部分酸化し、これによりCTモジュール用のフ
ィード溶液を形成する。
般的に、若干のクロム(III)をクロム(VI)に酸
化するために必要な最少電力は10°C〜90°Cで1
ボルトである。アノード電流密度は1− 10amp/
f t2であることができるが、これはクロム(III
)及びクロム(VI)のアノード液濃度に依存し、これ
は0.Olg/I!〜飽和濃度まで多少とも変化するこ
とができ、好ましくは1〜20g/ lである。
化するために必要な最少電力は10°C〜90°Cで1
ボルトである。アノード電流密度は1− 10amp/
f t2であることができるが、これはクロム(III
)及びクロム(VI)のアノード液濃度に依存し、これ
は0.Olg/I!〜飽和濃度まで多少とも変化するこ
とができ、好ましくは1〜20g/ lである。
上記した如く、クロム(III)のクロム(VI)への
部分酸化に関するアノード溶液は、CTモジュール用の
フィード溶液となり、従ってCTモジュールのフィード
サイドに移送され、好ましくは再循環ポンプ手段により
実施して上記したと同様の再循環速度を保持する。プロ
セスを連続的に実施するため、クロム(III)濃度に
比較的富んだ結合輸送モジュールを出たフィード溶液を
電解酸化槽のアノード液室に戻し、従って他の酸化/C
Tサイクルが開始する。CTモジュールは、本質的には
ハウジング及びクロム(VI)一錯生成剤を含有する高
分子膜から成る。該膜は微孔質の高分子支持体から成る
ことができ、その孔の中に、クロム酸塩又はジクロム酸
塩イオンを可逆的に錯体生成することができるクロム(
VI)錯体生成剤を含む。該膜は、0.001〜10ミ
クロンの直径の孔を有し、多孔率が10〜90%で、厚
みが0.2〜10ミル(ファイバに関しては壁厚)の中
空ファイバ又はフラットシートであることができる。膜
モジュールの形態は注封中空ファイバ、フラットシート
板及びフレーム、又は、スパイラル巻のフラットシート
でもよい。
部分酸化に関するアノード溶液は、CTモジュール用の
フィード溶液となり、従ってCTモジュールのフィード
サイドに移送され、好ましくは再循環ポンプ手段により
実施して上記したと同様の再循環速度を保持する。プロ
セスを連続的に実施するため、クロム(III)濃度に
比較的富んだ結合輸送モジュールを出たフィード溶液を
電解酸化槽のアノード液室に戻し、従って他の酸化/C
Tサイクルが開始する。CTモジュールは、本質的には
ハウジング及びクロム(VI)一錯生成剤を含有する高
分子膜から成る。該膜は微孔質の高分子支持体から成る
ことができ、その孔の中に、クロム酸塩又はジクロム酸
塩イオンを可逆的に錯体生成することができるクロム(
VI)錯体生成剤を含む。該膜は、0.001〜10ミ
クロンの直径の孔を有し、多孔率が10〜90%で、厚
みが0.2〜10ミル(ファイバに関しては壁厚)の中
空ファイバ又はフラットシートであることができる。膜
モジュールの形態は注封中空ファイバ、フラットシート
板及びフレーム、又は、スパイラル巻のフラットシート
でもよい。
錯生成剤は、純粋な形態で存するか若しくは少なくとも
1重量%、好ましくは約30重量%の濃度にCIO−C
3。炭化水素溶剤で希釈されることができる。適切な錯
生成剤は通常20〜65個の炭素原子を有する第1級、
第2級、第3級若しくは第4級アミンとして記載するこ
とができ、炭化水素冶剤にほとんど溶解し、水にはほと
んど混合せず、次の一般式 R− 1 R−N−R’ 1 R′ (式中のR,R’ ,R’及びR”は、水素、1〜30
個の炭素原子のアルキル、6〜30個の炭素原子のアリ
ールから選定される)で表わされる。錯生成剤の例とし
ては、トリ−(イソートリデシル)アミン(オハイオ、
ダブリンのSherex Chemical社により
商品名ADOGEN 383 (商標)として売られて
いる)、オクタデシルメチルアミン、トリ−Nオクチル
アミン、ドデシルジメチルアミン、トリーN−ドデシル
アミン、テトラデシルジメチルアミン、ヘキサデシルジ
メチルアミン及びジメチル水素化牛脂アミンがある。
1重量%、好ましくは約30重量%の濃度にCIO−C
3。炭化水素溶剤で希釈されることができる。適切な錯
生成剤は通常20〜65個の炭素原子を有する第1級、
