JPS60209262A - 銅イオン交換媒体及びそれを用いる銅イオン含有アンモニア性溶液からの銅イオンの回収方法 - Google Patents

銅イオン交換媒体及びそれを用いる銅イオン含有アンモニア性溶液からの銅イオンの回収方法

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JPS60209262A
JPS60209262A JP60000735A JP73585A JPS60209262A JP S60209262 A JPS60209262 A JP S60209262A JP 60000735 A JP60000735 A JP 60000735A JP 73585 A JP73585 A JP 73585A JP S60209262 A JPS60209262 A JP S60209262A
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ammoniacal
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ウオルター・シー・バブコツク
マーク・イー・タトル
ジエイムズ・ダブリユー・ブルツク
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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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】 (発明の背景) この発明は、第二銅イオンを含有するアンモニア性銅溶
液からの鋼有価物の回収、使用ずみプリント配線板エツ
チング剤の回収及び再生、及び前記回収に有用なイオン
交換媒体に関する。
液体錯化剤を用いるイオン交換及び溶媒抽出による、水
溶液からの金属イオンの抽出は知られている。しかし、
低選択性及び錯化剤による水性流出液の汚損という技術
上の問題が常にあり、ある場合には流出液をキレート剤
で、また他の場合には吸収剤物質で更に処理する必要が
あった。
液体錯化剤を固体多孔質媒体中に固定化する試みがなさ
れたが、これらは同じ欠点を有していた。
例えば、ヒユーズr Hughes lらは、Tran
s 、 In8t。
Min、Metall、 85 (197fl l 0
1211において、第二銅イオンを水溶液から、発泡ポ
リウレタンフオーム上に吸着させた液体イオン交換錯化
剤LIX64Nにより、除くことを開示する。ワルショ
ウスキー(Warshawsky lは、Trans、
In5t、Min、Metall。
88 (,197410101において銅イオンの除去
をXAD系列の高分子rJ&着剤に吸着させたLIX6
4Nで行うことを開示する。ロイド(Lloyd lら
の南アフリカ特許第フ074209号明細書において、
銅、金及びウラニウームの除去を種々のイオン交換化合
物をクレーに含浸させてなるイオン交換剤で行うことが
記載される。銅、コバルト、ニッケル及び鉄を硫酸亜鉛
溶液から除去するためノ鉛化剤サリチルアルドキシム及
びペンゾリルアセトン用活性炭基体がモアー(aoor
e lの米国特許第8682589号明細書に記載され
る。これらの多孔質支持体には、主要な不利益点が三つ
ある。その一つは、これらは供給溶液を取り込むので、
多量のすすぎ液が必要であり、これにより抽出工程の効
率及び選択性が低くなることである。
他の一つは液体錯化剤が多孔質支持体からどちらかとい
えば迅速に失われることである。最後の一つは、平板膜
及び中空繊維膜の形態の薬剤光てん支持体では、最小の
圧力差、0.7 kg/cmQl 1 。
psi 1以下の程度、でのみ薬剤が細孔から押し出さ
れることなく耐えることであり、これは、それらの使用
を低圧操作に限定する。
アンモニア含有溶液の、銅及び若干の銅含有物質の溶解
への工業的利用は広く行われる。例えば、プリント配線
板工業では、アルカリ性アンモニアエツチング方法を用
いて不要の銅をプリント配M板の選択された部分から除
去する。この工業では、−年に約84000m (90
00000ガロン)のアンモニアエツチング溶液が消費
され、この中には、遊離のアンモニア及びアンモニア塩
の形で約0.18 kg/l (1,5ボンド/ガpン
)のNH8及び第二銅〔2+)のイオンの形で約0.1
6 kg/1(1,3ボンド/ガロン)の溶解鋼が含有
される。゛代表的なプリント配線板エツチング剤は、8
〜12の−pHを有する、緩衝化したアンモニア性溶液
よりなり、これは約0.1〜1.0重量%の湿潤剤及び
バンキング+ banking l剤のような添加剤を
含むことができる。また、アンモニア含有溶液は、鉱業
でも若干の銅含有鉱石から銅有価物を浸出するのに用い
られる。
金属銅は、これらのアンモニア性第二銅イオン含有溶液
から直接回収することができない。アンモニア性プリン
ト配線板工゛ンチング剤の場合、銅製パ度が約1609
/lに達すると、溶液は消費されたと見なされ、廃棄す
るか、製造業者に戻すかのいずれかである。しばしば、
銅は、工・ンチング剤製造業者の手で、使用ずみエツチ
ング剤のI)Ht−上げ、アンモニアを煮沸除去し、銅
を酸化物として沈でんさせることにより回収される。
また、選択的液体イオン交換剤を用いる溶媒抽出も、鋼
イオンをこのような使用ずみアンモニア性エツチング溶
液から抽出するために提示された。
例えば、これは米国特許第4088758号、4j!5
2621号及び4850667号明細書に見られる。こ
の柚の溶媒抽出方法においては、アンモニア性銅溶液を
、銅イオンを選択的に抽出する有機液体イオン交換物質
にじゅうぶん接触させる。次いで、相分離を行って銅含
有有機液体をアンモニア性水溶液から除く。次いで、銅
をそれを含む有機液体イオン交−剤から、酸の水溶M(
硫、酸のような)と接触させることにより、銅を有機イ
オン交換剤から取り除いて分離させる。次いで、第二の
層分離を行って、これらの水性液と有機液を分離しなけ
ればならない。
このような従来技術の、溶媒抽出方法における液−液相
分離段階は、煩わしく、かつ高価で複雑な装置を要する
。米国特許第4252fll1号明細書に記載されるよ
