JP3401871B2

JP3401871B2 - 廃液再生処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP3401871B2
Application number: JP28180493A
Authority: JP
Inventors: 清智中村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 2003-04-28
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH07108276A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃液から不純物金属イ
オンを除去して液を再生する廃液再生処理方法及びその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃液から不純物金属イオンを除去して液
を再生する方法としては、例えば、特公昭５７−６１４
７７号に開示された再生廃液の処理方法がある。図５は
上述した再生廃液の処理方法の原理を示す説明図であ
り、この再生方法では、槽１内を陽イオン交換膜３（カ
チオン膜）で陽極室５と陰極室７との２つの室に仕切
り、陽極室５にナトリウムイオン（Ｎａ⁺ ）を含んだ再
生廃液９を入れて陽極板１１を浸し、陰極室７には、苛
性ソーダ（ＮａＯＨ）溶液１３を入れて陰極板１５を浸
し、直流電源１７により陽極板１１と陰極板１５との間
に直流電圧を印加して電流を流している。これにより、
陰極室７の苛性ソーダ溶液１３中では、水の分解反応で
水素イオン（Ｈ⁺ ）が発生して水酸イオン（ＯＨ^- ）が
でき、一方、陽極室５の再生廃液９中のナトリウムイオ
ンは、陽イオン交換膜３を通して陰極室７に移動し、陰
極室７の水酸イオンと反応して苛性ソーダとして回収さ
れ、陽極室５の再生廃液９中のナトリウムイオンが除去
されて液が再生される。

【０００３】従って、陽極室５に、再生廃液９の代わり
に金属イオンを含んだ廃液を入れ、陰極室７には、苛性
ソーダ溶液１３の代わりに硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）等の強酸
の水溶液を入れて、直流電源１７により陽極板１１及び
陰極板１５間に通電すれば、廃液中の金属イオンを陽イ
オン交換膜３を通して陰極室７に回収し、酸の水溶液を
再生することができる。

【０００４】上述した再生方法を用いて再生処理する廃
液としては、例えば、多層プリント基板の黒化処理後の
表面処理で用いる酸の水溶液が挙げられる。多層プリン
ト基板の製造工程において、基板材料の積層時において
接着層との密着力を高め、後段のメッキ工程におけるメ
ッキ液中での耐性を向上させるために、内層配線となる
べき銅箔に対して黒化処理と呼ばれる処理を行い、さら
に、酸による表面処理を行うことがある。

【０００５】前記黒化処理とは、内層配線となるべき銅
箔の表面に、アルカリ性酸化処理液を用いて酸化銅（Ｃ
ｕ₂ Ｏ又はＣｕＯ）等からなる針状結晶を生成させ、こ
の針状結晶により銅箔の表面に凹凸を生じさせる粗面化
処理のことを言い、アルカリ性酸化処理液としては、ア
ルカリ性亜塩素酸ナトリウム水溶液等が用いられる。ま
た、前記酸による表面処理とは、黒化処理処理後の銅箔
の表面から針状結晶を溶解除去し、表面をより微細に粗
面化する処理のことを言い、この処理には、酢酸（ＣＨ
₃ ＣＯＯＨ）、クエン酸（Ｃ（ＣＨ₂ ＣＯＯＨ）₂ （Ｏ
Ｈ）ＣＯＯＨ）、酒石酸（Ｃ₄ Ｈ₆ Ｏ₄ ）、フマル酸等
の水溶液を用いることができる。例えば酢酸の水溶液を
表面処理に用いた場合、酢酸が酸化銅を溶解する際の反
応は、２ＣＨ₃ ＣＯＯＨ＋ＣｕＯ→（ＣＨ₃ ＣＯＯ）₂
＋Ｈ₂ Ｏとなり、また、クエン酸を用いた場合の反応は
［化１］に示すようになり、表面処理後には、酢酸やク
エン酸の水溶液に酸化銅中の銅イオン（例えばＣｕ²⁺）
が溶け込んで廃液となる。

【０００６】

【化１】

【０００７】そして、酢酸やクエン酸の水溶液は、酸化
銅を溶解する際にｐＨの変動が少ないので、上述した表
面処理に酢酸やクエン酸の水溶液を用いることは、安定
した処理を行う上で好ましい。

