六価クロムの抽出方法
【課題】 特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できる、六価クロムの抽出方法を提供すること。
【解決手段】 被処理素材３に残存する六価クロムの抽出方法であること。
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材３を液状または微粒子状の還元剤２に接触させる。
前記皮膜から六価クロムを抽出させる。
【解決手段】 被処理素材３に残存する六価クロムの抽出方法であること。
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材３を液状または微粒子状の還元剤２に接触させる。
前記皮膜から六価クロムを抽出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムイオンを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できる、六価クロムの抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄、非鉄金属、合成樹脂等の素材には、防錆や装飾、改質等を目的として、めっきや化成処理法等の種々の表面処理がなされている。なかでも、クロムめっきは、装飾性、耐食性、耐摩耗性に優れるため、装飾クロムめっきまたは工業用クロムめっきとして、自動車や電子および電気機器等の分野に広く採用されている。
【０００３】
前記クロムめっき浴は、一般にクロムイオンの供給源としてクロム酸、つまり六価クロムを大量に使用するため、安全性や衛生、公害等に充分な対策を要するとともに、析出した金属クロムやクロム酸化物に六価クロムが残存し、これが雨水等で溶出して地下水や環境を汚染し、人体へ深刻な影響を及ぼすことが指摘されていた。
このため、欧米の自動車業界においては、六価クロムの使用量低減や使用禁止の法規制が検討され、電子および電気機器業界においても同様な動向が見受けられ、我国においてもこれに追随する動きが見られている。
【０００４】
また、前記化成処理法であるクロメ−ト処理は、亜鉛めっき製品やカドミウムめっき製品の後処理として利用され、これはクロム酸または重クロム酸を主成分とする溶液中に被処理素材であるワ−クを浸漬し、ワ−クの表面に薄膜の不動態皮膜である防錆皮膜を生成させるものであるが、ワ−ク表面に残存する六価クロムが雨水等で溶出し、環境汚染や人体へ深刻な影響を及ぼすことが指摘されていた。
【０００５】
このため、六価クロムやクロメ−ト処理に代わる代替技術の開発が急がれているが、その中心は三価クロム系が主流で、三価クロム皮膜をトップコ−トしたものが多い。
しかし、これらの代替技術は、試験レベルで六価クロムないしクロメ−ト処理と同程度のものが得られているが、概して量産レベルでのコスト面に課題があり、未だ十分なものは得られていない。
【０００６】
一方、現状のクロムめっきまたはクロメ−ト処理部品は、前述のように六価クロムの溶出による環境汚染が問題視されているため、これをそのまま廃棄することはできず、また既存部品の使用にも不安があって、それらの問題の解決が早急に望まれている。
特に、欧州では電気電子機器に含まれる有害物質の使用制限に関するＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令の発効が近々予定され、我国においても同様な規制が予定され、その対応が急がれている。
【０００７】
このような問題解決に応ずる手段として、六価クロムの抽出ないし除去法がある。
例えば、工場排水に還元剤を添加する反応槽と、反応槽から導入した排水に沈殿剤を添加してクロム沈殿物を生じさせる沈殿槽を有し、それらを接続する管路と排水供給管路に、排水中の六価クロム濃度を測定する測定手段を設け、該手段の測定値を基に還元剤の添加量を制御し、クロム沈殿物を調量することによって、沈殿物による管路の目詰まりを防止し、排水中のクロムを効率良く除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、前記クロムの除去方法は、排水中の六価クロムの除去を対象にしているため、固体のワ−クに残留する六価クロムの抽出に対応できず、しかも反応槽や沈殿槽、測定手段等を要して、設備が高価になり広い設置スペ−スを要する等の問題があった。
【０００９】
前記問題を解決するものとして、Ｍｇ（II）およびＣｒ（III）と有害なＣｒ（IV）を含有するマグクロレンガやクロマグレンガのような六価クロム含有廃棄物に還元剤を加えて混合物とする混合工程と、該混合物を無酸素雰囲気で加熱してＭｇ（II）を金属マグネシウムに還元し、Ｃｒ（IV）を還元無害化する還元処理工程と、還元処理と同時に還元処理された混合物から金属マグネシウムを気化させて分離回収する分離回収工程とを備えた、六価クロム含有廃棄物の処理方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
しかし、前記処理方法は、マグクロレンガをそのまま使用せず、これを微粉末状に粉砕する工程と粉砕設備を要して、廃棄物の処理に手間が掛かるとともに、複雑かつ煩雑な工程を要して、生産性が悪い等の問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−８７９８８号公報
【特許文献２】特開平１１−１６９８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような問題を解決し、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できる、六価クロムの抽出方法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】
【００１３】
請求項１の発明は、被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出して、六価クロムが残存する有形の被処理素材から、容易かつ速やかにしかも安価に六価クロムを抽出し得るようにしている。
請求項２の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させ、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられるようにしている。
【００１４】
請求項３の発明は、クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させ、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応可能にしている。
請求項４の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射し、還元剤による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出するようにしている。
請求項５の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して三価クロムに還元し、還元剤を六価クロムの抽出と三価クロムへの還元の双方への利用を図り、還元剤の合理的な利用を図るようにしている。
【００１５】
