説明

高品位Niリサイクルスラッジの製造方法

【課題】Niメッキに由来する水洗水からNiスラッジを分離することによる、Niを経済的に回収可能な高品位Niリサイクルスラッジの製造方法を提供する。
【解決手段】Niメッキ工程またはNiメッキと他の金属メッキの複合工程からなる複数のメッキラインが並列されるエリアを設けるとともに、同エリアまたは同エリアに隣接して、Niメッキ水洗水のスラッジ化排水処理ラインを設け、凝集槽では有機系の高分子凝集剤を注入し、その凝集物を沈降槽で沈降分離し、沈降した汚泥は下から引き抜き、それを少なくとも一回は上記pH調整槽に戻しリサイクルさせ、再度沈降した汚泥は次の濃縮工程の汚泥槽に引き抜かれ、次いで、汚泥槽で貯留しながら脱水機に引き抜き、処理業者が経済的にNiを回収できるNi高濃度の有価物としてスラッジを得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、Niメッキの作業工程において発生するNi水洗水からNiスラッジ(汚泥)を分離し、処理業者側で経済的にNiを回収可能な有価物となる程度に高濃度なNiスラッジが得られる高品位Niリサイクルスラッジの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
メッキは、一つの製品が仕上がるまでの間に多くの作業工程があり、各作業工程の間で水洗が必ず行われ、メッキ槽とメッキ槽との間には水洗いのための水洗槽が設置され、この水洗で汚れた水洗水は、酸、アルカリ、重金属、その他の有害な公害規制物質が含有しているため、放流するにあたって予めすべて排水処理を行わなければならない。そのためメッキラインにはメッキ水洗水のスラッジ化排水処理ラインが併設される。排水処理にはこれらの金属類等を含むスラッジが発生するが、Niの場合、含有量が少ないので、従来、これは業者に渡して埋立て処理していた。
【0003】
しかし、メッキ液には、Ni、銅、亜鉛、金、銀等の有価金属のシアン化合物が含まれているので、これらの有価金属を回収する提案がなされている(特許文献1)。それによると、Ni、銅、亜鉛、金及び銀からなる群より選択された少なくとも、1種の有価金属のシアン化合物を溶解したシアン系金属含有液から有価金属を回収する方法において、シアン系金属含有液にアルカリ性、且つ60°Cから沸点未満の温度範囲の条件で次亜塩素酸塩を連続添加し、前記有価金属のうち銀は塩化物として析出させ、Ni、銅及び亜鉛は酸化物もしくは水酸化物として析出させ、且つ、金は塩化金酸塩として溶液中に溶解させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−147444号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の特許文献1の発明では、水洗水から金属を析出さるので、特別な設備および作業となり採用しがたい。そこで、スラッジからNiを抽出できるリサイクル化を追求したが、障害としては、Niの水洗水からスラッジを分離する還元工程等においてアルカリ水にNiが溶け込み同時に流失することが考えられた。また、従来、凝集槽において無機系凝集剤を使用していたが、これが高価であるだけでなく、脱水性が悪く最終的にNiの濃縮に適しないという知見も得た。
【0006】
この発明は、上記のような知見に基づくもので、Niメッキに由来する水洗水を処理するについて、メッキ工場ではありふれた装置および作業となるにもかかわらず、スラッジが比較的高価な有用金属としてのNiを経済的に回収できる程度に含有しているので、有価物として業者に有償で引き取らせるだけの交換価値を生み出し得る高品位Niリサイクルスラッジの製造方法を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、この発明は、Niメッキ工程またはNiメッキと他の金属メッキの複合工程からなる複数のメッキラインが並列されるエリアを設けるとともに、同エリアまたは同エリアに隣接して、Niメッキ水洗水のスラッジ化排水処理ラインを設け、Niメッキの水洗水については、各Niメッキラインからその水洗水を分別収集してNi水洗水専用貯槽に貯留し、排水処理ラインでは、Ni水洗水専用貯槽から供