【０００８】ところが、酢酸やクエン酸の水溶液では、
１リットル当たり２グラム程度の銅しか溶解できず、一
般に、酸が溶解できる銅の量には限りがあるため、プリ
ント基板の製造ラインのように大量の酸化銅を溶解する
場合には、廃液を新しい酸の水溶液と頻繁に交換する必
要があり、非常に手間がかかる。また、廃液を新しい酸
の水溶液と頻繁に交換するには、大量の酸の水溶液が必
要となり、液のコストが高く付く。そこで、プリント基
板の製造工程ラインにおいては、廃液から銅イオンを除
去して酸の水溶液を再生し表面処理に再利用することが
望まれている。このような背景から、廃液から金属イオ
ンを除去して再生するに当たっては、如何にして大量の
廃液を効率よく再生処理するかが重要な問題となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す再生廃液の処理方法を利用して、金属イオンを含ん
だ廃液を再生処理する場合、上述した銅イオンのよう
に、廃液中の金属イオンのイオン化傾向が水素イオンよ
り小さいときには、金属イオンが陰極板１５に触れてこ
れと結合し、陰極板１５の回りに金属が析出して付着す
るため、陰極板１５を交換する必要が生じ、大量の廃液
を処理する場合には効率が悪くなるという不具合があ
る。また、陽極室５に、例えば上述したような酢酸やク
エン酸等、有機酸系の廃液を入れると、その廃液に浸さ
れた陽極板１１で有機酸の成分が消費されて電極反応
（酸化反応）が発生し、これにより、陽極室５で再生さ
れた酸の水溶液が変質してしまうという不具合がある。
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、本発明の
目的は、金属イオンを含んだ廃液から効率よく金属イオ
ンを除去でき、しかも、再生された液の変質を防ぐこと
ができる廃液再生処理方法及びその装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１乃至請求項４記
載の本発明は、金属イオンを含んだ廃液を再生する方法
であって、請求項５乃至請求項１２記載の本発明は、そ
の装置に関するものである。請求項１記載の本発明は、
第１室に酸の水溶液を収容し、前記第１室に連設された
第２室に前記廃液を収容し、酸の水溶液を収容した第３
室及び第４室を前記第２室に連設し、前記第１室の酸の
水溶液に直流電圧が印加された陽極を接触させると共
に、前記第４室の酸の水溶液に直流電圧が印加された陰
極を接触させ、前記第１室の水素イオンを前記第２室に
導き、前記金属イオンを第２室から第３室に排出させる
ようにしたことを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の本発明は、前記酸として強
酸を用いるものとした。請求項３記載の本発明は、前記
強酸として硫酸又は塩酸を用いるものとした。請求項４
記載の本発明は、前記第４室の酸の水溶液と、前記第１
室の酸の水溶液とを同濃度で且つ同じ質に維持するよう
にした。

【００１２】請求項５記載の本発明は、酸の水溶液が収
容された第１室と、金属イオンを含んだ廃液が収容され
前記第１室に陽イオン交換膜を介して連設された第２室
と、酸の水溶液が収容され前記第２室に陽イオン交換膜
を介して連設された第３室と、酸の水溶液が収容され前
記第３室に陰イオン交換膜を介して連設された第４室
と、前記酸の水溶液に接触させて前記第１室に配設され
た陽極と、前記酸の水溶液に接触させて前記第４室に配
設された陰極と、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加
する電源とを備えることを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の本発明は、前記第２室に前
記廃液を供給する廃液供給手段と、前記金属イオンが除
去された前記第２室の再生液を該第２室外に排出する再
生液排出手段とをさらに備えるものとした。請求項７記
載の本発明は、前記第２室に仕切り板が配設され、該仕
切り板により第２室内に流路が形成されているものとし
た。請求項８記載の本発明は、前記第３室に仕切り板が
配設され、該仕切り板により第３室内に流路が形成さ
れ、前記第２室の酸の水溶液が流れる方向と前記第３室
の酸の水溶液が流れる方向とは互いに逆方向であるもの
とした。請求項９記載の本発明は、前記第１室及び第４
室に仕切り板がそれぞれ配設され、該仕切り板により第
１室内及び第４室内に流路がそれぞれ形成され、前記第
１室の酸の水溶液が流れる方向と前記第２室の酸の水溶
液が流れる方向とは互いに逆方向であり、且つ、前記第
３室の酸の水溶液が流れる方向と前記第４室の酸の水溶
液が流れる方向とは互いに逆方向であるものとした。