請求項６の発明は、被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出し、被処理素材に残存する六価クロムを強制的かつ速やかに抽出し、抽出処理の能率向上と抽出精度の向上を図るようにしている。
請求項７の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させ、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられるようにしている。
【００１６】
請求項８の発明は、クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させ、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応可能にしている。
請求項９の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射し、電解液による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出するようにしている。
【００１７】
請求項１０の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加し、六価クロムの抽出を能率良くかつ精度良く行なうようにしている。
請求項１１の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元するようにして、六価クロムの抽出と三価クロムへの還元を合理的に行なうようにしている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明は、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出させるから、六価クロムが残存する有形の被処理素材から、容易かつ速やかにしかも安価に六価クロムを抽出することができる。
請求項２の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させるから、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられる効果がある。
【００１９】
請求項３の発明は、クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させるから、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射するから、還元剤による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出することができる。
請求項５の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して、三価クロムに還元し、還元剤を六価クロムの抽出と三価クロムへの還元の双方への利用を図り、還元剤の合理的な利用を図るようにしている。
【００２１】
請求項６の発明は、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出させるから、被処理素材に残存する六価クロムを強制的かつ速やかに抽出し、抽出処理の能率向上と抽出精度の向上を図ることができる。
請求項７の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させるから、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられる効果がある。
【００２２】
請求項８の発明は、クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させるから、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応することができる。
請求項９の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射するから、電解液による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出することができる。
【００２３】
請求項１０の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加するから、六価クロムの抽出を能率良くかつ精度良く行なうことができる。
請求項１１の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元するから、六価クロムの抽出と三価クロムへの還元を合理的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を被処理素材（ワ−ク）の表面をクロメ−ト処理し、ワ−ク表面に被覆した不動態のクロメ−ト皮膜に残存する六価クロムの抽出に適用した図示の実施形態について説明すると、図１において１は反応浴槽で、内部にピロ亜硫酸ナトリウム等の還元剤２の希釈溶液、実施形態では５％濃度溶液が常温、常圧で収容され、該還元剤２中に表面をクロメ−ト処理した鉄若しくは非鉄金属または合成樹脂製の被処理素材（ワ−ク）３が浸漬されている。
【００２５】
このように構成した六価クロムの抽出処理は、クロメ−ト処理後の六価クロム抽出工程、または経年的に使用したワ−ク３の廃棄前の処理工程において行なわれる。
前記六価クロムの抽出に際しては、還元剤２を収容可能な反応浴槽１を用意し、該反応浴槽１に市販の適宜な還元剤２を希釈して収容し、該還元剤２にワ−ク３を基本的にそのままの状態、つまり粉砕や圧潰加工することなく原形または略原形を維持して浸漬する。
したがって、ワ−ク３をそのまま還元剤２に収容できるから、クロメ−ト処理後に六価クロムを抽出する場合は、ワ−ク３を変形することなく抽出後に本来の利用を図れ、また廃棄前に六価クロムを抽出する場合は、粉砕や粉末化処理等の手間を要せず容易かつ迅速に抽出できる。
【００２６】
こうしてクロメ−ト皮膜を有するワ−ク３を還元剤２に浸漬すると、還元剤２による還元反応が始まる。すなわち、クロメ−ト皮膜に残存する六価クロムが還元剤２に接触すると、三価クロムに還元されて還元剤２に拡散する。
この状況はクロメ−ト皮膜色の変化で確認される。すなわち、クロメ−ト皮膜は還元処理前は赤色を呈し、還元処理が進行するにつれて白色に変化することで還元の程度が確認され、白色の変化を確認したところで、六価クロムの抽出を終了し、抽出後のワ−ク３を還元剤２中から引き上げる。発明者の実験では、前記一連の六価クロムの抽出に約１０〜１５秒要することが確認された。
【００２７】
前記六価クロムの抽出後、これが還元されて前記還元剤２に三価クロムが拡散し、アルカリ濃度が低減する一方、人体への影響を無視できるから、作業環境の劣化や環境汚染の心配がなく、基本的に廃液処理を要せずそのまま排水可能である。
このように、この実施形態では六価クロムの抽出と、抽出した六価クロムの三価クロムへの還元を同一の還元剤２によって行なっているから、還元剤２の有効利用を図れ、合理的な処理を実現する。
【００２８】
このような六価クロムの抽出方法について、発明者は次のような六価クロムの溶出実験を行なった。すなわち、テストピ−スとしてクロメ−ト処理したアルミニウム製の二つのワ−ク３を用意し、これらを前記還元剤２に１０秒または３分間浸漬し、これを純水を収容したビ−カに移し替えて加熱し、各テストピ−スを約５分間沸騰水中に浸漬し、六価クロムの溶出の有無を公知の検出薬剤を用いて確認した。
