成果報告書詳細
管理番号20120000000357
タイトル*平成23年度中間年報 省水型・環境調和型水循環プロジェクト 水循環要素技術研究開発 有用金属・有害物質の分離・回収技術の開発(H21-H25)
公開日2013/5/25
報告書年度2011 - 2011
委託先名日本カニゼン株式会社
プロジェクト番号P09011
部署名環境部
和文要約ミキサーセトラー装置を導入することで、亜鉛イオン除去によるめっき液を長寿命化する技術は、すでに実用化している。しかしながら、油水の相分離が悪くめっき液に油が混入するため、油を除去する工程が必要、技術の運用に習熟が必要、装置が大型であるなどの理由から技術の普及には至っていない。これらの課題を解決するため、含浸抽出法によるめっき液中の亜鉛イオンを除去する研究を行っている。前年度までに含浸樹脂の最適な作製方法を見出し、実際に工場で使用された老化めっき廃液から選択的に亜鉛イオンを吸着除去できることを確認した。さらに、含浸樹脂の工業的な運用方法として、稼動しているめっき槽の液中から連続的に亜鉛イオンを除去できることが望ましいため、カラムにこの含浸樹脂を充填した工業用の亜鉛除去装置を設計・製作した。製作した亜鉛除去装置は工業的な操業条件モデルでめっき処理を施しているめっき液中から十分な量の亜鉛イオンを連続的に吸着除去することで、めっき皮膜の析出速度の低下を抑制し、めっき液の寿命を5 倍以上に延ばすことを確認した。23 年度は含浸抽出法を導入することの経済的優位性を検証した。具体的には含浸抽出法による亜鉛イオン除去に掛かる費用の削減方法の検討と他の抽出技術であるミキサーセトラー法やエマルションフロー法とコスト試算の比較を行った。前年度までの成果物である含浸樹脂を用いた工業用亜鉛除去装置を日本カニゼンの国内最大規模のめっき工場に導入することで、アルミニウムに施す下地めっき液の薬品とその廃液処理費等を76%まで抑制できるコスト試算が得られた。しかしながら、ミキサーセトラー法の導入による亜鉛イオン除去では44%、エマルションフロー法の導入による亜鉛イオン除去では42%までコストを抑制することができる試算と比較すると、含浸抽出法のコスト改善を行う必要性は大きい。この含浸樹脂に掛かるコストの大部分は、母材として使用している多孔性樹脂であることから、安価あるいは高性能(少量または繰返し使用回数が多くても従来品と同等の性能)な母材の代替品に着眼した。鋭意検討の結果、カポック繊維が亜鉛抽出剤を十分に吸着し、かつ非常に安価であることを見出した。カポック繊維に亜鉛抽出剤を担持させた繊維(含浸繊維)は比重が小さくめっき液に浮くことから、装置を使わずにめっき槽に直接投込むことで亜鉛イオンを吸着除去する運用方法について検討を行った。また、この含浸繊維をめっき液に適用した場合も母材に多孔性樹脂を用いた場合と同様に、吸着した亜鉛イオンを鉱酸で洗浄遊離させることで、繰返し使用が可能であることが分かった。実験結果より、繰返し使用の耐久回数は、亜鉛イオン濃度80mg/L のめっき液1L に2.5g の含浸繊維を適用した場合では、5 回までの繰返し使用でも6 時間の浸漬で亜鉛イオン濃度を20mg/L 以下まで低下できることが分かり、工業的にも十分な性能であると判断した。この含浸繊維を5 回まで使用する導入方法でコスト試算を行うと、アルミニウムに施す下地めっき液の薬品とその廃液処理費等を42%まで抑制できる試算が得られた。(本編抜粋)
英文要約(1)-1 Extend life of electroless nickel (EN) plating solution By Drawing out technique
By selective removing useless zinc ion in EN plating solution, to fulfill the aim of extending EN plating solution life. It is also possible to remove zinc ion using mixer-settler extractor theory, but it will cause bad separation of oil and water, and oil will be mix into EN plating solution. Also because the reason that it needs huge machine, this skill is not commonly use. The most suitable(best) making method of Solvent Impregnated Resin (SIR) found in last financial year. Test was done by using EN solution from factory, and the result prove that zinc ion can be selective remove. To develop an industrial use of SIR, selective remove zinc ion from tank continually is one of the ideal result of this project. Filling SIR zinc ion remove tool setting in glass column was made. The developed zinc ion removing tool is using industrial operation as model, to selective remove zinc ion from EN solution continually. As a result, the life EN plating solution of was extend more than 5 times. By inputting this industrial zinc ion removing tool to biggest EN plating solution factory of Japan Kanigen Co.,Ltd in Japan, cost can be reduce to 76% under calculation. Removing of zinc ion using mixer-settler extractor theory can reduce cost down to 44% while emulsion flow extractor is 42%. By that, we can see that there is a need of cost reduction for SIR. The reason of high cost on SIR is because of the base material. resin is the base material use, a better price or higher quality (can be use in less quantity to do the same result, or can be reuse for more times) substitute of it is needed. As a conclusion, kapok fiber has very good attachment with zinc extraction solvent, and the price is extremely low. Using zinc extraction solvent on kapok fiber to form solvent impregnated fiber has low density and flow on EN plating solution, and is not suitable to fill up column as it has high swelling ratio、therefore it cannot be use as zinc ion removing tool inside column. The way of putting solvent impregnated fiber directly to tank to remove zinc ion need to be further investigate. Under experiment, when this solvent impregnated fiber is suitable for EN nickel plating solution, using acid to wash away picked up zinc ion, solvent impregnated fiber the can be reuse. Under situation of zinc ion density 80mg/L in EN plating solution (1L) with 2.5g solvent impregnated fiber, The cycle for reuse is 5 times, with each time 6 hour soaking resulting in zinc ion density 20mg/L. From this result, we conclude it is possible to be apply in industrial level. Calculation under 5 times use, the cost of Chemical and exhausted using EN plating solution cost can be reduce to 42%.Comparing on way of extending EN plating solution life by the three methods solvent impregnated fiber, mixer-settler extractor theory and emulsion flow extractor theory, by inputting them to factory, we can see there are both advantages and disadvantages. Due to the different of Factory size and usage, the input or not of the methods should be decided.
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