ニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法とその装置
【課題】使用済みめっき液からニッケルを効率よく回収することができ、回収したニッケルを再利用することのできる、新規のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法とその装置を提供する。
【解決手段】ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽31と、溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽２と、反応水槽２で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽６と、沈殿水槽６においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段７とを備えた。
【解決手段】ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽31と、溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽２と、反応水槽２で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽６と、沈殿水槽６においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段７とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法とその装置に関し、特に、無電解ニッケルめっき及び電解ニッケルめっきの廃液からニッケルを効率よく抽出し、回収する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、精密機械部品などの表面処理に用いられる無電解ニッケルめっき液は、ニッケル供給源としての硫酸ニッケル、還元剤としての次亜燐酸ナトリウム及び乳酸やクエン酸などの錯化剤から構成される。めっき工程では、次亜燐酸ナトリウムは酸化されて亜燐酸ナトリウムとなり、これとともにニッケルが消費されるため、随時硫酸ニッケル、次亜燐酸ナトリウム及びｐＨ調節剤として水酸化ナトリウムを補充しながら使用している。しかし、めっき液を繰り返し使用するうちに、硫酸イオン、ナトリウムイオン、亜燐酸イオン、被めっき物の表面から溶出する亜鉛や鉄などがめっき液中に蓄積し、めっき皮膜の品質を維持することが難しくなるので、ある程度まで使用しためっき液は廃液として処分されている。近年の環境保全及び資源保護の観点から、使用済みめっき液の再利用法の開発が期待されている。
【０００３】
そこで、使用済み無電解ニッケルめっき液を再利用する方法として、例えば、２−ヒドロキシ−５−ノニルアセトフェノンオキシムなどのニッケル抽出剤を用いて、廃液から無電解ニッケル補充液を調製する方法が開示されている（特許文献１参照）。しかし、上記の方法を工業規模の連続抽出装置や多段抽出装置などに適用した場合、ニッケルの抽出速度が低いために、ニッケルを効率よく回収することができなかった。
【０００４】
上記のような課題を解決するためになされ、ニッケル含有水溶液からニッケルを効率よく抽出し、回収することを目的とした方法が開示されている（特許文献２参照）。この方法は、β−ヒドロキシオキシム系抽出剤及び酸性有機リン化合物を含有する有機溶媒を、ニッケル含有水溶液と接触させ、ニッケルを有機溶媒相中に抽出することを特徴とする。しかし、この方法では有機溶媒の使用あるいは廃棄処理に大きなコストがかかることと、その廃棄に際しての環境負荷がかかるという社会的な問題点があった。
【０００５】
このほかの従来技術としては、ニッケルイオンをキレート樹脂に反応させて吸着沈殿によって除去し、後にニッケルを酸で溶離して回収する方法が開示されている（特許文献３）。しかし、この方法は、反応に反応凝集水槽を用いており、沈殿物の回収に大型の水槽が必要であって、沈降分離に掛かる時間が長いことから、工程に時間とコストが掛かるという問題があった。
【０００６】
また、カルシウムを含む消石灰などを添加することによってアルカリ性にし、溶存するニッケルを不溶性の水酸化ニッケルに変えて、その沈殿をろ過する方法が開示されている（特許文献４）。しかし、この方法は、沈殿のろ過に時間とコストが掛かることに加え、消石灰などの処理薬品を必要としており、これらはすべて再利用できない廃棄物となるという問題があった。
【０００７】
また、めっき廃液にパラジウムなど析出促進剤を添加して金属ニッケルの沈殿を作り、これをフィルタプレスで濾しとって固形化する方法が開示されている（特許文献５）。この方法では、析出する沈殿の性質は良好だが、フィルタプレスなどの沈殿物の固形化工程に大きな設備費とスペースが必要となるという問題があった。
【０００８】
さらに、めっき液中のニッケルを銅電極による電解によって、電極表面に直接、金属ニッケルを析出させる方法が開示されている（特許文献６）。この方法では、ニッケルの回収に効果が大きいと考えられるが、ニッケル析出に大電力を要し、設備が大規模となってコスト高になるという問題があった。
【特許文献１】特開２００１-１９２８４６号公報
【特許文献２】特開２００４-３０７９８３号公報
【特許文献３】特開平１１-２２６５９６号公報
【特許文献４】特開平１０-０６６９９８号公報
【特許文献５】特開平１０-１８０２６６号公報
【特許文献６】特開平１１-１２４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、使用済みめっき液からニッケルを効率よく回収することができ、回収したニッケルを再利用することのできる方法であって、環境負荷が小さく、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを回収することのできる、新規のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法を提供することを目的とする。さらに、そのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、発明者らは鋭意検討を行ったところ、ニッケルめっき廃液にトリアジンチオールナトリウムを添加すると生成するトリアジンチオールニッケルの沈殿が弱いながらも磁性を有することを発見した。そして、この沈殿が３Ｔ（テスラ）の磁場を発生する超伝導バルク磁石に吸着させて分離することができることを見出し、本発明に想到した。
【００１１】
すなわち、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度が３Ｔ以上であることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加することを特徴とする。
【００１４】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽と、この溶解水槽でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽と、この反応水槽で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽と、この沈殿水槽においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石又は電磁石であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記磁場発生手段が永久磁石であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板は回転可能に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によれば、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００２１】