【００２９】
その結果、還元剤２に１０秒浸漬したワ−ク３から六価クロムが溶出し、還元剤２に３分間浸漬したワ−ク３からは六価クロムの溶出は確認できなかった。
このことから、クロメ−ト処理したワ−ク３を還元剤２に所定時間以上浸漬することによって、六価クロムの溶出を阻止できることが確認された。
また、浸漬時間が所定時間以下の場合は、クロメ−ト皮膜に残存していた六価クロムの三価クロムへの還元が不十分のため、未還元の六価クロムが溶出したと推定される。
【００３０】
図２乃至図５は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図２は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は反応浴槽１の内部に電解液４が常温常圧で収容され、該電解液４として実施形態では、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、オルソけい酸ナトリウム等からなる市販のアルカリ電解洗浄液を水で適宜希釈して使用している。
【００３１】
前記電解液４にワ−ク３と電極板である鉄板製の陽極板５とが浸漬され、これらに導線６が接続されていて、該導線６にスイッチ７と電源８が介挿されている。前記ワ−ク３に電源８の陰極側が接続され、陽極板５に電源８の陽極側が接続されている。
前記ワ−ク３は表面をクロムめっきし、そのめっき皮膜は金属クロムとクロムの酸化物とでマット状ないしポ−ラス状をしていて、該めっき表面またはポア（孔）に残存する六価クロムないし六価クロムイオンを抽出するようにしている。
図中、９は反応浴槽１に投入した前述と同様なピロ亜硫酸ナトリウム等の還元剤で、その投入時期は、例えば六価クロムイオンの電気泳動開始時、または予め反応浴槽１に投入して置いても良い。
【００３２】
この実施形態において、前記ワ−ク３の六価クロムないし六価クロムイオンを抽出する場合は、クロムめっき処理後の六価クロム抽出工程、または経年的に使用したワ−ク３の廃棄前の処理工程に行なわれる。
前記六価クロムの抽出に際しては、反応浴槽１に所定の電解液４を収容し、該電解液４にクロムめっきしたワ−ク３と陽極板５とを浸漬し、これらに電源８の陰極側または陽極側を接続する。
この場合、ワ−ク３は前述の実施形態と同様に基本的にそのままの状態、つまり粉砕や圧潰加工することなく浸漬する。
【００３３】
したがって、ワ−ク３をそのまま電解液４に収容できるから、クロムめっき後に六価クロムを抽出する場合は、ワ−ク３を変形することなく抽出後に本来の利用を図れ、また廃棄前に六価クロムを抽出する場合は、粉砕等の手間を要せず容易かつ迅速に抽出できる。
【００３４】
こうして電解液４にクロムめっきしたワ−ク３を浸漬し、スイッチ７をＯＮして、ワ−ク３に負電圧を印加し、陽極板５に正電圧を印加すると、陰極側では電源８から電子を供給されて還元され、電解液４中の水素イオンが還元されて水素が発生し、陽極側では電源８から電子を放出され、電解液４中の水が酸化して酸素が発生する。
このような陰極電解状況の下でクロムめっきに残留する六価クロムが負電荷を帯び、これが反対の電荷を帯びた陽極板５方向へ電気泳動し、電解液４中に拡散する。
その際、六価クロムは前記発生した水素によって撹拌され、電解液４中の一様な拡散を促される。
【００３５】
こうして、水素および酸素が発生し、六価クロムイオンが電気泳動ないし拡散し始めたところで、反応浴槽１に還元剤９を投入し、該還元剤９に六価クロムを接触させて、六価クロムを三価クロムに還元する。
したがって、六価クロムによる毒性が消失し、人体への影響を無視できるから、作業環境の劣化や環境汚染の心配がなく、基本的に廃液処理を要せず、そのまま廃液可能である
この場合、還元剤９を予め反応浴槽１に投入して置いても良く、そのようにすれば還元剤９の投入作業や投入時期を管理する面倒から解消される。
【００３６】
図３は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態はワ−ク３と電極板５に前述と反対向きに電圧を印加している。このようにすることで、ワ−ク３に正電圧を印加し、該ワ−ク３に電源８から電子を放出して、電解液４中の水を酸化し酸素を発生させる。
このような陽極電解状況の下で、クロムめっきに残留する六価クロムは正電荷を帯び、これが反対の電荷を帯びた電極板５方向へ電気泳動し、電解液４中に拡散する。
その際、前記発生した酸素によって六価クロムを撹拌し、電解液４中の一様な拡散を促すとともに、該六価クロムを還元剤９に接触させて、六価クロムを三価クロムに還元し、所期の効果を得る。
【００３７】
この場合、ワ−ク３に対する印加電圧の向きを変更可能にし、かつ陰極通電時と陽極通電時との比率を、電解液４の成分組成や汚染状態によって加減調節可能にする。
このようにするとワ−ク３に交番電圧が印加され、残存する六価クロムイオンの電荷が交番して帯電されるから、該六価クロムイオンが陽極または陰極側へ交互に電気泳動し、六価クロムが精密かつ確実に抽出され、還元剤９を介して三価クロムに精密かつ効率良く還元される。
【００３８】
図４は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は第２若しくは第３の実施形態、または前述の交番電圧を印加する応用形態において、反応浴槽１の近接位置に超音波発信器１０を設けるとともに、該発信器１０に連係して作動する超音波振動子１１を反応浴槽１内の底部または側面に複数設置する。
そして、超音波振動子１１によって小さな気泡を多量に発生させ、還元剤２または電界液４と還元剤９との撹拌を増進させるとともに、前記気泡が消滅する際の衝撃波によって、ワ−ク３に残留する六価クロムの抽出や移動を促し、六価クロムの抽出精度を向上するとともに、三価クロムへの還元作用を旺盛かつきめ細かく行なうようにしている。
【００３９】
このような六価クロムの抽出方法について、発明者は次のような六価クロムの溶出ないし抽出実験を行なった。すなわち、テストピ−スとして前述のクロムめっきしたアルミニウム製のワ−ク３を複数用意し、その一つを１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
【００４０】
次に、別のテストピ−スを１０％濃度の還元剤９に３分間浸漬後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを１０％濃度の還元剤９に浸漬し、かつその際超音波を１分間放射した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
【００４１】
また、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、１分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．５ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、２分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．３ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
【００４２】
