金属の回収方法とその装置
【課題】重金属等を含む廃液等の被処理液から、それらを有価物である金属として回収する方法と装置に関し、被処理液から回収対象金属のみを有価物である金属として回収することができ、且つ回収対象金属以外の不純物を含有する可能性が少なく、回収率が高く回収対象金属の純度が高い回収方法と装置を提供することを課題とする。
【解決手段】回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする。
【解決手段】回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の回収方法とその装置、さらに詳しくは、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）等の重金属を含む廃液等の被処理液から、それらを有価物である金属単体あるいは合金として回収する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業廃液には種々の金属が含有されていることがあり、それらを有価物である金属単体として回収することが試みられている。たとえば、メッキ工場廃液にはＮｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等が含有され、半導体製造工場廃液には、Ｃｕ、Ｇａ等が含有され、液晶製造工場廃液にはＩｎ等が含有され、これらを金属単体あるいは合金として回収できれば、それらの金属を再利用すること等も可能となる。
【０００３】
重金属類を回収する廃液の処理技術として、従来では薬剤を用いた凝集沈殿処理、共沈処理等が一般に採用されており、濃度が低い場合には吸着剤を用いて金属類を除去することも行なわれている。また廃メッキ液からの金属回収では、鉄スクラップを廃メッキ液に投入し、Ｃｕ等の回収対象金属をセメンテーション法で回収する方法がある。たとえば共沈処理を利用する技術として下記特許文献１に係る発明がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２６７５８号公報
【０００５】
しかしながら、薬剤を用いた凝集沈殿処理では、水酸化物の沈殿物がスラッジとして発生するという問題点がある。また鉄スクラップを廃メッキ液に投入し、セメンテーション法によりＣｕ等を析出させる方法では、析出したＣｕが鉄スクラップ表面を覆った時点で析出反応が終了し、鉄をＣｕでコーティングしたものが回収されることとなり、目的とする金属のみを回収対象金属として回収することができない。また回収率が低く純度も低いものしか得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、廃液等の被処理液から目的とする金属のみを有価物である金属単体あるいは合金として回収することができ、且つ回収対象金属以外の不純物を含有する可能性が少なく、回収率が高く回収対象金属の純度が高い回収方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、金属の回収方法に係る請求項１記載の発明は、回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段であることを特徴とする。さらに請求項３記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石１２によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段であることを特徴とする。さらに請求項４記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部２５を設け、該筒状部２５内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【０００９】
さらに請求項５記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２及びポンプ３３を前記リアクター本体１の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子の平均粒径が０．５〜６ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子の平均粒径が１．０〜２．０ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項９記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子がアルミニウムであって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜５．５ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項１０記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子が亜鉛であって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜４．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の金属の回収方法において、被処理液がリアクター本体の下部から流入し、リアクター本体の上部から流出するように構成されていることを特徴とする。さらに請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の金属の回収方法において、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されていることを特徴とする。さらに請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の金属の回収方法において、複数段のリアクター本体によって、異なる２種以上の金属粒子で２種以上の金属を選択的に回収することを特徴とする。さらに請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３記載の金属の回収方法において、剥離された回収すべき金属をフィルターで回収することを特徴とする。
【００１２】
さらに金属の回収装置に係る請求項１５記載の発明は、回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液を流入するとともに、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加して、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させる金属析出反応を行なうためのリアクター本体と、前記析出した金属を回収すべく、前記金属粒子から剥離させるための剥離手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
さらに請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段であることを特徴とする。さらに請求項１７記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石１２によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段であることを特徴とする。さらに請求項１８記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部２５を設け、該筒状部２５内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１４】
さらに請求項１９記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。さらに請求項２０記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２及びポンプ３３を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１５】
さらに請求項２１記載の発明は、請求項１５乃至２０のいずれかに記載の金属の回収装置において、リアクター本体の下部に被処理液の流入部を有し、リアクター本体の上部に液流出部を有するとともに、前記流入部から被処理液がリアクター本体内に流入し、前記液流出部から流出するように構成されていることを特徴とする。さらに請求項２２記載の発明は、請求項２１記載の金属の回収装置において、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されていることを特徴とする。
【００１６】
さらに請求項２３記載の発明は、請求項１５乃至２２のいずれかに記載の金属の回収装置において、複数段のリアクター本体が配設されていることを特徴とする。さらに請求項２４記載の発明は、請求項１５乃至２３のいずれかに記載の金属の回収装置において、リアクター本体の後段に剥離された回収すべき金属を回収するためのフィルターが配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述のように、回収すべき金属を含有する廃液等の被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記廃液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収する方法であるため、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることで従来の鉄のスクラップを用いる方法に比べて反応のための金属の総表面積が増加し、析出反応速度が向上し、またある程度成長した析出金属を剥離手段で剥離させることで常に新しい金属表面を露出させ反応速度を維持することができるので、金属の回収効率を高めることができるという効果がある。
【００１８】
また、被処理液をリアクター本体下部から流入し、リアクター本体上部から流出するとともに、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するようにリアクター本体を構成した場合には、リアクター本体内での被処理液の上向流の速度が徐々に減少し、上記のような金属析出反応等により粒径が減少した金属粒子は、断面積が増加していくリアクター本体の上部において、不用意に溢流することなくリアクター本体内に保持することができる。
【００１９】
また被処理液はリアクター本体の下部側から流入し、リアクター本体内を通過する際に、上記回収の対象となる金属が上記金属粒子に析出されることから、リアクター本体の上部へ向かうほど被処理液中の回収対象金属の濃度が低下し、また上述のように金属粒子の粒径が減少するので、リアクター本体の上部ほど微細な金属粒子が存在し、さらに被処理液の上向流の速度が徐々に減少することで金属粒子の数が増加すると認められることから、リアクター本体の上部ほど金属粒子の総表面積は大きくなり、その結果、金属析出反応の反応速度が向上して、回収対象金属の濃度がより低濃度となるリアクター本体の上部においても、回収対象金属を効率よく回収処理することができるという効果がある。
【００２０】
さらに複数段のリアクター本体を設け、その後段にフィルターを設けた場合には、対象となる被処理液に２種以上の金属が含有されているような場合、たとえば１段目のリアクター本体である種の金属を析出させて１段目のフィルターでその金属を回収し、２段目のリアクター本体では他の金属を析出させて２段目のフィルターで該他の金属を回収するようなことが可能となり、異なる２種以上の金属粒子を用いて被処理液から２種以上の金属を選択的に回収することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
（実施形態１）
本実施形態の金属の回収装置は、図１に示すように、縦長のリアクター本体１を具備したものである。本実施形態では被処理液として廃液を対象とする場合について説明する。前記リアクター本体１は、同図に示すように、リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４からなり、それぞれ連設部５、６を介して連設されている。リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４のそれぞれは同幅に形成されているが、リアクター上部２の断面積はリアクター中間部３の断面積より大きく形成され、リアクター中間部３の断面積はリアクター下部４の断面積より大きく形成されている。この結果、全体としてリアクター本体１の断面積が上方に向かって不連続的に増加するように構成されている。尚、連設部５、６は、上向きに幅広なテーパ状に形成されている。
【００２２】
リアクター下部４の下側には、処理対象である廃液を流入するための略円錐形の流入用チャンバー７が設けられ、さらにその下部に流入管８が設けられている。流入管８には、図示しないが、逆止弁が設けられている。またリアクター上部２の上側には、上部チャンバー９が設けられ、その側部に、回収されたフレーク状や微粒子状の金属を排出するための排出管１０が設けられている。上部チャンバー９は、このような排出管１０によって回収された金属を排出するための部分であるとともに、回収対象金属とイオン化傾向の相違に基づいていわゆるセメンテーション反応（金属析出反応）を生じさせるための、回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい金属粒子を投入する部分でもある。実際には、投入される金属と回収される金属とのセメンテーション反応は、前記リアクター本体１の全体で生じることとなる。
【００２３】
そして、流入管８から流入された廃液が排出管１０に至るまでの間に、その廃液が垂直方向に上昇しつつ金属粒子による流動床を形成するように構成されている。さらに、廃液中に含有されている金属であって、前記セメンテーション反応により前記投入された金属粒子に析出した回収対象金属を剥離させる剥離手段としての超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４にそれぞれ設けられている。