第2級、第3級若しくは第4級アミンとして記載するこ
とができ、炭化水素冶剤にほとんど溶解し、水にはほと
んど混合せず、次の一般式 R− 1 R−N−R’ 1 R′ (式中のR,R’ ,R’及びR”は、水素、1〜30
個の炭素原子のアルキル、6〜30個の炭素原子のアリ
ールから選定される)で表わされる。錯生成剤の例とし
ては、トリ−(イソートリデシル)アミン(オハイオ、
ダブリンのSherex Chemical社により
商品名ADOGEN 383 (商標)として売られて
いる)、オクタデシルメチルアミン、トリ−Nオクチル
アミン、ドデシルジメチルアミン、トリーN−ドデシル
アミン、テトラデシルジメチルアミン、ヘキサデシルジ
メチルアミン及びジメチル水素化牛脂アミンがある。
CT複合(compos i t )膜用の高分子支持
体は強酸フィード物及び強塩基生成物又はストリップ溶
液に対して化学的に耐性を有するべきであり、同様に錯
生或剤に対しても同様である。材料の例としてはポリエ
チレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン
、ポリビニリデンジフルオリド、ポリフエニレンオキシ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン及ひポリウレ
タンがある。
体は強酸フィード物及び強塩基生成物又はストリップ溶
液に対して化学的に耐性を有するべきであり、同様に錯
生或剤に対しても同様である。材料の例としてはポリエ
チレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン
、ポリビニリデンジフルオリド、ポリフエニレンオキシ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン及ひポリウレ
タンがある。
CT膜のストリップサイドに、強塩基ストリップ溶液を
循環させる。好ましいものである中空ファイバモジュー
ルの場合においては、該フイード溶液を膜の片側に循環
させることかできるが、中空ファイバの管腔又は内部に
循環させるのが好ましく、一方ストリップ溶液は、ファ
イバの外側を循環させる。該ストリップ溶液は少なくと
も9.00pHを有するべきであり、アルカリ金属水酸
化物又はアルカリ土類金属水酸化物の水溶液であること
ができる。
循環させる。好ましいものである中空ファイバモジュー
ルの場合においては、該フイード溶液を膜の片側に循環
させることかできるが、中空ファイバの管腔又は内部に
循環させるのが好ましく、一方ストリップ溶液は、ファ
イバの外側を循環させる。該ストリップ溶液は少なくと
も9.00pHを有するべきであり、アルカリ金属水酸
化物又はアルカリ土類金属水酸化物の水溶液であること
ができる。
第4図に概略的に示される如く、CT膜のフィードサイ
ド付近のアノード/フィード溶液中のジクロム酸塩は錯
生或剤により錯体化され、クロム酸塩一又はジクロム酸
塩一剤錯体の形態でCT膜を横切って拡散し、膜のスト
リップサイドで該錯体と水酸基との反応により該錯体か
ら遊離し、ストリップ錯生成剤はフィードサイドに膜を
通って拡散しなから戻り、同様の順序が繰り返され、錯
生成剤は、フィードサイドからプロダクト若しくはスト
リップサイドにクロム酸塩又はジクロム酸塩を輸送する
にあたり“シャトル(shuttle)”として有効に
作用する。輸送機構は実際、クロム酸塩又はジクロム酸
塩の“ケミカルポンピング(chemicalPump
ing)”を大きい濃度勾配に対して可能とし、従って
膜のストリップサイドでクロム酸塩又はジクロム酸塩の
濃縮を可能とする。膜を横切るクロム(VI)フラック
スは少なくともlμg/cm2/分で、好ましくは20
μg/an”/分であった。記載した他のプロセス工程
の場合と同様に、ストリップ溶液の再循環が好ましく、
このためにストリップ溶液溜めに再循環ポンプを、スト
リップ/プロダクト溶液溜めとCTモジュールのストリ
ップサイドの間に設ける。
ド付近のアノード/フィード溶液中のジクロム酸塩は錯
生或剤により錯体化され、クロム酸塩一又はジクロム酸
塩一剤錯体の形態でCT膜を横切って拡散し、膜のスト
リップサイドで該錯体と水酸基との反応により該錯体か
ら遊離し、ストリップ錯生成剤はフィードサイドに膜を