次に、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、３分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．０５ｐｐｍ以下の六価クロム濃度を計測した。
また、前記電解液４に浸漬し、その際超音波を３分間放射して陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．０５ｐｐｍ以下の六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを前記電解液４に浸漬し、その際超音波を１分間照射して陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．１ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
【００４３】
このように前記実験では図２に示す陰極電解法によって、六価クロムの溶出濃度が低下するが、その効果は陰極電解時間に関係し、１分間で０．５ｐｐｍ、２分間で０．３ｐｐｍ、３分間で０．０５ｐｐｍ以下になり、これらが法規制値の０．５ｐｐｍ以下になることが確認された。
また、前記陰極電解法に、超音波照射を併用することによって、六価クロムの溶出濃度は法規制値の０．５ｐｐｍ以下になり、法規制値を満足するとともに、六価クロムの抽出精度が向上することが確認された。
【００４４】
図５は本発明の第５の実施形態を示し、この実施形態は第１の実施形態に超音波放射法を併用したもので、還元剤２を収容した反応浴槽１の近接位置に超音波発信器１０を設け、該発信器１０に連係して作動する超音波振動子１１を反応浴槽１内の底部または側面に複数設置する。
そして、超音波振動子１１によって小さな気泡を多量に発生させ、還元剤２の撹拌を増進させるとともに、前記気泡が消滅する際の衝撃波によって、クロメ−ト処理したワ−ク３に残留する六価クロムの抽出や移動を促し、六価クロムの抽出精度を向上するとともに、三価クロムの還元作用を旺盛かつ能率良く行なうようにしている。
【００４５】
なお、前述の実施形態では何れもワ−ク３を還元剤２または電解液４および／または還元剤９に浸漬しているが、これに限らず還元剤２または電解液４および／または還元剤９を微粒子状に形成し、これらに接触させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
このように本発明の六価クロムの抽出方法は、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できるようにしたものである
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明をクロメ−ト皮膜に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロメ−ト処理部品を還元剤に浸漬して六価クロムを抽出し、これを三価クロムへ還元させている状況を示している。
【図２】本発明をクロムめっき部品に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロムめっき部品を電解液に浸漬して陰極電解し、抽出した六価クロムを還元剤に接触させて、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【００４８】
【図３】本発明をクロムめっき部品に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロムめっき部品を電解液に浸漬して陽極電解し、抽出した六価クロムを還元剤に接触させて、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【図４】図２の陰極電解法による六価クロムの抽出法に、超音波放射法を併用して、クロムめっき部品に残存する六価クロムを抽出し、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【００４９】
【図５】図１の六価クロムの抽出法に超音波放射法を併用して、クロメ−ト皮膜に残存する六価クロムを抽出し、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【符号の説明】
【００５０】
２ 還元剤
３ 被処理素材（ワ−ク）
４ 電解液
９ 還元剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムイオンを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できる、六価クロムの抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄、非鉄金属、合成樹脂等の素材には、防錆や装飾、改質等を目的として、めっきや化成処理法等の種々の表面処理がなされている。なかでも、クロムめっきは、装飾性、耐食性、耐摩耗性に優れるため、装飾クロムめっきまたは工業用クロムめっきとして、自動車や電子および電気機器等の分野に広く採用されている。
【０００３】
前記クロムめっき浴は、一般にクロムイオンの供給源としてクロム酸、つまり六価クロムを大量に使用するため、安全性や衛生、公害等に充分な対策を要するとともに、析出した金属クロムやクロム酸化物に六価クロムが残存し、これが雨水等で溶出して地下水や環境を汚染し、人体へ深刻な影響を及ぼすことが指摘されていた。
このため、欧米の自動車業界においては、六価クロムの使用量低減や使用禁止の法規制が検討され、電子および電気機器業界においても同様な動向が見受けられ、我国においてもこれに追随する動きが見られている。
【０００４】
また、前記化成処理法であるクロメ−ト処理は、亜鉛めっき製品やカドミウムめっき製品の後処理として利用され、これはクロム酸または重クロム酸を主成分とする溶液中に被処理素材であるワ−クを浸漬し、ワ−クの表面に薄膜の不動態皮膜である防錆皮膜を生成させるものであるが、ワ−ク表面に残存する六価クロムが雨水等で溶出し、環境汚染や人体へ深刻な影響を及ぼすことが指摘されていた。
【０００５】
このため、六価クロムやクロメ−ト処理に代わる代替技術の開発が急がれているが、その中心は三価クロム系が主流で、三価クロム皮膜をトップコ−トしたものが多い。
しかし、これらの代替技術は、試験レベルで六価クロムないしクロメ−ト処理と同程度のものが得られているが、概して量産レベルでのコスト面に課題があり、未だ十分なものは得られていない。
【０００６】
一方、現状のクロムめっきまたはクロメ−ト処理部品は、前述のように六価クロムの溶出による環境汚染が問題視されているため、これをそのまま廃棄することはできず、また既存部品の使用にも不安があって、それらの問題の解決が早急に望まれている。
特に、欧州では電気電子機器に含まれる有害物質の使用制限に関するＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令の発効が近々予定され、我国においても同様な規制が予定され、その対応が急がれている。
【０００７】
このような問題解決に応ずる手段として、六価クロムの抽出ないし除去法がある。