【００２４】
本実施形態では、投入する金属粒子として亜鉛（Ｚｎ）の粒子が用いられる。また対象となる廃液としては、たとえば銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）等の金属イオンを含有する金属表面処理工場廃液等が用いられる。この場合には、Ｃｕ、Ｓｎが金属として回収されることになる。投入する金属粒子の平均粒径は、０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることができるが、本実施形態では平均粒径が２ｍｍのものが用いられる。尚、平均粒径は、画像解析法あるいはＪＩＳ Ｚ ８８０１ふるい分け試験法等により測定される。
【００２５】
そして、このような構成からなる金属の回収装置によって金属を回収する方法について説明すると、先ず処理対象である廃液を流入管８から流入用チャンバー７を介してリアクター本体１内に流入する。その一方で、上部チャンバー９からセメンテーション反応を生じさせるための金属粒子（Ｚｎ粒子）を投入する。リアクター本体１内においては、流入された廃液が垂直方向に上昇する一方で、その廃液と、上部チャンバー９から投入された金属粒子とが流動床を形成するように流動状態となる。
【００２６】
そして廃液中に含有されているＣｕ、Ｓｎ等の金属と、投入された金属粒子であるＺｎとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応を生じさせる。これをより詳細に説明すると、各金属イオンの還元反応は次式（１）〜（３）のとおりであり、各金属イオンの標準電極電位（Ｅ°）をそれぞれに示している。
【００２７】
Ｚｎ2+＋２ｅ→Ｚｎ …（１） −０．７６Ｖ
Ｃｕ2+＋２ｅ→Ｃｕ …（２） ＋０．３４Ｖ
Ｓｎ2+＋２ｅ→Ｓｎ …（３） −０．１４Ｖ
【００２８】
上記（１）〜（３）からも明らかように、Ｃｕ2+、Ｓｎ2+に比べて、Ｚｎ2+の標準還元電位が最も小さい。換言すれば、Ｃｕ、Ｓｎに比べて、Ｚｎのイオン化傾向が最も大きいことになる。そのため、上記のような流動状態となった状態で、イオン化傾向の大きいＺｎがＺｎ2+となって（上記（１）式と逆の反応）廃液中に溶出し、それとともに廃液中に含有されていたＣｕ2+、Ｓｎ2+がＣｕ、Ｓｎとなって、Ｚｎの粒子の表面上に析出する。
【００２９】
そして、このようなセメンテーション反応によってＣｕ、Ｓｎの各金属をＺｎ粒子の表面上に析出させた後、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃを作動させる。この超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃを作動させることによって、該超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃから発振される超音波が、前記Ｃｕ、Ｓｎを析出したＺｎ粒子に振動力及び攪拌力を付与し、それによって析出したＣｕ、Ｓｎの各金属がＺｎ粒子から強制的に剥離されることとなる。この場合、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、連続的に作動させることも可能であるが、連続的に作動させると超音波発振体が発熱し、超音波発振体を長時間作動させることが困難になるおそれがある。また超音波発振体を連続的に作動させると、析出した金属（Ｃｕ、Ｓｎ）が成長してある程度の大きさになる前に順次剥離され、その結果、ある程度の大きさの析出金属が得られないおそれがある。この点、超音波発振体を
間欠的に作動させると、析出する金属がある程度大きくなるまで不用意に剥離されるおそれが少ないので、剥離した金属の分離が容易になる。従って、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃの作動は間欠的に行なうのが好ましい。この場合の間欠的な作動は、たとえば２秒ＯＮ、８秒ＯＦＦ等によって行なう。
【００３０】
このようにして剥離されたＣｕ、Ｓｎは、上部チャンバー９から排出管１０を経てリアクター本体１の外部に排出され、回収対象金属（本実施形態の場合は、ＣｕとＳｎの合金）として回収されることとなるのである。この場合において、本実施形態では、回収対象金属を析出させるために投入される金属として、粒子状のものを用いているので、たとえば亜鉛のスクラップを投入するような場合に比べると、セメンテーション反応を生じさせるための金属（Ｚｎ）の表面積が増加し、Ｃｕ、Ｓｎの析出反応の速度が向上することとなる。
【００３１】
そして、ある程度成長した金属の析出が認められた後に、上記のような超音波の振動による強制的な剥離によって、常に新しい金属表面（Ｚｎ粒子の表面）を露出させ、反応速度を維持することができる。また、従来行われていた亜鉛のスクラップを投入するような方法に比べると、剥離した回収対象金属中にはＣｕ、Ｓｎ以外の不純物が非常に少ないものとなる。
【００３２】
また、Ｚｎからなる金属粒子はリアクター本体１内で流動し、上記のようなセメンテーション反応によってＺｎ2+が溶出するので、上部チャンバー９に投入された金属粒子の投入初期時における粒径は、時間の経過とともにどうしても減少することになる。この結果、本来であれば廃液がほぼ同じ上向流の速度でリアクター本体１内を上昇するので、上部に向かうほど粒径が減少して小さくなった金属粒子がリアクター本体１から不用意に溢流するおそれがある。
【００３３】
しかしながら、本実施形態においては、リアクター本体１の断面積が上方へ向かうほど不連続的に大きくなるように形成されているため、リアクター本体１内での廃液の上向流の速度は徐々に減少し、従って上記のようにセメンテーション反応等により粒径が減少した金属粒子は、断面積が増加していくリアクター本体１の上部において、不用意に溢流することなくリアクター本体１内に保持される可能性が高くなる。
【００３４】
また、廃液はリアクター本体１の下部側から流入し、リアクター本体１内を通過する際に、セメンテーション反応によりＺｎからなる金属粒子に、回収対象となるＣｕ、Ｓｎ等の金属を析出させることから、リアクター本体１の上部へ向かうほど、廃液中の回収対象金属の濃度が低下する。
【００３５】
しかしながら、本実施形態では、リアクター本体１の上部ほど微細な金属粒子が存在し、また廃液の上向流の速度が徐々に減少することで金属粒子の数が増加すると認められることから、リアクター本体１の上部ほど金属粒子の総表面積は大きくなる。この結果、セメンテーション反応の反応速度（回収対象金属析出の効率）が向上することから、回収対象金属の濃度がより低濃度となるリアクター本体１の上部においても、回収対象金属を効率よく回収処理することが可能となるのである。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態は、リアクター本体１の構造が上記実施形態１と相違する。すなわち、本実施形態では、図２に示すようにリアクター本体１の周面全体が上向きにテーパ状となるように形成され、リアクター本体１の断面積が連続的に上方に向かって増加するように構成されている。この点で、リアクター本体１の断面積が不連続的に上方に向かって増加している実施形態１の場合と相違している。
【００３７】
不連続的ではなく、断面積が連続的に上方に向かって増加するように構成されているので、本実施形態においては実施形態１のようにリアクター上部２、リアクター中間部３、リアクター下部４のように区分して構成されてはいない。
【００３８】
しかし、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、リアクター本体１の上部から下部にかけての３箇所に設けられている点は実施形態１と共通している。従って、本実施形態においても、実施形態１と同様に、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃから発振される超音波によって、金属粒子に析出している回収対象金属を強制的に剥離することができる効果が得られる。
【００３９】
また、不連続的であるか連続的であるかの相違はあるものの、断面積が上方に向かって増加するように構成されている点では実施形態１とは共通しているので、本実施形態においても、粒径が減少した微細な金属粒子をリアクター本体１の上部で保持し、不用意に溢流するのを防止する効果、及び回収対象金属の濃度が低濃度であるリアクター本体１の上部において回収対象金属を効率よく回収処理できる効果が生じることとなるのである。
【００４０】
（実施形態３）
本実施形態のリアクター本体１は、縦長のものである点で上記実施形態１、２と共通するが、図３及び図４に示すように上下において断面積が同じとなるように形成されており、この点で断面積が上方に向かって増加するように構成されている上記実施形態１、２と相違している。
【００４１】
本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、リアクター本体１の下部側に流入用チャンバー７が設けられているとともに、リアクター本体１の上部側に上部チャンバー９が設けられているが、その形状は、略円錐形に形成されていた実施形態１と相違する。すなわち、上部チャンバー９は、図３及び図４に示すように浅い円筒状に形成されており、流入用チャンバー７は、図５及び図６に示すように、中央筒部２０と、該中央筒部２０に連通して左右に設けられた側筒部２１、２１とからなる形状に形成されている。
【００４２】
本実施形態においては、流入管８、８は、前記流入用チャンバー７の側筒部２１、２１の先端側にそれぞれ設けられている。そして、流入用チャンバー７の側筒部２１、２１には邪魔板２２、２３が２条ずつ縦方向に設けられており、流入管８、８から流入される被処理液が、これらの邪魔板２２、２３によって流れが乱されるように構成されている。
【００４３】
また上部チャンバー９は、図４に示すように内筒９ａ及び外筒９ｂで構成されており、同図のように内筒９ａがリアクター本体１の上部に外嵌合されることによって、上部チャンバー９がリアクター本体１に取り付けられている。また排出管１０は、上部チャンバー９の下部であって、前記内筒９ａと外筒９ｂとの間の位置に取り付けられている。
このように構成されている結果、リアクター本体１の内部を上向きに流通する被処理液は、内筒９ａの上部開口部から、外筒９ｂと内筒９ａ間に溢流し、前記排出管１０から外部に排出されることとなる。
【００４４】
また、セメンテーション反応を生じさせるための金属粒子は、内筒９ａの上部開口部から投入されることとなる。そして、流入用チャンバー７の流入管８から流入された廃液が上部チャンバー９の排出管１０に至るまでの間に被処理液が垂直方向に上昇しつつ金属粒子による流動床を形成するように構成され、投入される金属と回収対象金属とのセメンテーション反応がリアクター本体１の全体で生じる点は、上記実施形態１、２と共通する。
【００４５】
さらに本実施形態においても、廃液中に含有されている金属であって、セメンテーション反応により金属粒子に析出した回収対象金属を剥離させる剥離手段として、超音波発振体が採用されている。すなわち本実施形態においては、４個の超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが、リアクター本体１の外周面に取り付けられている。この４個の超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、いずれも水平面に対して約４５度の角度をなしてリアクター本体１に取り付けられているが、そのうちの２個の超音波発振体１１ａ、１１ｃは同じ向きに取り付けられており、他の２個の超音波発振体１１ｂ、１１ｄは反対方向を向くように取り付けられている。
【００４６】
本実施形態においても、被処理液として廃液が用いられ、その廃液としては、たとえば上記実施形態１と同様のＣｕ、Ｓｎ等の金属イオンを含有する金属表面処理工場廃液等が用いられる。この場合には、実施形態１と同様に投入する金属粒子としてＺｎの粒子が用いられ、Ｃｕ、Ｓｎが金属として回収されることになる。
【００４７】
そして、本実施形態の金属の回収装置によって金属を回収する場合には、先ず廃液を流入管８から流入用チャンバー７を介してリアクター本体１内に流入する。この場合において、流入用チャンバー７は、上述のように中央筒部２０と側筒部２１、２１とで構成され、側筒部２１、２１には邪魔板２２、２３が２条ずつ縦方向に設けられているため、側筒部２１に対して横向きに取り付けられている流入管８、８から流入する廃液は、横方向に一気に流入するのではなく、縦方向に設けられた邪魔板２２、２３に沿って側筒部２１内を上下に交互に流れながら中央筒部２０内に流入し、その中央筒部２０からリアクター本体１に向かって上向きに流通することとなる。従って、流入管８、８から流入される廃液は、邪魔板２２、２３によって流れが乱され、偏流を生じさせずにリアクター本体１内を上向きに流通し易い状態となる。また必要があれば、流入チャンバー７内に、たとえば円筒状のかごにガラスあるいはセラミック製のボールを入れたものを設置することができ、これによって、より確実に偏流を防ぐことが可能となる。
【００４８】
廃液中に含有されているＣｕ、Ｓｎ等の金属と、投入される金属粒子であるＺｎとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応の作用、超音波発振体による攪拌及び金属の剥離の作用等は上記実施形態と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
（実施形態４）
本実施形態では、析出した回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、上記実施形態１乃至３の超音波発振体によって発振される超音波で振動させる手段に代えて、電磁石を用いて攪拌する手段を採用している。すなわち、本実施形態においては、図８に示すような電磁石１２を具備したスライドボード１３が、図７に示すようにリアクター本体１の側方に設けられたガイドレール１４に昇降自在に装着されている。スライドボード１３は、図８に示すように中央に空間部１５を有し、その空間部１５内にリアクター本体１を挿入して該リアクター本体１を包囲するように配設されている。尚、図８においては、リアクター本体１は図示されていない。また本実施形態では、リアクター本体１は水平断面が長方形状となるように形成されており、この点で断面が円形、すなわちリアクター本体１が円筒状に形成されていた上記実施形態１乃至３と相違している。