通って拡散しなから戻り、同様の順序が繰り返され、錯
生成剤は、フィードサイドからプロダクト若しくはスト
リップサイドにクロム酸塩又はジクロム酸塩を輸送する
にあたり“シャトル(shuttle)”として有効に
作用する。輸送機構は実際、クロム酸塩又はジクロム酸
塩の“ケミカルポンピング(chemicalPump
ing)”を大きい濃度勾配に対して可能とし、従って
膜のストリップサイドでクロム酸塩又はジクロム酸塩の
濃縮を可能とする。膜を横切るクロム(VI)フラック
スは少なくともlμg/cm2/分で、好ましくは20
μg/an”/分であった。記載した他のプロセス工程
の場合と同様に、ストリップ溶液の再循環が好ましく、
このためにストリップ溶液溜めに再循環ポンプを、スト
リップ/プロダクト溶液溜めとCTモジュールのストリ
ップサイドの間に設ける。
クロム(III)に加えて、上記した他の金属も存在す
ることができる。しかし、銅(II)及び銀(I)イオ
ンをまず最初に、各々lo00ppm以下、及び500
ppm以下の濃度まで除去するのがよく、これは酸化
又は結合輸送工程を妨害しないためである。かかる除去
は従来の技術、液体抽出により、結合輸送により、又は
膜接触により実施することができる。存在する他の金属
はCTモジュールを出たフィード溶液中に残留し、電解
酸化槽のアノード液室に戻される。アノード溶液の全ク
ロム濃度がゼロ(1〜25ppmのオーダー)に近づい
た場合に、該溶液を本発明のプロセスループからはずし
て廃棄又は他の処理を行なう。
ることができる。しかし、銅(II)及び銀(I)イオ
ンをまず最初に、各々lo00ppm以下、及び500
ppm以下の濃度まで除去するのがよく、これは酸化
又は結合輸送工程を妨害しないためである。かかる除去
は従来の技術、液体抽出により、結合輸送により、又は
膜接触により実施することができる。存在する他の金属
はCTモジュールを出たフィード溶液中に残留し、電解
酸化槽のアノード液室に戻される。アノード溶液の全ク
ロム濃度がゼロ(1〜25ppmのオーダー)に近づい
た場合に、該溶液を本発明のプロセスループからはずし
て廃棄又は他の処理を行なう。
犬旌旦土
クロムめっき工場からの、乾燥固体を27重量%含有す
るスラッジのサンプルを、材料片のチャンクをpH1.
0〜1.5に保持された2lの硫酸溶液中に設置し、ク
ロム(III) fM度が約35g/ lになるまで攪
拌することにより溶解した。クロムの他に、溶解したス
ラッジは約20g/ 1の銅(II) 、40g/jl
−1のニッケル(II) 、6g#の鉄(II[)及び
3g/1の亜鉛(n)を含有した。まず初めに銅(II
)を、ベーカー(Baker)らによる前記文献J.M
emb. Sci.213 (1977)に記載されて
いるのとほぼ同様な方l去で結合輸送により取り除き、
濃度を400 ppm以下にした。
るスラッジのサンプルを、材料片のチャンクをpH1.
0〜1.5に保持された2lの硫酸溶液中に設置し、ク
ロム(III) fM度が約35g/ lになるまで攪
拌することにより溶解した。クロムの他に、溶解したス
ラッジは約20g/ 1の銅(II) 、40g/jl
−1のニッケル(II) 、6g#の鉄(II[)及び
3g/1の亜鉛(n)を含有した。まず初めに銅(II
)を、ベーカー(Baker)らによる前記文献J.M
emb. Sci.213 (1977)に記載されて
いるのとほぼ同様な方l去で結合輸送により取り除き、
濃度を400 ppm以下にした。
本発明のプロセスは次の如きバッチモードで実施した。
第2図に示される電解酸化槽のアノード液室を各々IA
の溶解スラッジで満たした。カソード液室を各々1lの
i.oM硫酸で満たした。アノードは0。84 ft2
の活性表面エリアを有する1/16インチ厚の鉛シート
であった。カソードは0.025r1の活性表面エリア
を有した。アノードとカソードとの等距離に各々位置す
るアニオン交換膜は前記RAIPORE 4035膜か
ら或り、各々活性表面エリアが1 ft”であった。ア
ノード及びカソードをDC整流器に連結し、該溶液を1
7.3時間、約1、30アンペアの平均電流で電解し、
アノード液室の中のクロム酸塩形態でのCr(VI)濃
度をOから3. 47g/ 1に増大させ、これは6.