うに、アンモニア性プリント配線板エツチング剤再生の
場合、有機イオン交換剤がエツチング剤溶液に残らない
ことが不可欠であるが、その理由は、この物質はプリン
ト配線板の表面を汚染し、続く加工段階で重大な複雑さ
を起こすからである。したがって、液−液分離段階を厳
密に、かつ注意深く制御しなければならないばかりでな
く、またエツチング剤溶液をカーボンろ過して、再使用
可能化する前に有機イオン交換剤をこん跡まで除く必要
がある。
鉱業によるアンモニア浸出溶液からの銅の回収のための
溶媒抽出技術の使用は、液−液分離を伴う、広範囲の固
−液分離を含む。微粉化鉱をアン、モニア浸出溶液に接
触させた後、6回はどの独立の固液分離段階が必要であ
る可能性がある。最後に、浸出溶液をろ別し、溶媒抽出
段階では、有機液体イオン交換剤を表面上に吸着しつる
粒子が確実に存在しないようにしなければならない。次
いで、溶媒抽出をろ過浸出溶液に段階的に行う。このよ
うな方法において、アンモニア浸出からの銅の最も効率
的な回収を確実にするためには、若干回の抽出を行い、
それらの各で銅濃度を逐次一層低い準位に減少させ、は
とんどすべての銅が抽出されるまで行う。次いで、抽出
溶液を合せて少なくとも一回水洗して同伴された浸出溶
液を除く。
各抽出及び洗浄段階ごとにそれ自身の液−液分離装置が
必要である。次いで、銅を捕えた液体イオン交換剤を含
有鋼と分離させる必要があり、これには再び新たな液−
液分離装置が必要であ名。
以上述べたことから、アンモニア注鋼回収技術において
、広範な液−液分離をすることなく、すぐれた薬剤の保
持と長寿命とを有し、かつ再生可能であるイオン交換媒
体により達成しつる、簡単−1かつ低価格なイオン交換
方法に対する必要度が大きいことは明らかである。これ
ら及び他の目的は、以下に要約し、一層詳細に述べる、
この発明によって達成される。
(発明の要約) この発明のかぎは、液体銅抽出剤を高分子ゲルマトリッ
クスに固定化することに存する。このように薬剤を固定
化するごとにより、アンモニア注鋼回収における複雑で
、時間がかかり、かつ煩わしい、従来技術の液−液分離
は除かれる。同時に、固定化された薬剤は、粒子に自由
に吸着されることがなく、そのため同様に複雑な固−液
分離が必要でなくなる。更に、このようなゲルは、銅抽
出剤の固定化の、従来の技術に比べて、はるかにすぐれ
た薬剤の保持を示し、かくして銅抽出媒体として広範な
再使用を可能にする。抽出剤はゲルマトリックス中に重
合体と抽出剤分子間の近距離の分子間引力相互作用によ
り保持されているようである。このような力は木葉結合
、ロンドン、ファンデルワールス及びデバイ力を含み、
極めて太き、いことが可能である。例えば、この発明の
膨潤ゲルから抽出剤の大多数を1押し」出すのに必要な
外圧の大きさは70 kg/cm2(1000psi 
+を超えることができ、これは従来技術の多孔質支持体
から抽出剤を追い出すのに必要な圧力より2桁大きい。
この発明には、本質的に四つの面がある:(1)単量体
有機液体鋼イオン交換剤で可塑化し膨潤させた疎水性、
非孔質の重合体を含んでなる新規鋼イオン交換ゲル;(
2)銅イオンのそのアンモニア性溶液からの回収に有用
な新規イオン交換剤;(3)不可欠の段階がアンモニア
注鋼イオン含有溶液を(11で述べる新規ゲルと接触さ
せることを特徴とする、銅イオンの回収方法;及び(4
)不可欠の段階が使用ずみエツチング剤溶液を(1)で
述べる新規ゲルと接触させることを特徴とする、使用ず
みアンモニア性プリント配線板エツチング剤の回収及び
再生方法。
C発明の説明) この発明の新規な銅イオン交換ゲルは、一般に単量体液
体イオン交換剤で可塑化し膨潤させた疎水性、非孔質の
重合体を含んでなる。
重合体の可塑化はよく知られ、有機液体を重合体と混合
して重合体が有機液体の添加前より低いガラス転移温度
を有する、均一ゴム状組織を生じる場合、達成されると
一般に言われる。重合体のガラス転移温度は、示差走査
処置測定(DSO)、軟化点測定及び光散乱測定のよう
な多数の方法による目的測定を受けやすい。重合体の液
体薬剤による膨潤は、可塑化はど目的測定を受けやすく
ないが、一般に少なくとも50重量%の液体剤の吸収に
伴う容積膨張を含む。
銅抽出剤を疎水性、非孔質重合体の可塑化及び膨潤の両
方に用いる場合、該薬剤と重合体は一体化して本質的に
均一なゲルとなり、このゲルは薬剤の銅イオン抽出特性
、重合体の固定化及びす1張強さ特性並びにはるかにす
ぐれた薬剤保持、耐溶液同伴性及びそれによる不純物排
除能という新たな、予想外の、総合特性を有する。
この発明のイオン交換ゲルに有用な代表的な疎2・1水
性、非孔質重合体の例として、アルキル−アリール、ハ
ロゲン−及び了ミノー置換ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアクリル(polyacrylics +、ポ
リアクリラート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエー
テルイミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリロニト
リル、ポリノルボレン、ポリビニル了41! !X −
) 、エチレン−ビニルアセタート共重合体、エチレン
−プロピレンゴム、スチレンブタジェンゴム及びシリコ
ーンゴムカ挙ケラレル。
適当な単量体液体イオン交換剤には、イオン交換技袷上
知られる従来のもの及び新規な第二銅イオンm化剤、1
− n−オクチルフェニル−p−1,8−ブタンジオン
、以下DD8という、が含まれる。薬剤には、DKr1
8及びアルキル−、アリール−、ハロゲン−及びアミノ
−置換アミド、ベータージケトン、ヒドロキシオキシム
、スルホンアミドキノリン、大環状エーテル、及び大環
状アミンが含まれる。好ましい薬剤は、ベータージケト
ン、ヒドロキシオキシム、ヒドロキシキノリン、スルホ
ンアミドオキシム、又はこれらの薬剤の混、合物である
。ヒドロキシオキシムの特定例には、2−ヒドロキシ−
5−アルキル−ベンズアルデヒドオキシム、2−ヒト四
キシーアルキルベンゾフェノンオキシム、2.6−シホ
ルミルー4−アルキルフェノールジオキシム、及び5.
