JPS637115B2 - - Google Patents

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JPS637115B2
JPS637115B2 JP58068409A JP6840983A JPS637115B2 JP S637115 B2 JPS637115 B2 JP S637115B2 JP 58068409 A JP58068409 A JP 58068409A JP 6840983 A JP6840983 A JP 6840983A JP S637115 B2 JPS637115 B2 JP S637115B2
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JP
Japan
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ions
fecl
solution
aqueous solution
organic solvent
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JP58068409A
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English (en)
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JPS59196793A (ja
Inventor
Chikao Watanabe
Yamaji Nishimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NISHIMURA WATANABE CHUSHUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
NISHIMURA WATANABE CHUSHUTSU KENKYUSHO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46Regeneration of etching compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は主としてFeイオン、Clイオンを含む
(Co、Ni、Cu、Mn、Cr、Zn、Pb、Sn等の重金
属イオンが1種以上含有していてもよい)水溶液
から、FeCl3含有エツチング液を回収する方法に
関する。 従来から例えば電子回路のエツチング液として
Fe3+濃度200g/、Cl濃度380g/程度の
FeCl3が利用されているが、その使用済み廃液は
Fe2+濃度100−120g/程度に増加したり、
Cu2+濃度10−20g/又はNi濃度10−25g/
に増加して排出されており、現在それを中和処理
しているのが実状である。しかし中和に要するア
ルカリ費用が嵩むことや、含有するNi、Co、
Cu、Zn等の有価金属を回収できない等の欠点が
ある。 本発明は従来法の欠点を克服するためになされ
たもので、以下の工程からなるものである。 まずエツチングに使用されたFe2+イオン濃度
が増加したり、Cu、Ni、Coイオン等の重金属イ
オン濃度が増加した場合、必要に応じて廃液を公
知な酸化法であるCl2ガス酸化や電解酸化法、あ
るいは薬品酸化によりFe3+イオンに変換後、中
性燐酸エステルの群及びアルキルアミンの群より
なる群から1種又は2種以上が選択され石油系炭
化水素で希釈された有機溶媒を接触させて、次式
に示すように該廃液中のFeイオンを鉄塩化物錯
体として有機相へ抽出する第1工程。 FeCl3+HCl+2TBPHFeCl4・2TBP ……(1) (aq) (aq) (org) (org) FeCl3+HCl+R3NR3NH・FeCl4 ……(2) (aq) (aq) (org) (org) (式中R3Nは第3級アミン、TBPはトリブチル
ホスフエート、aqは水相、orgは有機相をそれぞ
れ表わし以下同様とする) 次に第1工程からの鉄塩化物錯体を抽出含有す
る有機溶媒に水を接触させることにより、次の(3)
式、(4)式に示すように鉄塩化物錯体を水相に剥離
すると共に有機溶媒を再生する第2工程。 HFeCl4・2TBP+H2O2TBP+FeCl3
+HCl……(3) (org) (aq) (o
rg) (aq) R3NH・FeCl4+H2OR3N+FeCl3
HCl……(4) (org) (aq) (org
) (aq) 再生された有機溶媒は再び鉄塩化物錯体を抽出
するために第1工程へ循環される。回収された
FeCl3+HCl水溶液は、エツチング液として利用
するにはFe3+イオンが不足しているので、次の
第3工程にて水酸化鉄を加えて遊離HClをFeCl3
として回収する。水酸化鉄として水酸化第2鉄を
加えた場合(5)式のように反応する。 1/3Fe(OH)3+FeCl3+HCl1 1/3FeCl