例えば、工場排水に還元剤を添加する反応槽と、反応槽から導入した排水に沈殿剤を添加してクロム沈殿物を生じさせる沈殿槽を有し、それらを接続する管路と排水供給管路に、排水中の六価クロム濃度を測定する測定手段を設け、該手段の測定値を基に還元剤の添加量を制御し、クロム沈殿物を調量することによって、沈殿物による管路の目詰まりを防止し、排水中のクロムを効率良く除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、前記クロムの除去方法は、排水中の六価クロムの除去を対象にしているため、固体のワ−クに残留する六価クロムの抽出に対応できず、しかも反応槽や沈殿槽、測定手段等を要して、設備が高価になり広い設置スペ−スを要する等の問題があった。
【０００９】
前記問題を解決するものとして、Ｍｇ（II）およびＣｒ（III）と有害なＣｒ（IV）を含有するマグクロレンガやクロマグレンガのような六価クロム含有廃棄物に還元剤を加えて混合物とする混合工程と、該混合物を無酸素雰囲気で加熱してＭｇ（II）を金属マグネシウムに還元し、Ｃｒ（IV）を還元無害化する還元処理工程と、還元処理と同時に還元処理された混合物から金属マグネシウムを気化させて分離回収する分離回収工程とを備えた、六価クロム含有廃棄物の処理方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
しかし、前記処理方法は、マグクロレンガをそのまま使用せず、これを微粉末状に粉砕する工程と粉砕設備を要して、廃棄物の処理に手間が掛かるとともに、複雑かつ煩雑な工程を要して、生産性が悪い等の問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−８７９８８号公報
【特許文献２】特開平１１−１６９８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような問題を解決し、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できる、六価クロムの抽出方法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】
【００１３】
請求項１の発明は、被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出して、六価クロムが残存する有形の被処理素材から、容易かつ速やかにしかも安価に六価クロムを抽出し得るようにしている。
請求項２の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させ、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられるようにしている。
【００１４】
請求項３の発明は、クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させ、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応可能にしている。
請求項４の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射し、還元剤による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出するようにしている。
請求項５の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して三価クロムに還元し、還元剤を六価クロムの抽出と三価クロムへの還元の双方への利用を図り、還元剤の合理的な利用を図るようにしている。
【００１５】
請求項６の発明は、被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出し、被処理素材に残存する六価クロムを強制的かつ速やかに抽出し、抽出処理の能率向上と抽出精度の向上を図るようにしている。
請求項７の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させ、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられるようにしている。
【００１６】
請求項８の発明は、クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させ、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応可能にしている。
請求項９の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射し、電解液による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出するようにしている。
【００１７】
請求項１０の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加し、六価クロムの抽出を能率良くかつ精度良く行なうようにしている。
請求項１１の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元するようにして、六価クロムの抽出と三価クロムへの還元を合理的に行なうようにしている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明は、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出させるから、六価クロムが残存する有形の被処理素材から、容易かつ速やかにしかも安価に六価クロムを抽出することができる。
請求項２の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させるから、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられる効果がある。
【００１９】
請求項３の発明は、クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させるから、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射するから、還元剤による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出することができる。
請求項５の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して、三価クロムに還元し、還元剤を六価クロムの抽出と三価クロムへの還元の双方への利用を図り、還元剤の合理的な利用を図るようにしている。
【００２１】
請求項６の発明は、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出させるから、被処理素材に残存する六価クロムを強制的かつ速やかに抽出し、抽出処理の能率向上と抽出精度の向上を図ることができる。
請求項７の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させるから、固体状の被処理素材を粉砕または粉末状に処理することなく、基本的に処理前の状態で抽出し得るようにして、容易かつ速やかにしかも安価な抽出処理を実現し、抽出処理の量産化に応じられる効果がある。
【００２２】