また、磁場の強度を３Ｔ以上とすることで、高速度に確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。
【００２２】
さらに、磁性粉末を添加することで、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率を向上させることができる。
【００２３】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置によれば、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００２４】
また、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることで、バルク磁石の強磁場と急峻な磁気勾配により、効率よくトリアジンチオールニッケルを吸着させることができるとともに、磁場発生手段をコンパクトに構成することができる。
【００２５】
また、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石であることで、大空間に発生する強磁場により、効率よく大量にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができ、電磁石であることで、磁場の変化を急速な磁場変化、交流磁場、パルス状の磁場とすることができ、応用範囲が広がり汎用性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記磁場発生手段が永久磁石であることで、装置を簡略化することができ、安価に小規模に装置を構成することができる。
【００２７】
また、前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことで、磁性メッシュが磁化されることによって急勾配磁場が発生し、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めることができる。
【００２８】
さらに、前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板を回転させることで、磁場発生手段で吸着したトリアジンチオールニッケルを円板の永久磁石に吸着させて分離することができる。
【００２９】
トリアジンチオールに反応吸着したニッケルは洗浄廃液から分離後に加水分解によって遊離させ、めっき液として再利用する一方、トリアジンチオールも再利用する。このサイクルによって低コストで廃棄物の少ない浄水、再利用システムが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えている。
【００３１】
ニッケル含有水溶液としては、無電解ニッケルめっき液に限らず、電解ニッケルめっき液やその他のニッケル含有水溶液を用いることができる。また、有機物や無機物の沈殿を含むニッケル含有水溶液も用いることができる。さらに、ニッケルめっき直後の加工品を洗浄した後に出る希薄なニッケルイオンを含む洗浄廃液も用いることができる。
【００３２】
混合工程においては、トリアジンチオールナトリウムをニッケル含有水溶液に混合する。
【００３３】
析出工程においては、混合工程でトリアジンチオールナトリウム水溶液を混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる。ニッケル含有水溶液が無電解ニッケルめっき液の場合は酸性であるので、水酸化ナトリウムなどを加えて中性にすることで、トリアジンチオールニッケルを析出させることができる。また、トリアジンチオールニッケルの析出速度を制御するために、ニッケル含有水溶液の温度を管理するようにしてもよい。
【００３４】
分離工程においては、析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する。トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００３５】
また、分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度は３Ｔ以上とするのが好ましい。磁場の強度を３Ｔ以上とすることで、確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。このような磁場を発生する手段としては、超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石を用いることができる。吸着速度はこれらに及ばないが、２Ｔ級の磁場を発生する電磁石、あるいは１Ｔ級の磁場を発生する永久磁石をこの目的に沿って用いることができる。
【００３６】
水酸化ナトリウムを用いて加水分解処理を行うことでトリアジンチオールニッケルからニッケルを遊離させ、酸処理して硫酸ニッケルに変成することによって、再度めっき液に添加して用いることができる。また、トリアジンチオールについては、水酸化ナトリウムなどのアルカリで処理することでトリアジンチオールナトリウムとし、ｐＨの調整の後に、上記混合工程で再利用することもできる。
【００３７】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によれば、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。また、添加する薬剤はトリアジンチオールナトリウムと水酸化ナトリウムのみであり、薬剤添加に係るコストが極めて低い。
【００３８】
また、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によりめっき処理後の加工品を洗浄した廃水を処理した場合には、廃水に含まれる低濃度のニッケルイオンを除去し、環境基準に適合する濃度にまでニッケル濃度を低減させることができる。
【００３９】
さらに、強い磁場によってトリアジンチオールニッケルを吸着することで、トリアジンチオールニッケルの沈降速度の向上、滞留時間の短縮、沈殿水槽の小型化などが可能となり、工程の大幅な省略ができる。また、臨界粒径の微細化、浮遊沈殿（ＳＳ）の減少、上澄み液の純化によって、微細な沈殿や弱磁性沈殿を効果的に凝集でき、分離浄化性能の向上並びに処理量（スループット）の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加してもよい。磁性粉末としては、例えば、マグネタイトやヘマタイトなどの酸化鉄、鉄を用いることができる。磁性粉末を添加した場合、磁性粉末とトリアジンチオールニッケルが磁場により吸着して凝集し比重が増加することによって、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率を向上させることができる。また、トリアジンチオールニッケルが凝集するため、浮遊固形物（ＳＳ）を極めて効率的に除去することができる。
【００４１】
この際にトリアジンチオールニッケルの沈殿と磁性粉末の一体化を促進するために凝集剤を添加することができ凝集速度とその効率に効果がある。
【００４２】
磁性粉末を含んだトリアジンチオールニッケルの沈殿は、炉で焼却することによって、磁性粉末として回収して再利用することができる。また、遠心分離やトリアジンチオールニッケルの再溶解により、添加した磁性粉末としての酸化鉄や鉄を分離回収することもできる。
【００４３】
以下の実施例において、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、添付した図面を参照しながら具体例に説明する。
【実施例１】
【００４４】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置の構成を示す図１において、１はニッケル含有水溶液槽であり、このニッケル含有水溶液槽１から溶解水槽31へニッケル含有水溶液が供給されるようになっている。