3+H2O……(5) (固体) (aq)
(aq) (aq) Fe3+イオンを供給され、FeCl3濃度が高くなつ
たエツチング用として再利用することが可能であ
る。 また、次の(6)式に示すように水酸化第1鉄と
Cl2ガスを加えることにより回収エツチング液の
FeCl3濃度をさらに上昇させることが可能であ
る。 1/2Fe(OH)2+FeCl3+HCl+1/4Cl21 1/2
FeCl3+H2O……(6) (固体) (aq) (ガス
) (aq) 本発明は上記第1工程から第3工程までを組み
合わせることにより、エツチング用として再使用
できるFeCl3含有液を回収する経済性ある廃水処
理方法を提供するものである。また、本発明方法
はエツチング液のみならず、本質的にFeイオン
とClイオンを含有する水溶液からFeCl3液を回収
するもので、必ずしもエツチング液用に限定する
ものではなく、他の用途にも適用することが可能
である。 本発明で使用する抽出剤のうち、中性燐酸エス
テルは下記の(A)〜(D)に示す化合物である:
【式】 【式】
【式】
【式】 (式中Rは一般に4〜14個の炭素原子を含むアル
キル基である)。 実施例で示すTBP(トリブチルホスフエート)
は上記(A)の群に属し、アルキル基はC4H9である。 本発明で使用する第1級ないし第3級アルキル
アミンは次の群より選択される: (i) RNH2で表わされる第1級アミン Rは一般に4〜24個の炭素原子を含むアルキ
ル基で、その代表的なものとして次に示すもの
がよく用いられる: CH3C(CH32CH2C(CH32CH2C(CH32−CH2C
(CH32CH2C(CH32NH2 (ii) R2NHで表わされる第2級アミン Rは一般に4〜24個の炭素原子を有するアル
キル基で、その代表的なものとして次に示すも
のが用いられる: (iii) R3Nで表わされる第3級アミン Rは、一般に4〜22個の炭素原子を有するア
ルキル基で代表的なものを示す: (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH23−N 本発明で使用する希釈剤は芳香族系炭化水素、
脂肪族系炭化水素が使用される。またこれらの混
合物も当然使用され、ケロシンの如き雑多な炭化
水素の混合品もよく使用される。 有機溶媒中の抽出剤濃度は2〜90%(容積)で
ある。必要に応じて改質剤として8〜34個の炭素
原子をもつ高級アルコールを添加してもよい。 抽出剤濃度は対象とする水溶液中のFeイオン
濃度、全塩素イオン濃度(T・Cl-濃度)、共存す
る重金属イオンやアニオンの濃度、性状によつて
決定される。 本発明で原料となる主としてFeイオンとClイ
オンを含有する水溶液は、必ずしもエツチング廃
酸だけでなく任意の水溶液が使用でき、Clイオン
が不足している場合別途に添加したものをも含む
ものである。 本発明で原料溶液に含有するFe2+イオンを酸
化する方法として、例えば公知の方法であるCl2
ガスの吹き込みによる酸化法、H2O2の如き薬品
酸化法及び電解酸化法の如き電気化学的方法を採
用することができる。いずれも対象液のFe2+
オンとFe3+イオンとの濃度比、共存するアニオ
ンの種類等によつて酸化方法が決定される。 以下に本発明の詳細を添付図に基づき具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。 第1図は主としてFeイオンとClイオンを含有
する任意の水溶液からエツチングに再使用できる
高濃度FeCl3含有液を回収するフローシートを示
す。 第1工程ではFeイオンとClイオンを含有する
水溶液1をHFeCl4の抽出工程2へ導き、有機溶
媒3と接触させることにより、該水溶液中のFe
イオンを塩化物錯体として抽出する。水溶液1中
のFe2+イオンの量により必要に応じてFe2+
Fe3+に酸化することができる。次に第2工程で
は、第1工程を出た鉄塩化物錯体を抽出含有する
有機溶媒を剥離工程4へ導き、水と接触させるこ
とによりFeCl3+HCl水溶液5を得、同時に有機
溶媒を再生する。第3工程では回収FeCl3+HCl
水溶液を溶解工程6に導き、Fe(OH)37を添加
して余剰の遊離HClを消費させると共に、FeCl3
濃度を上昇させ、再使用可能なFeCl3エツチング
液8を回収する。 第2図も原則的に第1図と同じ処理であるが、
例えば亜鉛の塩化物錯体のように鉄塩化物錯体と
共抽出されるような場合を考えた処理である。第
1工程を出た鉄塩化物錯体を抽出する有機溶媒
に、濃度の高いFeCl3+HCl溶液5を接触させて
有機相中の不純物を選択的に洗浄除去する工程9
を経た後に、水と接触させて鉄塩化物錯体を水相
に移行せしめる剥離工程4に導く個所が異る。ま
た剥離液(FeCl3+HCl水溶液)5にFe(OH)2
7′を添加し、さらに生成したFe2+イオンを酸化
する目的でCl2ガスを加える溶解工程6が異なる。