94gのCr(II)を酸化したことを示した。これは
47.7%の平均電流効率及び約20%のCr(III
)からCr(VI)の転化に達するものであった。
の溶解スラッジで満たした。カソード液室を各々1lの
i.oM硫酸で満たした。アノードは0。84 ft2
の活性表面エリアを有する1/16インチ厚の鉛シート
であった。カソードは0.025r1の活性表面エリア
を有した。アノードとカソードとの等距離に各々位置す
るアニオン交換膜は前記RAIPORE 4035膜か
ら或り、各々活性表面エリアが1 ft”であった。ア
ノード及びカソードをDC整流器に連結し、該溶液を1
7.3時間、約1、30アンペアの平均電流で電解し、
アノード液室の中のクロム酸塩形態でのCr(VI)濃
度をOから3. 47g/ 1に増大させ、これは6.
94gのCr(II)を酸化したことを示した。これは
47.7%の平均電流効率及び約20%のCr(III
)からCr(VI)の転化に達するものであった。
これと同様のCr (Vl)含有アノード溶液を、5ミ
ル厚壁で多孔度が70〜85%、直径が約0.lO〜2
.0ミクロンの孔を有する33中空微細異方性ポリスル
ホンファイバの注封束を含む管腔サイド(lumens
ide)フィードCTモジュール用のフィード后液とし
て用い、該孔をドデカン中に30容量%のトリー(イソ
ートリデシル)アミンを含むものでほとんど満たした。
ル厚壁で多孔度が70〜85%、直径が約0.lO〜2
.0ミクロンの孔を有する33中空微細異方性ポリスル
ホンファイバの注封束を含む管腔サイド(lumens
ide)フィードCTモジュール用のフィード后液とし
て用い、該孔をドデカン中に30容量%のトリー(イソ
ートリデシル)アミンを含むものでほとんど満たした。
ストリップ溶液は最初、1、OMのNaOH溶液を含ん
だ。フィード及びストリップ溶液を45.6時間循環さ
せた。膜を通る最初のフラックスは29.7μg/cm
”/分で、一方終わりのフラックスは18.2まで落ち
、平均フラックスは23.9であった。
だ。フィード及びストリップ溶液を45.6時間循環さ
せた。膜を通る最初のフラックスは29.7μg/cm
”/分で、一方終わりのフラックスは18.2まで落ち
、平均フラックスは23.9であった。
ストリップ溶液中のCr(VI)は0から7. 26g
/ lに増大し、従ってCTストリップ溶液中のCr
(VI) a度の平均増量が約0. 32g/時である
ことを表した。
/ lに増大し、従ってCTストリップ溶液中のCr
(VI) a度の平均増量が約0. 32g/時である
ことを表した。
!狸国主
ほぼ実施例lと同様の方法で溶解スラッジの溶液を調整
し、銅(II)を除去した。これの2eを本発明の方法
で連続モードで、実施例lと同様の条件下及び同様のパ
ラメーターを用いて酸化槽及び結合輸送モジュールの双
方を同時に操作することにより処理し、この間アノード
溶液を酸化槽を通って続いてフィード溶液として結合輸
送装置に循環させ、また戻し、26時間行った。18時
間でアノード/フィード溶液中のCr(VI)濃度は約
6g/ 1に増大し、この値で、26時間操作の残りの
間維持された。ストリップ溶液中のCr(VI)濃度は
26時間操作の間に0から8. 74g/ 1に増大し
た。平均電流効率が47.7%で平均フラックスが23
. 0g/cm ’ /分の実施例lのバッチモードと
比較して、本例の連続モードにおけるこれらの平均は各
々100%と54.9であった。CTストリップ溶液中
のCr (VI) ia度の増大は1.59g/時であ
り、実施例lの5倍の増大を表わす。
し、銅(II)を除去した。これの2eを本発明の方法
で連続モードで、実施例lと同様の条件下及び同様のパ
ラメーターを用いて酸化槽及び結合輸送モジュールの双
方を同時に操作することにより処理し、この間アノード
溶液を酸化槽を通って続いてフィード溶液として結合輸
送装置に循環させ、また戻し、26時間行った。18時
間でアノード/フィード溶液中のCr(VI)濃度は約
6g/ 1に増大し、この値で、26時間操作の残りの
間維持された。ストリップ溶液中のCr(VI)濃度は
26時間操作の間に0から8. 74g/ 1に増大し
た。平均電流効率が47.7%で平均フラックスが23
. 0g/cm ’ /分の実施例lのバッチモードと
比較して、本例の連続モードにおけるこれらの平均は各
々100%と54.9であった。CTストリップ溶液中
のCr (VI) ia度の増大は1.59g/時であ
り、実施例lの5倍の増大を表わす。
第1図は本発明の方法及び装置の流れを示す概略図、,
第2図は2つのアニオン交換膜により分割された本発明
の電解酸化槽の概略図、 第3図は本発明の結合輸送の様子を表わした概略図、 第4図はCT膜を横切るクロム(VI)化学的シャトル
機構の概略図を示す。
の電解酸化槽の概略図、 第3図は本発明の結合輸送の様子を表わした概略図、 第4図はCT膜を横切るクロム(VI)化学的シャトル
機構の概略図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、クロム含有廃物からクロム分を回収するにあたり、 (a)少なくとも1個のアノードと少なくとも1個のカ
ソードを有し、少なくとも1個の アニオン交換膜により少なくとも1個のア ノードサイドと少なくとも1個のカソード サイドに分割された電解酸化槽を設け、上 記カソードサイドは電気的に導電性である 溶液を含み、上記アノード及びカソードを DC電力源に接合し、 (b)クロム(VI)液錯生成剤を含有しかつフィードサ
