成果報告書詳細
管理番号20130000000207
タイトル*平成24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」(a)抽出法による有価金属回収、汚泥削減技術開発(H21-H25)
公開日2013/5/11
報告書年度2012 - 2012
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(a)-1 弊社めっき加工工場から排出された使用済み無電解ニッケルめっき液(以下使用済み液)を(a)-2で記したエマルションフロー法によるニッケル回収装置を導入・評価した。具体的には、第2世代エマルションフロー装置を導入し不純物除去試験を実施した。次に、第3世代エマルションフロー装置でニッケル抽出試験を実施した。運転条件や抽出溶剤組成等は、(a)-3で記した成果を参考にした。更に、この予備試験で得られた知見を元に、スケールアップした実証プラントを設計し発注した。
(a)-2 エマルションフロー法を用いた溶媒抽出による、使用済み無電解ニッケルめっき液中の不純物金属イオンの除去および有用成分としてのニッケルの回収を実用化・事業化するために、実用時における装置の構造上の課題に取組んだ。具体的には、ニッケル回収のためのエマルションフロー装置のスケールアップに向けたヘッド構造の改良、不純物金属イオンの除去にもエマルションフロー装置を適用するための研究開発、正抽出・逆抽出の連続フローシステムの設計とスケールアップのための基礎試験を行った。また、不純物回収とニッケル回収を一貫して行えるシステムの設計に着手した。
(a)-3 使用済み液中の不純物であるビスマス、鉛、カルシウム、ナトリウム等について、酸性有機リン抽出剤であるPC88Aによる抽出挙動を調べた。その結果、半抽出pH(抽出率が50%になるときのpH)は、ビスマス、亜鉛、鉛、カルシウム、ナトリウムについて、それぞれ、< 0、1.73、2.82、3.58、7.9であった。次いで、モデル使用済み液および実使用済み液について、各種金属とpHの関係を調べた。その結果、各金属は、単独溶液、モデル使用済み液、実使用済み液の順に抽出されにくくなる傾向を認めた。さらに、使用済み液中の有機酸の種類と濃度がLIX84Iによるニッケルの平衡抽出率に及ぼす影響をバッチ法により調べた。扱う有機酸としては、乳酸、リンゴ酸、コハク酸とした。一定pHにて有機酸の濃度を増加させると抽出率は低下した。これは、ニッケルイオンと有機酸陰イオンの錯生成によるマスキング効果によるものと考えられた。
英文要約(a)-1 The spent electroless nickel plating bath (the spent bath) was collected from our plating plant, and the nickel recovery equipment was installed and evaluated by applying "emulsion flow" method, mentioned in (a)-2, to the spent bath. In concrete terms, experiment was conducted by installing the second-generation emulsion flow equipment to remove impurities from the spent bath. In next experiment, nickel extraction from the spent bath was conducted by utilizing the third-generation emulsion flow equipment. Operating conditions and extracting solvent composition were determined by referring to the result mentioned in (a)-3. Additionally, the demonstration plant was designed based on the information obtained from preliminary experiments mentioned above.
(a)-2 For the purpose of commercializing the solvent extraction technology with "emulsion flow" method for removing metal ions of impurities and recovering nickel of a valuable substance from electroless nickel plating spent solutions, we have addressed structural problems of emulsion-flow apparatus in its practical use. Specifically, structural improvement of a head installed in the apparatus for the nickel recovery, research and development of applying the emulsion flow method for the removal of the impurities, designing and scale-up basic test for forward and backward extraction continuous-flow system have been conducted. In addition, designing of a system unifying the impurities removal and the nickel recovery has been started.
(a)-3 Solvent extraction behavior of the impurities in the spent electroless nickel plating bath, such as bismuth(III), lead(II), calcium(II), sodium(I) has been investigated using the acidic organophosphorous extractant, PC88A. Although the extraction of each ion was increased with pH, the extraction was generally suppressed in the sequence: single nitrate solution < model spent bath < real spent bath. For the real spent bath, the extraction of lead was found to be incomplete at pH of 5.1 which was attained without pH adjustment. The effect of kind and concentration of organic acids on the nickel extraction with 20 vol% LIX84I was studied. The organic acids studied were lactic, malic, and succinic acids. The nickel extraction was decreased with the organic acid concentration at constant pH. For example, at pH of 4.5, 33% and 2.7% of nickel were extracted for lactic acid concentrations of 0.08 and 0.63 mol/L, respectively. This is due to the masking effect caused by the complex formation of nickel ion with lactate ion.
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