JPS6034501B2 - 塩化鉄の回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩化鉄の回収方法に関する。

さらに詳しくは、銅のエッチングに用いられた廃塩化鉄
水溶液よりり鋼を分離して塩化第２鉄を塩化第１鉄とし
て回収するようにした塩化鉄の回収方法に関する。
．銅のエッチングに用いられた廃
塩化鉄水溶液中には、水のほか一般に１０〜２０％（重
量％、以下同機）の塩化第１鉄（ＦｅＣ１２）、７〜１
５％の塩化第２鉄（ＦｅＣｌ３）、７〜１３％の塩化第
２銅（ＣｕＣ１２）および若干量の遊離塩酸などが含ま
れており、公害問題や省資源の見地から、かかる産業廃
液より鉄成分および錬成分を除去または回収する効率的
な方法の開発が強く望まれているが、いまだ有用な方法
は見出されていないのが現状である。

本発明者らは、かかる現状に鑑み、銅のエッチングに用
いられた廃塩化鉄水溶液より塩化鉄を効率的に回収する
べく鋭意検討した結果、前記組成からなる廃塩化鉄水溶
液に鉄を加えることにより、主としてつぎの反応にした
がい、【１１ ＣｕＣ１２十Ｆｅ→ ＦｅＣ１２十Ｃ
ｕ↓の びｅＣ１２十Ｆｅ→がｅＣＩ鋼が還元されて析
出分離され、また塩化第２鉄が塩化第１鉄として回収さ
れ、結局鉄成分は塩化第１鉄としておよび銅成分は金属
鋼として、同時に効果的に回収されうろことを見出した
。

しかしながら、鉄による前記酸化還元反応を該反応が通
常工業的に満足されうる速度で進行する７０〜８５０○
の温度で行なうと、前記ｔｌーの反応により析出してく
る銅が鉄の表面を鍍金したように被覆し、その結果鉄の
表面が反応に有効に生かされなくなり、継続して反応す
ることが不可能になるという障害が発生した（鉄板を用
いた‘まあし、は、ハンマーなどにより付着した銅を鉄
表面から取り除く必要があり操作が煩雑となる）。

このような障害をなくすために、本発明者らは反応条件
についてさらに種々検討した結果、反応速度上好ましく
ないとされている比較的低温度域でこの反応を行なうこ
とにより、まったく予測しえなかった結果として析出し
てくる銅はほとんど鉄の表面を被覆することがなく、た
とえ少量の銅が鉄の表面に付着することがあっても吸着
状のものであり、反応の継続にあたってはまった〈支障
のないこと、さらに反応を温度４０〜５０００およびｐ
Ｈ２〜４の条件下で行なえば、反応温度の低下にもかか
わらず反応速度がそれほど遅くなることもなく、反応が
スムーズに進行せられうるという事を見出し、本発明を
完成するにいたつた。

すなわち、本発明は銅のエッチングに用いられた廃塩化
鉄水溶液に鉄を加えて反応温度４０〜６ｙｏおよびＰＨ
２〜４の条件下で反応せしめ、生成せる銅と塩化第１鉄
から銅を分離して塩化第１鉄をうろことをその要旨とす
る塩化鉄の回収方法に関する。

本発明の方法によれば、銅のエッチングに用いられた廃
塩化鉄水溶液より、鉄成分が塩化第１鉄として回収され
、節のエッチング用の塩化第２鉄製造用原料として再利
用することができ、また同様にエッチングされた銅も効
率よく高純度で回収されうる。

本発明の方法においては、反応温度が４０〜６５℃、好
ましくは４０〜５０ｏｏおよびＰＨが２〜４の条件下で
銅のエッチングに用いられる廃塩化鉄水溶液に鉄を加え
て反応処理することにより本発明の目的が達成されるの
であるが、反応温度としては通常室温以上が採用される
。