請求項８の発明は、クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させるから、クロメ−ト皮膜またはクロムめっき皮膜に残存する六価クロムの抽出に好適であるとともに、被処理素材の生産過程または廃棄過程の双方の抽出処理に応じられ、六価クロム残存部品を適正に処理し、その安全な使用と廃棄を図り、環境汚染や人体への影響を防止するとともに、ＷＥＥＥ指令やＲｏＨＳ指令等の発効や我国における規制に対応することができる。
請求項９の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射するから、電解液による六価クロムの抽出処理に超音波放射処理を併用し、六価クロムを迅速かつ精度良く抽出することができる。
【００２３】
請求項１０の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加するから、六価クロムの抽出を能率良くかつ精度良く行なうことができる。
請求項１１の発明は、前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元するから、六価クロムの抽出と三価クロムへの還元を合理的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を被処理素材（ワ−ク）の表面をクロメ−ト処理し、ワ−ク表面に被覆した不動態のクロメ−ト皮膜に残存する六価クロムの抽出に適用した図示の実施形態について説明すると、図１において１は反応浴槽で、内部にピロ亜硫酸ナトリウム等の還元剤２の希釈溶液、実施形態では５％濃度溶液が常温、常圧で収容され、該還元剤２中に表面をクロメ−ト処理した鉄若しくは非鉄金属または合成樹脂製の被処理素材（ワ−ク）３が浸漬されている。
【００２５】
このように構成した六価クロムの抽出処理は、クロメ−ト処理後の六価クロム抽出工程、または経年的に使用したワ−ク３の廃棄前の処理工程において行なわれる。
前記六価クロムの抽出に際しては、還元剤２を収容可能な反応浴槽１を用意し、該反応浴槽１に市販の適宜な還元剤２を希釈して収容し、該還元剤２にワ−ク３を基本的にそのままの状態、つまり粉砕や圧潰加工することなく原形または略原形を維持して浸漬する。
したがって、ワ−ク３をそのまま還元剤２に収容できるから、クロメ−ト処理後に六価クロムを抽出する場合は、ワ−ク３を変形することなく抽出後に本来の利用を図れ、また廃棄前に六価クロムを抽出する場合は、粉砕や粉末化処理等の手間を要せず容易かつ迅速に抽出できる。
【００２６】
こうしてクロメ−ト皮膜を有するワ−ク３を還元剤２に浸漬すると、還元剤２による還元反応が始まる。すなわち、クロメ−ト皮膜に残存する六価クロムが還元剤２に接触すると、三価クロムに還元されて還元剤２に拡散する。
この状況はクロメ−ト皮膜色の変化で確認される。すなわち、クロメ−ト皮膜は還元処理前は赤色を呈し、還元処理が進行するにつれて白色に変化することで還元の程度が確認され、白色の変化を確認したところで、六価クロムの抽出を終了し、抽出後のワ−ク３を還元剤２中から引き上げる。発明者の実験では、前記一連の六価クロムの抽出に約１０〜１５秒要することが確認された。
【００２７】
前記六価クロムの抽出後、これが還元されて前記還元剤２に三価クロムが拡散し、アルカリ濃度が低減する一方、人体への影響を無視できるから、作業環境の劣化や環境汚染の心配がなく、基本的に廃液処理を要せずそのまま排水可能である。
このように、この実施形態では六価クロムの抽出と、抽出した六価クロムの三価クロムへの還元を同一の還元剤２によって行なっているから、還元剤２の有効利用を図れ、合理的な処理を実現する。
【００２８】
このような六価クロムの抽出方法について、発明者は次のような六価クロムの溶出実験を行なった。すなわち、テストピ−スとしてクロメ−ト処理したアルミニウム製の二つのワ−ク３を用意し、これらを前記還元剤２に１０秒または３分間浸漬し、これを純水を収容したビ−カに移し替えて加熱し、各テストピ−スを約５分間沸騰水中に浸漬し、六価クロムの溶出の有無を公知の検出薬剤を用いて確認した。
【００２９】
その結果、還元剤２に１０秒浸漬したワ−ク３から六価クロムが溶出し、還元剤２に３分間浸漬したワ−ク３からは六価クロムの溶出は確認できなかった。
このことから、クロメ−ト処理したワ−ク３を還元剤２に所定時間以上浸漬することによって、六価クロムの溶出を阻止できることが確認された。
また、浸漬時間が所定時間以下の場合は、クロメ−ト皮膜に残存していた六価クロムの三価クロムへの還元が不十分のため、未還元の六価クロムが溶出したと推定される。
【００３０】
図２乃至図５は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図２は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は反応浴槽１の内部に電解液４が常温常圧で収容され、該電解液４として実施形態では、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、オルソけい酸ナトリウム等からなる市販のアルカリ電解洗浄液を水で適宜希釈して使用している。
【００３１】
前記電解液４にワ−ク３と電極板である鉄板製の陽極板５とが浸漬され、これらに導線６が接続されていて、該導線６にスイッチ７と電源８が介挿されている。前記ワ−ク３に電源８の陰極側が接続され、陽極板５に電源８の陽極側が接続されている。
前記ワ−ク３は表面をクロムめっきし、そのめっき皮膜は金属クロムとクロムの酸化物とでマット状ないしポ−ラス状をしていて、該めっき表面またはポア（孔）に残存する六価クロムないし六価クロムイオンを抽出するようにしている。
図中、９は反応浴槽１に投入した前述と同様なピロ亜硫酸ナトリウム等の還元剤で、その投入時期は、例えば六価クロムイオンの電気泳動開始時、または予め反応浴槽１に投入して置いても良い。
【００３２】
この実施形態において、前記ワ−ク３の六価クロムないし六価クロムイオンを抽出する場合は、クロムめっき処理後の六価クロム抽出工程、または経年的に使用したワ−ク３の廃棄前の処理工程に行なわれる。
前記六価クロムの抽出に際しては、反応浴槽１に所定の電解液４を収容し、該電解液４にクロムめっきしたワ−ク３と陽極板５とを浸漬し、これらに電源８の陰極側または陽極側を接続する。
この場合、ワ−ク３は前述の実施形態と同様に基本的にそのままの状態、つまり粉砕や圧潰加工することなく浸漬する。
【００３３】
したがって、ワ−ク３をそのまま電解液４に収容できるから、クロムめっき後に六価クロムを抽出する場合は、ワ−ク３を変形することなく抽出後に本来の利用を図れ、また廃棄前に六価クロムを抽出する場合は、粉砕等の手間を要せず容易かつ迅速に抽出できる。
【００３４】
こうして電解液４にクロムめっきしたワ−ク３を浸漬し、スイッチ７をＯＮして、ワ−ク３に負電圧を印加し、陽極板５に正電圧を印加すると、陰極側では電源８から電子を供給されて還元され、電解液４中の水素イオンが還元されて水素が発生し、陽極側では電源８から電子を放出され、電解液４中の水が酸化して酸素が発生する。
このような陰極電解状況の下でクロムめっきに残留する六価クロムが負電荷を帯び、これが反対の電荷を帯びた陽極板５方向へ電気泳動し、電解液４中に拡散する。
その際、六価クロムは前記発生した水素によって撹拌され、電解液４中の一様な拡散を促される。
【００３５】
こうして、水素および酸素が発生し、六価クロムイオンが電気泳動ないし拡散し始めたところで、反応浴槽１に還元剤９を投入し、該還元剤９に六価クロムを接触させて、六価クロムを三価クロムに還元する。