8−ジエチル−7−ビトロキシ−ドデカン−6−オンオ
キシムが含まれる。ヒドロキシキノリンの例は、ベータ
ー了ルケニル8−ヒトpキシキノリンで、米国オハイオ
州コロンバスのアシュランド・ケミカルス・イン:I 
−yy L/ −f ラド[Ashland Chem
icals 、 Ino、 1により商品名Ke18X
 100として販売される。スルホンアミドキノリンの
例は8−(アルカリールスルホン了ミド)キノリンで、
米国ミネソタ州ミネアポリスのヘンケル・ケミカル−コ
ンパニー(Henkel Chemical Co、 
lによりLIX84という商品名で売られる。スルホン
アミドオキシムの例として、2−Cドデシルベンゼンス
ルホンアミド)ベンゾフェノンオキシム及び2−(ドデ
シルベンゼンスルホンアミド)アセトフェノンオキシム
が挙げられる。銅抽出用に最も好ましい薬剤は一般に式 C式中、Rは木葉原子又はアルキル基であり Hzは木
葉原子、アルキル基、了り−ル基又はアルカリール基で
ある。) で表されるような少なくとも1個のアリール置換基を有
するベータージケトンである。特に好ましい′ベーター
ジケトンは、米国ミネソタ州ミネアポリスのヘンケル・
ケミカル・コンパニーで製造され、LIX54の商品名
で販売される、市販の薬剤である。LIX54は、化合
物l−へキシルフェニル−1,8−ブタンジオン及びフ
ェニルヒス−〔1,8−ブタンジオン〕のオルト−、メ
タ−及びパラ−形を含む6種の活注鋼錯化化合物を含有
する0 10 ppm未満に有効に銅を除去するためには、薬剤
は、はとんど純粋な形で、又は炭化水素希釈、剤中5容
祉%はどまでの濃度で存在してもよし)。
アンモニア性鋼溶液からのイオンの有効な除去!ま、約
5〜12.5のpH及び約20〜80℃の温度で起こる
DKr) 8は、フェニルオクタンと塩化了セチルとを
塩化アルミニウムの存在で反応させ、次し)で生成物を
洗浄し乾燥し、次にこの生成物をエチルアセタートと反
応させること、すべてはこの明細書中の例4で述べる方
法の条件に従って、により調製される。
上記の、側室した、すべての重合体を列挙した薬剤の任
意の一つと混合して適当なゲルを形成しうるのではない
。その理由は若干の組合せのみ力(相溶性があるからで
ある。相溶性は、予想することはやや固離であるけれど
も、経験的に次のようにして判断することができる。薬
剤及び重合体を補助溶剤に溶解し、次いで溶媒を蒸発さ
せる。補助溶剤の蒸発後、重合体及び薬剤は均一にゲル
形状をして残りつるか(少なくともある程度の相溶性を
示す。)、又はこれらが2相に分かれうる、(これらが
相溶性を有しないことを示す。)。次いで均一ゲルとし
て残る薬剤/重合体組合せを密閉容器に貯蔵することが
できる。相溶性の程度の低いものは、薬剤が時間ととも
に重合体力)ら滲出する場合によって示される。史に、
試験として、新たに調製したゲルを薬剤溶液に入れる。
特に相溶性のある重合体/薬鯖の組合せは、更に薬剤を
吸収して膨潤する。上記全手順を薬剤/金属イオン錯体
について繰り返して、金属イオンの吸収後も引き続き相
溶性のあることを保証すべきであるdまた、溶解パラメ
ーターも、重合体と潜在的可塑剤、すなわち、薬剤との
間の相溶性を予測するのにある程度有用であることが分
った。化合物の溶解パラメーターは、純粋な化合物にお
ける分子間相互作用の強さの尺度として見ることができ
るd′・重合体は、はぼ同じ溶解パラメーターを有する
有機溶液と相溶性がある傾向がある。この発明のゲルに
ついては、更に薬剤の溶解)ぐラメ−ターがしばしば薬
剤/金属イオン錯体のそれと幾分異なることを考慮する
。したがって、特定の金属錯化剤、に用いる重合体は、
薬剤単独と金属イオン/薬剤錯体の溶解パラメーターの
中間のそれを有することが大いに好ましい。
溶解パラメーターは、薬剤固定化用高分子マトリ・郵り
スの候補を選ぶのに有用であるけれども、最も適する重
合体/薬剤の組合せを決めるのにはC上記のような)少
なくともある試行錯誤試験が必要である。重合体の可塑
化に溶解パラメーターを適用する場合のその詳細な議論
はシ了−ス(5ears lらのザ・テクノロジーΦオ
プ・プラスチサイザーズl The Technolo
gy of Plasticizers(19821に
見ることができる0 この発明において有用な、興味ある現象は、2棟の有機
液体の混合物、一方は重合体の溶解パラメーターより若
干大きいそれを有し、他方は重合体のそれより若干小さ
い溶解パラメーターを有する、はいずれかの化合物単独
より重合体と相溶性が大きいことを確かめていることで
ある。この現象は、この発明で有利に用いることができ
る。したがって、金属錯化剤と適当な有機液体の75%
までにれは補助可塑剤として作用する)との混合はしば
しば相溶性を改良する。例えば、DKn8と高沸点芳香
族炭化水素との混合物はシリコーンゴム中の薬剤の相溶
性を改良する。
薬剤溶液と他の有機液体とを混合する他の利点は、これ
が重合体を更に可塑化し、また薬剤又は薬剤/金属イオ
ン錯体の溶媒としても作用しつるという両方によって、
これらの高分子マトリックス中での移動度を増加させる
ことである。これは、金属イ・オンを実際的な時間幅の
中でゲルに抽出したり、それから取除いたりするのに重
要である。
この発明の薬剤膨潤ゲルの形成は、実際には薬剤を重合
体にこれを可塑化するように加える任意の方法で行いつ
る。典型的な方法は、(1)重合体及び薬剤を可塑剤の
