【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
この発明は塩化鉄を主成分とするエツチング処
理液を再生する方法に関する。
〔従来技術〕
鉄合金、合金鋼等被処理材のエツチング処理液
としては、従来の硝弗酸に代つて塩化第二鉄
(FeCl3)が用いられ、これにHClおよび/または
H2SO4の単独あるいは混合酸を添加することに
よりデスケール性および表面平滑性とも優れたエ
ツチング処理が行われているが、被処理材のエツ
チング処理量増大とともにエツチング液は劣化
し、処理液中のFeCl3が減少し、FeCl2が増大し
て、被処理材のデスケール性、表面平滑性が劣化
する。
そのため、エツチング処理液の再生法として従
来、オゾン、Cl2ガスを吹込む方法、過酸化水素
やさらし粉等の酸化剤を添加する方法、および隔
膜を使用した電解酸化法等が行われているが、オ
ゾン、Cl2ガスを吹込む方法では発生設備費に多
額を要する許りでなく、環境問題や取扱上、大き
な障害がある。また上記酸化剤添加法はコスト高
になるとともに過酸化水素の場合は多量の水が発
生し、またさらし粉の場合は再生液中にCaイオ
ンが不純物として残存するおそれがある。さらに
電解酸化法の場合は設備費に高額を要し、且つ発
生水素が多量になると爆発のおそれがある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来法の欠点を除去し、
安価な装置にて大なる再生能率を有するエツチン
グ処理液の再生方法を提供するにある。
〔発明の構成〕
この発明はO2含有の酸化性気体によりエツチ
ング処理液を処理する方法に関する。一般にエツ
チング処理液は下記反応式(1)により再生が行われ
る。
4Fe2++4H++O2→4Fe3++2H2O ……(1)
発明者は上記(1)反応式を左側より右側に進行さ
せる安価、簡単且つ能率的方法について種々検討
した結果、第一鉄イオン含有のエツチング処理液
にH+として塩酸を添加する。この塩酸含有のエ
ツチング処理液にO2を供給するため、ガラス質
ラシヒリング、又はレシングリングからなる耐
酸、耐熱性の充填剤を充填した再生槽内にO2含
有の酸化性気体を送入しながら前記混合処理液を
通して接触反応を促進し、且つこの混合処理液を
特定温度に加熱することにより前記(1)式の左側よ
り右側への反応を促進できることが判明した。
本発明は上記知見に基くのであつて、ガラス質
ラシヒリング、又はレシングリングからなる気液
接触促進用充填剤を充填した再生槽に再生しよう
とするエツチング処理液を添加塩酸とともに収容
し、前記混合液中にO2含有の酸化性気体を吹込
み、60℃〜95℃の加熱状態で撹拌して再生する方
法を特徴とする。
本発明の方法をさらに例示の図面により説明す
る。
第1図において、再生槽1内には気液接触を促
進するガラス質充填剤2が充填され、エツチング
処理液が収容される。エツチング処理液に添加さ
れる塩酸は塩酸供給管4より供給される。
再生槽1内の上記混合処理液3中に空気、酸素
等を吹込むO2含有酸化性気体吹込管5を挿入し
て、O2含有酸化性気体を吹込むとともに、混合
処理液3中に挿入したヒーター6にて混合処理液
3を60℃〜95℃に加熱しながら前記吹込み気体に
より液3を撹拌し再生する。
再生液は再生槽1下部の再生液取出口7より循
環管8を経て再生槽1内の混合処理液3上部に噴
霧して循環再生される。
この発明において、再生槽1内に充填する充填
剤2は、その材質は混合処理液と化学反応の生じ
ないガラス質のラシヒリング、レシングリングが
好ましく、大きさは3mm〜100mmのものが適宜使
用できる。
また本発明において、エツチング処理液に塩酸
を添加する理由は、前記した如く反応式(1)におい
て、H+を供給するためであり、そのため塩酸の
添加量はFe2+量に対して当量以上のH+を供給す
る塩酸量が必要である。
また処理液3中に吹込むO2含有の酸化性気体
は酸素でもよいが、コスト的には空気が一番好ま
しく、その吹込圧は0.5Kg/cm2〜5Kg/cm2、吹込
流量はO2量として5l/min〜20l/minが好まし
い。
さらに混合処理液3を60℃〜95℃に加熱する手
段としては、混合処理液を前記の如くヒーターに
より直接あるいは間接に加熱してもよく、また前
記O2含有酸化性気体を予熱して吹込んでもよく、
または再生液を循環させる途中で加熱してもよ
い。加熱温度は60℃以下ではFe2+→Fe3+への反
応速度が遅くなり、また95℃を超えると処理液が
蒸発するので好ましくない。
〔実施例〕
次に第2図は、第1表の条件に基き再生前の処
理液(組成:FeCl35wt%、FeCl211.5wt%、
HCl1.5wt%、H2SO45wt%)にO2含有酸化性気
体として空気を圧力1.0Kg/mm2,流量15l/minに
て吹込み、液循環を1lminとした場合の処理液の
酸化時間と処理液中のFeCl2がFeCl3に変化する
量(再生量)との関係を示す。図中、曲線5は本
発明方法、曲線1,2,3,4は本発明に属さな
いものである。
[Industrial Application Field] This invention relates to a method for regenerating an etching solution containing iron chloride as a main component. [Prior art] Ferric chloride (FeCl 3 ) is used instead of conventional nitric-fluoric acid as an etching solution for materials to be treated such as iron alloys and alloy steels, and HCl and/or
Etching treatment with excellent descaling properties and surface smoothness has been carried out by adding H 2 SO 4 alone or a mixed acid, but as the amount of etching processing of the material to be treated increases, the etching solution deteriorates and FeCl 3 decreases, FeCl 2 increases, and the descalability and surface smoothness of the treated material deteriorate. For this reason, conventional methods for regenerating the etching treatment solution include injecting ozone and Cl 2 gas, adding oxidizing agents such as hydrogen peroxide and bleaching powder, and electrolytic oxidation using a diaphragm. The method of blowing in , ozone, or Cl 2 gas requires a large amount of equipment costs, and there are environmental problems and major problems in handling. Furthermore, the above-mentioned method of adding an oxidizing agent increases costs, and in the case of hydrogen peroxide, a large amount of water is generated, and in the case of bleached powder, Ca ions may remain as impurities in the regenerating liquid. Furthermore, the electrolytic oxidation method requires high equipment costs, and there is a risk of explosion if a large amount of hydrogen is generated. [Object of the invention] The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above conventional method,