したがって、六価クロムによる毒性が消失し、人体への影響を無視できるから、作業環境の劣化や環境汚染の心配がなく、基本的に廃液処理を要せず、そのまま廃液可能である
この場合、還元剤９を予め反応浴槽１に投入して置いても良く、そのようにすれば還元剤９の投入作業や投入時期を管理する面倒から解消される。
【００３６】
図３は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態はワ−ク３と電極板５に前述と反対向きに電圧を印加している。このようにすることで、ワ−ク３に正電圧を印加し、該ワ−ク３に電源８から電子を放出して、電解液４中の水を酸化し酸素を発生させる。
このような陽極電解状況の下で、クロムめっきに残留する六価クロムは正電荷を帯び、これが反対の電荷を帯びた電極板５方向へ電気泳動し、電解液４中に拡散する。
その際、前記発生した酸素によって六価クロムを撹拌し、電解液４中の一様な拡散を促すとともに、該六価クロムを還元剤９に接触させて、六価クロムを三価クロムに還元し、所期の効果を得る。
【００３７】
この場合、ワ−ク３に対する印加電圧の向きを変更可能にし、かつ陰極通電時と陽極通電時との比率を、電解液４の成分組成や汚染状態によって加減調節可能にする。
このようにするとワ−ク３に交番電圧が印加され、残存する六価クロムイオンの電荷が交番して帯電されるから、該六価クロムイオンが陽極または陰極側へ交互に電気泳動し、六価クロムが精密かつ確実に抽出され、還元剤９を介して三価クロムに精密かつ効率良く還元される。
【００３８】
図４は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は第２若しくは第３の実施形態、または前述の交番電圧を印加する応用形態において、反応浴槽１の近接位置に超音波発信器１０を設けるとともに、該発信器１０に連係して作動する超音波振動子１１を反応浴槽１内の底部または側面に複数設置する。
そして、超音波振動子１１によって小さな気泡を多量に発生させ、還元剤２または電界液４と還元剤９との撹拌を増進させるとともに、前記気泡が消滅する際の衝撃波によって、ワ−ク３に残留する六価クロムの抽出や移動を促し、六価クロムの抽出精度を向上するとともに、三価クロムへの還元作用を旺盛かつきめ細かく行なうようにしている。
【００３９】
このような六価クロムの抽出方法について、発明者は次のような六価クロムの溶出ないし抽出実験を行なった。すなわち、テストピ−スとして前述のクロムめっきしたアルミニウム製のワ−ク３を複数用意し、その一つを１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
【００４０】
次に、別のテストピ−スを１０％濃度の還元剤９に３分間浸漬後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを１０％濃度の還元剤９に浸漬し、かつその際超音波を１分間放射した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、２ｐｐｍ以上の六価クロム濃度を計測した。
【００４１】
また、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、１分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．５ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、２分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．３ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
【００４２】
次に、別のテストピ−スを電解液４に浸漬し、３分間陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．０５ｐｐｍ以下の六価クロム濃度を計測した。
また、前記電解液４に浸漬し、その際超音波を３分間放射して陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．０５ｐｐｍ以下の六価クロム濃度を計測した。
更に、別のテストピ−スを前記電解液４に浸漬し、その際超音波を１分間照射して陰極電解した後、１０００ｍＬの純水中に浸漬して加熱し、前記純水を沸騰させて約１００ｍＬに濃縮後、前記純水中の六価クロムの溶出の有無を測定したところ、０．１ｐｐｍの六価クロム濃度を計測した。
【００４３】
このように前記実験では図２に示す陰極電解法によって、六価クロムの溶出濃度が低下するが、その効果は陰極電解時間に関係し、１分間で０．５ｐｐｍ、２分間で０．３ｐｐｍ、３分間で０．０５ｐｐｍ以下になり、これらが法規制値の０．５ｐｐｍ以下になることが確認された。
また、前記陰極電解法に、超音波照射を併用することによって、六価クロムの溶出濃度は法規制値の０．５ｐｐｍ以下になり、法規制値を満足するとともに、六価クロムの抽出精度が向上することが確認された。
【００４４】
図５は本発明の第５の実施形態を示し、この実施形態は第１の実施形態に超音波放射法を併用したもので、還元剤２を収容した反応浴槽１の近接位置に超音波発信器１０を設け、該発信器１０に連係して作動する超音波振動子１１を反応浴槽１内の底部または側面に複数設置する。
そして、超音波振動子１１によって小さな気泡を多量に発生させ、還元剤２の撹拌を増進させるとともに、前記気泡が消滅する際の衝撃波によって、クロメ−ト処理したワ−ク３に残留する六価クロムの抽出や移動を促し、六価クロムの抽出精度を向上するとともに、三価クロムの還元作用を旺盛かつ能率良く行なうようにしている。
【００４５】
なお、前述の実施形態では何れもワ−ク３を還元剤２または電解液４および／または還元剤９に浸漬しているが、これに限らず還元剤２または電解液４および／または還元剤９を微粒子状に形成し、これらに接触させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
このように本発明の六価クロムの抽出方法は、特殊かつ高価な設備を要することなく、クロムめっきまたはクロメ−ト皮膜の表面または内部に残存する有害な六価クロムを確実かつ安価に抽出し、被処理素材からの六価クロムの溶出を阻止して、六価クロム残存部品の安全な使用や廃棄を図れ、環境汚染や人体への影響を防止できるようにしたものである
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明をクロメ−ト皮膜に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロメ−ト処理部品を還元剤に浸漬して六価クロムを抽出し、これを三価クロムへ還元させている状況を示している。
【図２】本発明をクロムめっき部品に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロムめっき部品を電解液に浸漬して陰極電解し、抽出した六価クロムを還元剤に接触させて、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【００４８】