存在又は非存在下に揮発性溶媒に溶解し、次いで揮発性
溶媒を蒸発させること1例6及び101i(21重合体
を薬剤中に可塑剤の存在又は非存在下に浸漬すること1
例5及び9);及び(3)適当な単量体を可塑剤の存在
又は非存在下に反応させることにより重合体を生成させ
、次い、で重合体を薬剤に浸漬することC例1.2及び
81)を含む。
この発明のゲルの正確な形態は重要でないけれども、8
棟の形態が便利につくられる:(1)非担持ゲルC例1
,5.f1.8.9及び101;(21多孔質媒体にゲ
ルを含浸C例2及び8);及び(8)多孔質媒体に薬剤
を含浸し薬剤膨潤ゲルで被Nc例?)第8の形態の有す
る利点は(1)それは純粋な薬剤を多孔質物質内部に含
有するので、比較的高い鮒の薬剤を有すること、及び(
3)ゲル被覆を有する多孔質基体は純粋なゲル形態より
かたいので−M@いということである。薬剤膨潤ゲルは
、ビーズ、チャンク、むくの繊維、平板又は中空繊維を
含む所望の任意の形状に製造することができる。平板又
は中空繊維は、以下に述べるように、薬剤膨潤ゲルを一
層有効な、一層簡単な、かつ連続様式で使用することを
可能にするので、好ましい形状である。
薬剤膨潤ゲルは、銅をアンモニア性溶液から二つの形の
方法を経て回収するのに利用することがill、できる
。一つの方法においては、銅の回収を2段階で行う。最
初に、銅をアンモニア性水溶液から薬剤膨潤ゲルに、ア
ンモニア性溶液をチャンク、繊維又はビーズとしてゲル
を備えた室を経て循環させることにより、抽出する。次
いで、銅を銅含有ゲルから酸性生成物溶液に、酸性溶液
をゲル収容室を経て循環させることにより再抽出するC
取り除く。) 他の方法は1段階方法であり、その場合、ゲルは、平板
又は中空繊維の形態で、銅輸送膜として作用し、銅含有
アンモニア性溶液と酸性生成物(取り除き)溶液との間
におかれる。銅はアンモニア性溶液から薬剤膨潤ゲル膜
に抽出される。次いで、銅は、(可溶性有機金属イオン
−薬剤錯体の形で)膜の反対側に拡散し、そこで膜から
酸性生成物溶液へと取り除かれる。
各形の方法は、この発明の、使用ずみアンモニア性鋼エ
ツチング剤の再生への適用として、第1図及び第2図に
線図的に示される。第1図に示される2段階方法におい
て、銅に富むアンモニア性、エツチング剤(1009/
lよす大)ヲ、工゛ンチング室1から導管2を経て前記
形の薬剤膨潤ゲルを備えた塔又は室8を通して圧送する
。一部分、銅を失ったアンモニア性エツチング剤は、室
がら出て導管4を経てエツチング室1に戻る。ゲルの銅
抽出能が失われた場合、室8の溶液をエツチング室1に
戻して室を空にする。希薄アンモニアC091〜109
/l NH31からなる、小容量のすすぎ溶液を貯槽5
から導管6及び7経由でゲル室8を経て循環させてゲル
がら残、存エツチング剤をすすぐ。すすぎ溶液を排出し
てすすぎ溶液貯[5に戻し、次いで希薄酸からなる生成
物溶液、好ましくは5〜2oog/1H2so4を貯槽
8がらゲル室8に導v9及び1o経由で循環させて銅を
薬剤膨潤ゲルから取り除く。+蓋のH,So、を定期的
に加えて生成物溶液をじゅうぶん酸性に保つ。本質的に
すべての銅がゲルがら取り除がれた時、生成物溶液を排
出して曳薦牧貯藩生成物溶液貯槽に戻す。再び、ゲルを
前に用いたのと同じすすぎ溶液により導管6及び7を経
てすすぎ、排出してすす、ぎ溶液貯槽5に戻す。必要に
応じてアンモニアをすすぎ溶液に加え、pHを7.0以
上に保つようにする。この第2すすぎの間に、第1すす
ぎがらの銅はゲルに抽出され、続いて取り除き溶液に移
される。
この全手順を、再びエツチング剤をゲル室を経てエツチ
ング剤を圧送することにより繰り返す。
方法を通じて、生成物溶液を、生成物溶液貯槽がら導管
18及び14を経て電解N12に循環させ、そこで銅を
ステンレス鋼又はチタン陰極15での電解還元により金
属として回収する。
第2図に示す連続膜方法において、高濃度の銅を含有す
るアンモニア性エツチング剤をエツチング室から薬剤膨
潤ゲル膜モジュールに導管22を経て循環させる。膜モ
ジ、ニールは、不支持が、一層硬質の、多孔質の中空繊
維内に支持されたかのいずれかの薬剤膨潤ゲルでつくら
れた中空繊維をすべて管に端部固定して構成される。し
がし、類似の方法を、平板膜についても、既知の二つの
構造;スパイラル巻き又は板及び枠のいずれがで利、用
して、実施することができる。中空繊維膜の場合は、エ
ツチング剤溶液が中空繊維膜の内腔〔内側)を通って下
り、鋼がエツチング剤からゲル膜25に抽出されて一部
分、銅を矢ってモジュールの反対端に出る。薬剤との錯
体の形をした銅はミ膜を透過して反対側の表面に出て生
成物溶液に再抽出され、この生成物溶液は同時に生成物
溶液貯槽28から導管29を経て中空繊維膜モジュール
24に入り、中空繊維25の外部26のまわりを通り、
次いで導管80を経て生成物溶液貯槽28に戻る。酸性
生成物溶液に溶解した銅を、生成物溶液を導管82及び
88を経て生成物溶液貯槽から電解槽a1に循環させ、
ここで銅をステンレス−又はチタン陰極84で電解還元
して金JI#lとして回収することにより、連続的に回
収する。
この方法を、ここではアンモニアエツチング液の丹生の
みを例として詳細に説明した。この方法は、鉱業で用い
られるような、他のアンモニア含有溶液からの銅の回収
や、他の銅含有物質の溶解及び適当な抽出剤を用いる鋼
以外の金属の回収に同様な仕方で用いることができる。
例1 市販のベータージケトン銅−錯化剤LIX54で膨潤さ