されるNi水洗水に還元槽で苛性ソーダを注入し、次にpH調整槽でアルカリにpH調整して水酸化物を作り、凝集槽では有機系の高分子凝集剤を注入し、その凝集物を沈降槽で沈降分離し、沈降した汚泥は下から引き抜き、それを少なくとも一回は上記pH調整槽に戻しリサイクルさせ、この濃縮された凝縮物を再び沈降槽を通し、上水はオーバーフローさせると共に、再度沈降した汚泥は次の濃縮工程の汚泥槽に引き抜かれ、次いで、汚泥槽で貯留しながら脱水機に引き抜き、処理業者が経済的にNiを回収できるために買い取り可能な20%〜100%のNi高濃度の有価物としてスラッジを得ることを特徴とする高品位Niリサイクルスラッジの製造方法を提供するものである。
【0008】
上記の構成によれば、Ni水洗水をアルカリに調整するものであるが、Niが水洗水に溶解して同時に流失することがなく、また、凝集剤に脱水性の良好な有機系の高分子凝集剤を使用したことで、Niの濃縮が確実に行われた。
【0009】
さらに具体的には、上記の排水処理ラインでは、原水槽の水洗水を還元槽で苛性ソーダの注入により、pH8〜12までに上げ、攪拌を行い、pH調整槽でpH10程度に調整する。
【発明の効果】
【0010】
以上説明したように、この発明によれば、Niメッキに由来する水洗水を処理するについて、メッキ工場ではありふれた装置および作業となることはもちろん、メッキラインから排出される水酸化物はメッキ種ごとに分別収集するので、酸・アルカリ排水に含まれる金属含有量の把握と排水処理の適正が容易に確保され、最終的には有害なスラッジと無害な放流水とに分離するものであるが、スラッジが比較的高価な有用金属としてのNiを経済的に回収できる程度に含有しているので、有価物として業者に有償で引き取らせ、その交換価値の取得により生産原価を合理的に逓減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】この発明に係る複数のメッキラインを並列して示すNi水洗水回収工程のフロー図である。
【図2】図1の工程において取水された洗浄水を放流水とスラッジとの分離処理する高品位Niリサイクル処理工程を示すフロー図である。
【図3】別の実施例としての高品位Niリサイクル処理工程を示すフロー図である。
【図4】さらに別の実施例としての高品位Niリサイクル処理工程を示すフロー図である。
【図5】さらに他の実施例としての高品位Niリサイクル処理工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【0013】
メッキ工場では、幾つものメッキラインが併設されており、各メッキラインは、幾つもの金属を重ねてメッキすることでメッキの種類が異なることが多いが、メッキのなかでも、Niは金、銀とならんでリサイクル価値が高い金属であるので、その洗浄水からNiを回収することを目的とした。その前提として、各メッキラインからNiメッキの水洗水を回収する(図1の○符号2参照)。
【0014】
各メッキラインからNi水洗水をまとめて回収したNi水洗水専用貯槽1を起点として、高品位Niリサイクル処理工程が開始される。その工程は、Ni水洗水の還元工程、pH調整工程、凝集工程、沈降工程、濃縮工程を経てNiスラッジが得られ、これには有害物質が含まれているので、分離された上水は規制にかかることなく無公害に放流される。なお、スラッジのNi含有量は、20%以上であると、処理業者が経済的にNiを回収できることが確認されている。
【0015】
Ni水洗水専用貯槽1に次いで還元工程とpH調整工程をなす還元槽2およびpH調整槽3は、攪拌装置を備えてあって、pH計、ORP計と連動して酸および還元剤を添加注入する機構となっている。酸に硫酸、塩酸が使用されるが、価格的に安い硫酸が最も適している。アルカリに苛性ソーダ(NaOH)または石灰乳が用いられる。NaOHは溶液にして取り扱いが楽であり、スラッジの生成量が少なく(Ni濃度が逆に高くなる)、pH調整が容易である利点がある。反面、排水によってはスラッジが軽く、沈降性、脱水性が悪い場合がある。
【0016】
消石灰は、粉末で水に溶けないので、石灰乳(10%程度)として常時攪拌しながら使用する。消石灰使用の利点は、スラッジの沈降性、脱水性がよいこと、弗素、燐、CODの除去がよいことである。また、価格も安い。欠点として取扱性がよくない。反応性が悪く、pHのコントロールが難しい。スラッジ生成量が多くなる。