【００１４】請求項１０記載の本発明は、前記第１室と
第４室との酸の水溶液を両室間で環流させる環流手段を
さらに備えるものとした。請求項１１記載の本発明は、
前記環流手段は、前記第１室及び第４室間で環流される
酸の水溶液の一部が貯留されるリザーブタンクと、該リ
ザーブタンク内の酸の濃度を測定する濃度測定手段とを
含んで構成されているものとした。請求項１２記載の本
発明は、前記第１室、第２室、第３室、及び第４室で構
成される処理槽を複数連設し、隣接する一方の処理槽の
第４室と他方の処理槽の前記第１室とを共用し、連設さ
れた処理槽の一方の端部に位置する第１室にのみ前記陽
極を配設し、連設された処理槽の他方の端部に位置する
第４室にのみ前記陰極を配設するものとした。

【００１５】

【作用】本発明によれば、第１室の水素イオンが第２室
に導かれ、これにより金属イオンが第２室から第３室に
排出されるため、第２室の廃液から金属イオンが除去さ
れて廃液が再生されると共に、直流電圧が印加された陽
極が廃液に接触しないため、第２室で再生された液が電
極反応を起こすことがなく、しかも、直流電圧が印加さ
れた陰極が第３室の酸の水溶液に接触しないため、廃液
から除去され回収された金属イオンが例え水素イオンよ
りイオン化傾向の小さいものであっても、その金属イオ
ンが陰極に触れてこれと結合し、陰極の回りに金属が析
出して付着することがない。従って、金属イオンを含ん
だ廃液から効率よく金属イオンを除去して廃液を再生で
き、しかも、再生された液の変質を防ぐことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例による廃液再生処理装置
の概略構成を示す説明図である。図１において２１は処
理槽であり、この処理槽２１の内部には、図中左から順
に２枚の陽イオン交換膜２３と１枚の陰イオン交換膜２
５とが配設され、これらイオン交換膜２３，２３，２５
により、処理槽２１の内部は図中左から順に、第１乃至
第４の４つの室２７，２９，３１，３３に仕切られてい
る。ここで、陽イオン交換膜２３及び陰イオン交換膜２
５には耐酸性のものを用いることが好ましく、具体的に
は、陽イオン交換膜２３として旭硝子（株）製の商品名
「セレミオンＣＭＶ」を用いることができ、陰イオン交
換膜２５として同社製の商品名「セレミオンＡＭＶ」を
用いることができる。

【００１７】前記第１室２７及び第４室３３の底部側箇
所には供給管３５がそれぞれ接続され、上部側箇所には
回収管３７がそれぞれ接続され、これら供給管３５及び
回収管３７はそれぞれリザーブタンク３９に導かれてい
る。第１室２７、第４室３３、及びリザーブタンク３９
には硫酸の水溶液４１が入れられており、この硫酸の水
溶液４１は、前記供給管３５及び回収管３７を経て、リ
ザーブタンク３９と第１室２７との間、及びリザーブタ
ンク３９と第４室３３との間でそれぞれ環流され、これ
により、第１室２７、第４室３３、及びリザーブタンク
３９の硫酸の水溶液４１は常に同じ濃度に維持される。
前記供給管３５及び回収管３７には、流量調節用のバル
ブ４３やポンプ４５がそれぞれ介設され、前記リザーブ
タンク３９には、内部の硫酸の水溶液４１の濃度を監視
するため濃度測定器４９が配設されている。尚、本実施
例では、前記供給管３５、回収管３７、リザーブタンク
３９、バルブ４３、ポンプ４５、及び濃度測定器４９に
より環流手段が構成されている。

【００１８】また、前記第１室２７には陽極板５１が硫
酸の水溶液４１に一部浸して配設され、第４室３３には
陰極板５３が硫酸の水溶液４１に一部浸して配設されて
おり、これら陽極板５１と陰極板５３との間には、直流
電源５５からの直流電圧が印加される。前記陽極板５１
及び陰極板５３は、溶解されて前記第１室２７や第４室
３３の硫酸の水溶液４１中に溶け出さないように、不溶
性のものを用いることが望ましく、本実施例では、陽極
板５１としてチタン（Ｔｉ）に白金（Ｐｔ）をコートし
た板材を用い、陰極板５３として銅板を用いている。前
記陽極板５１としては、チタンに白金をコートした板材
に限らず他の板材を用いることができ、好ましくは、白
金、ニッケル（Ｎｉ）、並びに市販のカーボン電極等を
用いることができる。同様に、前記陰極板５３として
は、銅板に限らず他の板材を用いることができ、好まし
くは、ニッケルやチタンの板材を用いることができる。