せたメタクリラートゲルは、最初に47.5容量%のイ
ソ−デシルメタクリラートと2.5容量%のテトラエチ
レングリコールジメタクリラートのA11quat 8
86 (米国ミネソタ州ミネアポリスのヘンクル・ケミ
カル・コンパニー社製トリーカプリル−メチルアンモニ
ウムクロリド)に溶かしてなる単量体溶液を調製するこ
とにより製造した。
この溶液の5 atを試験管中の開始剤水溶液10gr
Ltの上に浮かせた。開始剤溶液は、8車量%のOJH
,l、S、08.4重量%のNa、52o5及び0.1
車量%のF8(NH,)gr80. l、を含んでいた
。試験管の全内容を60℃に20分間加熱し、その後、
全有機相は橋かけ結合したポリメタクリラートゲルを生
じた。次いでゲルを試験管から取り出し、LIX54中
に24時間浸漬してA11quat 886をLIX5
4に替えた。
、例2 例1のLIX54M1Mメタクリラートゲルt−次のよ
うにして細孔を有する平板フィルムC膜)に取り入れた
。f3 cm ×”8cmのセルガード2400(Oe
lgard 24001片【米国ペンシルベニア州フィ
ラデルフィアのセラニーズ・プラスチックス・コンパニ
ー (0elanesa Plastios Do、 
)製の、厚さ約1ミルの細孔を有するポリプロピレンフ
ィルム)を、例1の単量体溶液に浸漬した。この充てん
膜を例1の開始剤溶液中に60″C,20分間保った。
次いで膜をLIX54に数日間浸漬した。
例8 中空繊維膜モジュールを、約Q、fi+amの平均外径
及び約0.5鴎の壁厚さを有する、88本の異方性細孔
質ポリスルホン中空繊維の端部を、約2.5cmの内粍
及び約42 emの長さを有する塩化ビニル管中に固定
することにより組み立てた。繊維の全有効表面積は約2
80 cm”であった。メタクリラートゲルの繊維細孔
への導入は、モジュールを真空排気し、次いで例1で述
べた組成の単量体溶液を、繊維内腔に吸σ[させ、繊維
壁を経て多孔質繊維壁を満たすことにより行う。過剰の
単層体溶液を中空繊維から水ですすぎ、次いで例1で述
べた組成の開始剤溶液を繊維内腔を経てflO”cで1
時間循環させた。次いで、モジュールを水ですすぎ、L
IX54で満たし、24時間浸漬してA11quat8
86をLIX54に替えた。次いでモジュールから液を
抜き水ですすいだ。
例4 新規な第二銅イオン錯化剤、DKn8を次の方法でつく
った。四塩化炭緊中の20容量%のフェニルオクタンの
fioo−を、四塩化炭雰中の塩化アルミニラA(7)
17重量%溶液及び5.5重蓋%のアセチルクロリドの
600−を入れて、氷水浴に沈めた丸底フラスコに、か
きまぜながら2時間にわたり、徐々に添加した。最初に
、得られた溶液を50容量%の塩酸水溶液の11で、次
いで2M水酸化ナトリウムの11で、最後に水で中性に
なるまで洗った。次いで、洗浄ずみ有機溶液を無水硫酸
マグネシウム上で1時間かきまぜて乾燥し、次、いて四
塩化炭雰を約45°Cで減圧回転蒸発により除いた。次
いで、残留物を無水のジエチルエーテルに取り、これを
窒糞雰囲気下に60011/の無水ジエチルエーテル中
にある、400−の新たに蒸留した酢酸エチルと160
gのナトリウム木葉化物に徐々に加えた。添加終了後、
溶液を8時間還流し、塩酸で中和し、数リットルの水で
中性pHまで洗浄した。次いで、・ジエチルエーテル溶
液をs o o o ppmの銅とflB9/lのアン
モニアの水溶M11とともに5分間かきまぜた。有機相
を結晶面に移し、室温で16時間放置した。生成物、緑
色の針状結晶、を0℃でろ過して銅錯体として単離した
例5 DK靜膨潤シリコーンゴムゲルを次のようにしてつくっ
た。シリコーン・シーラント(米国ミシガン州ミツドラ
ンドのダウ・コーニング・コーボレーシE ン(DOw
 OOrning 0Orp、 l製)を約8〜5 t
nm径のほぼ円筒形状に押出し、室温で数日間自然加硫
させた。次いで、シリコーンゴム約1.26、gを長さ
約2〜5酩の小さなチャンクに切断し、ケルマツク47
0 B (Kermac 470 B l (80容量
%のパラフィン、49容1%のナフタレン、及び17容
量%の芳香族炭化木葉を含む炭化水軍希釈剤で米国オク
ラホマ州オクラホマ・シティ−のケル自マギー・リファ
イニング・コーポレーション(Karr 、+ MQG
e6 Refining oorporation l
製中に5容量%のDKn8を含む有機溶液10−に入れ
、48時間浸漬してシリコーンゴムゲルチャンクを製造
した。次いで、チャンクを薬剤溶液から分離し、過剰の
薬剤を@σ1紙でふき取ることにより除いた。ゲルチャ
ンクの質量は、8.48 gに増加し、シリコーンゴム
が薬剤溶液で高度に膨潤するに至ったことを示した。
例6 LIX54膨潤エチレン−ビニルアセタート共重合体ゲ
ルを次のようにしてつくった。g、o g ノニルバッ
クX 250 (Elvax 250 )、72重量係
のエチレン及び28重量%のビニルアセタートで構成さ
れる共重合体(米国プラウエア州ウィル、ミントンのシ
ュボンψコンパニー(DuPont Oo、 1製1 
ヲ20 tnlのトルエンに80°Cで溶解した。次い
で、40−のLIX54を溶液に加えた。温かい溶液を
浅いガラス容器に、溶液の深さが2〜4鴎となるように
注いだ。トルエンを溶液から48時間かけて溶液から蒸
発させ、厚さ約1〜2−のLIX54膨潤高分子ゲル状
シートを形成した。
この材料を長さ約1〜8群の小片に切った。