この方法は第1図の方法に比較して回収エツチン
グ液8の濃度が高くなると云う利点がある。 第3図は主としてFe3+イオンとCl-イオン
(T・Cl-380g/)を含有する水溶液より鉄塩
化物錯体を有機溶媒により抽出する抽出平衡曲線
を示す。図中―○―○―は15%TBP+85%n−パ
ラフイン、―■―■―は5%TBP+10%TOA(ト
リオクチルアミン)をそれぞれ含有する有機溶媒
によるものである。 第4図は15%TBP+85%n−パラフインの有
機溶媒に抽出された鉄塩化物錯体を水と接触させ
て剥離した結果を示す剥離平衡曲線である。 以下に実施例に基づき本発明を説明する。 実施例 (1) 抽出工程 実験にはエツチングに使用された次の液を使
用した。 Fe3+ T・Cl- 210g/ 400g/ また抽出は15%TBP+85%n−パラフイン
の有機溶媒を使用した。 抽出結果(接触時間10分間、温度常温)を示
す。 有機相 水 相 Fe3+ T・Cl- Fe3+ T・Cl- 18g/ 45.2g/
119.8g/ 157.9g/ 有機相 水 相 Fe3+ T・Cl- Fe3+ T・Cl- 2.9g/ 45.2g/ 50.2g/ 94.5g/ (2) 剥離工程 15%TBP+85%n−パラフインの有機溶媒
中に抽出含有せしめた鉄塩化物錯体の剥離試験
には次の試料液を使用した。 Fe3+ T・Cl- 18g/ 45.2g/ 接触させる水の量を変更して剥離した結果
(平衡値)を次に示す。 有機相 水 相 Fe3+ T・Cl-
Fe3+ T・Cl- 3.2g/ 8.0g/
61g/ 152.5g/ O/A=4.1/4 0.1g/ 0.3g/
53.7g/ 134.7g/ O/A=3/1 その他の実験結果を含め第4図の剥離平衡曲
線に示す。 (3) 回収工程 剥離液に水酸化鉄を加えて再使用可能なエツ
チング液を回収する試験に次のような剥離液を
使用した。 Fe3+ T・Cl- 138g/ 346g/ これにFe(OH)3を添加してPH1.8としたとこ
ろ、Fe3+179g/(FeCl3として514.6g/)
となり、再使用可能なエツチング液となつた。 次にFeCl3濃度がさらに高いエツチング液をつ
くる実験を行つた。剥離液はFe3+138g/、
T・Cl-346g/のものである。 試料1に対してFe(OH)2124gを投入し、次
にCl2ガスをORP計を見ながら吹き込み、Fe2+
オンが検知されないようになつてから分析した結
果、次の値を得た。 Fe3+ 202g/、T・Cl- 380g/ この濃度はエツチングに充分利用できるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるFeイオンとClイオンを
含有する任意の水溶液から高濃度FeCl3含有液を
回収するフローシート図、第2図は有機溶媒中へ
の共抽出物質の洗浄工程を含む第1図と同様なフ
ローシート図、第3図は鉄塩化物錯体の抽出平衡
曲線、第4図は鉄塩化物錯体の剥離平衡曲線を示
す図である。図中、 1……Fe、Clイオン含有水溶液、2……
HFeCl4抽出工程、3……有機溶媒、4……
HFeCl4剥離工程、5……FeCl3+HCl水溶液、6
……溶解工程、7……Fe(OH)3、7′……Fe
(OH)2、8……回収エツチング液、9……洗浄
工程。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 本質的にFeイオンとClイオンを含有する水
    溶液よりFeCl3エツチング液を回収する方法にお
    いて、 (A) 上記水溶液中に存在するFe3+/Fe2+の相対
    量により必要に応じてFe2+をFe3+に酸化した
    後、上記水溶液に中性燐酸エステルの群及びア
    ルキルアミンの群の各群からなる群より1種又
    は2種以上が選択され石油系炭化水素で希釈さ
    れた有機溶媒を接触させて鉄塩化物錯体を抽出
    する第1工程、 (B) 第1工程からの有機溶媒を、水に接触させて
    該有機溶媒中の鉄塩化物錯体を水相に剥離し、
    同時に有機溶媒を再生する第2工程、 (C) 第2工程の剥離液に水酸化第2鉄、又は水酸
    化第1鉄及びCl2ガスを加えて遊離HClをFeCl3
    として回収する第3工程 からなることを特徴とするエツチング液の回収方
    法。
JP6840983A 1983-04-20 1983-04-20 エツチング液の回収方法 Granted JPS59196793A (ja)

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JP4540738B1 (ja) * 2009-09-07 2010-09-08 佐々木化学薬品株式会社 水性錆除去剤の再生方法

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