【００１９】前記第２室２９の上部開口には供給管５７
が配設され、この供給管５７は廃液タンク５９に接続さ
れている。また、第２室２９の底部には回収管６１が接
続され、この回収管６１は再生液タンク６３に導かれて
いる。前記廃液タンク５９には廃液に相当する酢酸銅の
水溶液６５が入れられており、この酢酸銅の水溶液６５
は前記供給管５７を経て前記第２室２９に供給される。
第２室２９の酢酸銅の水溶液６５は、後述する再生処理
により銅イオンが除去されて、酢酸の水溶液に近い液に
再生され、再生された液は、前記第２室２９から前記回
収管６１を経て前記再生液タンク６３に回収される。前
記供給管５７及び回収管６１には流量調節用のバルブ６
７がそれぞれ介設されている。尚、本実施例では、前記
供給管５７、廃液タンク５９、及びバルブ６７により廃
液供給手段が構成され、また、回収管６１、再生液タン
ク６３、及びバルブ６７により再生液排出手段が構成さ
れている。

【００２０】また、前記第３室３１の上部開口には供給
管６９が配設され、この供給管６９は液タンク７１に接
続されている。また、第３室３１の底部には回収管７３
が接続され、この回収管７３は銅イオン回収用の液タン
ク７４に導かれている。前記液タンク７１には、前記リ
ザーブタンク３９と同じ濃度の硫酸の水溶液４１が入れ
られており、この硫酸の水溶液４１は前記供給管６９を
経て前記第３室３１に供給される。第３室３１には、後
述する再生処理により前記酢酸銅の水溶液６５中の銅イ
オンが回収され、回収された銅イオンを含んだ第３室３
１の硫酸の水溶液４１は、前記回収管７３を経て前記液
タンク７４に回収される。前記供給管６９及び回収管７
３には流量調節用のバルブ７５がそれぞれ介設されてい
る。

【００２１】また、前記第１室２７、第３室３１、第４
室３３、リザーブタンク３９、及び液タンク７１には、
硫酸の水溶液４１以外の酸の水溶液をを入れてもよい
が、強酸の水溶液が好ましく、費用や取扱の点からし
て、硫酸の水溶液４１か或は塩酸の水溶液を用いること
が望ましく、特に、前記陽イオン交換膜２３や陰イオン
交換膜２５との適性を考慮した液を用いることが望まし
い。さらに、前記第１室２７、第３室３１、第４室３
３、リザーブタンク３９、及び液タンク７１の液は、前
記第２室２９の酢酸銅の水溶液６５と電気抵抗が同じ程
度となるような濃度や質とすることが望ましい。また、
前記第１室２７、第４室３３、及びリザーブタンク３９
の液と、前記第３室３１及び液タンク７１の液とは、濃
度や質が互いに異なっていてもよいが、液の管理を行い
易くする等の点からして、並びに、第１室２７、第３室
３１、及び第４室３３の各室内の液にかかる電圧がばら
つくのを避けるために、同じ濃度及び質であることが望
ましい。

【００２２】次に、上述した構成の廃液再生処理装置に
よる再生処理動作について説明する。まず、前記第１室
２７、第３室３１、及び第４室３３に硫酸の水溶液４１
を満たすと共に、前記第２室２９に酢酸銅の水溶液６５
を満たす。次に、前記ポンプ４５を作動させると共に前
記バルブ４３，６７，７５を開き、前記第１室２７及び
第３室３１で硫酸の水溶液４１を底部から上部に向けて
それぞれ流し、前記第２室２９及び第４室で酢酸銅の水
溶液６５や硫酸の水溶液４１を上部から底部に向けてそ
れぞれ流す。続いて、前記直流電源５５により前記陽極
板５１と陰極板５３との間に直流電圧を印加し、再生処
理動作を開始する。

【００２３】まず、前記第１室２７では、硫酸の水溶液
４１中の硫酸が、陽イオンである水素イオン（Ｈ⁺ ）
と、陰イオンである硫酸イオン（ＳＯ₄ ^2- ）とに電離し
ており、また、微量の水（Ｈ₂ Ｏ）が、陽イオンである
水素イオン（Ｈ⁺ ）と、陰イオンである水酸イオン（Ｏ
Ｈ^- ）とに電離している。そして、前記直流電源５５に
よる通電で硫酸イオンは、陽極板５１に電子を移すと同
時に水と化合して硫酸と酸素（Ｏ₂ ）になり、できた酸
素は泡状となって硫酸の水溶液４１の液面から第１室２
７外に出て行く。また、微量の水酸イオンは、陽極板５
１に電子を移すと同時に互いに結合して水（Ｈ₂ Ｏ）と
なり、余った酸素（Ｏ₂ ）は泡状となって硫酸の水溶液
４１の液面から第１室２７外に出て行く。