【００４５】
溶解水槽31には、トリアジンチオールナトリウムを溶解水槽31へ供給するためのトリアジンチオールナトリウム槽32が備えられている。そして、溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムが溶解された後、ニッケル含有水溶液は反応水槽２に供給されるようになっている。
【００４６】
反応水槽２には、反応水槽２中の水素イオン濃度を調整するための水酸化ナトリウム水溶液を反応水槽２へ供給するための水酸化ナトリウム水溶液槽３と、反応水槽２中のニッケル含有水溶液を撹拌するための撹拌手段４と、反応水槽２中の水溶液を加熱するための加熱手段５が備えられている。そして、反応水槽２で水素イオン濃度が調整されてトリアジンチオールニッケルが析出したニッケル含有水溶液は、沈殿水槽６に供給されるようになっている。
【００４７】
沈殿水槽６には、その底部に析出したトリアジンチオールニッケルの沈殿を吸着させるための磁場を発生する磁場発生手段７と、磁場発生手段７の磁場に吸着されたトリアジンチオールニッケルを分離するための配管８が備えられている。また、沈殿水槽６の上部には、上澄み液を分離するための配管９が備えられている。なお、８ａ、９ａはそれぞれ配管８、９に設けられたバルブである。
【００４８】
なお、磁場発生手段７は、確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させるために、好ましくは３Ｔ以上の磁場を発生できるものが好ましく、超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石、電磁石、永久磁石のいずれかにより構成することができる。
【００４９】
つぎに、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置を用いたニッケルの回収方法について、ニッケル含有水溶液としてカニゼンめっき又はアモルファスニッケルめっきと呼ばれるニッケル−リン系のめっき廃液を用いた場合を例にとって説明する。
【００５０】
はじめに、めっき廃液がニッケル含有水溶液槽１から溶解水槽31に供給され、トリアジンチオールナトリウム水溶液槽32から溶解水槽31にトリアジンチオールナトリウムが添加され、溶解される。
【００５１】
つぎに、めっき廃液が溶解水槽31から反応水槽２に供給される。そして、撹拌手段４で撹拌されながら、また、必要に応じて加熱手段５で加熱されながら、反応水槽２に水酸化ナトリウム水溶液槽３から水酸化ナトリウム水溶液が添加される。そして、当初ｐＨ４．８程度である水素イオン濃度がｐＨ７（中性）に近い値に調整されることで、トリアジンチオールニッケルが析出する。トリアジンチオールニッケルが析出したニッケル含有水溶液は沈殿水槽６に供給される。
【００５２】
沈殿水槽６において、析出したトリアジンチオールニッケルの沈殿は磁場発生手段７の発生する磁場により引き寄せられて速やかに沈降する。そして、沈殿水槽６の底部に凝集した沈殿Ａは、配管８からバルブ８ａを介して抜き取られることによって分離される。また、沈殿水槽６の上澄み液は配管９からバルブ９ａを介して抜き取られる。なお、沈殿Ａを配管８が閉塞することなくスムーズに排出するには、重力による水圧によって排出する方法のほか、減圧して吸引する方法、配管の一部に設置したポンプによる圧送による方法を用いてもよい。
【００５３】
また、反応水槽２又は沈殿水槽６において、トリアジンチオールニッケルの沈殿Ａに、例えば、マグネタイトやヘマタイトなどの酸化鉄、鉄などの磁性粉末が添加されてもよい。磁性粉末が添加されることによって、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率が向上する。
【００５４】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽31と、この溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽２と、この反応水槽２で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽６と、この沈殿水槽６においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段７とを備えている。
【００５５】
したがって、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。また、トリアジンチオールニッケルの分離にフィルタなどの分離材料を必要とせず、連続処理によりトリアジンチオールニッケルを分離することができる。また、磁場発生手段に汎用性があり、分離対象の規模や目的によって超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石、電磁石、永久磁石のいずれかを選択することができる。
【００５６】
また、多段式に複数の沈殿水槽と磁場発生手段を直列に配置すれば、より高い分離効率を簡単に得ることができる。したがって、ニッケル含有廃水の浄水に用いることができる。
【００５７】
なお、トリアジンチオールはニッケルのほか、鉄、コバルトとも塩を形成し、これらの塩は弱い磁性を有する。したがって、本発明は、鉄、コバルトの分離にも用いることができる。
【実施例２】
【００５８】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図２に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
本実施例において、磁場発生手段は超伝導バルク磁石で構成されている。10は磁場発生手段としての超伝導バルク磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極としての超伝導バルク材料11が近接して配置されている。超伝導バルク材料11には冷却部12が接しており、この冷却部12は冷凍機13により冷却され、さらに超伝導バルク材料11は冷却部12により冷却されるようになっている。また、バルク材料11、冷却部12は、真空容器に収容されており、外部からの熱を遮断し、バルク材料11が超伝導状態に保たれるようになっている。そして、バルク材料11は超伝導状態で励磁されて、磁場を発生するように構成されている。このほか、超伝導バルク磁石10には、真空ポンプ、圧縮機、励磁装置が付属するが、図示していない。
【００６０】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石10であり、バルク磁石の強磁場と急峻な磁気勾配により、効率よくトリアジンチオールニッケルを吸着させることができるとともに、磁場発生手段をコンパクトに構成することができる。
【実施例３】
【００６１】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図３に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施例において、磁場発生手段は超伝導ソレノイド磁石で構成されている。14は磁場発生手段としての超伝導ソレノイド磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極が近接して配置されている。そして、超伝導ソレノイド磁石14の中央のボア15に配管８が通されている。
【００６３】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石14であり、大空間に発生する強磁場により、効率よく大量にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。
【００６４】