【００５０】
そして、図７の矢印１６で示すように、上下に交互に移動させることによって、リアクター本体１内の金属粒子を攪拌するとともに、多数の金属粒子を相互に衝突させ、それによって金属粒子から析出金属を強制的に剥離するのである。電磁石１２は、たとえば２秒などの一定間隔で交番で印加しており、またスライドボード１３の上下の移動は、間欠的若しくは連続的に行なう。金属粒子から析出した回収対象金属を剥離する手段が異なるものの、本実施形態においても、回収対象金属を金属粒子から好適に剥離して回収することができる。尚、本実施形態の場合に用いられる金属粒子は、磁性体である鉄粒子が用いられる。
【００５１】
尚、鉄（Ｆｅ）イオンの還元反応と標準電極電位は次のとおりである。
Ｆｅ2+＋２ｅ→Ｆｅ …（４） −０．４４Ｖ
これに対して、ＣｕやＳｎの還元反応や標準電極電位は、上記（２）、（３）式のとおりであり、標準電極電位の数値がＦｅはＣｕやＳｎよりも小さく、従って、Ｆｅのイオン化傾向はＣｕやＳｎのイオン化傾向よりも大きいため、本実施形態においてもＣｕやＳｎを含有する廃液に適用することが可能となる。
【００５２】
（実施形態５）
本実施形態では、図９に示すように、リアクターが２個配設されており、その点で１個のみからなる実施形態１乃至４の場合と相違する。すなわち、本実施形態では、１段目の
リアクター本体１ａの後段側であって２段目のリアクター本体１ｂの前段側にフィルター１７が設けられ、さらに２段目のリアクター本体１ｂの後段側にフィルター１８が設けられている。フィルターとしては、例えば、カートリッジフィルター、ドラムフィルター等が用いられる。また、フィルターに代えて、ベルトプレス、フィルタープレス等の固液分離手段を用いることも可能である。
【００５３】
本実施形態においては、たとえば対象となる廃液にＣｕとＳｎが含有されている場合、１段目のリアクター本体１ａにはＦｅ粒子を投入し、そのＦｅ粒子にＣｕを析出させて１段目のフィルター１７でＣｕを回収し、２段目のリアクター本体１ｂにはＺｎ粒子を投入し、そのＺｎ粒子にＳｎを析出させて２段目のフィルター１８でＳｎを回収するようなことが可能となる。
【００５４】
この場合、上記（２）、（３）、（４）式で示されている標準電極電位の数値から、Ｃｕ、ＳｎともにＦｅよりもイオン化傾向が小さいが、そのイオン化傾向の差は、ＦｅとＳｎとの差よりもＦｅとＣｕとの差の方がはるかに大きく、従って１段目のリアクター本体１ａにおいては、Ｃｕが優先的にＦｅ粒子に析出することとなる。一方、上記（１）式で示されている標準電極電位の数値から、Ｚｎのイオン化傾向はＣｕ、Ｓｎのイオン化傾向よりも大きく、従って２段目のリアクター本体１ｂにおいては、Ｃｕ、ＳｎともにＺｎ粒子に析出するはずであるが、Ｃｕはすでに１段目のリアクター本体１ａのＦｅ粒子に析出しているので、２段目のリアクター本体１ｂにおいては、Ｓｎが主としてＺｎ粒子に析出することとなるのである。ただし１段目のリアクター本体１ａでＦｅ粒子に析出しなかったＣｕの残留分は、２段目のリアクター本体１ｂでＺｎ粒子に析出する。
【００５５】
このように、本実施形態では、異なる２種の金属粒子を用いて廃液から２種の金属を選択的に回収することができるという利点がある。
【００５６】
（実施形態６）
本実施形態では、図１０に示すようにリアクターが３個配設されており、その点で１個のみからなる実施形態１乃至４や２個配設されていた実施形態５の場合と相違する。本実施形態では、これら３個のリアクター本体１ａ、リアクター本体１ｂ、リアクター本体１ｃの後段側にフィルター１７、フィルター１８、フィルター１９が設けられている。本実施形態では、上記実施形態５と同様に１段目のリアクター本体１ａでＦｅ粒子が投入され、２段目のリアクター本体１ｂでＺｎ粒子が投入されるが、３段目のリアクター本体１ｃではアルミニウム（Ａｌ）粒子が投入される。
【００５７】
本実施形態を、上記実施形態５と同様にＣｕとＳｎが含有されている廃液に適用すると、
１段目のリアクター本体１ａでは実施形態５と同様にＦｅ粒子にＣｕが析出されて１段目のフィルター１７でＣｕが回収され、２段目のリアクター本体１ｂにおいても実施形態５と同様にＺｎ粒子にＳｎが析出されて２段目のフィルター１８でＳｎが回収される。
【００５８】
しかしながら、３段目のリアクター本体１ｃにおいては、実施形態５からは予期できない作用が生じる。すなわち、上記のように１段目のリアクター本体１ａでセメンテーション反応により溶出したＦｅと、２段目のリアクター本体１ｂでセメンテーション反応により溶出したＺｎは、３段目のリアクター本体１ｃに投入されるＡｌ粒子に析出する。
【００５９】
この点をより詳細に説明すると、Ａｌイオンの還元反応と標準電極電位は次式（５）で示される。
Ａｌ3+＋３ｅ→Ａｌ …（５） −１．６６Ｖ
１段目のリアクター本体１ａで投入されたＦｅ粒子と、２段目のリアクター本体１ｂで投入されたＺｎ粒子は、上述のように回収対象金属よりもイオン化傾向の大きい金属からなるが、（１）、（４）、（５）式で示される標準電極電位の数値の比較から、Ａｌのイオン化傾向は、Ｆｅ、Ｚｎのイオン化傾向よりさらに大きいことは明らかである。従って、
１段目のリアクター本体１ａで溶出したＦｅと、２段目のリアクター本体１ｂで溶出したＺｎは、ともに３段目のリアクター本体１ｃでＡｌ粒子に析出されることとなるのである。
そして、Ａｌ粒子によってＦｅ−Ｚｎの合金として回収することが可能となる。
【００６０】
従って、１段目のリアクター本体１ａと２段目のリアクター本体１ｂでそれぞれ溶出したＦｅとＺｎとを、後段で凝集沈殿させる等の作業が不要となり、スラッジ発生量を抑制することが可能となる。尚、３段目のリアクター本体１ｃではＡｌが溶出するが、３価のＡｌは２価のＺｎやＦｅより少ない溶出量で済み、Ａｌの比重も軽く、スラッジ重量を減少させることができることから、スラッジ発生量が増大することはない。
【００６１】
（実施形態７）
本実施形態では、析出した回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、上記実施形態１乃至３の超音波発振体によって発振される超音波で振動させる手段、及び実施形態４の電磁石を用いて攪拌する手段に代えて、空気のような気体を吹き込んで攪拌する、いわゆるエアリフト作用を利用した手段を採用している。すなわち、本実施形態においては、図１１に示すように、リアクター本体１の略中央に筒状部２５が具備されており、その筒状部２５の下部に気体流入パイプ２６が接続されている。この気体流入パイプ２６の一端側開口部である気体流入口２７は前記リアクター本体１の外側に臨出され、気体流入パイプ２６の他端側開口部２８は前記筒状部２５と連通状態とされている。また、筒状部２５の下部開口部２９の下方には、邪魔板３０が設けられている。
【００６２】
本実施形態においては、上記実施形態３と同様にリアクター本体１が略円筒状に形成されており、また上記実施形態１乃至３と同様にリアクター本体１の下部に流入用チャンバー７が設けられ、上部には上部チャンバーが設けられている。ただし図１１には、排出管１０は図示しているが、上部チャンバーは図示していない。本実施形態では、投入する金属粒子としてＡｌ又はＺｎの粒子が用いられる。また対象となる廃液としては、インジウム（Ｉｎ）イオンを含有するフラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）製造工場廃液等が用いられる。この場合には、Ｉｎが金属として回収されることになる。
【００６３】
投入する金属粒子の平均粒径は上述のように０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることができるが、金属粒子がＡｌの場合には１．５〜５．５ｍｍのものが好ましく、Ｚｎの場合には１．５〜４．０ｍｍのものが好ましい。Ｚｎ粒子の場合は４．０ｍｍを超えると、またＡｌ粒子の場合は５．５ｍｍを超えると、それらの粒子を流動させるのに必要な流速が大きくなるとともに気体吹込量が多くなるからである。一方、セメンテーション反応によって徐々に金属粒子の粒径が小さくなることから、当初の金属粒子の粒径が小さいと、処理液とともにリアクター本体１から金属粒子が流出する可能性があることは上述のとおりであるが、この観点から、Ｚｎ粒子やＡｌ粒子の場合は１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６４】
そして、本実施形態の金属の回収装置によって金属を回収する方法について説明すると、上記各実施形態と同様に先ず流入用チャンバー７を介して廃液をリアクター本体１内に流入し、上部チャンバーから金属粒子を投入する。また気体流入パイプ２６を介して筒状部２５へ気体を流入させる。これによって筒状部２５内の気体と水の混合部分の比重が低下し、気体とともに液体が上部へ押し上げられる。
【００６５】
このように、筒状部２５へ気体を流入させ上向きに流通させることで、筒状部２５内の被処理液も上向きに流通することとなる。このように被処理液は筒状部２５の内部を流通するが、筒状部２５の内部と外部とで圧力差が生じるため、被処理液の流通速度も筒状部２５の内部と外部とで異なることとなり、その結果、リアクター本体１内で金属粒子が攪拌され、金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなるのである。
【００６６】
この場合において、本実施形態における回収対象金属であるＩｎは、スポンジ状で析出するため、上記実施形態１等のＣｕ、Ｓｎに比べるとＺｎ等の金属粒子への密着性が悪く、従って上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、本実施形態のように単にエアリフト作用を利用した攪拌手段であっても、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００６７】
そして廃液中に含有されているＩｎと、投入された金属粒子であるＺｎ又はＡｌとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応を生じさせる。これをより詳細に説明すると、Ｉｎイオンの還元反応は次式のとおりであり、標準電極電位（Ｅ°）も示している。
Ｉｎ3+＋３ｅ→Ｉｎ …（６） −０．３４Ｖ
【００６８】
上記（１）、（５）、（６）式からも明らかように、Ｉｎ3+に比べて、Ｚｎ2+やＡｌ3+の標準準還元電位が小さい。換言すれば、Ｉｎに比べて、ＺｎやＡｌのイオン化傾向が大きいことになる。そのため、上記のようなエアリフト作用を利用した攪拌により、イオン化傾向の大きいＺｎやＡｌがＺｎ2+或いはＡｌ3+となって廃液中に溶出し、それとともに廃液中に含有されていたＩｎ3+がＩｎとなって、ＺｎやＡｌの粒子の表面上に析出する。このようなセメンテーション反応によってＩｎをＺｎ粒子或いはＡｌ粒子の表面上に析出させた後、上記のようなエアリフト作用を利用した攪拌によって析出したＩｎがＺｎ粒子或いはＡｌ粒子から剥離され、剥離されたＩｎは、排出管１０を経てリアクター本体１の外部に排出され、回収されることとなるのである。
【００６９】
尚、本実施形態では、筒状部２５の下部開口部２９の下方に邪魔板３０が設けられているため、流入用チャンバー７から流入する廃液の水流が直接筒状部２５に流入することがなく、邪魔板３０に当たり、筒状部２５内の被処理液の流通速度が極端に速くなるのが好適に阻止されることとなる。
【００７０】
（実施形態８）
本実施形態では、回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、エアジェット攪拌又はウオータージェット攪拌を採用し、この点で上記実施形態１乃至７と相違している。すなわち、本実施形態においては、図１２に示すように、ジェット攪拌用噴出具３１をリアクター本体１の周面部に取り付け、そのジェット攪拌用噴出具３１から空気又は水が噴出されてリアクター本体１内に微細な気泡が発生するように構成されている。すなわち、エアジェット攪拌とは空気等の気体を噴出させて微細な気泡を発生させることを意味し、ウオータージェット攪拌とは水等の液体を噴出させて微細な気泡を発生させることを意味する。
【００７１】
リアクター本体１の形状や流入用チャンバー７、排出管１０が設けられている構成は上記実施形態７と同じであるため、その説明は省略する。また投入する金属粒子や対象となる廃液の種類、さらにはセメンテーション反応の作用等も上記実施形態７と同じであるため、その詳細な説明は省略する。本実施形態においては、上記ジェット攪拌用噴出具３１から空気のような気体又は水（たとえば処理液）が噴出されてリアクター本体１内に乱流が発生し、その乱流によってリアクター本体１内の金属粒子が攪拌され、それによって金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなるのである。
【００７２】
本実施形態においても、析出金属であるＩｎがＺｎ等の金属粒子への密着性が悪いものであるため、上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、単にエアジェット又はウオータージェット攪拌を行なうだけの手段によって、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな撹拌手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００７３】
（実施形態９）
本実施形態では、回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、固液輸送ポンプ攪拌による手段を採用し、この点で上記実施形態１乃至８と相違している。すなわち、本実施形態においては、図１３に示すようにリアクター本体１内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２とポンプ３３とをリアクター本体１の外部に設け、被処理液及び金属粒子を、前記ポンプ３３により前記流路３２及びリアクター本体１で循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段を採用している。