【００２４】即ち、第１室では、２Ｈ₂ Ｏ→４ｅ^- ＋４
Ｈ⁺ ＋Ｏ₂ ↑の反応が生じるので、第１室２７に水素イ
オンが余り、電荷がプラス側に片寄る。このため、プラ
ス側に片寄った電荷を元に戻すような作用が生じ、第１
室２７が隣接する第２室２９と陽イオン交換膜２３で仕
切られていることから、水素イオンが第１室２７から陽
イオン交換膜２３を通って第２室２９に移動する。尚、
第１室２７の硫酸の水溶液４１の組成は、直流電源５５
による通電の前後を通じて、硫酸イオン、水素イオン、
水、及び微量の水酸イオンのまま変わらず、硫酸の水溶
液４１の濃度は殆ど変化しない。

【００２５】次に、前記第２室２９では、第１室２７か
ら水素イオンが移動してくるため、電荷がプラス側に片
寄り、これを元に戻すような作用が生じる。第２室２９
は、隣接する第１室２７及び第３室３１と陽イオン交換
膜２３でそれぞれ仕切られており、第１室２７からは上
述のように水素イオンが移動してくるため、プラス側に
片寄った電荷を元に戻すために、第２室２９の陽イオン
が陽イオン交換膜２３を通って第３室３１に移動するこ
ととなる。ここで、第２室２９の酢酸銅の水溶液６５の
組成は、酢酸イオン（ＣＨ₃ ＣＯＯ^- ）、酢酸、水素イ
オン、銅イオン、及び水であり、このうち陽イオンは銅
イオン及び水素イオンであるため、第２室２９からは、
銅イオン及び水素イオンが陽イオン交換膜２３を通って
第３室３１に移動する。そのため、第２室２９の酢酸銅
の水溶液６５中に含まれる銅イオンの量は、通電中に銅
イオンが第３室３１に移動するのに伴って次第に微量と
なり、従って、第２室２９の酢酸銅の水溶液６５は、時
間の経過と共に酢酸の水溶液に近い液に再生される。

【００２６】続いて、前記第４室３３では、硫酸の水溶
液４１中の硫酸が、陽イオンである水素イオン（Ｈ⁺ ）
と、陰イオンである硫酸イオン（ＳＯ₄ ^2- ）とに電離し
ており、また、微量の水（Ｈ₂ Ｏ）が、陽イオンである
水素イオン（Ｈ⁺ ）と、陰イオンである水酸イオン（Ｏ
Ｈ^- ）とに電離している。そして、前記直流電源５５に
よる通電で水素イオンは、陰極板５３から電子から電子
を受け取ると同時に互いに結合して水素（Ｈ₂ ）とな
り、泡状となって硫酸の水溶液４１の液面から第４室３
３外に出て行く。

【００２７】このため、第４室３３では、４ｅ^- ＋４Ｈ
⁺ →２Ｈ₂ ↑の反応が生じ、第４室３３に硫酸イオン及
び微量の水酸イオンが余り、電荷がマイナス側に片寄っ
て、マイナス側に片寄った電荷を元に戻すような作用が
生じる。そして、第４室３３は、隣接する第３室３１と
陰イオン交換膜２５で仕切られていることから、硫酸イ
オン及び微量の水酸イオンが第４室３３から陰イオン交
換膜２５を通って第３室３１に移動する。尚、第４室３
３の硫酸の水溶液４１の組成は、直流電源５５による通
電の前では、硫酸イオン、水素イオン、水、及び微量の
水酸イオンであり、通電後には、水素イオンが水素とな
って第４室３３外に出て行くことから、硫酸イオン、
水、及び微量の水酸イオンに変化する。また、第４室３
３の硫酸の水溶液４１中に含まれる硫酸イオンの量は、
通電中に硫酸イオンが第３室３１に移動するのに伴って
次第に微量となり、従って、第４室３３の硫酸の水溶液
４１は、時間の経過と共に水に近づく。