【0017】
凝集工程をなす凝集槽4では、pH調整で重金属酸化物、その他の沈澱を生成させた排水に、凝集剤の添加と攪拌で大きなフロックを生成し、次の沈降槽5での沈澱の分離効果を高める。この目的のための凝集剤には、主に無機物と有機物、また、低分子と高分子に分類される。無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第二鉄等の多価金属塩がある。しかし、この発明では、有機凝集剤(合成高分子凝集剤)を用い、これは、ポリアクリルアミドを主成分とした誘導品が主流である。有機高分子凝集剤には、粉末状とゼリー状の種類があり、通常、水で約0.2%程度に溶解する。
【0018】
沈降槽5は、凝集した重金属水酸化物等の沈澱を分離させる槽で、沈澱除去の効果は水面積負荷Q/A(水量/沈降槽面積)により決まり、値が小さいほど分離効果が高い。沈降槽5の上水は中和槽6でアルカリまたは酸の添加により中和されて放流され、沈下したスラッジは汚泥槽9から脱水機10を経て20%〜100%のNiを含有する有価物としてリサイクルにまわされる。
【実施例】
【0019】
工場の一エリアにおいて、Au/Ni工程(第1ライン)と、Au/Ni/Sn工程(第2ライン)と、Ni/Sn工程(第3ライン)とのメッキ工程が並列して示されている。そのうち、○符号2が各ラインからNi水洗水を回収する様子を示す矢印である。ここでは、Niを含む洗浄水がスラッジ化排水処理ラインのNi水洗水専用貯槽1に集められる(図2)。なお、図2に作業時間が記載されるが、大凡必要な時間を示す。
【0020】
同処理ラインでは、水洗水貯槽1に後続して、上記工程に対応するように、還元槽2、pH調整槽3、凝集槽4、沈降槽5、中和槽6、放流槽7が直列に配列され、且つ、沈降槽5には濃縮工程の汚泥槽9が並列され、汚泥槽9に脱水機10が後続している。次に、作業工程を説明する。
【0021】
(1)Ni水洗水専用の回収工程
前記したように、各メッキラインからNi水洗水のみを回収し、Ni水洗水専用貯槽1に集められる。そして、同エリア内で以下の如く処理される。
(2)還元工程
Ni水洗水専用貯槽1の処理水貯槽から水洗水が還元槽2に送られると、還元槽2では、矢印12に示す如く、まず水酸化ナトリウムを注入することによりpH8〜12程度に上げられ、次に攪拌を行う。
(3)pH調整工程
還元槽2からpH調整槽3に送られた水洗水は、矢印13に示すように、水酸化ナトリウム/硫酸を添加することによりpH10程度に調整する。これでNiおよび重金属の水酸化物が作られる。
(4)凝集工程
水酸化物が懸濁した処理水は、凝集槽4に送られると、水洗水に対して0.1%程度の有機系の高分子凝集剤が注入され(矢印14)、それから次の沈降槽5に送られる。有機系の高分子凝集剤であると、無機系に比してNi汚泥の粒が大きくなるため、脱水性が改善され、水分が少なくNi濃度の高いリサイクルされやすい高品位のスラッジとなる。
(5)沈降工程
沈降槽5では放置することにより沈降分離させる。上水はオーバーフローさせ、沈降した汚泥は下から引き抜かれる。重金属等の有害物質は、汚泥に含まれているので、オーバーフローさせた上水は中和槽6で水酸化ナトリウム/硫酸を添加し(矢印15)て中和させた後、規制に触れることなく放流される。引き抜かれた汚泥は次の濃縮工程の汚泥槽9へ移行させる前に、少なくとも一回は上記pH調整槽に戻しリサイクルさせ、これにより濃縮された凝縮物を再び沈降槽を介し、再度沈降分離させ、下から引き抜かれる。かくして再度引き抜かれたNi濃縮汚泥は次の濃縮工程の汚泥槽9に移行される(矢印16)。
(6)濃縮工程
汚泥槽9では貯留させ、重力で沈下させることにより濃縮される。それが脱水機10に引き抜かれ(矢印17)そこで水が絞られる。濃縮されたスラッジには、Niとして53%が含有されていた。
(7)搬出工程
20%以上のNiが含まれていると、処理業者が経済的にNiを抽出できるので、有価物として買い取られ、搬送され(矢印18)、メッキ業者はその代償を得る。結果的には、メッキの生産コストの逓減に貢献することになる。
【0022】