また、同様の構成で超伝導ソレノイド磁石の代わりに電磁石とすることができる。磁場発生手段が電磁石であることで、磁場の変化を急速な磁場変化、交流磁場、パルス状の磁場とすることができ、応用範囲が広がり汎用性を向上させることができる。
【実施例４】
【００６５】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図４に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
本実施例において、磁場発生手段は永久磁石で構成されている。16は磁場発生手段としての永久磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極が近接して配置されている。また、沈殿水槽６の内部における底部には、磁性メッシュ17が配置されている。磁性メッシュ17は、目開き０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の比較的粗い磁性材料からなる網である。そして、配管８の開口部は磁性メッシュ17の近傍に配置されている。
【００６７】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が永久磁石16であり、装置を簡略化することができ、安価に小規模に装置を構成することができる。
【００６８】
また、前記沈殿水槽６中における前記磁場発生手段たる永久磁石16の近傍に磁性メッシュ16を配し、磁性メッシュ16が磁化されることによって急勾配磁場が発生し、磁性メッシュ16にトリアジンチオールニッケルの沈殿が凝集するため、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めることができる。
【００６９】
なお、磁性メッシュ17の代わりに、球状や粒状の磁性ステンレスやめっきを施した鉄を沈殿水槽６中に配置しても、同様の効果を得ることができる。また、実施例１〜３の構成に磁性メッシュ17を加えて、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めるようにしてもよい。
【実施例５】
【００７０】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図５、図６に基づいて説明する。なお、上記実施例１、実施例２と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
本実施例において、沈殿水槽６には円板22が立てて配置され、円板22の下部が沈殿水槽６中のニッケル含有水溶液に浸るようになっている。円板21の中心軸を中心とする円上には複数の永久磁石22が等間隔に配置されている。円板21はその中心を軸に回転可能に構成されており、円板21のニッケル含有水溶液の液面Ｂより下の部分に近接して、永久磁石21が配置された円上に位置するように、超伝導バルク磁石10が配置されている。また、液面Ｂより上には、円板21に吸着されて捕集された沈殿を離脱させるためのスクレイパ23が円板21に接して設けられている。24はスクレイパ23で円板21から離脱させられた沈殿を収容する貯槽であり、25は沈殿が分離された上澄み液が排出される配管である。
【００７２】
つぎに作用について説明する。超伝導バルク磁石11から与えられた強磁場は、沈殿水槽６中の沈殿Ａを捕集する。そして、円板21を回転させると、沈殿Ａは、円板21に設けられた永久磁石22とともに液面Ｂの上に移動し、スクレイパ23によって円板21から離脱させられ、貯槽24に収容される。このように、超伝導バルク磁石11の近傍に凝集した沈殿Ａは、一度捕集されるとその位置を保つため、永久磁石22とともに移動し、簡単に沈殿水槽６の外部へ連続的に導出される。また、沈殿Ａは液面Ｂより上で円板21から離脱させられるため、水分が少ない良好なスラッジとして回収される。
【００７３】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記沈殿水槽６中における前記磁場発生手段たる超伝導バルク磁石11の近傍に永久磁石22を備えた円板21を配し、この円板21は回転可能に構成されており、超伝導バルク磁石11で吸着したトリアジンチオールニッケルを円板21の永久磁石22に吸着させて分離することができる。
【００７４】
なお、円板21の代わりに、布でできたベルト状のシールドを設置して、このシールドを超伝導バルク磁石11上で移動させることで、沈殿Ａを引き上げて分離することもできる。
【実施例６】
【００７５】
ニッケル濃度が０．５４８％のニッケルめっき液に、トリアジンチオールナトリウム水溶液を添加し、トリアジンチオールニッケルを沈殿させて除去した。上澄み液のニッケル濃度は０．１６６％であり、当初の３０．３％に低減された。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施例２の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図３】実施例３の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図４】実施例４の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図５】実施例５の沈殿水槽付近の構成を示す側面図である。
【図６】実施例５の沈殿水槽付近の構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００７７】
２ 反応水槽
６ 沈殿水槽
７ 磁場発生手段
10 超伝導バルク磁石（磁場発生手段）
14 超伝導ソレノイド磁石（磁場発生手段）
16 永久磁石（磁場発生手段）
17 磁性メッシュ
21 円板
22 永久磁石
31 溶解水槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法とその装置に関し、特に、無電解ニッケルめっき及び電解ニッケルめっきの廃液からニッケルを効率よく抽出し、回収する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、精密機械部品などの表面処理に用いられる無電解ニッケルめっき液は、ニッケル供給源としての硫酸ニッケル、還元剤としての次亜燐酸ナトリウム及び乳酸やクエン酸などの錯化剤から構成される。めっき工程では、次亜燐酸ナトリウムは酸化されて亜燐酸ナトリウムとなり、これとともにニッケルが消費されるため、随時硫酸ニッケル、次亜燐酸ナトリウム及びｐＨ調節剤として水酸化ナトリウムを補充しながら使用している。しかし、めっき液を繰り返し使用するうちに、硫酸イオン、ナトリウムイオン、亜燐酸イオン、被めっき物の表面から溶出する亜鉛や鉄などがめっき液中に蓄積し、めっき皮膜の品質を維持することが難しくなるので、ある程度まで使用しためっき液は廃液として処分されている。近年の環境保全及び資源保護の観点から、使用済みめっき液の再利用法の開発が期待されている。
【０００３】
そこで、使用済み無電解ニッケルめっき液を再利用する方法として、例えば、２−ヒドロキシ−５−ノニルアセトフェノンオキシムなどのニッケル抽出剤を用いて、廃液から無電解ニッケル補充液を調製する方法が開示されている（特許文献１参照）。しかし、上記の方法を工業規模の連続抽出装置や多段抽出装置などに適用した場合、ニッケルの抽出速度が低いために、ニッケルを効率よく回収することができなかった。
【０００４】
上記のような課題を解決するためになされ、ニッケル含有水溶液からニッケルを効率よく抽出し、回収することを目的とした方法が開示されている（特許文献２参照）。この方法は、β−ヒドロキシオキシム系抽出剤及び酸性有機リン化合物を含有する有機溶媒を、ニッケル含有水溶液と接触させ、ニッケルを有機溶媒相中に抽出することを特徴とする。しかし、この方法では有機溶媒の使用あるいは廃棄処理に大きなコストがかかることと、その廃棄に際しての環境負荷がかかるという社会的な問題点があった。