【００７４】
リアクター本体１の形状や流入用チャンバー７、排出管１０が設けられている構成は上記実施形態７、８と同じであるため、その説明は省略する。また投入する金属粒子や対象となる廃液の種類、さらにはセメンテーション反応の作用等も上記実施形態７、８と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態においては、ポンプ３３によって被処理液が金属粒子とともにリアクター本体１から流路３２へ流出され、その流路３２を循環して再度リアクター本体１へ返送されることになり、その結果、リアクター本体１内の金属粒子が攪拌され、それによって金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなる。
【００７６】
本実施形態においても、析出金属であるＩｎがＺｎ等の金属粒子への密着性が悪いものであるため、上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、ポンプ３３や流路３２を用いて単に固液輸送ポンプ攪拌するだけの手段によって、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００７７】
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、廃液（被処理液）としてＣｕ、Ｓｎのイオンを含有する金属表面処理工場の廃液に適用する場合について説明したが、対象となる廃液の種類はこれに限定されるものではなく、メッキ工場廃液、半導体製造工場廃液、液晶製造工場廃液等に適用することも可能である。また被処理液として、本発明においては廃液を用いることを主眼としているが、廃液以外の被処理液、たとえば、金属含有固形廃棄物に酸等の薬品を接触させて回収すべき金属を溶解してイオン化して得られた水溶液に適用可能である。
従って、回収の対象となる金属の種類も該実施形態のＣｕ、Ｓｎ、Ｉｎに限らず、たとえば、Ｎｉ、Ｇａ、Ｚｎ等を回収対象金属とすることも可能であり、回収対象金属の種類は問わない。
【００７８】
また、該実施形態では、金属粒子の平均粒径を約２ｍｍとしてが、金属粒子の平均粒径は該実施形態に限定されるものではなく、要は０．１〜８ｍｍであればよい。０．１ｍｍ未満であると、セメンテーション反応が必ずしも好適に行なわれるとは限らず、また金属粒子から剥離した回収対象金属の回収が容易に行なえない可能性があり、また８ｍｍを超えると、リアクター本体内で保持しうる金属粒子の数が減少し、結果的に金属粒子の総表面積が減少して析出反応の効率が低下するおそれがあり、また金属粒子を流動させるために流速を上げる必要が生じ、必要な反応時間を保持するためにリアクターを大型化（リアクター高さを高く）する必要があるからである。この観点からは、０．５〜６ｍｍであることがより好ましい。さらに、リアクター本体内での流動性、反応性を良好にし、リアクター本体内での保持を容易にするためには、１．０〜２．０ｍｍの範囲であることが、さらに好ましい。尚、金属粒子の平均粒径は、前述の通り、画像解析法、ＪＩＳ Ｚ ８８０１ふるい分け試験法等にて測定される。画像解析法による平均粒径の測定は、例えば、日機装株式会社製のミリトラックＪＰＡが用いられる。また、ＪＩＳのふるい分け法では、平均粒径１〜２ｍｍの範囲とする場合は、例えば、呼び寸法２０００μｍふるい下で、１０００μｍふるい上となる金属粒子を用いる。
【００７９】
さらに、金属粒子の均一度は、５より小さいのが、処理効率や運転制御等の観点から好ましい。ここで金属粒子の均一度とは、粒度分布測定或いはふるい分け等によって形成される透過率曲線（ある粒径より小さい粒子の質量の全試料質量に対する百分率、すなわち透過率をある粒径に対して描いた曲線、ふるい下累積曲線ともいう）において、ふるい下６０％粒径をふるい下１０％粒径で割った値をいう。粒度分布の幅を表すものである。
【００８０】
さらに、また、該実施形態では、金属粒子は、金属単体を利用したが、合金であってもよい。合金としては、鉄−アルミニウム合金、カルシウム−シリコン合金等を用いることができる。
【００８１】
さらに、上記実施形態１、２では、リアクター本体１の断面積が上部に向かうほど大きくなるように形成したため、上記のような好ましい効果が得られたが、このようにリアクター本体１を形成することは本発明に必須の条件ではない。実施形態３、７、８、９のようにリアクター本体１の断面積が同じで全体が略円筒状になるように形成することも可能である。
【００８２】
さらに、金属粒子から析出金属を剥離する手段も、上記実施形態１乃至９の各手段に限定されるものではなく、これら以外の手段であってもよい。
【実施例】
【００８３】
金属粒子としてＺｎを用い、試験用の模擬被処理液として硫酸銅溶液を用いた。試験用装置として図１４に示すように、中央に超音波発振体１１を具備させたリアクター本体１の他、２台のタンク３４、３５、２台のポンプ３６、３７、バグフィルター３８及びこれらを接続する流路３９、４０、４１を設けた装置を用いた。
【００８４】
硫酸銅溶液のｐＨは５、初期濃度は６５．５ｍg/L、処理液量は７０Lとし、平均粒径０．０５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの金属粒子について、被処理液を図１４に示す試験装置を循環するように供給して試験を行なった。試験結果を表１乃至５、及び図１５に示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
【表２】
【００８７】
【表３】
【００８８】
【表４】
【００８９】
【表５】
【００９０】
表１乃至５及び図１５からも明らかなように、平均粒径１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍの金属粒子を採用した場合には、０．０５ｍｍ、１０ｍｍの金属粒子を採用した場合に比べると
析出金属である銅（Ｃｕ）の除去率が良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】一実施形態としての金属の回収装置の概略正面図。
【図２】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図３】他実施形態の金属の回収装置の概略斜視図。
【図４】他実施形態の金属の回収装置の概略断面図。
【図５】他実施形態の金属の回収装置における流入用チャンバーの概略平面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線格段断面図。
【図７】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図８】図７の実施形態に使用される電磁石を具備したスライドボードの概略平面図。
【図９】他実施形態の金属の回収装置の概略ブロック図。
【図１０】他実施形態の金属の回収装置の概略ブロック図。
【図１１】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１２】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１３】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１４】実施例の試験装置を示す概略ブロック図。
【図１５】試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…リアクター本体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…超音波発振体
１２…電磁石 １７、１８、１９…フィルター
２５…筒状部 ３２…流路
３３…ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の回収方法とその装置、さらに詳しくは、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）等の重金属を含む廃液等の被処理液から、それらを有価物である金属単体あるいは合金として回収する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業廃液には種々の金属が含有されていることがあり、それらを有価物である金属単体として回収することが試みられている。たとえば、メッキ工場廃液にはＮｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等が含有され、半導体製造工場廃液には、Ｃｕ、Ｇａ等が含有され、液晶製造工場廃液にはＩｎ等が含有され、これらを金属単体あるいは合金として回収できれば、それらの金属を再利用すること等も可能となる。
【０００３】
重金属類を回収する廃液の処理技術として、従来では薬剤を用いた凝集沈殿処理、共沈処理等が一般に採用されており、濃度が低い場合には吸着剤を用いて金属類を除去することも行なわれている。また廃メッキ液からの金属回収では、鉄スクラップを廃メッキ液に投入し、Ｃｕ等の回収対象金属をセメンテーション法で回収する方法がある。たとえば共沈処理を利用する技術として下記特許文献１に係る発明がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２６７５８号公報
【０００５】
しかしながら、薬剤を用いた凝集沈殿処理では、水酸化物の沈殿物がスラッジとして発生するという問題点がある。また鉄スクラップを廃メッキ液に投入し、セメンテーション法によりＣｕ等を析出させる方法では、析出したＣｕが鉄スクラップ表面を覆った時点で析出反応が終了し、鉄をＣｕでコーティングしたものが回収されることとなり、目的とする金属のみを回収対象金属として回収することができない。また回収率が低く純度も低いものしか得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、廃液等の被処理液から目的とする金属のみを有価物である金属単体あるいは合金として回収することができ、且つ回収対象金属以外の不純物を含有する可能性が少なく、回収率が高く回収対象金属の純度が高い回収方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、金属の回収方法に係る請求項１記載の発明は、回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段であることを特徴とする。さらに請求項３記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石１２によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段であることを特徴とする。さらに請求項４記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部２５を設け、該筒状部２５内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【０００９】
さらに請求項５記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。さらに請求項６記載の発明は、請求項１記載の金属の回収方法において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２及びポンプ３３を前記リアクター本体１の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１０】
さらに請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子の平均粒径が０．５〜６ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子の平均粒径が１．０〜２．０ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項９記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子がアルミニウムであって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜５．５ｍｍであることを特徴とする。さらに請求項１０記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法において、金属粒子が亜鉛であって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜４．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の金属の回収方法において、被処理液がリアクター本体の下部から流入し、リアクター本体の上部から流出するように構成されていることを特徴とする。さらに請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の金属の回収方法において、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されていることを特徴とする。さらに請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の金属の回収方法において、複数段のリアクター本体によって、異なる２種以上の金属粒子で２種以上の金属を選択的に回収することを特徴とする。さらに請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３記載の金属の回収方法において、剥離された回収すべき金属をフィルターで回収することを特徴とする。
【００１２】