【００２８】最後に、前記第３室３１では、第２室２７
から銅イオン及び水素イオンが移動してくると共に、第
４室３３から硫酸イオン及び微量の水酸イオンが移動し
てくる。そして、第３室３１は、隣接する第２室２９と
陽イオン交換膜２３で仕切られていることから、第４室
３３から移動してきた硫酸イオン及び微量の水酸イオン
は第３室３１の硫酸の水溶液４１中に留まる。また、第
３室３１は、隣接する第４室３３と陰イオン交換膜２５
で仕切られていることから、第４室３３から移動してき
た銅イオン及び水素イオンも、硫酸イオン及び微量の水
酸イオンと同様に、第３室３１の硫酸の水溶液４１中に
留まる。従って、第３室３１の硫酸の水溶液４１の組成
は、直流電源５５による通電前では、硫酸イオン、水素
イオン、水、及び微量の水酸イオンであるのに対し、通
電後には、硫酸イオン、銅イオン、水素イオン、水、及
び微量の水酸イオンに変化し、第３室３１の硫酸の水溶
液４１は、時間の経過と共に、硫酸＋硫酸銅の水溶液に
近付く。

【００２９】以上のようにして、前記第２室２９の酢酸
銅の水溶液６５が酢酸の水溶液に近い液に再生され、こ
の再生された酢酸の水溶液に近い液は、前記回収管６１
を経て第２室２９から前記再生液タンク６３に回収され
る。また、第２室２９の酢酸銅の水溶液６５から除去さ
れた銅イオンは前記第３室３１の硫酸の水溶液４１中に
移動し、この銅イオンを含んだ硫酸の水溶液４１は、前
記回収管７３を経て第３室３１から前記液タンク７４に
回収される。

【００３０】このように、本実施例では、銅イオンが回
収される第３室３１に入れられた硫酸の水溶液４１中に
陰極板５５を浸さない構成としたので、銅イオンが陰極
板５５に析出して付着することがなく、よって、陰極板
５５を交換する必要をなくし、大量の廃液を効率よく処
理することができる。即ち、本実施例では、銅イオンの
ような水素イオンよりもイオン化傾向が小さい金属イオ
ンを含んだ廃液であっても、陰極板５５への金属の析
出、付着を防ぎ、効率よく再生処理を行うことができ
る。

【００３１】また、本実施例では、第２室２９に入れら
れた酢酸銅の水溶液６５中に陽極板５３を浸さない構成
としたので、酢酸銅の水溶液６５が陽極板５３に触れる
ことがなく、よって、酢酸銅中の有機酸の成分が消費さ
れて電極反応（酸化反応）が発生し、第２室２９で再生
された酢酸の水溶液に近い液が変質するのを防ぐことが
できる。さらに、本実施例では、前記第２室２９に供給
管５７を介して廃液タンク５９に接続し、且つ、第２室
２９に回収管６１を介して再生液タンク６３を接続し
て、廃液タンク５９から第２室に酢酸銅の水溶液６５を
供給すると共に、第２室２９で再生された酢酸の水溶液
に近い液を前記再生液タンク６３に回収する構成とした
ので、酢酸銅の水溶液６５を第２室２９で連続的に再生
処理することができ、酢酸銅の水溶液６５から酢酸の水
溶液への再生を高効率で行うことができる。

【００３２】尚、本実施例の廃液再生処理装置では、前
記第４室３３の硫酸の水溶液４１が時間の経過と共に水
に近づくのにつれて、第４室３３と共に前記リザーブタ
ンク３９を介して第４室３３と連通する前記第１室２７
の硫酸の水溶液４１の濃度が下がる。このため、前記濃
度測定器４９によりリザーブタンク３９の硫酸の水溶液
４１の濃度を監視し、必要に応じてリザーブタンク３９
に硫酸を補給して、第１室２７、第４室３３、及びリザ
ーブタンク３９の硫酸の水溶液４１の濃度を、当初の濃
度に維持することが望ましい。

【００３３】また、本発明の廃液再生処理方法及びその
装置は、実施例で示した構成に限定されない。例えば、
前記第１乃至第４室２７，２９，３１，３３に、図２
（ａ），（ｂ）に示すような仕切り板７７を、前記陽イ
オン交換膜２３や陰イオン交換膜２５に対して垂直の向
きで各室同じように設ければ、それら第１乃至第４室２
７，２９，３１，３３を流れる液の流路が確定するた
め、前記酢酸銅の水溶液６５から酢酸の水溶液に近い液
を再生する際の効率を高める上で有利である。