It is an object of the present invention to provide a method for regenerating an etching solution that has high regeneration efficiency using an inexpensive device. [Structure of the Invention] The present invention relates to a method of treating an etching solution with an oxidizing gas containing O2 . Generally, the etching solution is regenerated according to the following reaction formula (1). 4Fe 2+ +4H + +O 2 →4Fe 3+ +2H 2 O ...(1) As a result of various studies on cheap, simple, and efficient methods for making the reaction equation (1) proceed from the left side to the right side, the inventor came up with the first method. Hydrochloric acid is added as H + to the etching solution containing iron ions. In order to supply O 2 to this hydrochloric acid-containing etching solution, an oxidizing gas containing O 2 is fed into a regeneration tank filled with an acid-resistant and heat-resistant filler made of glassy Raschig rings or Lessing rings. However, it has been found that by promoting the contact reaction through the mixed treatment liquid and heating the mixed treatment liquid to a specific temperature, the reaction from the left side to the right side of the formula (1) can be promoted. The present invention is based on the above knowledge, and the etching solution to be regenerated is stored together with added hydrochloric acid in a regeneration tank filled with a filler for promoting gas-liquid contact made of glassy Raschig ring or Lessing ring, and the etching solution is mixed with hydrochloric acid. It is characterized by a method of regeneration by blowing an oxidizing gas containing O 2 into the liquid and stirring it under heating at 60°C to 95°C. The method of the invention is further explained by means of exemplary figures. In FIG. 1, a regeneration tank 1 is filled with a vitreous filler 2 for promoting gas-liquid contact, and contains an etching solution. Hydrochloric acid added to the etching solution is supplied from a hydrochloric acid supply pipe 4. An O2 - containing oxidizing gas blowing pipe 5 for blowing air, oxygen, etc. into the mixed treatment liquid 3 in the regeneration tank 1 is inserted to blow the O2 - containing oxidizing gas into the mixed treatment liquid 3. The mixed treatment liquid 3 is heated to 60° C. to 95° C. by the inserted heater 6, and the liquid 3 is stirred and regenerated by the blown gas. The regenerating liquid is sprayed onto the upper part of the mixed processing liquid 3 in the regenerating tank 1 through a circulation pipe 8 from the regenerating liquid outlet 7 in the lower part of the regenerating tank 1, thereby being circulated and regenerated. In this invention, the material of the filler 2 to be filled in the regeneration tank 1 is preferably glassy Raschig ring or Lessing ring, which does not cause any chemical reaction with the mixed treatment liquid, and the size is 3 mm to 100 mm. can. Furthermore, in the present invention, the reason why hydrochloric acid is added to the etching treatment solution is to supply H + in reaction formula (1) as described above, and therefore the amount of hydrochloric