さらに金属の回収装置に係る請求項１５記載の発明は、回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液を流入するとともに、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加して、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させる金属析出反応を行なうためのリアクター本体と、前記析出した金属を回収すべく、前記金属粒子から剥離させるための剥離手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
さらに請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段であることを特徴とする。さらに請求項１７記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石１２によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段であることを特徴とする。さらに請求項１８記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部２５を設け、該筒状部２５内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１４】
さらに請求項１９記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。さらに請求項２０記載の発明は、請求項１５記載の金属の回収装置において、金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２及びポンプ３３を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段であることを特徴とする。
【００１５】
さらに請求項２１記載の発明は、請求項１５乃至２０のいずれかに記載の金属の回収装置において、リアクター本体の下部に被処理液の流入部を有し、リアクター本体の上部に液流出部を有するとともに、前記流入部から被処理液がリアクター本体内に流入し、前記液流出部から流出するように構成されていることを特徴とする。さらに請求項２２記載の発明は、請求項２１記載の金属の回収装置において、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されていることを特徴とする。
【００１６】
さらに請求項２３記載の発明は、請求項１５乃至２２のいずれかに記載の金属の回収装置において、複数段のリアクター本体が配設されていることを特徴とする。さらに請求項２４記載の発明は、請求項１５乃至２３のいずれかに記載の金属の回収装置において、リアクター本体の後段に剥離された回収すべき金属を回収するためのフィルターが配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述のように、回収すべき金属を含有する廃液等の被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記廃液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収する方法であるため、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることで従来の鉄のスクラップを用いる方法に比べて反応のための金属の総表面積が増加し、析出反応速度が向上し、またある程度成長した析出金属を剥離手段で剥離させることで常に新しい金属表面を露出させ反応速度を維持することができるので、金属の回収効率を高めることができるという効果がある。
【００１８】
また、被処理液をリアクター本体下部から流入し、リアクター本体上部から流出するとともに、リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するようにリアクター本体を構成した場合には、リアクター本体内での被処理液の上向流の速度が徐々に減少し、上記のような金属析出反応等により粒径が減少した金属粒子は、断面積が増加していくリアクター本体の上部において、不用意に溢流することなくリアクター本体内に保持することができる。
【００１９】
また被処理液はリアクター本体の下部側から流入し、リアクター本体内を通過する際に、上記回収の対象となる金属が上記金属粒子に析出されることから、リアクター本体の上部へ向かうほど被処理液中の回収対象金属の濃度が低下し、また上述のように金属粒子の粒径が減少するので、リアクター本体の上部ほど微細な金属粒子が存在し、さらに被処理液の上向流の速度が徐々に減少することで金属粒子の数が増加すると認められることから、リアクター本体の上部ほど金属粒子の総表面積は大きくなり、その結果、金属析出反応の反応速度が向上して、回収対象金属の濃度がより低濃度となるリアクター本体の上部においても、回収対象金属を効率よく回収処理することができるという効果がある。
【００２０】
さらに複数段のリアクター本体を設け、その後段にフィルターを設けた場合には、対象となる被処理液に２種以上の金属が含有されているような場合、たとえば１段目のリアクター本体である種の金属を析出させて１段目のフィルターでその金属を回収し、２段目のリアクター本体では他の金属を析出させて２段目のフィルターで該他の金属を回収するようなことが可能となり、異なる２種以上の金属粒子を用いて被処理液から２種以上の金属を選択的に回収することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
（実施形態１）
本実施形態の金属の回収装置は、図１に示すように、縦長のリアクター本体１を具備したものである。本実施形態では被処理液として廃液を対象とする場合について説明する。前記リアクター本体１は、同図に示すように、リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４からなり、それぞれ連設部５、６を介して連設されている。リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４のそれぞれは同幅に形成されているが、リアクター上部２の断面積はリアクター中間部３の断面積より大きく形成され、リアクター中間部３の断面積はリアクター下部４の断面積より大きく形成されている。この結果、全体としてリアクター本体１の断面積が上方に向かって不連続的に増加するように構成されている。尚、連設部５、６は、上向きに幅広なテーパ状に形成されている。
【００２２】
リアクター下部４の下側には、処理対象である廃液を流入するための略円錐形の流入用チャンバー７が設けられ、さらにその下部に流入管８が設けられている。流入管８には、図示しないが、逆止弁が設けられている。またリアクター上部２の上側には、上部チャンバー９が設けられ、その側部に、回収されたフレーク状や微粒子状の金属を排出するための排出管１０が設けられている。上部チャンバー９は、このような排出管１０によって回収された金属を排出するための部分であるとともに、回収対象金属とイオン化傾向の相違に基づいていわゆるセメンテーション反応（金属析出反応）を生じさせるための、回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい金属粒子を投入する部分でもある。実際には、投入される金属と回収される金属とのセメンテーション反応は、前記リアクター本体１の全体で生じることとなる。
【００２３】
そして、流入管８から流入された廃液が排出管１０に至るまでの間に、その廃液が垂直方向に上昇しつつ金属粒子による流動床を形成するように構成されている。さらに、廃液中に含有されている金属であって、前記セメンテーション反応により前記投入された金属粒子に析出した回収対象金属を剥離させる剥離手段としての超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、リアクター上部２、リアクター中間部３、及びリアクター下部４にそれぞれ設けられている。
【００２４】
本実施形態では、投入する金属粒子として亜鉛（Ｚｎ）の粒子が用いられる。また対象となる廃液としては、たとえば銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）等の金属イオンを含有する金属表面処理工場廃液等が用いられる。この場合には、Ｃｕ、Ｓｎが金属として回収されることになる。投入する金属粒子の平均粒径は、０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることができるが、本実施形態では平均粒径が２ｍｍのものが用いられる。尚、平均粒径は、画像解析法あるいはＪＩＳ Ｚ ８８０１ふるい分け試験法等により測定される。
【００２５】
そして、このような構成からなる金属の回収装置によって金属を回収する方法について説明すると、先ず処理対象である廃液を流入管８から流入用チャンバー７を介してリアクター本体１内に流入する。その一方で、上部チャンバー９からセメンテーション反応を生じさせるための金属粒子（Ｚｎ粒子）を投入する。リアクター本体１内においては、流入された廃液が垂直方向に上昇する一方で、その廃液と、上部チャンバー９から投入された金属粒子とが流動床を形成するように流動状態となる。
【００２６】
そして廃液中に含有されているＣｕ、Ｓｎ等の金属と、投入された金属粒子であるＺｎとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応を生じさせる。これをより詳細に説明すると、各金属イオンの還元反応は次式（１）〜（３）のとおりであり、各金属イオンの標準電極電位（Ｅ°）をそれぞれに示している。
【００２７】
Ｚｎ2+＋２ｅ→Ｚｎ …（１） −０．７６Ｖ
Ｃｕ2+＋２ｅ→Ｃｕ …（２） ＋０．３４Ｖ
Ｓｎ2+＋２ｅ→Ｓｎ …（３） −０．１４Ｖ
【００２８】
上記（１）〜（３）からも明らかように、Ｃｕ2+、Ｓｎ2+に比べて、Ｚｎ2+の標準還元電位が最も小さい。換言すれば、Ｃｕ、Ｓｎに比べて、Ｚｎのイオン化傾向が最も大きいことになる。そのため、上記のような流動状態となった状態で、イオン化傾向の大きいＺｎがＺｎ2+となって（上記（１）式と逆の反応）廃液中に溶出し、それとともに廃液中に含有されていたＣｕ2+、Ｓｎ2+がＣｕ、Ｓｎとなって、Ｚｎの粒子の表面上に析出する。
【００２９】
そして、このようなセメンテーション反応によってＣｕ、Ｓｎの各金属をＺｎ粒子の表面上に析出させた後、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃを作動させる。この超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃを作動させることによって、該超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃから発振される超音波が、前記Ｃｕ、Ｓｎを析出したＺｎ粒子に振動力及び攪拌力を付与し、それによって析出したＣｕ、Ｓｎの各金属がＺｎ粒子から強制的に剥離されることとなる。この場合、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、連続的に作動させることも可能であるが、連続的に作動させると超音波発振体が発熱し、超音波発振体を長時間作動させることが困難になるおそれがある。また超音波発振体を連続的に作動させると、析出した金属（Ｃｕ、Ｓｎ）が成長してある程度の大きさになる前に順次剥離され、その結果、ある程度の大きさの析出金属が得られないおそれがある。この点、超音波発振体を
間欠的に作動させると、析出する金属がある程度大きくなるまで不用意に剥離されるおそれが少ないので、剥離した金属の分離が容易になる。従って、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃの作動は間欠的に行なうのが好ましい。この場合の間欠的な作動は、たとえば２秒ＯＮ、８秒ＯＦＦ等によって行なう。
【００３０】
このようにして剥離されたＣｕ、Ｓｎは、上部チャンバー９から排出管１０を経てリアクター本体１の外部に排出され、回収対象金属（本実施形態の場合は、ＣｕとＳｎの合金）として回収されることとなるのである。この場合において、本実施形態では、回収対象金属を析出させるために投入される金属として、粒子状のものを用いているので、たとえば亜鉛のスクラップを投入するような場合に比べると、セメンテーション反応を生じさせるための金属（Ｚｎ）の表面積が増加し、Ｃｕ、Ｓｎの析出反応の速度が向上することとなる。
【００３１】
そして、ある程度成長した金属の析出が認められた後に、上記のような超音波の振動による強制的な剥離によって、常に新しい金属表面（Ｚｎ粒子の表面）を露出させ、反応速度を維持することができる。また、従来行われていた亜鉛のスクラップを投入するような方法に比べると、剥離した回収対象金属中にはＣｕ、Ｓｎ以外の不純物が非常に少ないものとなる。
【００３２】
また、Ｚｎからなる金属粒子はリアクター本体１内で流動し、上記のようなセメンテーション反応によってＺｎ2+が溶出するので、上部チャンバー９に投入された金属粒子の投入初期時における粒径は、時間の経過とともにどうしても減少することになる。この結果、本来であれば廃液がほぼ同じ上向流の速度でリアクター本体１内を上昇するので、上部に向かうほど粒径が減少して小さくなった金属粒子がリアクター本体１から不用意に溢流するおそれがある。
【００３３】
しかしながら、本実施形態においては、リアクター本体１の断面積が上方へ向かうほど不連続的に大きくなるように形成されているため、リアクター本体１内での廃液の上向流の速度は徐々に減少し、従って上記のようにセメンテーション反応等により粒径が減少した金属粒子は、断面積が増加していくリアクター本体１の上部において、不用意に溢流することなくリアクター本体１内に保持される可能性が高くなる。
【００３４】
また、廃液はリアクター本体１の下部側から流入し、リアクター本体１内を通過する際に、セメンテーション反応によりＺｎからなる金属粒子に、回収対象となるＣｕ、Ｓｎ等の金属を析出させることから、リアクター本体１の上部へ向かうほど、廃液中の回収対象金属の濃度が低下する。
【００３５】