【００３４】さらに、例えば図３に示すように、前記第
３室３１について、前記供給管６９を第３室３１の底部
に接続し、前記回収管７３を第３室３１の上部液面箇所
に配設すると共に、前記第４室３３について、前記回収
管３７を第４室３３の底部に接続し、前記供給管３５を
第４室３３の上部開口に配設する等して、隣接する室同
士で液の流れる方向を上下逆にすることも、再生効率を
高める上で有利である。

【００３５】そのように構成すれば、例えば前記第２室
２９と第３室３１との底部側箇所では、第２室２９から
再生液タンク６３に回収される直前の、銅イオンを大量
に含んだ酢酸銅の水溶液６５が、前記液タンク７１から
供給管６９を介して第３室３１に供給されたばかりの硫
酸の水溶液４１に、陽イオン交換膜２３を介して接す
る。このため、第２室２９と第３室３１との底部側箇所
で、銅イオンが大まかに第３室３１の硫酸の水溶液４１
に吸収され、第２室２９での酢酸の水溶液の再生効率を
高めることができる。

【００３６】また、前記処理槽２１を複数並べて大量の
廃液処理を行えるようにしてもよく、その場合には、隣
接する処理槽２１の第４室３３と第１室２７との仕切り
を無くして連通させ、例えば図４に示す処理槽ユニット
２１Ａのように、図中左から順に、第１室２７、第２室
２９、第３室３１、第４室３３（第１室兼用）、第２室
２９、第３室３１、第４室３３（第１室兼用）、第２室
２９、第３室３１、第４室３３といった具合に各室を画
成してもよい。そのようにすれば、一部の第１室２７を
第４室３３と兼用できる分、槽の規模を小さくでき、し
かも、硫酸の水溶液４１の供給回収路の数や硫酸の水溶
液４１の使用量を減らすことができる。

【００３７】さらに、本実施例では、廃液に含まれた金
属イオンが銅イオンである場合について説明したが、本
発明方法及び装置は、その他の金属イオンを含んだ廃液
を再生する場合にも広く適用可能であることは言うまで
もなく、特に、水素イオンよりもイオン化傾向が小さい
金属イオンを含んだ廃液の再生処理に用いて好適であ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属イオンを含んだ廃液を再生する方法であって、第１室
に酸の水溶液を収容し、前記第１室に連設された第２室
に前記廃液を収容し、酸の水溶液を収容した第３室及び
第４室を前記第２室に連設し、前記第１室の酸の水溶液
に直流電圧が印加された陽極を接触させると共に、前記
第４室の酸の水溶液に直流電圧が印加された陰極を接触
させ、前記第１室の水素イオンを前記第２室に導き、前
記金属イオンを第２室から第３室に排出させるようにし
たので、陰極への金属の析出を防いで、金属イオンを含
んだ廃液から効率よく金属イオンを除去でき、しかも、
再生された液の変質を防ぐことができる。

【００３９】以下、実験例により、本発明の効果をさら
に具体的に説明するが、本発明は、以下の実験例に限定
して解釈されるものではない。［実験例］前記酢酸銅の水溶液６５に０．０２Ａ／ｄｍ
² の電流密度で電流が流れるように、前記直流電源５５
により前記陽極板５１と陰極板５３との間に直流電圧を
印加し、前記陽イオン交換膜２３や陰イオン交換膜２５
において、１ｄｍ² の膜面積当たり１時間で０．０５リ
ットルの液が通過するように、前記第１乃至第４室２
７，２９，３１，３３での各液の流量を、前記バルブ４
３，６７，７５の開度の調節によりコントロールした。

【００４０】その上で、再生処理前の前記酢酸銅の水溶
液６５中に含まれる銅イオンと、再生処理後に前記第２
室２９から前記再生液タンク６３に回収された酢酸の水
溶液に近い液中に含まれる銅イオンとの量を比較したと
ころ、再生処理後には、再生処理前の９５％の銅イオン
が除去されていることが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による廃液再生処理装置の概
略構成を示す説明図である。