例7 直径約2〜8m1表面細孔の径o、’xミクロン未満、
内部細孔の径10〜100ミクロン及び空隙率85%を
有する細孔質ポリスルホンビーズf米Nオレゴン州ベン
ドのベンド・リサーチ・インコーホレーテッド[Ben
d Re5earch、Inc、 l製)に、このビー
ズ約10−と100−のLIX54を真空フラスコに入
れることにより、’LIX54を含浸させた。フラスコ
の圧力をlQmml(g未満に減じ、次いで1気圧に戻
すことを交互に、数回、8時間にわたって繰り返した。
次いで、これらのLIX54含浸ビーズの表面へのゲル
波器の形成、を、テトラヒドロフラン10ロー当り5g
のElvax 250及び5−のLIX54の溶液を流
動床にしたビーズ上に加圧空気噴霧ノズルを用いて噴霧
することにより行った。 − 例8 LIX54膨潤ボリノルボレンの調製は、2gのノルソ
レツクス(NOl”80reX lボリノルボレンレジ
ンC米国二ニー・シャーシー州バウンド・プルツクのア
ール・イー・ジー・アソシエイツ(R,E。
G、As5oaiates l 製1及び8fntのL
IX54をビーカーに入れ、ノルソレツクスにLIX5
4を4時間にわたって吸収させることにより行った。次
いでLIX54膨潤樹脂を約]20°Cに加熱すること
により溶融する。次いで、熱液体樹脂を浅いガラス容器
に注ぎ放冷した。このようにして得られたゲル状高分子
フィルムは厚さが約2 amで、これを長さ1〜4朋の
細片に切った。
例9 他の薬剤膨潤シリコーンゴムゲルを次のようにしてつく
った。ダウ・コーニングのシリコーン・シーラントを経
約8〜5tmのほぼ円筒形状に押出し、96時間自然加
硫した。約5gのシリコーンゴムを長さ約2〜5酩の小
片に切り、ケルマ・ツク4フOB中の80容量%のアコ
ルガP−5100(Aaorga P −51001(
バーミューダ、7Xミルトンのアコルガ、リミテッド(
AOOrga i、+td、 1製の、炭化木葉希釈剤
で希釈した2−ヒドロキシ−5−アルキルベンズアルデ
ヒドオキシム)に16時間浸漬した。ゲル片の大きさは
、薬剤溶液に浸漬後、倍より大きくなった。過剰の薬剤
はゲル片から吸収紙でふき取って除いた。
例10 LIX54膨潤ポリウレタンゲルを、17gのロイラー
E 85 N (Roylar E 85 N l、ポ
リウレタン樹脂(米国コネチカット州ナウガタ゛ンクの
二二ロイヤル・インコーボレーテ゛ソド(Un:1ro
yal。
Ink、 l製)を120−のテトラヒドロフランに溶
解することにより調製した。次いで、84−のLIX5
4を重合体溶液に加え、混合物を2個の20cm径の平
底ガラス皿に注いだ。テトラヒドロ、フランを24時間
かけて蒸発させた。得られたゲルを約2〜filll1
1径の小片に切断した。
例11 例2に記載した形の9枚のLIX54膨潤ゲル膜の試験
を、g9/lの鋼を含有するアンモニア性溶液と100
 g/lのH,SO2からなる生成物溶液との間に膜を
おくことにより行った。最初に、銅は、膜を通って使用
ずみエツチング剤溶液から酸生成物溶液に9枚の膜の平
均速度20μり/ cm”分で透過した。アンモニアは
、数時間後、生成物溶液中に検知することができず、し
たがってこの流束は銅の流束の1%未満であった。膜の
使用を40日間続けた。゛各膜に対する銅の流束を定期
的に測定し第8b図にブリットした。比較のために、L
IX54を含有するがこの発明のゲルを含有しない、5
枚のセルガード2400 (Oe1gard24001
膜に1対する銅の流束を同一条件で調べた結果を第8a
図に示す。明らかに、この発明のゲル膜に対する銅の流
束は、非ゲル膜に対するそれよりはるかに安定であった
。この性能の違いは1、一部分はこの発明のゲル膜のす
ぐれた薬剤保持に起因すると考えられる。これは新しい
膜の赤外線(IRIスペクトルを40日使用後の膜のそ
れとを、メタクリラートゲルの有るものとないものにつ
いて比較することにより支持される。第4a図及び第4
b図は、2枚のセルガード2400膜、LIX54を新
たに充てんした1枚C第4a図1及び40日操作後の1
枚(第4b図)を示す(第4図)。(セルガード240
0はこれらのまた他のすべてのスペクトルの参照として
用いた。)1400と1 fl O0cm−1の間の六
つの強い、鋭いバンドはLIX54−銅錯体に帰せられ
る。新たな及び40日後の膜に対するこれらのバンドの
強度の差は、非ゲル膜からは、40日の操作の間にほと
んどすべてのLIXa4が失われたことを示す。対照的
に、この発明の新たな及び40日後のゲル膜に対するI
Rスペクトルをそれぞれ示した第5a及び第5b図にお
いては、40日後の膜のスペクトルバンドは新しい膜の
もののように鋭くはないけれども、両者はほとんど同程
度である。
したがって、薬剤の大部分は、連続40日の操作にわた
ってゲル膜に保持され、アンモニア性溶液に失われなか
った。
例12 例8のLIX54膨潤ボリノルボレンゲルを次のように
して試験した。約1gのゲル小片のサイクルを、最初に
1.f109/lの銅を含有する市販アンモニア性工゛
ンチング剤溶液100−で16時間、1009 / l
Hg5o、よりなる生成物溶液100−で8時間の間で
行った。したがって各サイクルは24時時間−た。エツ
チング剤から生成物溶液に、また生成物溶液からエツチ
ング剤に移る各移行の間で、ゲルを水ですすいだ。各サ
イクル中に工゛ンチング剤溶液から生成物溶液に移行さ