しかしながら、本実施形態では、リアクター本体１の上部ほど微細な金属粒子が存在し、また廃液の上向流の速度が徐々に減少することで金属粒子の数が増加すると認められることから、リアクター本体１の上部ほど金属粒子の総表面積は大きくなる。この結果、セメンテーション反応の反応速度（回収対象金属析出の効率）が向上することから、回収対象金属の濃度がより低濃度となるリアクター本体１の上部においても、回収対象金属を効率よく回収処理することが可能となるのである。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態は、リアクター本体１の構造が上記実施形態１と相違する。すなわち、本実施形態では、図２に示すようにリアクター本体１の周面全体が上向きにテーパ状となるように形成され、リアクター本体１の断面積が連続的に上方に向かって増加するように構成されている。この点で、リアクター本体１の断面積が不連続的に上方に向かって増加している実施形態１の場合と相違している。
【００３７】
不連続的ではなく、断面積が連続的に上方に向かって増加するように構成されているので、本実施形態においては実施形態１のようにリアクター上部２、リアクター中間部３、リアクター下部４のように区分して構成されてはいない。
【００３８】
しかし、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、リアクター本体１の上部から下部にかけての３箇所に設けられている点は実施形態１と共通している。従って、本実施形態においても、実施形態１と同様に、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃから発振される超音波によって、金属粒子に析出している回収対象金属を強制的に剥離することができる効果が得られる。
【００３９】
また、不連続的であるか連続的であるかの相違はあるものの、断面積が上方に向かって増加するように構成されている点では実施形態１とは共通しているので、本実施形態においても、粒径が減少した微細な金属粒子をリアクター本体１の上部で保持し、不用意に溢流するのを防止する効果、及び回収対象金属の濃度が低濃度であるリアクター本体１の上部において回収対象金属を効率よく回収処理できる効果が生じることとなるのである。
【００４０】
（実施形態３）
本実施形態のリアクター本体１は、縦長のものである点で上記実施形態１、２と共通するが、図３及び図４に示すように上下において断面積が同じとなるように形成されており、この点で断面積が上方に向かって増加するように構成されている上記実施形態１、２と相違している。
【００４１】
本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、リアクター本体１の下部側に流入用チャンバー７が設けられているとともに、リアクター本体１の上部側に上部チャンバー９が設けられているが、その形状は、略円錐形に形成されていた実施形態１と相違する。すなわち、上部チャンバー９は、図３及び図４に示すように浅い円筒状に形成されており、流入用チャンバー７は、図５及び図６に示すように、中央筒部２０と、該中央筒部２０に連通して左右に設けられた側筒部２１、２１とからなる形状に形成されている。
【００４２】
本実施形態においては、流入管８、８は、前記流入用チャンバー７の側筒部２１、２１の先端側にそれぞれ設けられている。そして、流入用チャンバー７の側筒部２１、２１には邪魔板２２、２３が２条ずつ縦方向に設けられており、流入管８、８から流入される被処理液が、これらの邪魔板２２、２３によって流れが乱されるように構成されている。
【００４３】
また上部チャンバー９は、図４に示すように内筒９ａ及び外筒９ｂで構成されており、同図のように内筒９ａがリアクター本体１の上部に外嵌合されることによって、上部チャンバー９がリアクター本体１に取り付けられている。また排出管１０は、上部チャンバー９の下部であって、前記内筒９ａと外筒９ｂとの間の位置に取り付けられている。
このように構成されている結果、リアクター本体１の内部を上向きに流通する被処理液は、内筒９ａの上部開口部から、外筒９ｂと内筒９ａ間に溢流し、前記排出管１０から外部に排出されることとなる。
【００４４】
また、セメンテーション反応を生じさせるための金属粒子は、内筒９ａの上部開口部から投入されることとなる。そして、流入用チャンバー７の流入管８から流入された廃液が上部チャンバー９の排出管１０に至るまでの間に被処理液が垂直方向に上昇しつつ金属粒子による流動床を形成するように構成され、投入される金属と回収対象金属とのセメンテーション反応がリアクター本体１の全体で生じる点は、上記実施形態１、２と共通する。
【００４５】
さらに本実施形態においても、廃液中に含有されている金属であって、セメンテーション反応により金属粒子に析出した回収対象金属を剥離させる剥離手段として、超音波発振体が採用されている。すなわち本実施形態においては、４個の超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが、リアクター本体１の外周面に取り付けられている。この４個の超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、いずれも水平面に対して約４５度の角度をなしてリアクター本体１に取り付けられているが、そのうちの２個の超音波発振体１１ａ、１１ｃは同じ向きに取り付けられており、他の２個の超音波発振体１１ｂ、１１ｄは反対方向を向くように取り付けられている。
【００４６】
本実施形態においても、被処理液として廃液が用いられ、その廃液としては、たとえば上記実施形態１と同様のＣｕ、Ｓｎ等の金属イオンを含有する金属表面処理工場廃液等が用いられる。この場合には、実施形態１と同様に投入する金属粒子としてＺｎの粒子が用いられ、Ｃｕ、Ｓｎが金属として回収されることになる。
【００４７】
そして、本実施形態の金属の回収装置によって金属を回収する場合には、先ず廃液を流入管８から流入用チャンバー７を介してリアクター本体１内に流入する。この場合において、流入用チャンバー７は、上述のように中央筒部２０と側筒部２１、２１とで構成され、側筒部２１、２１には邪魔板２２、２３が２条ずつ縦方向に設けられているため、側筒部２１に対して横向きに取り付けられている流入管８、８から流入する廃液は、横方向に一気に流入するのではなく、縦方向に設けられた邪魔板２２、２３に沿って側筒部２１内を上下に交互に流れながら中央筒部２０内に流入し、その中央筒部２０からリアクター本体１に向かって上向きに流通することとなる。従って、流入管８、８から流入される廃液は、邪魔板２２、２３によって流れが乱され、偏流を生じさせずにリアクター本体１内を上向きに流通し易い状態となる。また必要があれば、流入チャンバー７内に、たとえば円筒状のかごにガラスあるいはセラミック製のボールを入れたものを設置することができ、これによって、より確実に偏流を防ぐことが可能となる。
【００４８】
廃液中に含有されているＣｕ、Ｓｎ等の金属と、投入される金属粒子であるＺｎとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応の作用、超音波発振体による攪拌及び金属の剥離の作用等は上記実施形態と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
（実施形態４）
本実施形態では、析出した回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、上記実施形態１乃至３の超音波発振体によって発振される超音波で振動させる手段に代えて、電磁石を用いて攪拌する手段を採用している。すなわち、本実施形態においては、図８に示すような電磁石１２を具備したスライドボード１３が、図７に示すようにリアクター本体１の側方に設けられたガイドレール１４に昇降自在に装着されている。スライドボード１３は、図８に示すように中央に空間部１５を有し、その空間部１５内にリアクター本体１を挿入して該リアクター本体１を包囲するように配設されている。尚、図８においては、リアクター本体１は図示されていない。また本実施形態では、リアクター本体１は水平断面が長方形状となるように形成されており、この点で断面が円形、すなわちリアクター本体１が円筒状に形成されていた上記実施形態１乃至３と相違している。
【００５０】
そして、図７の矢印１６で示すように、上下に交互に移動させることによって、リアクター本体１内の金属粒子を攪拌するとともに、多数の金属粒子を相互に衝突させ、それによって金属粒子から析出金属を強制的に剥離するのである。電磁石１２は、たとえば２秒などの一定間隔で交番で印加しており、またスライドボード１３の上下の移動は、間欠的若しくは連続的に行なう。金属粒子から析出した回収対象金属を剥離する手段が異なるものの、本実施形態においても、回収対象金属を金属粒子から好適に剥離して回収することができる。尚、本実施形態の場合に用いられる金属粒子は、磁性体である鉄粒子が用いられる。
【００５１】
尚、鉄（Ｆｅ）イオンの還元反応と標準電極電位は次のとおりである。
Ｆｅ2+＋２ｅ→Ｆｅ …（４） −０．４４Ｖ
これに対して、ＣｕやＳｎの還元反応や標準電極電位は、上記（２）、（３）式のとおりであり、標準電極電位の数値がＦｅはＣｕやＳｎよりも小さく、従って、Ｆｅのイオン化傾向はＣｕやＳｎのイオン化傾向よりも大きいため、本実施形態においてもＣｕやＳｎを含有する廃液に適用することが可能となる。
【００５２】
（実施形態５）
本実施形態では、図９に示すように、リアクターが２個配設されており、その点で１個のみからなる実施形態１乃至４の場合と相違する。すなわち、本実施形態では、１段目の
リアクター本体１ａの後段側であって２段目のリアクター本体１ｂの前段側にフィルター１７が設けられ、さらに２段目のリアクター本体１ｂの後段側にフィルター１８が設けられている。フィルターとしては、例えば、カートリッジフィルター、ドラムフィルター等が用いられる。また、フィルターに代えて、ベルトプレス、フィルタープレス等の固液分離手段を用いることも可能である。
【００５３】
本実施形態においては、たとえば対象となる廃液にＣｕとＳｎが含有されている場合、１段目のリアクター本体１ａにはＦｅ粒子を投入し、そのＦｅ粒子にＣｕを析出させて１段目のフィルター１７でＣｕを回収し、２段目のリアクター本体１ｂにはＺｎ粒子を投入し、そのＺｎ粒子にＳｎを析出させて２段目のフィルター１８でＳｎを回収するようなことが可能となる。
【００５４】
この場合、上記（２）、（３）、（４）式で示されている標準電極電位の数値から、Ｃｕ、ＳｎともにＦｅよりもイオン化傾向が小さいが、そのイオン化傾向の差は、ＦｅとＳｎとの差よりもＦｅとＣｕとの差の方がはるかに大きく、従って１段目のリアクター本体１ａにおいては、Ｃｕが優先的にＦｅ粒子に析出することとなる。一方、上記（１）式で示されている標準電極電位の数値から、Ｚｎのイオン化傾向はＣｕ、Ｓｎのイオン化傾向よりも大きく、従って２段目のリアクター本体１ｂにおいては、Ｃｕ、ＳｎともにＺｎ粒子に析出するはずであるが、Ｃｕはすでに１段目のリアクター本体１ａのＦｅ粒子に析出しているので、２段目のリアクター本体１ｂにおいては、Ｓｎが主としてＺｎ粒子に析出することとなるのである。ただし１段目のリアクター本体１ａでＦｅ粒子に析出しなかったＣｕの残留分は、２段目のリアクター本体１ｂでＺｎ粒子に析出する。
【００５５】
このように、本実施形態では、異なる２種の金属粒子を用いて廃液から２種の金属を選択的に回収することができるという利点がある。
【００５６】
（実施形態６）
本実施形態では、図１０に示すようにリアクターが３個配設されており、その点で１個のみからなる実施形態１乃至４や２個配設されていた実施形態５の場合と相違する。本実施形態では、これら３個のリアクター本体１ａ、リアクター本体１ｂ、リアクター本体１ｃの後段側にフィルター１７、フィルター１８、フィルター１９が設けられている。本実施形態では、上記実施形態５と同様に１段目のリアクター本体１ａでＦｅ粒子が投入され、２段目のリアクター本体１ｂでＺｎ粒子が投入されるが、３段目のリアクター本体１ｃではアルミニウム（Ａｌ）粒子が投入される。
【００５７】
本実施形態を、上記実施形態５と同様にＣｕとＳｎが含有されている廃液に適用すると、
１段目のリアクター本体１ａでは実施形態５と同様にＦｅ粒子にＣｕが析出されて１段目のフィルター１７でＣｕが回収され、２段目のリアクター本体１ｂにおいても実施形態５と同様にＺｎ粒子にＳｎが析出されて２段目のフィルター１８でＳｎが回収される。
【００５８】
しかしながら、３段目のリアクター本体１ｃにおいては、実施形態５からは予期できない作用が生じる。すなわち、上記のように１段目のリアクター本体１ａでセメンテーション反応により溶出したＦｅと、２段目のリアクター本体１ｂでセメンテーション反応により溶出したＺｎは、３段目のリアクター本体１ｃに投入されるＡｌ粒子に析出する。
【００５９】
この点をより詳細に説明すると、Ａｌイオンの還元反応と標準電極電位は次式（５）で示される。
Ａｌ3+＋３ｅ→Ａｌ …（５） −１．６６Ｖ
１段目のリアクター本体１ａで投入されたＦｅ粒子と、２段目のリアクター本体１ｂで投入されたＺｎ粒子は、上述のように回収対象金属よりもイオン化傾向の大きい金属からなるが、（１）、（４）、（５）式で示される標準電極電位の数値の比較から、Ａｌのイオン化傾向は、Ｆｅ、Ｚｎのイオン化傾向よりさらに大きいことは明らかである。従って、
１段目のリアクター本体１ａで溶出したＦｅと、２段目のリアクター本体１ｂで溶出したＺｎは、ともに３段目のリアクター本体１ｃでＡｌ粒子に析出されることとなるのである。
そして、Ａｌ粒子によってＦｅ−Ｚｎの合金として回収することが可能となる。
【００６０】
従って、１段目のリアクター本体１ａと２段目のリアクター本体１ｂでそれぞれ溶出したＦｅとＺｎとを、後段で凝集沈殿させる等の作業が不要となり、スラッジ発生量を抑制することが可能となる。尚、３段目のリアクター本体１ｃではＡｌが溶出するが、３価のＡｌは２価のＺｎやＦｅより少ない溶出量で済み、Ａｌの比重も軽く、スラッジ重量を減少させることができることから、スラッジ発生量が増大することはない。
【００６１】
（実施形態７）