【図３】本発明をクロムめっき部品に残存する六価クロムの抽出に適用した正面図で、クロムめっき部品を電解液に浸漬して陽極電解し、抽出した六価クロムを還元剤に接触させて、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【図４】図２の陰極電解法による六価クロムの抽出法に、超音波放射法を併用して、クロムめっき部品に残存する六価クロムを抽出し、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【００４９】
【図５】図１の六価クロムの抽出法に超音波放射法を併用して、クロメ−ト皮膜に残存する六価クロムを抽出し、三価クロムへ還元させている状況を示している。
【符号の説明】
【００５０】
２ 還元剤
３ 被処理素材（ワ−ク）
４ 電解液
９ 還元剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出させることを特徴とする六価クロムの抽出方法。
【請求項２】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させる請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項３】
クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させる請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項４】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射する請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項５】
前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して三価クロムに還元する請求項１または請求項３記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項６】
被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出させることを特徴とする六価クロムの抽出方法。
【請求項７】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させる請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項８】
クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させる請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項９】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射する請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項１０】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加する請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項１１】
前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元する請求項６または請求項８記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項１】
被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の還元剤に接触させ、前記皮膜から六価クロムを抽出させることを特徴とする六価クロムの抽出方法。
【請求項２】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記還元剤に接触させる請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項３】
クロメ−ト処理後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記還元剤に接触させる請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項４】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を還元剤に浸漬し、該還元剤に超音波を放射する請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項５】
前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを、前記還元剤を介して三価クロムに還元する請求項１または請求項３記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項６】
被処理素材に残存する六価クロムの抽出方法において、六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を液状または微粒子状の電解液に接触し、前記被処理素材に正または負電圧を印加して、前記皮膜から六価クロムを抽出させることを特徴とする六価クロムの抽出方法。
【請求項７】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、原形または略原形を維持して前記電解液に接触させる請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項８】
クロムめっき後または廃棄前の六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を、前記電解液に接触させる請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項９】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材を電解液に浸漬し、該電解液に超音波を放射する請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項１０】
前記六価クロムが残存する皮膜を有する被処理素材に正または負電圧を交互に印加する請求項６記載の六価クロムの抽出方法。
【請求項１１】
前記六価クロムが残存する皮膜から抽出した六価クロムを前記電解液中に移動し、該六価クロムを還元剤に接触させて三価クロムに還元する請求項６または請求項８記載の六価クロムの抽出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３２０８０５（Ｐ２００６−３２０８０５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４４８５８（Ｐ２００５−１４４８５８）
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（５００３９８２８９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（５００３９８２８９）
【Ｆターム（参考）】
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