れた鋼の質量を第6図に示す。また、第6図に、LIX
54を含むがゲルは含まない細孔質ポリスルホンビーズ
により生成物溶液に移された銅の質量を示す。第6図か
ら明らかなように、この発明のゲルは、非ゲルより単位
体積あたり多鷲の銅を移行させるのみでなく、移行速度
も一層一定でかつ一層、かなり長く続く。更に、この発
明のゲルのすぐれた薬剤保持を証明して、全実験中アン
モニア性エツチング剤溶液中に有機イオン交換剤は検知
されえ′なかった。対照的に、LIX54を含浸させた
細孔質媒体を用いた場合、薬剤がエツチング剤の表面上
に薄いフィルムとして見つる。
前記明細書に用いた用語及び表現は、説明のためであり
、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明を利用する例の銅及びエツチング剤
回収方法の線図であり、 第2図は、この発明を利用する他の例の銅及びエツチン
グ剤回収方法の線図であり、 第8a図及び第8b図は、イオン交換剤を含有する多孔
質フィルム及び同じ薬剤を混入するこの発明のゲルフィ
ルムを横切る第二銅イオン移行能力の率すなわち銅の流
束を比較する二つのグラフであり、 第4a図及び第4b図は、新たに調製した、従来の薬剤
光てん多孔質フィルムと40日使用後の同じフィルムの
IRスペクトルを比較するグラフであり、 第5a図及び第5b図は、第4a図及び第4b図で示し
たものと同様なフィルムの同じ時間のものであるが、フ
ィルムがこの発明のゲル形態を含有する点が異なるもの
のIRスペクトルを比較する二つのグラフであり、 第6図は、この発明のゲルと非ゲルの時間に対するイオ
ン交換能を比較するグラフである。 1・・・エツチング室 2・・・導管 8・・・ゲル室 4・・・導管 5・・・すすぎ溶液貯槽 6,7・・・導管8・・・貯
槽 9.10・・・導管 12・・・電解槽 18,14・・・導管15・・・陰
極 22・・・導管 24・・・中空繊維膜モジュール 25・・・中空繊維膜 28・・・生成物溶液貯槽29
、80・・・導管 81・・・電解槽82、88・・・
導管 84・・・陰極一 更 FIGURE tlA FIGURE勺BFIGtlR
[5八 FIGURE 5BFIGURL 6 第1頁の続き 0発 明 者 ジエイムズ・ダブリュ ー・プルツク 0発 明 者 リチャードφダブリュ ー・ベイカー アメリカ合衆国オレゴン州97701 ベンド ロング
ビュードライブ61478 アメリカ合衆国カリフォルニア用94o25メンロ ハ
ークハミルトン コート1030

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 銅イオン交換媒体が単量体有機液体鋼イオン交換剤
    で可塑化し膨潤させた疎水性、非孔質の重合体を含んで
    なるゲルであることを特徴とする銅イオン交換媒体。 λ 前記重合体が前記薬剤の存在で重合された特許請求
    の範囲第1項記載のゲル。 & 前記重合体を有機溶媒の存在で可塑化し膨潤させた
    特許請求の範囲第1項記載のゲル。 4 前記重合体がアルキル−、アリール−、ハロゲンー
    及びアミノ−置換ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
    アクリル、ポリ了りリラー゛ト、ポリウレタン、ポリア
    ミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルブチラール、ポ
    リアクリロニトリル、ボリノルボレン、ポリビニルアセ
    タート、エチレン−ビニルアセタート共重合体、エチレ
    ンプロピレンゴム、スチレンブタジェンゴム及びシリコ
    ーンゴムヨリする群の中から選ばれた一つ又はそれより
    多い重合体である特許請求の範囲第1〜8項のいずれか
    一つの項に記載のゲル。 器前記薬剤が1−n−オクチルフェニル−p−1,8−
    ブタンジオン及びアルキル−、アリール−1及びハロゲ
    ン−置換アミド、ベータージケトン、ヒドロキシオキシ
    ム、スルホンアミドオキシム、ヒドロキシキノリン、ス
    ルホン了ミドキノリン、大環状エーテル、及び大環状ア
    ミンよりなる群の中から選ばれた一つ又はそれより多い
    化合物である特許請求の範囲第1〜8項のいずれか一つ
    の項に記載のゲル。 & ゲルを細孔質の固体支持体媒体の細孔内に満たし、
    又は該媒体上に被覆した特許請求の範囲第1〜8項のい
    ずれか一つの項に記載のゲル。 I ゲルを、ビーズ、繊維又はシートから選んだ細孔質
    の固体支持体媒体の細孔内に満たし、又は該媒体上に被
    覆した特許請求の範囲第1〜8項のいずれか一つの項に
    記載のゲル。 k 有機液体イオン交換剤を自体に含有する、細孔質の
    固体支持体上を被覆する特許請求の範囲第1〜8項のい
    ずれか一つの項に記載のゲル。 9、 第二銅イオン含有アンモニア性溶液を銅イオン交
    換媒体と接触させること、及び前記媒体を酸溶液と接触
    させて第二銅イオンを前記媒体から取り除くことよりな
    る、第二銅イオン含有アンモニア性溶液からの第二銅イ
    オンの回収方法において、前記鋼イオン交換媒体が単社
    体有機液体銅イオン交換剤で可塑化し膨潤させた疎水性
    、非孔質の重合体を含んでなるゲルであることを特徴と
    する第二銅イオン含有アンモニア性溶液からの第二銅イ