【０００５】
このほかの従来技術としては、ニッケルイオンをキレート樹脂に反応させて吸着沈殿によって除去し、後にニッケルを酸で溶離して回収する方法が開示されている（特許文献３）。しかし、この方法は、反応に反応凝集水槽を用いており、沈殿物の回収に大型の水槽が必要であって、沈降分離に掛かる時間が長いことから、工程に時間とコストが掛かるという問題があった。
【０００６】
また、カルシウムを含む消石灰などを添加することによってアルカリ性にし、溶存するニッケルを不溶性の水酸化ニッケルに変えて、その沈殿をろ過する方法が開示されている（特許文献４）。しかし、この方法は、沈殿のろ過に時間とコストが掛かることに加え、消石灰などの処理薬品を必要としており、これらはすべて再利用できない廃棄物となるという問題があった。
【０００７】
また、めっき廃液にパラジウムなど析出促進剤を添加して金属ニッケルの沈殿を作り、これをフィルタプレスで濾しとって固形化する方法が開示されている（特許文献５）。この方法では、析出する沈殿の性質は良好だが、フィルタプレスなどの沈殿物の固形化工程に大きな設備費とスペースが必要となるという問題があった。
【０００８】
さらに、めっき液中のニッケルを銅電極による電解によって、電極表面に直接、金属ニッケルを析出させる方法が開示されている（特許文献６）。この方法では、ニッケルの回収に効果が大きいと考えられるが、ニッケル析出に大電力を要し、設備が大規模となってコスト高になるという問題があった。
【特許文献１】特開２００１-１９２８４６号公報
【特許文献２】特開２００４-３０７９８３号公報
【特許文献３】特開平１１-２２６５９６号公報
【特許文献４】特開平１０-０６６９９８号公報
【特許文献５】特開平１０-１８０２６６号公報
【特許文献６】特開平１１-１２４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、使用済みめっき液からニッケルを効率よく回収することができ、回収したニッケルを再利用することのできる方法であって、環境負荷が小さく、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを回収することのできる、新規のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法を提供することを目的とする。さらに、そのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、発明者らは鋭意検討を行ったところ、ニッケルめっき廃液にトリアジンチオールナトリウムを添加すると生成するトリアジンチオールニッケルの沈殿が弱いながらも磁性を有することを発見した。そして、この沈殿が３Ｔ（テスラ）の磁場を発生する超伝導バルク磁石に吸着させて分離することができることを見出し、本発明に想到した。
【００１１】
すなわち、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度が３Ｔ以上であることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加することを特徴とする。
【００１４】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽と、この溶解水槽でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽と、この反応水槽で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽と、この沈殿水槽においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石又は電磁石であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記磁場発生手段が永久磁石であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板は回転可能に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によれば、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００２１】
また、磁場の強度を３Ｔ以上とすることで、高速度に確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。
【００２２】
さらに、磁性粉末を添加することで、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率を向上させることができる。
【００２３】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置によれば、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００２４】
また、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることで、バルク磁石の強磁場と急峻な磁気勾配により、効率よくトリアジンチオールニッケルを吸着させることができるとともに、磁場発生手段をコンパクトに構成することができる。
【００２５】
また、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石であることで、大空間に発生する強磁場により、効率よく大量にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができ、電磁石であることで、磁場の変化を急速な磁場変化、交流磁場、パルス状の磁場とすることができ、応用範囲が広がり汎用性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記磁場発生手段が永久磁石であることで、装置を簡略化することができ、安価に小規模に装置を構成することができる。
【００２７】
また、前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことで、磁性メッシュが磁化されることによって急勾配磁場が発生し、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めることができる。
【００２８】
さらに、前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板を回転させることで、磁場発生手段で吸着したトリアジンチオールニッケルを円板の永久磁石に吸着させて分離することができる。
【００２９】
トリアジンチオールに反応吸着したニッケルは洗浄廃液から分離後に加水分解によって遊離させ、めっき液として再利用する一方、トリアジンチオールも再利用する。このサイクルによって低コストで廃棄物の少ない浄水、再利用システムが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えている。
【００３１】
ニッケル含有水溶液としては、無電解ニッケルめっき液に限らず、電解ニッケルめっき液やその他のニッケル含有水溶液を用いることができる。また、有機物や無機物の沈殿を含むニッケル含有水溶液も用いることができる。さらに、ニッケルめっき直後の加工品を洗浄した後に出る希薄なニッケルイオンを含む洗浄廃液も用いることができる。
【００３２】
混合工程においては、トリアジンチオールナトリウムをニッケル含有水溶液に混合する。
【００３３】
析出工程においては、混合工程でトリアジンチオールナトリウム水溶液を混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる。ニッケル含有水溶液が無電解ニッケルめっき液の場合は酸性であるので、水酸化ナトリウムなどを加えて中性にすることで、トリアジンチオールニッケルを析出させることができる。また、トリアジンチオールニッケルの析出速度を制御するために、ニッケル含有水溶液の温度を管理するようにしてもよい。