本実施形態では、析出した回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、上記実施形態１乃至３の超音波発振体によって発振される超音波で振動させる手段、及び実施形態４の電磁石を用いて攪拌する手段に代えて、空気のような気体を吹き込んで攪拌する、いわゆるエアリフト作用を利用した手段を採用している。すなわち、本実施形態においては、図１１に示すように、リアクター本体１の略中央に筒状部２５が具備されており、その筒状部２５の下部に気体流入パイプ２６が接続されている。この気体流入パイプ２６の一端側開口部である気体流入口２７は前記リアクター本体１の外側に臨出され、気体流入パイプ２６の他端側開口部２８は前記筒状部２５と連通状態とされている。また、筒状部２５の下部開口部２９の下方には、邪魔板３０が設けられている。
【００６２】
本実施形態においては、上記実施形態３と同様にリアクター本体１が略円筒状に形成されており、また上記実施形態１乃至３と同様にリアクター本体１の下部に流入用チャンバー７が設けられ、上部には上部チャンバーが設けられている。ただし図１１には、排出管１０は図示しているが、上部チャンバーは図示していない。本実施形態では、投入する金属粒子としてＡｌ又はＺｎの粒子が用いられる。また対象となる廃液としては、インジウム（Ｉｎ）イオンを含有するフラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）製造工場廃液等が用いられる。この場合には、Ｉｎが金属として回収されることになる。
【００６３】
投入する金属粒子の平均粒径は上述のように０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いることができるが、金属粒子がＡｌの場合には１．５〜５．５ｍｍのものが好ましく、Ｚｎの場合には１．５〜４．０ｍｍのものが好ましい。Ｚｎ粒子の場合は４．０ｍｍを超えると、またＡｌ粒子の場合は５．５ｍｍを超えると、それらの粒子を流動させるのに必要な流速が大きくなるとともに気体吹込量が多くなるからである。一方、セメンテーション反応によって徐々に金属粒子の粒径が小さくなることから、当初の金属粒子の粒径が小さいと、処理液とともにリアクター本体１から金属粒子が流出する可能性があることは上述のとおりであるが、この観点から、Ｚｎ粒子やＡｌ粒子の場合は１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６４】
そして、本実施形態の金属の回収装置によって金属を回収する方法について説明すると、上記各実施形態と同様に先ず流入用チャンバー７を介して廃液をリアクター本体１内に流入し、上部チャンバーから金属粒子を投入する。また気体流入パイプ２６を介して筒状部２５へ気体を流入させる。これによって筒状部２５内の気体と水の混合部分の比重が低下し、気体とともに液体が上部へ押し上げられる。
【００６５】
このように、筒状部２５へ気体を流入させ上向きに流通させることで、筒状部２５内の被処理液も上向きに流通することとなる。このように被処理液は筒状部２５の内部を流通するが、筒状部２５の内部と外部とで圧力差が生じるため、被処理液の流通速度も筒状部２５の内部と外部とで異なることとなり、その結果、リアクター本体１内で金属粒子が攪拌され、金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなるのである。
【００６６】
この場合において、本実施形態における回収対象金属であるＩｎは、スポンジ状で析出するため、上記実施形態１等のＣｕ、Ｓｎに比べるとＺｎ等の金属粒子への密着性が悪く、従って上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、本実施形態のように単にエアリフト作用を利用した攪拌手段であっても、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００６７】
そして廃液中に含有されているＩｎと、投入された金属粒子であるＺｎ又はＡｌとのイオン化傾向の相違に基づく、いわゆるセメンテーション反応を生じさせる。これをより詳細に説明すると、Ｉｎイオンの還元反応は次式のとおりであり、標準電極電位（Ｅ°）も示している。
Ｉｎ3+＋３ｅ→Ｉｎ …（６） −０．３４Ｖ
【００６８】
上記（１）、（５）、（６）式からも明らかように、Ｉｎ3+に比べて、Ｚｎ2+やＡｌ3+の標準準還元電位が小さい。換言すれば、Ｉｎに比べて、ＺｎやＡｌのイオン化傾向が大きいことになる。そのため、上記のようなエアリフト作用を利用した攪拌により、イオン化傾向の大きいＺｎやＡｌがＺｎ2+或いはＡｌ3+となって廃液中に溶出し、それとともに廃液中に含有されていたＩｎ3+がＩｎとなって、ＺｎやＡｌの粒子の表面上に析出する。このようなセメンテーション反応によってＩｎをＺｎ粒子或いはＡｌ粒子の表面上に析出させた後、上記のようなエアリフト作用を利用した攪拌によって析出したＩｎがＺｎ粒子或いはＡｌ粒子から剥離され、剥離されたＩｎは、排出管１０を経てリアクター本体１の外部に排出され、回収されることとなるのである。
【００６９】
尚、本実施形態では、筒状部２５の下部開口部２９の下方に邪魔板３０が設けられているため、流入用チャンバー７から流入する廃液の水流が直接筒状部２５に流入することがなく、邪魔板３０に当たり、筒状部２５内の被処理液の流通速度が極端に速くなるのが好適に阻止されることとなる。
【００７０】
（実施形態８）
本実施形態では、回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、エアジェット攪拌又はウオータージェット攪拌を採用し、この点で上記実施形態１乃至７と相違している。すなわち、本実施形態においては、図１２に示すように、ジェット攪拌用噴出具３１をリアクター本体１の周面部に取り付け、そのジェット攪拌用噴出具３１から空気又は水が噴出されてリアクター本体１内に微細な気泡が発生するように構成されている。すなわち、エアジェット攪拌とは空気等の気体を噴出させて微細な気泡を発生させることを意味し、ウオータージェット攪拌とは水等の液体を噴出させて微細な気泡を発生させることを意味する。
【００７１】
リアクター本体１の形状や流入用チャンバー７、排出管１０が設けられている構成は上記実施形態７と同じであるため、その説明は省略する。また投入する金属粒子や対象となる廃液の種類、さらにはセメンテーション反応の作用等も上記実施形態７と同じであるため、その詳細な説明は省略する。本実施形態においては、上記ジェット攪拌用噴出具３１から空気のような気体又は水（たとえば処理液）が噴出されてリアクター本体１内に乱流が発生し、その乱流によってリアクター本体１内の金属粒子が攪拌され、それによって金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなるのである。
【００７２】
本実施形態においても、析出金属であるＩｎがＺｎ等の金属粒子への密着性が悪いものであるため、上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、単にエアジェット又はウオータージェット攪拌を行なうだけの手段によって、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな撹拌手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００７３】
（実施形態９）
本実施形態では、回収対象金属を金属粒子から剥離する手段として、固液輸送ポンプ攪拌による手段を採用し、この点で上記実施形態１乃至８と相違している。すなわち、本実施形態においては、図１３に示すようにリアクター本体１内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路３２とポンプ３３とをリアクター本体１の外部に設け、被処理液及び金属粒子を、前記ポンプ３３により前記流路３２及びリアクター本体１で循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段を採用している。
【００７４】
リアクター本体１の形状や流入用チャンバー７、排出管１０が設けられている構成は上記実施形態７、８と同じであるため、その説明は省略する。また投入する金属粒子や対象となる廃液の種類、さらにはセメンテーション反応の作用等も上記実施形態７、８と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態においては、ポンプ３３によって被処理液が金属粒子とともにリアクター本体１から流路３２へ流出され、その流路３２を循環して再度リアクター本体１へ返送されることになり、その結果、リアクター本体１内の金属粒子が攪拌され、それによって金属粒子の表面上に析出したＩｎが剥離されることとなる。
【００７６】
本実施形態においても、析出金属であるＩｎがＺｎ等の金属粒子への密着性が悪いものであるため、上記実施形態１乃至３のような超音波振動によって強制的に剥離する手段や、実施形態４のような電磁石を用いて強制的に剥離する手段を採用しなくても、ポンプ３３や流路３２を用いて単に固液輸送ポンプ攪拌するだけの手段によって、Ｉｎを金属粒子から比較的容易に剥離させることができる。すなわち、簡易且つ低エネルギーな手段を有する装置で、Ｉｎを回収することが可能である。
【００７７】
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、廃液（被処理液）としてＣｕ、Ｓｎのイオンを含有する金属表面処理工場の廃液に適用する場合について説明したが、対象となる廃液の種類はこれに限定されるものではなく、メッキ工場廃液、半導体製造工場廃液、液晶製造工場廃液等に適用することも可能である。また被処理液として、本発明においては廃液を用いることを主眼としているが、廃液以外の被処理液、たとえば、金属含有固形廃棄物に酸等の薬品を接触させて回収すべき金属を溶解してイオン化して得られた水溶液に適用可能である。
従って、回収の対象となる金属の種類も該実施形態のＣｕ、Ｓｎ、Ｉｎに限らず、たとえば、Ｎｉ、Ｇａ、Ｚｎ等を回収対象金属とすることも可能であり、回収対象金属の種類は問わない。
【００７８】
また、該実施形態では、金属粒子の平均粒径を約２ｍｍとしてが、金属粒子の平均粒径は該実施形態に限定されるものではなく、要は０．１〜８ｍｍであればよい。０．１ｍｍ未満であると、セメンテーション反応が必ずしも好適に行なわれるとは限らず、また金属粒子から剥離した回収対象金属の回収が容易に行なえない可能性があり、また８ｍｍを超えると、リアクター本体内で保持しうる金属粒子の数が減少し、結果的に金属粒子の総表面積が減少して析出反応の効率が低下するおそれがあり、また金属粒子を流動させるために流速を上げる必要が生じ、必要な反応時間を保持するためにリアクターを大型化（リアクター高さを高く）する必要があるからである。この観点からは、０．５〜６ｍｍであることがより好ましい。さらに、リアクター本体内での流動性、反応性を良好にし、リアクター本体内での保持を容易にするためには、１．０〜２．０ｍｍの範囲であることが、さらに好ましい。尚、金属粒子の平均粒径は、前述の通り、画像解析法、ＪＩＳ Ｚ ８８０１ふるい分け試験法等にて測定される。画像解析法による平均粒径の測定は、例えば、日機装株式会社製のミリトラックＪＰＡが用いられる。また、ＪＩＳのふるい分け法では、平均粒径１〜２ｍｍの範囲とする場合は、例えば、呼び寸法２０００μｍふるい下で、１０００μｍふるい上となる金属粒子を用いる。
【００７９】
さらに、金属粒子の均一度は、５より小さいのが、処理効率や運転制御等の観点から好ましい。ここで金属粒子の均一度とは、粒度分布測定或いはふるい分け等によって形成される透過率曲線（ある粒径より小さい粒子の質量の全試料質量に対する百分率、すなわち透過率をある粒径に対して描いた曲線、ふるい下累積曲線ともいう）において、ふるい下６０％粒径をふるい下１０％粒径で割った値をいう。粒度分布の幅を表すものである。
【００８０】
さらに、また、該実施形態では、金属粒子は、金属単体を利用したが、合金であってもよい。合金としては、鉄−アルミニウム合金、カルシウム−シリコン合金等を用いることができる。
【００８１】
さらに、上記実施形態１、２では、リアクター本体１の断面積が上部に向かうほど大きくなるように形成したため、上記のような好ましい効果が得られたが、このようにリアクター本体１を形成することは本発明に必須の条件ではない。実施形態３、７、８、９のようにリアクター本体１の断面積が同じで全体が略円筒状になるように形成することも可能である。
【００８２】
さらに、金属粒子から析出金属を剥離する手段も、上記実施形態１乃至９の各手段に限定されるものではなく、これら以外の手段であってもよい。
【実施例】
【００８３】
金属粒子としてＺｎを用い、試験用の模擬被処理液として硫酸銅溶液を用いた。試験用装置として図１４に示すように、中央に超音波発振体１１を具備させたリアクター本体１の他、２台のタンク３４、３５、２台のポンプ３６、３７、バグフィルター３８及びこれらを接続する流路３９、４０、４１を設けた装置を用いた。
【００８４】
硫酸銅溶液のｐＨは５、初期濃度は６５．５ｍg/L、処理液量は７０Lとし、平均粒径０．０５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの金属粒子について、被処理液を図１４に示す試験装置を循環するように供給して試験を行なった。試験結果を表１乃至５、及び図１５に示す。
【００８５】
【表１】
【００８６】
【表２】
【００８７】
【表３】
【００８８】
【表４】
【００８９】
【表５】
【００９０】
表１乃至５及び図１５からも明らかなように、平均粒径１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍの金属粒子を採用した場合には、０．０５ｍｍ、１０ｍｍの金属粒子を採用した場合に比べると
析出金属である銅（Ｃｕ）の除去率が良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】一実施形態としての金属の回収装置の概略正面図。
【図２】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図３】他実施形態の金属の回収装置の概略斜視図。
【図４】他実施形態の金属の回収装置の概略断面図。