    オンの回収方法。 10、バッチ又は連続式で行う特許請求の範囲第9項記
    載の方法。 IL 前記第二銅イオン含有アンモニア性溶液と前記ゲ
    ルとの間の接触及び前記酸溶液と前記ゲルとの間の接触
    が同時であり、前記接触の一方が前記ゲルの一方の側で
    起こり、前記接触の他方が前記ゲルの反対側で起こる連
    続式で行う特許請求の範囲第10項記載の方法。 1z 前記ゲルの前記重合体がアルキル−、アリール−
    、ハロゲン−及びアミノ−置換ポリエチレン、ポリプロ
    ピレン、ポリアクリル、ポリアクリラート、ポリウレタ
    ン、ポリアミドqポリエーテルイミド、ポリビニルブチ
    ラール、ポリアクリ四ニトリル、ポリノルボレン、ポリ
    ヒニルアセタート、エチレン−ビニルアセタート共重合
    体、ナイ四ン、エチレン−プロピレンゴム、スチレンブ
    タジェンゴム及びシリコーンゴムよりなる群の中から選
    ばれた一つ又はそれより多い重合体である特許請求の範
    囲第9項記載の方法。 11L 前記ゲルの前記薬剤が1−n−オクチルフェニ
    ル−p−1,8−ブタンジオン、ベータージケトン、ヒ
    ドロキシオキシム、ヒドロキシキノリン、スルホンアミ
    ドオキシム及びスルホンアミドキノリンよりなる群の中
    から選ばれた一つ又はそれより多い化合物である特許請
    求の範囲第9項記載の方法。 14 前記ゲルが細孔質の固体支持体媒体の細孔内にあ
    るか、又は該媒体上に被覆される特許請求の範囲第9項
    記載の方法。 1N 前記細孔質の固体支持体媒体がビーズ、繊維及び
    シートから選ばれたものである特許請求の範囲第14項
    記載の方法。 16.1−n−オクチルフェニルニル−p−1,8−ブ
    タンジオン、ベータージケトン、ヒドロキシオキシム、
    ヒドロキシキノリン、スルホンアミドオキシム及びスル
    ホンアミドキノリンよりなる群の中から選ばれた一つ又
    はそれより多い有機液体イオン交換剤を自体に含有する
    、細孔質の固体支持体上を前記ゲルが被覆する特許請求
    の範囲第9項記載の方法。 17、前記支持体がビーズ、繊維及びシートから選ばれ
    たものである特許請求の範囲第16項記載の方法。 1B、使用ずみアンモニア性プリント配線板銅エツチン
    グ剤溶液を銅イオン交換媒体と接触させることを含むア
    ンモニア性プリント配線板鋼エツチング剤の回収及び再
    生方法において、前記銅イオン交換媒体が単量体有機液
    体銅イオン交換剤で可塑化し膨潤させた疎水性、非孔質
    重合体を含んでなるゲルであることを特徴とするアンモ
    ニア性プリント配線板銅エツチング剤の回収及び再生方
    法。 19、バッチ又は連続式で行う特許請求の範囲第18項
    記載の方法。 20 前記第二銅イオン含有アンモニア性溶液と前記ゲ
    ルとの間の接触及び前記酸溶液と前記ゲルとの間の接触
    が同時であり、前記接触の一方が前記ゲルの一方の側で
    起こり、前記接触の他方が前記ゲルの反対側で起こる連
    続式で行う特許請求の範囲第19項記載の方法。 2L 前記ゲルの前記重合体がアルキル−、アリゴム及
    びエチレン−ビニルアセタート共重合体よりなる群の中
    から選ばれた重合体をベータージケトンで可塑化し膨潤
    させてなるゲルである仁トを特徴とする銅イオン交換媒
    体。 119、ベータージケトンが1−ヘキシルフェニル−1
    ,8−ブタンジオン及びフェニルビス−〔1,8−ブタ
    ンジオン〕のオルト、メタ及びバラ形の混合物を炭化水
    嚢希釈剤で希釈したものである特許請求の範囲第28項
    記載のゲル0 80 第二銅イオン含有アンモニア性溶液を銅イオン交
    換媒体と接触させること、及び前記媒体を酸溶液と接触
    させて第二銅イオンを前記媒体から取り除くことよりな
    る、第二銅イオン含有アンモニア性溶液からの第二銅イ
    オンの回収方法において、前記銅イオン交換媒体が1.
    − n−オクチルフェニル−p −1,8−ブタンジオ
    ンで可塑化し膨潤させたシリコーンゴムを含んでなるゲ
    ルであることを特徴とする第二銅イオン含有アンモニア
    性溶液からの第二鋼イオンの回収方法。 81使用ずみアンモニア性プリント配線板鋼エツチング
    剤溶液を鋼イオン交換媒体と接触させることを含むアン
    モニア性プリント配線板鋼エツチング剤の回収及び再生
    方法において、前記鋼イオン交換媒体が1−n−オクチ
    ルフェニル−p −1,8−ブタンジオンで可塑化し膨
    潤させたシリコーンゴムを含んでなるゲルであることを
    特徴とするアンモニア性プリント配線板鋼エツチング剤
    の回収及び再生方法。 8区 バッチ又は連続式で行う特許請求の範囲第80項
    又は第81項記載の方法。 8& 前記第二銅イオン含有アンモニア性溶液と前記ゲ
    ルとの間の接触及び前記酸溶液と前記ゲルとの間の接触
    が同時であり、前記接触の一方が前記ゲルの一方の側で
    起こり、前記接触の他方が前記ゲルの反対側で起こる連
    続式で行う特許請求の範囲第30項又は第81項記載の
    方法。
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