【００３４】
分離工程においては、析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する。トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。
【００３５】
また、分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度は３Ｔ以上とするのが好ましい。磁場の強度を３Ｔ以上とすることで、確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。このような磁場を発生する手段としては、超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石を用いることができる。吸着速度はこれらに及ばないが、２Ｔ級の磁場を発生する電磁石、あるいは１Ｔ級の磁場を発生する永久磁石をこの目的に沿って用いることができる。
【００３６】
水酸化ナトリウムを用いて加水分解処理を行うことでトリアジンチオールニッケルからニッケルを遊離させ、酸処理して硫酸ニッケルに変成することによって、再度めっき液に添加して用いることができる。また、トリアジンチオールについては、水酸化ナトリウムなどのアルカリで処理することでトリアジンチオールナトリウムとし、ｐＨの調整の後に、上記混合工程で再利用することもできる。
【００３７】
本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によれば、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。また、添加する薬剤はトリアジンチオールナトリウムと水酸化ナトリウムのみであり、薬剤添加に係るコストが極めて低い。
【００３８】
また、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法によりめっき処理後の加工品を洗浄した廃水を処理した場合には、廃水に含まれる低濃度のニッケルイオンを除去し、環境基準に適合する濃度にまでニッケル濃度を低減させることができる。
【００３９】
さらに、強い磁場によってトリアジンチオールニッケルを吸着することで、トリアジンチオールニッケルの沈降速度の向上、滞留時間の短縮、沈殿水槽の小型化などが可能となり、工程の大幅な省略ができる。また、臨界粒径の微細化、浮遊沈殿（ＳＳ）の減少、上澄み液の純化によって、微細な沈殿や弱磁性沈殿を効果的に凝集でき、分離浄化性能の向上並びに処理量（スループット）の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加してもよい。磁性粉末としては、例えば、マグネタイトやヘマタイトなどの酸化鉄、鉄を用いることができる。磁性粉末を添加した場合、磁性粉末とトリアジンチオールニッケルが磁場により吸着して凝集し比重が増加することによって、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率を向上させることができる。また、トリアジンチオールニッケルが凝集するため、浮遊固形物（ＳＳ）を極めて効率的に除去することができる。
【００４１】
この際にトリアジンチオールニッケルの沈殿と磁性粉末の一体化を促進するために凝集剤を添加することができ凝集速度とその効率に効果がある。
【００４２】
磁性粉末を含んだトリアジンチオールニッケルの沈殿は、炉で焼却することによって、磁性粉末として回収して再利用することができる。また、遠心分離やトリアジンチオールニッケルの再溶解により、添加した磁性粉末としての酸化鉄や鉄を分離回収することもできる。
【００４３】
以下の実施例において、本発明のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、添付した図面を参照しながら具体例に説明する。
【実施例１】
【００４４】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置の構成を示す図１において、１はニッケル含有水溶液槽であり、このニッケル含有水溶液槽１から溶解水槽31へニッケル含有水溶液が供給されるようになっている。
【００４５】
溶解水槽31には、トリアジンチオールナトリウムを溶解水槽31へ供給するためのトリアジンチオールナトリウム槽32が備えられている。そして、溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムが溶解された後、ニッケル含有水溶液は反応水槽２に供給されるようになっている。
【００４６】
反応水槽２には、反応水槽２中の水素イオン濃度を調整するための水酸化ナトリウム水溶液を反応水槽２へ供給するための水酸化ナトリウム水溶液槽３と、反応水槽２中のニッケル含有水溶液を撹拌するための撹拌手段４と、反応水槽２中の水溶液を加熱するための加熱手段５が備えられている。そして、反応水槽２で水素イオン濃度が調整されてトリアジンチオールニッケルが析出したニッケル含有水溶液は、沈殿水槽６に供給されるようになっている。
【００４７】
沈殿水槽６には、その底部に析出したトリアジンチオールニッケルの沈殿を吸着させるための磁場を発生する磁場発生手段７と、磁場発生手段７の磁場に吸着されたトリアジンチオールニッケルを分離するための配管８が備えられている。また、沈殿水槽６の上部には、上澄み液を分離するための配管９が備えられている。なお、８ａ、９ａはそれぞれ配管８、９に設けられたバルブである。
【００４８】
なお、磁場発生手段７は、確実にトリアジンチオールニッケルを吸着させるために、好ましくは３Ｔ以上の磁場を発生できるものが好ましく、超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石、電磁石、永久磁石のいずれかにより構成することができる。
【００４９】
つぎに、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置を用いたニッケルの回収方法について、ニッケル含有水溶液としてカニゼンめっき又はアモルファスニッケルめっきと呼ばれるニッケル−リン系のめっき廃液を用いた場合を例にとって説明する。
【００５０】
はじめに、めっき廃液がニッケル含有水溶液槽１から溶解水槽31に供給され、トリアジンチオールナトリウム水溶液槽32から溶解水槽31にトリアジンチオールナトリウムが添加され、溶解される。
【００５１】
つぎに、めっき廃液が溶解水槽31から反応水槽２に供給される。そして、撹拌手段４で撹拌されながら、また、必要に応じて加熱手段５で加熱されながら、反応水槽２に水酸化ナトリウム水溶液槽３から水酸化ナトリウム水溶液が添加される。そして、当初ｐＨ４．８程度である水素イオン濃度がｐＨ７（中性）に近い値に調整されることで、トリアジンチオールニッケルが析出する。トリアジンチオールニッケルが析出したニッケル含有水溶液は沈殿水槽６に供給される。
【００５２】
沈殿水槽６において、析出したトリアジンチオールニッケルの沈殿は磁場発生手段７の発生する磁場により引き寄せられて速やかに沈降する。そして、沈殿水槽６の底部に凝集した沈殿Ａは、配管８からバルブ８ａを介して抜き取られることによって分離される。また、沈殿水槽６の上澄み液は配管９からバルブ９ａを介して抜き取られる。なお、沈殿Ａを配管８が閉塞することなくスムーズに排出するには、重力による水圧によって排出する方法のほか、減圧して吸引する方法、配管の一部に設置したポンプによる圧送による方法を用いてもよい。
【００５３】
また、反応水槽２又は沈殿水槽６において、トリアジンチオールニッケルの沈殿Ａに、例えば、マグネタイトやヘマタイトなどの酸化鉄、鉄などの磁性粉末が添加されてもよい。磁性粉末が添加されることによって、トリアジンチオールニッケルの沈降速度が大幅に増加し、分離効率が向上する。