反応温度が６５００より高いときは、前記のごとく析出
してくる銅の鉄の表面を鍍金したように被覆され、反応
に有効に生かされなくなるので好ましくない。４０００
よりりも低いときは反応時間が長くなりすぎるため好ま
しくない。

前記水溶液のｐＨが２よりり小さいときは反応速度が一
般に遅くなり、工業上好ましくない傾向にある。なお前
記組成からなる廃塩化鉄水溶液はｐＨが４より大きくな
ることはないが、かりに反応の進行によりＰＨが４より
大きくなると塩化第１鉄が水酸化第２鉄となり、反応上
支障をきたすので、そのぱあし、は塩酸を添加して反応
系のｐＨを前記範囲に保持すべきである。

本発明に用いる鉄としてはその形態に何ら制限されるも
のではなく、粉末状、棒状、板状などのいずれの形態の
ものも必要に応じ適宜使用されうるが、反応をより速く
かつスムーズに進行させるために表面積の大きい形態の
もの、たとえば粉末状のものが好都合である。

また鉄の使用量としては銅のエッチングに用いられた廃
塩化鉄水溶液中の塩化第２銅および塩化第２鉄と反応す
るに必要な量またはその量以上が用いられる。鉄の使用
量が前記範囲より少ないときは塩化第２銅が完全に銅に
酸化されて除去されえず、また塩化第２鉄が塩化第１鉄
に還元されえず、好ましくない。なお反応で消費されえ
ずに残った余分の鉄は再度繰返して廃塩化鉄水溶液の反
応処理に使用される。しかして前記組成物からなる廃塩
化鉄水溶液より、本発明の方法によってえられた塩化第
１鉄および金属鋼は常法によって分離され、かつ容易に
回収することができるが、回収された塩化第１鉄は通常
３０〜４０％の水溶液濃度でえられ、一方金属銅はきわ
めて高純度のものとして分離回収されうる。以下に実施
例および比較例をあげて本発明を具体的に説明するが、
本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例 １ 銅のェチチングに用いられた廉塩化鉄水溶液（以下、鋼
エッチング廃液という）としてつぎの組成液を用いた。

１そ丸底フラスコに銅エッチング廃液ｌｋ９および鉄板
（材質：炭素鋼、３．０肌×１．１弧×０．３弧、全表
面積１８０ｃ堆）１５５夕を仕込み、燈拝しながら５０
ｏｏで２４時間反応した。この反応に用いた鉄板の表面
は、析出された銅が僅かに付着しかつ吸着したような状
態であった。

ついで、この鉄板（反応に１回用いた鉄板）を継続して
再度使用したほかは、前記と同様にして新たな銅エッチ
ング廃液を処理した。

えられた処理液中の塩化第２銅および塩化第２鉄成分は
前回と同じ結果まで処理され、またこの再使用された鉄
板は反応に何らの支障もきたさすものではなかつた。さ
らに、この反応に２回継続して用いた鉄板をさらに継続
して再々度使用したほかは、前記と同様にして新たな銅
エッチング廃液を処理した。

えられた処理液中の塩化第２錦および塩化第２鉄成分は
前回と同じ結果まで処理され、またこの２回継続して用
いた鉄板は最初に用いた‘まあし、と同様に反応に支障
をきたすものではなかった。３回継続してこの反応に用
いた鉄板の表面は、析出された銅が少し吸着したような
状態であり、さらに４回継続して反応に用いても何らの
支障もなかった。

これらの処理された処理液中の各成分の分析結果を第１
表に示す。第１表第１表から明らかなごとく、本発明の
方法においては、用いた鉄板はその表面が析出してくる
銅により被覆されず、何らの支障もきたすことなく継続
して使用しえられ、しかも銅エッチング廃液中の塩化第
２銅成分が好成績で容易に除去され、廃水処理上きわめ
て有利である。