【図２】本発明の変形例に係り、図２（ａ），（ｂ）
は、図１中の第１乃至第４室に仕切り板を設けた状態を
示す説明図である。

【図３】本発明の他の変形例に係り、処理槽内の隣接す
る室同士で液の流れる方向が上下逆になるように構成し
た場合の説明図である。

【図４】本発明の他の変形例に係り、図１に示す処理槽
を複数並べた処理槽ユニットの概略構成図である。

【図５】銅イオンを含んだ廃液から酸の水溶液を再生す
るのに利用できる従来の再生廃液の処理方法の原理を示
す説明図である。

【符号の説明】

２１処理槽２３陽イオン交換膜２５陰イオン交換膜２７第１室２９第２室３１第３室３３第４室３５供給管（環流手段）３７回収管（環流手段）３９リザーブタンク（環流手段）４１硫酸の水溶液（酸の水溶液）４３バルブ（環流手段）４５ポンプ（環流手段）４７濃度測定器（環流手段、濃度測定手段）５１陽極板５３陰極板５５直流電源５７供給管（廃液供給手段）５９廃液タンク（廃液供給手段）６１回収管（再生液排出手段）６３再生液タンク（再生液排出手段）６５酢酸銅の水溶液（廃液）６７バルブ（廃液供給手段、再生液排出手段）７７仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/461

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属イオンを含んだ廃液を再生する方法
であって、第１室に酸の水溶液を収容し、前記第１室に連設された第２室に前記廃液を収容し、酸の水溶液を収容した第３室及び第４室を前記第２室に
連設し、前記第１室の酸の水溶液に直流電圧が印加された陽極を
接触させると共に、前記第４室の酸の水溶液に直流電圧
が印加された陰極を接触させ、前記第１室の水素イオンを前記第２室に導き、前記金属
イオンを第２室から第３室に排出させるようにした、ことを特徴とする廃液再生処理方法。
【請求項２】前記酸として強酸を用いたことを特徴と
する請求項１記載の廃液再生処理方法。
【請求項３】前記強酸として硫酸又は塩酸を用いたこ
とを特徴とする請求項２記載の廃液再生処理方法。
【請求項４】前記第４室の酸の水溶液と、前記第１室
の酸の水溶液とを同濃度で且つ同じ質に維持するように
したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃液再
生処理方法。
【請求項５】酸の水溶液が収容された第１室と、金属イオンを含んだ廃液が収容され前記第１室に陽イオ
ン交換膜を介して連設された第２室と、酸の水溶液が収容され前記第２室に陽イオン交換膜を介
して連設された第３室と、酸の水溶液が収容され前記第３室に陰イオン交換膜を介
して連設された第４室と、前記酸の水溶液に接触させて前記第１室に配設された陽
極と、前記酸の水溶液に接触させて前記第４室に配設された陰
極と、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加する電源と、を備えることを特徴とする廃液再生処理装置。
【請求項６】前記第２室に前記廃液を供給する廃液供
給手段と、前記金属イオンが除去された前記第２室の再
生液を該第２室外に排出する再生液排出手段とをさらに
備えることを特徴とする請求項５記載の廃液再生処理装
置。
【請求項７】前記第２室に仕切り板が配設され、該仕
切り板により第２室内に流路が形成されていることを特
徴とする請求項６記載の廃液再生処理装置。
【請求項８】前記第３室に仕切り板が配設され、該仕
切り板により第３室内に流路が形成され、前記第２室の
酸の水溶液が流れる方向と前記第３室の酸の水溶液が流
れる方向とは互いに逆方向であることを特徴とする請求
項７記載の廃液再生処理装置。
【請求項９】前記第１室及び第４室に仕切り板がそれ
ぞれ配設され、該仕切り板により第１室内及び第４室内
に流路がそれぞれ形成され、前記第１室の酸の水溶液が
流れる方向と前記第２室の酸の水溶液が流れる方向とは
互いに逆方向であり、且つ、前記第３室の酸の水溶液が
流れる方向と前記第４室の酸の水溶液が流れる方向とは
互いに逆方向であることを特徴とする請求項８記載の廃
液再生処理装置。
【請求項１０】前記第１室と第４室との酸の水溶液を
両室間で環流させる環流手段をさらに備えることを特徴
とする請求項５、６、７、８又は９記載の廃液再生処理
装置。
【請求項１１】前記環流手段は、前記第１室及び第４
室間で環流される酸の水溶液の一部が貯留されるリザー
ブタンクと、該リザーブタンク内の酸の濃度を測定する
濃度測定手段とを含んで構成されていることを特徴とす
る請求項１０記載の廃液再生処理装置。
【請求項１２】前記第１室、第２室、第３室、及び第
４室で構成される処理槽を複数連設し、隣接する一方の
処理槽の第４室と他方の処理槽の前記第１室とを共用
し、連設された処理槽の一方の端部に位置する第１室に
のみ前記陽極を配設し、連設された処理槽の他方の端部
に位置する第４室にのみ前記陰極を配設したことを特徴
とする請求項５、６、７、８、９、１０及び１１記載の
廃液再生処理装置。