【００５４】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽31と、この溶解水槽31でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽２と、この反応水槽２で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽６と、この沈殿水槽６においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段７とを備えている。
【００５５】
したがって、トリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させることで、大掛かりな装置を必要とせず、かつ、短時間、低コストでニッケルを効率よく回収することができる。また、トリアジンチオールニッケルの分離にフィルタなどの分離材料を必要とせず、連続処理によりトリアジンチオールニッケルを分離することができる。また、磁場発生手段に汎用性があり、分離対象の規模や目的によって超伝導バルク磁石、超伝導ソレノイド磁石、電磁石、永久磁石のいずれかを選択することができる。
【００５６】
また、多段式に複数の沈殿水槽と磁場発生手段を直列に配置すれば、より高い分離効率を簡単に得ることができる。したがって、ニッケル含有廃水の浄水に用いることができる。
【００５７】
なお、トリアジンチオールはニッケルのほか、鉄、コバルトとも塩を形成し、これらの塩は弱い磁性を有する。したがって、本発明は、鉄、コバルトの分離にも用いることができる。
【実施例２】
【００５８】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図２に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
本実施例において、磁場発生手段は超伝導バルク磁石で構成されている。10は磁場発生手段としての超伝導バルク磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極としての超伝導バルク材料11が近接して配置されている。超伝導バルク材料11には冷却部12が接しており、この冷却部12は冷凍機13により冷却され、さらに超伝導バルク材料11は冷却部12により冷却されるようになっている。また、バルク材料11、冷却部12は、真空容器に収容されており、外部からの熱を遮断し、バルク材料11が超伝導状態に保たれるようになっている。そして、バルク材料11は超伝導状態で励磁されて、磁場を発生するように構成されている。このほか、超伝導バルク磁石10には、真空ポンプ、圧縮機、励磁装置が付属するが、図示していない。
【００６０】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石10であり、バルク磁石の強磁場と急峻な磁気勾配により、効率よくトリアジンチオールニッケルを吸着させることができるとともに、磁場発生手段をコンパクトに構成することができる。
【実施例３】
【００６１】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図３に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施例において、磁場発生手段は超伝導ソレノイド磁石で構成されている。14は磁場発生手段としての超伝導ソレノイド磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極が近接して配置されている。そして、超伝導ソレノイド磁石14の中央のボア15に配管８が通されている。
【００６３】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石14であり、大空間に発生する強磁場により、効率よく大量にトリアジンチオールニッケルを吸着させることができる。
【００６４】
また、同様の構成で超伝導ソレノイド磁石の代わりに電磁石とすることができる。磁場発生手段が電磁石であることで、磁場の変化を急速な磁場変化、交流磁場、パルス状の磁場とすることができ、応用範囲が広がり汎用性を向上させることができる。
【実施例４】
【００６５】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図４に基づいて説明する。なお、上記実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
本実施例において、磁場発生手段は永久磁石で構成されている。16は磁場発生手段としての永久磁石であり、沈殿水槽６の底面外部に磁極が近接して配置されている。また、沈殿水槽６の内部における底部には、磁性メッシュ17が配置されている。磁性メッシュ17は、目開き０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の比較的粗い磁性材料からなる網である。そして、配管８の開口部は磁性メッシュ17の近傍に配置されている。
【００６７】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記磁場発生手段が永久磁石16であり、装置を簡略化することができ、安価に小規模に装置を構成することができる。
【００６８】
また、前記沈殿水槽６中における前記磁場発生手段たる永久磁石16の近傍に磁性メッシュ16を配し、磁性メッシュ16が磁化されることによって急勾配磁場が発生し、磁性メッシュ16にトリアジンチオールニッケルの沈殿が凝集するため、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めることができる。
【００６９】
なお、磁性メッシュ17の代わりに、球状や粒状の磁性ステンレスやめっきを施した鉄を沈殿水槽６中に配置しても、同様の効果を得ることができる。また、実施例１〜３の構成に磁性メッシュ17を加えて、トリアジンチオールニッケルの分離効率を高めるようにしてもよい。
【実施例５】
【００７０】
本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置について、沈殿水槽付近の構成を示す図５、図６に基づいて説明する。なお、上記実施例１、実施例２と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
本実施例において、沈殿水槽６には円板22が立てて配置され、円板22の下部が沈殿水槽６中のニッケル含有水溶液に浸るようになっている。円板21の中心軸を中心とする円上には複数の永久磁石22が等間隔に配置されている。円板21はその中心を軸に回転可能に構成されており、円板21のニッケル含有水溶液の液面Ｂより下の部分に近接して、永久磁石21が配置された円上に位置するように、超伝導バルク磁石10が配置されている。また、液面Ｂより上には、円板21に吸着されて捕集された沈殿を離脱させるためのスクレイパ23が円板21に接して設けられている。24はスクレイパ23で円板21から離脱させられた沈殿を収容する貯槽であり、25は沈殿が分離された上澄み液が排出される配管である。
【００７２】
つぎに作用について説明する。超伝導バルク磁石11から与えられた強磁場は、沈殿水槽６中の沈殿Ａを捕集する。そして、円板21を回転させると、沈殿Ａは、円板21に設けられた永久磁石22とともに液面Ｂの上に移動し、スクレイパ23によって円板21から離脱させられ、貯槽24に収容される。このように、超伝導バルク磁石11の近傍に凝集した沈殿Ａは、一度捕集されるとその位置を保つため、永久磁石22とともに移動し、簡単に沈殿水槽６の外部へ連続的に導出される。また、沈殿Ａは液面Ｂより上で円板21から離脱させられるため、水分が少ない良好なスラッジとして回収される。
【００７３】