acid added is equal to or more than the equivalent amount to the amount of Fe 2+ . The amount of hydrochloric acid that supplies H + is required. The oxidizing gas containing O2 to be blown into the processing liquid 3 may be oxygen, but air is most preferable in terms of cost.The blowing pressure is 0.5Kg/ cm2 to 5Kg/ cm2 , and the blowing flow rate is O2. The amount is preferably 5 l/min to 20 l/min. Furthermore, as a means for heating the mixed treatment liquid 3 to 60°C to 95°C, the mixed treatment liquid may be heated directly or indirectly with a heater as described above, or the O 2 -containing oxidizing gas may be preheated and blown. It can be crowded,
Alternatively, the regeneration liquid may be heated during circulation. If the heating temperature is 60°C or lower, the reaction rate from Fe 2+ to Fe 3+ will be slow, and if it exceeds 95°C, the treatment liquid will evaporate, which is not preferable. [Example] Next, Figure 2 shows the treatment solution (composition: FeCl 3 5wt%, FeCl 2 11.5wt%, FeCl 2 11.5wt%,
Oxidation of the treated liquid when air is blown as an oxidizing gas containing O 2 into HCl 1.5wt%, H 2 SO 4 5wt% at a pressure of 1.0Kg/mm 2 and a flow rate of 15l/min, and the liquid circulation is set to 1lmin. The relationship between time and the amount of FeCl 2 in the treatment solution changed to FeCl 3 (regeneration amount) is shown. In the figure, curve 5 represents the method of the present invention, and curves 1, 2, 3, and 4 do not belong to the present invention.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
Fe―42Ni合金を20時間エツチングした再生前
の処理液2を5mmのガラス質ラシヒリング2
を充填した第1図に示す再生槽に収容し、この
槽内の処理液に12NHCl150mlを添加後、再生槽
に5mmの気体吹込管を挿入し、これより80℃に
加熱した空気を圧力1.0Kg/mm2,流量15/min
にて処理液中に15時間吹込み、この吹込みにより
液を撹拌する一方、循環管を通して槽内処理後上
方より再生液を噴霧し、1/minで循環させて
再生する本発明方法により得られた再生後の処理
液を再生前と比較すると下表の如くであつて、本
発明方法が設備費を殆んど要せず、しかも極めて
優れた再生能率を有することを示すものである。
A 5 mm vitreous Raschig ring 2 is made by applying the treatment solution 2 which was used to etch the Fe-42Ni alloy for 20 hours before regeneration.
After adding 150ml of 12NHCl to the treated solution in this tank, a 5mm gas blowing pipe was inserted into the regeneration tank, and air heated to 80°C was pumped through the tank at a pressure of 1.0Kg. /mm 2 , flow rate 15/min
By the method of the present invention, the regenerating liquid is sprayed from above through a circulation pipe after treatment in the tank, and is circulated at a rate of 1/min. A comparison of the treated solution after regeneration with that before regeneration is as shown in the table below, which shows that the method of the present invention requires almost no equipment cost and has extremely excellent regeneration efficiency.
【表】【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第1図は本発明方法を実施する装置例の説明
図、第2図は処理液に空気を吹込み、液を循環さ
せた場合の処理液の酸化時間と処理液中のFeCl2
がFeCl3に変化する再生量との関係図である。
1:再生槽、2:充填剤、3:混合処理液、
4:塩酸供給管、5:酸化性気体吹込管、6:ヒ
ーター、7:再生液取出口、8:循環管。
Fig. 1 is an explanatory diagram of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention, and Fig. 2 shows the oxidation time of the processing liquid and FeCl 2 in the processing liquid when air is blown into the processing liquid and the liquid is circulated.
Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of regeneration and the amount of FeCl 3 changed into FeCl 3 . 1: Regeneration tank, 2: Filler, 3: Mixed treatment liquid,
4: Hydrochloric acid supply pipe, 5: Oxidizing gas blowing pipe, 6: Heater, 7: Regeneration liquid outlet, 8: Circulation pipe.