比較例 １ １そ丸腰フラスコに銅エッチング廃液（実施例１で用い
たものと同じ）ｌｋ９および鉄板（実施例１で用いた材
質、寸法および表面積のものと同じもの、再使用しない
新たな鉄板）１５５夕を仕込み、樫梓しなから８０ｑｏ
で２４時間反応した。

この反応に用いた鉄板の表面は、析出された銅で鍍金を
されたような状態で被覆されていた。ついで、この鉄板
（反応に１回用いた鉄板）を継続して再度使用したほか
は、前記同様にして新たな銅エッチング廃液を処理した
。えられた処理液中の塩化第２銅および塩化第２鉄成分
は前回と同じ程度にまでは処理されえず、また再使用さ
れた鉄板の表面は銅で被覆されているので反応に有効に
生かされえなかった。」さらに、この反応に２回継続し
て用いた鉄板をさらに継続して再々度使用したほかは、
前記と同様にして新たな銅エッチング廃液を処理した。

えられた処理液中の塩化第２銅および塩化第２鉄成分は
さらに処理されがたく、とくに前者はほとんど除去され
えず、反応に２回継続して用いた鉄板はもはや脱錦に有
効に使用されえないものであった。３回継続してこの反
応に用いた鉄板の表面は、析出された銅で鍍金されたよ
うな状態であり、完全に銅で被覆されていた。

これらの処理液中の各成分の分析結果を第２表に示す。
第２表 第２表から明らかなごとく、反応温度が高いときには銅
エッチング廃液中の塩化第２銅および塩化第２鉄成分が
それぞれ鋼および塩化第１鉄に効果的に変換されえず、
また鉄板は継続して反応に使用しえないものであった。

実施例 ２〜３実施例２として、１そ丸底フラスコに銅
エッチング廃液（実施例１で用いたものと同じ）ｌｋｇ
および鉄板（実施例１で用いた材質および寸法のものと
同じもの）７７夕（全表面積９０の）を仕込み、損拝し
ながら５０００で２４時間反応した。

かくしてえられた処理液中の各成分をそれぞれ分析して
定量した。また実施例３として、鉄板（実施例１で用い
た材質および寸法のものと同じもの）４５０夕（全表面
積５１６の）を用いたほかは実施例２と同様にして反応
しかつ処理液を定量した。

それらの分析結果を実施例１における最初に反応してえ
られた処理液中の各成分のそれとともに第３表に示す。
第３表第３表から明らかなごと〈、本発明の方法におい
ては鉄板の使用量を多くまたはその表面積の大きいもの
を使用することにより、きわめて良好な結果かえられる
ことを示している。

また、いずれの実施例においても析出されて分離する銅
は高純度（不純物として鉄分を約１％程度を含む）のも
のであった。

比較例 ２〜３ 比較例２および３として、反応温度を５０００から２０
ｏｏに変えたほかはそれぞれ実施例１および実施例２と
同様にして同じ鉄板を継続して使用し反応を行なった。

えられた処理液中の各成分を分析して定量した。その結
果を第４表に示す。用いた鉄板の表面は析出された銅で
被覆されていなかった。

第４表 なお、比較例２において、ＣｕＣ１２濃度を実施例１と
同じ１ｏｐｐｍにするためには９６時間を要した。

以上述べたごとく本発明の方法においては、銅のエッチ
ングに用いられた廃塩化鉄水溶液から銅を分離しかつ塩
化第２鉄を塩化第１鉄として容易に回収しえられ、工業
的にきわめて有利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅のエツチングに用いられた塩化鉄水溶液に鉄を加
   えて４０〜６５℃の温度で反応せしめ、生成せる銅と塩
   化第１鉄から銅を分離して塩化第１鉄をうることを特徴
   とする塩化鉄の回収方法。 ２ ４０〜５０℃の温度で反応せしめる特許請求の範囲
   第１項記載の塩化鉄の回収方法。 ３ ｐＨが２〜４の範囲で反応せしめる特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の塩化鉄の回収方法。