【図５】他実施形態の金属の回収装置における流入用チャンバーの概略平面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線格段断面図。
【図７】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図８】図７の実施形態に使用される電磁石を具備したスライドボードの概略平面図。
【図９】他実施形態の金属の回収装置の概略ブロック図。
【図１０】他実施形態の金属の回収装置の概略ブロック図。
【図１１】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１２】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１３】他実施形態の金属の回収装置の概略正面図。
【図１４】実施例の試験装置を示す概略ブロック図。
【図１５】試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…リアクター本体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…超音波発振体
１２…電磁石 １７、１８、１９…フィルター
２５…筒状部 ３２…流路
３３…ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする金属の回収方法。
【請求項２】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項３】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石（１２）によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項４】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部（２５）を設け、該筒状部（２５）内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項５】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項６】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体１内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路（３２）及びポンプ（３３）を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項７】
金属粒子の平均粒径が０．５〜６ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項８】
金属粒子の平均粒径が１．０〜２．０ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項９】
金属粒子がアルミニウムであって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜５．５ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１０】
金属粒子が亜鉛であって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜４．０ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１１】
被処理液がリアクター本体の下部から流入し、リアクター本体の上部から流出するように構成されている請求項１乃至１０のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１２】
リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されている請求項１１記載の金属の回収方法。
【請求項１３】
複数段のリアクター本体によって、異なる２種以上の金属粒子で２種以上の金属を選択的に回収する請求項１乃至１２のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１４】
剥離された回収すべき金属をフィルターで回収する請求項１乃至１３記載の金属の回収方法。
【請求項１５】
回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液を流入するとともに、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加して、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させる金属析出反応を行なうためのリアクター本体と、前記析出した金属を回収すべく、前記金属粒子から剥離させるための剥離手段とを具備することを特徴とする金属の回収装置。
【請求項１６】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１７】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石（１２）によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１８】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部（２５）を設け、該筒状部（２５）内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１９】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項２０】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路（３２）及びポンプ（３３）を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項２１】
リアクター本体の下部に被処理液の流入部を有し、リアクター本体の上部に液流出部を有するとともに、前記流入部から被処理液がリアクター本体内に流入し、前記液流出部から流出するように構成されている請求項１５乃至２０のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項２２】
リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されている請求項２１記載の金属の回収装置。
【請求項２３】
複数段のリアクター本体が配設されている請求項１５乃至２２のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項２４】
リアクター本体の後段に剥離された回収すべき金属を回収するためのフィルターが配設されている請求項１５乃至２３のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項１】
回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液をリアクター本体内に流入するとともに、該リアクター本体内に回収すべき金属よりもイオン化傾向が大きい平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加し、該金属粒子を流動させ、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させ、その後、剥離手段によって前記金属粒子から前記析出した金属を剥離して回収することを特徴とする金属の回収方法。
【請求項２】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項３】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石（１２）によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項４】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部（２５）を設け、該筒状部（２５）内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項５】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項６】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体１内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路（３２）及びポンプ（３３）を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段である請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項７】
金属粒子の平均粒径が０．５〜６ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項８】
金属粒子の平均粒径が１．０〜２．０ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項９】
金属粒子がアルミニウムであって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜５．５ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１０】
金属粒子が亜鉛であって、該金属粒子の平均粒径が１．５〜４．０ｍｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１１】
被処理液がリアクター本体の下部から流入し、リアクター本体の上部から流出するように構成されている請求項１乃至１０のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１２】
リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されている請求項１１記載の金属の回収方法。
【請求項１３】
複数段のリアクター本体によって、異なる２種以上の金属粒子で２種以上の金属を選択的に回収する請求項１乃至１２のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項１４】
剥離された回収すべき金属をフィルターで回収する請求項１乃至１３記載の金属の回収方法。
【請求項１５】
回収すべき金属がイオン状態で含有されている被処理液を流入するとともに、平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を添加して、イオン化傾向の差異により前記被処理液中に含有される金属を前記金属粒子の表面に析出させる金属析出反応を行なうためのリアクター本体と、前記析出した金属を回収すべく、前記金属粒子から剥離させるための剥離手段とを具備することを特徴とする金属の回収装置。
【請求項１６】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、超音波によって金属粒子を振動させる手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１７】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、電磁石（１２）によって金属粒子を攪拌し相互に衝突させる手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１８】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内に筒状部（２５）を設け、該筒状部（２５）内に気体を吹き込んで金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項１９】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、エアジェット又はウオータージェットによって金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項２０】
金属粒子から該金属粒子に析出した金属を剥離する手段が、リアクター本体内の被処理液及び金属粒子を循環させて輸送させる流路（３２）及びポンプ（３３）を前記リアクター本体の外部に設け、前記被処理液及び金属粒子を循環、輸送させることによって前記金属粒子を攪拌する手段である請求項１５記載の金属の回収装置。
【請求項２１】
リアクター本体の下部に被処理液の流入部を有し、リアクター本体の上部に液流出部を有するとともに、前記流入部から被処理液がリアクター本体内に流入し、前記液流出部から流出するように構成されている請求項１５乃至２０のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項２２】
リアクター本体の断面積が上方に向かって増加するように、前記リアクター本体が構成されている請求項２１記載の金属の回収装置。
【請求項２３】
複数段のリアクター本体が配設されている請求項１５乃至２２のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項２４】
リアクター本体の後段に剥離された回収すべき金属を回収するためのフィルターが配設されている請求項１５乃至２３のいずれかに記載の金属の回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−３９７８８（Ｐ２００７−３９７８８Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５０７４（Ｐ２００６−５５０７４）
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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