イドとストリップサイドを有する 高分子膜を伴なう結合輸送膜を設け、 (c)上記クロム含有廃物を、溶解する酸と接触させて
、酸性クロム(III)含有アノード 溶液を形成し、 (d)上記酸性クロム(III)含有アノード溶液を上記
電解酸化槽の各アノードサイドに注 ぎ、 (e)上記DC電力源から十分な電位を供給して、上記
酸性クロム(III)含有アノード溶液中 のクロム(III)をクロム(III)に少なくと も部分酸化して結合輸送フィード溶液を形 成し、 (f)上記結合輸送フィード溶液を、上記結合輸送モジ
ュールの上記膜のフィードサイド に移送し、 (g)強塩基ストリップ溶液を上記結合輸送モジュール
の上記膜のストリップサイドに注 ぎ、これによりストリップ溶液中のクロム (VI)をクロム(VI)含有廃物から抽出す ることから成ることを特徴とするクロム回 収方法。 2、上記クロム含有廃物は工業廃物スラッジを含む請求
項1記載の方法。 3、上記工程(a)の電解酸化槽の上記アニオン交換膜
は、アニオンに対しては透過性を有し、カチオンに対し
ては比較的透過性がないアミン基を含有する親水性ポリ
マーである請求項1記載の方法。 4、上記アニオン交換膜のカチオンに対するアニオンの
透過度が≧10である請求項3記載の方法。 5、上記アニオン交換膜は、ポリ(p−トリメチルアミ
ノメチル)スチレン、ポリ(p−ジメチルアミノメチル
)スチレン及び放射線−グラフトされた(テトラメチル
アンモニウム)ポリエチレンから選ばれる請求項3記載
の方法。 6、上記工程(a)の、電気的に導電性である溶液は、
酸水溶液及び塩水溶液から選ばれる請求項1記載の方法
。 7、上記電気的に導電性である溶液は≧0.1(オーム
/cm)^−^1の導電率を有する請求項6記載の方法
。 8、上記酸水溶液はpkaが≧4.0である強酸溶液で
ある請求項6記載の方法。 9、上記強酸は硫酸、塩化水素酸、ヨウ化水素酸、フッ
化水素酸、リン酸、及びホウ酸からなる選定される請求
項8記載の方法。 10、上記工程(b)の結合輸送モジュールは中空ファ
イバ膜モジュール、フラットシート膜板、及びフレーム
モジュール、そしてフラットシート膜スパイラル巻モジ
ュールから選定される請求項1記載の方法。 11、上記結合輸送モジュールの上記膜は、20〜65
個の炭素原子を有する第1級、第2級、第3級、又は第
4級アミンを含むクロム(VI)錯生成剤を含有し、これ
はほとんど炭化水素溶剤に溶解し、水にはほとんど混和
性を有さず、次の一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のR、R′、R″、R′″は水素、1〜30個の
炭素原子のアルキル、6〜30個の炭素原子のアリール
から選定される)で表される請求項10記載の方法。 12、上記クロム(VI)錯生成剤は、トリ−(イソ−ト
リデシル)アミン、オクタデシルジメチルアミン、トリ
−N−オクチルアミン、ドデシルジメチルアミン、トリ
−N−ドデシルアミン、テトラデシルジメチルアミン、
ヘキサデシルジメチルアミン及びジメチル水素化牛脂ア
ミンから選定される請求項11記載の方法。 13、上記クロム(VI)−錯生成剤は炭化水素溶媒中≧
1重量%の濃度で存在する請求項11又は12記載の方
法。 14、上記クロム(VI)錯生成剤は約30重量%の濃度
である請求項13記載の方法。 15、上記工程(c)の溶解する酸はpkaが≧4であ
る強酸の酸水溶液である請求項1記載の方法。 16、上記強酸は≧0.01Mの濃度で存在し、硫酸、
塩化水素酸、ヨウ化水素酸、フッ化水素酸、リン酸及び
ホウ酸から選定される請求項15記載の方法。 17、上記工程(g)の強塩基ストリップ溶液はpHが
≧9.0であり、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土
類金属水酸化物から選定される請求項1記載の方法。 18、工程(g)のクロム(VI)の形態がジクロム酸塩
である請求項1記載の方法。 19、上記クロム含有廃物は、銅(II)、銀( I )、
カドミウム(II)、コバルト(III)、金( I )、鉛(
II)、ニッケル(II)、すず(IV)及び亜鉛(II)から
選定される金属イオンを含有する請求項1記載の方法。 20、銅(II)及び銀( I )をまず最初に各々<10
00ppmと<500ppmの濃度まで取り除く請求項
19記載の方法。 21、銅(II)及び銀( I )の除去方法は、液体抽出
、結合輸送及び膜接触によるものから選定される請求項
20記載の方法。 22、工程(e)の上記DC電力源からの上記電力の電
流密度は1〜10amp/ft^2である請求項1記載
の方法。 23、工程(f)の上記膜を横切ってクロム(VI)が移
送する速度は≧1μg/cm^2/分である請求項1記
載の方法。 24、上記結合輸送フィード溶液を上記電解酸化槽の各
アノードサイドに再循環させる請求項1記載の方法。 25、循環速度は1分当り、上記電解酸化槽の少なくと
も1つのアノードサイドの1〜100容量%である請求
項24記載の方法。 26、上記ストリップ溶液を、上記結合輸送モジュール
の上記膜のストリップサイドに連続的に再循環させる請
求項1記載の方法。 27、クロム含有廃物からクロム分を回収する装置にお