以上のように、本実施例のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置は、前記沈殿水槽６中における前記磁場発生手段たる超伝導バルク磁石11の近傍に永久磁石22を備えた円板21を配し、この円板21は回転可能に構成されており、超伝導バルク磁石11で吸着したトリアジンチオールニッケルを円板21の永久磁石22に吸着させて分離することができる。
【００７４】
なお、円板21の代わりに、布でできたベルト状のシールドを設置して、このシールドを超伝導バルク磁石11上で移動させることで、沈殿Ａを引き上げて分離することもできる。
【実施例６】
【００７５】
ニッケル濃度が０．５４８％のニッケルめっき液に、トリアジンチオールナトリウム水溶液を添加し、トリアジンチオールニッケルを沈殿させて除去した。上澄み液のニッケル濃度は０．１６６％であり、当初の３０．３％に低減された。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施例２の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図３】実施例３の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図４】実施例４の沈殿水槽付近の構成を示す模式図である。
【図５】実施例５の沈殿水槽付近の構成を示す側面図である。
【図６】実施例５の沈殿水槽付近の構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００７７】
２ 反応水槽
６ 沈殿水槽
７ 磁場発生手段
10 超伝導バルク磁石（磁場発生手段）
14 超伝導ソレノイド磁石（磁場発生手段）
16 永久磁石（磁場発生手段）
17 磁性メッシュ
21 円板
22 永久磁石
31 溶解水槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えたことを特徴とするニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項２】
前記分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度が３Ｔ以上であることを特徴とする請求項１記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項３】
前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加することを特徴とする請求項１又は２記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項４】
ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽と、この溶解水槽でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽と、この反応水槽で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽と、この沈殿水槽においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段とを備えたことを特徴とするニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項５】
前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石又は電磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項７】
前記磁場発生手段が永久磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項８】
前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項９】
前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板は回転可能に構成されたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項１】
ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する混合工程と、この混合工程でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる析出工程と、この析出工程で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する分離工程とを備えたことを特徴とするニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項２】
前記分離工程において、トリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場の強度が３Ｔ以上であることを特徴とする請求項１記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項３】
前記析出工程又は前記分離工程において磁性粉末を添加することを特徴とする請求項１又は２記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法。
【請求項４】
ニッケル含有水溶液にトリアジンチオールナトリウムを混合する溶解水槽と、この溶解水槽でトリアジンチオールナトリウムを混合したニッケル含有水溶液の水素イオン濃度を調整することでトリアジンチオールニッケルを析出させる反応水槽と、この反応水槽で析出したトリアジンチオールニッケルを磁場に吸着させて分離する沈殿水槽と、この沈殿水槽においてトリアジンチオールニッケルを吸着させる磁場を発生する磁場発生手段とを備えたことを特徴とするニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項５】
前記磁場発生手段が超伝導バルク磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段が超伝導ソレノイド磁石又は電磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項７】
前記磁場発生手段が永久磁石であることを特徴とする請求項４記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項８】
前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に磁性メッシュを配したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【請求項９】
前記沈殿水槽中における前記磁場発生手段の近傍に永久磁石を備えた円板を配し、この円板は回転可能に構成されたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のニッケル含有水溶液からのニッケルの回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１２０９２１（Ｐ２００９−１２０９２１Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８６８１（Ｐ２００７−２９８６８１）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（３０４０２７２７９）国立大学法人 新潟大学 (310)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（３０４０２７２７９）国立大学法人 新潟大学 (310)
【Ｆターム（参考）】
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