なお、上記実施例において、還元工程の還元槽2に替えて、RO装置(膜処理装置)を使用することができる(第3図、第5図)。RO装置とは逆浸透装置で、水は浸透するが水に溶解したイオンや分子は浸透しない半透膜を用い、水溶液にその溶液の浸透圧以上の圧力を加え、溶媒と溶液に分離する装置である。還元槽2に替えて、このRO装置を使用することにより、溶媒である水はリサイクルに利用され、Ni溶液は濃縮され、次工程のpH調整槽3へ移行される。
【0023】
また、上記実施例において、凝集工程及び沈降工程を構成する凝集槽4及び沈降槽5に替えて、一種の膜処理装置であるMF装置(精密濾過装置)を使用することもできる(第3図、第4図)。MF装置とは、精密濾過膜として、中空糸膜モジュールで、分離性能0.1ミクロンの親水化ポリスルホン系等を用いて、濾過する装置である。原水中の懸濁物(SS)やバクテリヤなどは、濾過されて、濾過水だけが中空糸膜の中から取り出される。この装置による水はリサイクルとして利用され、Ni液は濃縮工程である汚泥槽9に引き抜かれる。
【0024】
なお、上記実施例工程中において、代替装置としてのRO装置とMF装置の両方をそれぞれ同時に組み入れても良いことは言うまでもない(第3図)。また、上記実施例と同様に、濃縮工程の汚泥槽9へ移行する前に、少なくとも一回は前工程のpH調整槽3へリサイクルさせることにより、最終産物として高品位(Ni含有量20%〜100%)のNiリサイクルスラッジを得ることができる。
【符号の説明】
【0025】
1 Ni水洗水専用貯槽
2 還元槽
3 pH調整槽
4 凝集槽
5 沈降槽
6 中和槽
7 放流槽
9 汚泥槽
10 脱水機
12 水酸化ナトリウム
13 水酸化ナトリウム/硫酸
14 高分子凝集剤
15 水酸化ナトリウム/硫酸
16 汚泥
17 汚泥
18 高品位Niリサイクルスラッジ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Niメッキ工程またはNiメッキと他の金属メッキの複合工程からなる複数のメッキラインが並列されるエリアを設けるとともに、同エリアまたは同エリアに隣接して、Niメッキ水洗水のスラッジ化排水処理ラインを設け、Niメッキの水洗水については、各Niメッキラインからその水洗水を分別収集してNi水洗水専用貯槽に貯留し、排水処理ラインでは、Ni水洗水専用貯槽から供されるNi水洗水に還元槽で苛性ソーダを注入し、次にpH調整槽でアルカリにpH調整して水酸化物を作り、凝集槽では有機系の高分子凝集剤を注入し、その凝集物を沈降槽で沈降分離し、沈降した汚泥は下から引き抜き、それを少なくとも一回は上記pH調整槽に戻しリサイクルさせ、この濃縮された凝縮物を再び沈降槽を通し、上水はオーバーフローさせると共に、再度沈降した汚泥は次の濃縮工程の汚泥槽に引き抜かれ、次いで、汚泥槽で貯留しながら脱水機に引き抜き、処理業者が経済的にNiを回収できるために買い取り可能な20%〜100%のNi高濃度の有価物としてスラッジを得ることを特徴とする高品位Niリサイクルスラッジの製造方法。
【請求項2】
上記の排水処理ラインでは、原水槽の水洗水を還元槽で苛性ソーダの注入により、pH8〜12までに上げ、攪拌を行い、pH調整槽でpH10程度に調整することを特徴とする請求項1記載の高品位Niリサイクルスラッジの製造方法。
【請求項3】
上記の還元槽に替えて、水洗水貯槽よりRO装置を介して次のpH調整槽に移行するように構成したことを特徴とする請求項1記載の高品位Niリサイクルスラッジの製造方法。
【請求項4】
上記の凝集槽及び沈降槽に替えて、pH調整槽よりMF装置を介して、次の中和槽及び汚泥槽(濃縮工程)に移行するように構成したことを特徴とする請求項1又は3記載の高品位Niリサイクルスラッジの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−189747(P2010−189747A)
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−37743(P2009−37743)
【出願日】平成21年2月20日(2009.2.20)
【出願人】(504453328)株式会社高松メッキ (16)
【Fターム(参考)】