いて、 (a)少なくとも部分的に上記クロム(III)含有廃物
を含有するための、またこれを溶解 する酸と接触させるための溶解タンク手段、(b)DC
電力源、 (c)少なくとも1個のアノードと少なくとも1個をカ
ソードを有し、少なくとも1個の アニオン交換膜により少なくとも1個のア ノードサイドと少なくとも1個のカソード サイドに分割されており、上記カソードサ イドは電気的に導電性である溶液を含み、 上記アノード及びカソードがDC電力源に接合されてい
る電解酸化槽、 (d)クロム(VI)液錯生成剤を含有しかつフィードサ
イドとストリップサイドを有する 結合輸送膜を伴なう結合輸送モジュール、 (e)少なくとも部分的にストリップ溶液を含有するた
めのストリップ溶液溜め、 (f)上記溶解タンク手段の含有物を上記電解酸化槽の
アノードサイドに移送するための 移送手段、 (g)上記電解酸化槽の上記アノードサイドの含有物を
まず最初に上記結合輸送モジュー ルのフィードサイドに輸送し、次いで上記 電解酸化槽のアノードサイドに戻すための 移送手段、 (h)上記ストリップ溶液溜めの含有物を上記結合輸送
モジュールのストリップサイドに 移送し、次いで上記ストリップ溶液溜めに 戻す移送手段から成るクロム回収装置。 28、上記工程(f)、(g)及び(h)の移送手段は
ポンプである請求項27記載の装置。 29、上記結合輸送モジュールのフィードサイドに移送
する間、上記電解酸化槽のアノードサイドの含有物を少
なくとも部分的に含有するための支持タンク手段を含む
請求項27の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/384,153 US4948476A (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Hybrid chromium recovery process |
| US384153 | 1995-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0356687A true JPH0356687A (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=23516245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190853A Pending JPH0356687A (ja) | 1989-07-20 | 1990-07-20 | ハイブリッドクロム回収方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4948476A (ja) |
| EP (1) | EP0409420A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0356687A (ja) |
| CA (1) | CA2017196A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
| US5162079A (en) * | 1991-01-28 | 1992-11-10 | Eco-Tec Limited | Process and apparatus for control of electroplating bath composition |
| CA2047260A1 (en) * | 1991-07-16 | 1993-01-17 | Michael M. Hobby | Metal recovery and recycling method and system |
| US5246559A (en) * | 1991-11-29 | 1993-09-21 | Eltech Systems Corporation | Electrolytic cell apparatus |
| US5420088A (en) * | 1993-01-26 | 1995-05-30 | Battelle Memorial Institute | Electrochemical catalyst recovery method |
| US5876589A (en) * | 1995-12-15 | 1999-03-02 | Ebara Corporation | Method and apparatus for separating oil from water in wastewater containing an emulsified oil |
| US6063252A (en) * | 1997-08-08 | 2000-05-16 | Raymond; John L. | Method and apparatus for enriching the chromium in a chromium plating bath |
| NZ331053A (en) * | 1998-07-21 | 2002-12-20 | Osmose New Zealand | Process for electrochemical generation of higher oxidate state values from lower oxidation state values above zero of transition metal(s) [eg; |
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| US7264698B2 (en) | 1999-04-13 | 2007-09-04 | Semitool, Inc. | Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces |
| EP1305455A2 (en) * | 2000-06-30 | 2003-05-02 | Honeywell International, Inc. | Method and apparatus for processing metals, and the metals so produced |
| GB2399349A (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-15 | Kurion Technologies Ltd | Regeneration of chromic acid etching and pickling baths |
| WO2011026253A1 (es) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | Mauricio Amigo Jimenez | Cuba electrolítica para procesos de electro diálisis |
| CN104294040B (zh) * | 2013-07-15 | 2017-02-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氢氧化钠溶液中电化学强化钒渣分解同步提取钒铬的方法 |
| PL231223B1 (pl) | 2014-05-07 | 2019-02-28 | Ryszard NYCZ | Sposób elektrolitycznego otrzymywania chromu metalicznego z kwaśnych elektrolitów odpadowych |
| CL2014003049A1 (es) * | 2014-11-10 | 2015-05-29 | Propipe Maquinarias Limitada | Dispositivo electrolitico multiproposito para procesos forzados o espontaneos de electro obtencion de metales con electrolitos independientes, que permite la transformacion electrolítica de iones en forma controlada, con alta eficiencia de corriente faradica y con un alto rendimiento energetico; procedimiento. |
| CN115717196B (zh) * | 2022-12-15 | 2025-08-12 | 青岛科技大学 | 高效膜分离钼、钒的方法 |
| CN116422008B (zh) * | 2023-05-29 | 2025-12-05 | 西安建筑科技大学 | 基于聚合物萃取剂的金属络阴离子萃取膜、制备及应用 |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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| GB2047564B (en) * | 1978-03-27 | 1983-01-26 | Bend Res Inc | Separator membrane and process using such membrane for removing ions from an aqueous solution |
| US4442073A (en) * | 1982-05-21 | 1984-04-10 | University Patents, Inc. | Separation and recovery of metal alloys from superalloy scrap |
-
1989
- 1989-07-20 US US07/384,153 patent/US4948476A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-18 CA CA002017196A patent/CA2017196A1/en not_active Abandoned
- 1990-06-25 EP EP90306920A patent/EP0409420A1/en not_active Withdrawn
- 1990-07-20 JP JP2190853A patent/JPH0356687A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0409420A1 (en) | 1991-01-23 |
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| CA2017196A1 (en) | 1991-01-20 |
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