(57)【要約】  【課題】主として銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）を含むエッチング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し、エッチング廃液等の被処理液から回収対象金属である銅等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、しかも処理のための凝集剤を別途準備する必要のな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】回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液に、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加し、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させ、その後、剥離手段によって前記析出用金属から前記回収対象金属を剥離して回収する一方で、溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得ることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液に、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加し、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させ、その後、剥離手段によって前記析出用金属から前記回収対象金属を剥離して回収する一方で、前記溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得ることを特徴とする金属の回収方法。
【請求項２】
溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を酸化処理して凝集剤を得る請求項１記載の金属の回収方法。
【請求項３】
酸化処理が曝気によってなされる請求項２記載の金属の回収方法。
【請求項４】
回収対象金属が銅又はニッケルである請求項１乃至３のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項５】
析出用金属が鉄又はアルミニウムである請求項１乃至４のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項６】
回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液を回収用リアクター内に流入するとともに、該リアクター本体内に析出用金属を添加する請求項１乃至５のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項７】
析出用金属から回収対象金属を剥離する手段が、超音波によって析出用金属を振動させる手段、又は電磁石によって析出用金属を攪拌し、多数の析出用金属を相互に衝突させる手段である請求項１乃至６のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項８】
析出用金属が平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子である請求項１乃至７のいずれかに記載の金属の回収方法。
【請求項９】
回収対象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、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加して、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させる金属の析出・溶出反応を行なうための回収用リアクターと、前記析出した回収対象金属を回収すべく、前記析出用金属から剥離させるための剥離手段と、溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得るとともに、剥離した回収対象金属を分離する固液分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１０】
溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を酸化処理して凝集剤を得る酸化処理手段をさらに具備する請求項９記載の金属の回収装置。
【請求項１１】
酸化処理手段が、曝気処理による手段である請求項１０記載の金属の回収装置。
【請求項１２】
回収対象金属が銅又はニッケルである請求項９乃至１１のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項１３】
析出用金属が鉄又はアルミニウムである請求項９乃至１２のいずれかに記載の金属の回収装置。
【請求項１４】
析出用金属から回収対象金属を剥離する手段が、超音波によって析出用金属を振動させる手段、又は電磁石によって析出用金属を攪拌し、多数の析出用金属を相互に衝突させる手段である請求項９乃至１３のいずれかに記載の金属の回収装置。
【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、主として銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）を含むエッチング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或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。
このような産業廃液の中には、たとえば半導体製造工場において回路基板等を構成する銅を塩酸で溶解した銅エッチング廃液のようなものがある。
【０００３】
このような銅エッチング廃液を処理する方法として、従来ではたとえば下記特許文献１のような特許出願がなされている。しかし、この特許文献１に記載された方法では、銅エッチング廃液から銅を有価物として回収することには特に言及されていない。
【０００４】
これに対して、下記特許文献２は、銅エッチング廃液の処理方法のみならず、銅を回収する方法も開示するものである。この特許文献２のような従来の銅の回収技術は、当該特許文献２にも記載されているように、凝集剤を添加し、凝集沈殿物を分離して銅を回収する技術である。
【０００５】
しかしながら、このような凝集沈殿処理では、沈殿物がスラッジとして発生するという問題点があり、処理するための凝集剤を準備しなければならず、凝集剤購入のためのコストも決して無視できないものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２２３４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、エッチング廃液等の被処理液から回収対象金属である銅等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、しかも処理のための凝集剤を別途準備する必要のな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】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために、金属の回収方法とその装置としてなされたもので、金属の回収方法としての特徴は、回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液に、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加し、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させ、その後、剥離手段によって前記析出用金属から前記回収対象金属を剥離して回収する一方で、溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得ることである。
【０００９】
また金属の回収装置としての特徴は、回収対象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、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加して、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させる金属の析出・溶出反応を行なうための回収用リアクターと、前記析出した回収対象金属を回収すべく、前記析出用金属から剥離させるための剥離手段と、溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得るとともに、剥離した回収対象金属を分離する固液分離手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液は、たとえば酸化処理して凝集剤を得ることも可能である。酸化処理の手段としては、たとえば曝気処理による手段等を採用することができる。
【００１１】
回収対象金属としては、たとえば銅やニッケルが用いられ、析出用金属としては鉄やアルミニウムが用いられる。
【００１２】
上記のような金属の回収方法及び装置において、回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液を回収用リアクター内に流入するとともに、該回収用リアクター内に析出用金属を添加してもよい。
【００１３】
析出用金属から回収対象金属を剥離する手段としては、超音波によって析出用金属を振動させる手段、電磁石によって析出用金属を攪拌し、多数の析出用金属を相互に衝突させる手段等を採用することができる。
【００１４】
析出用金属としては、たとえば金属粒子が用いられる。その金属粒子の平均粒径は、０．１〜８ｍｍであることが好ましく、０．５〜６ｍｍであることがより好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上述のように、回収対象金属がイオン状態で含有されている被処理液に、前記回収対象金属よりもイオン化傾向が大きい析出用金属を添加し、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回収対象金属を前記析出用金属の表面に析出させるとともに、該析出用金属の金属イオンを被処理液中に溶出させ、その後、剥離手段によって前記析出用金属から前記回収対象金属を剥離して回収する一方で、溶出した析出用金属の金属イオンを含む処理液を凝集剤として得る方法であるため、たとえば銅エッチング廃液やニッケルのメッキ廃液のような被処理液から、銅やニッケル、或いはこれらの合金のような金属を有価金属として回収することができ、しかも処理液中に溶出した析出用金属、たとえば鉄やアルミニウム等の金属を、たとえば塩化第二鉄や塩化アルミニウムのような凝集剤として回収して利用することができる。
【００１６】
従って、銅やニッケル等の有価金属を回収することができるという効果を有するとともに、もともと有価金属の析出用として用いていた金属を、処理液中に溶出させて凝集剤として回収、再利用することができるので、従来のエッチング廃液等からの銅の回収方法のように、凝集剤を別途準備する必要もなく、凝集剤の購入等のコストを不要とすることができるので、処理のための全体のコストも従来に比べて大幅に低減することができるという効果がある。
【００１７】
また、析出用金属の表面である程度成長した回収対象金属を剥離手段で剥離させることで、析出用金属において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、回収対象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】
特に、析出用金属として平均粒径０．１〜８ｍｍの金属粒子を用いた場合には、金属析出反応のための析出用金属の総表面積が増加し、析出反応速度が向上し、回収対象金属の回収効率が一層高まることとなる。
【００１９】
また被処理液を回収用リアクター内に流入し、その回収用リアクター内に析出用金属を添加した場合には、その回収用リアクター内で析出用金属を好適に流動させることができ、析出用金属からの回収対象金属の剥離効果を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
【００２１】
（実施形態１）
本実施形態では、金属の回収装置の一例として、銅エッチング廃液からの銅（Ｃｕ）の回収装置に適用する場合について説明する。本実施形態の銅エッチング廃液からの銅（Ｃｕ）の回収装置は、図１に示すように、回収用リアクター１と、曝気処理装置１２と、凝集沈殿処理装置１３と、フィルター１４とを具備したものである。
【００２２】
回収用リアクター１は、図２に示すように縦長のものであり、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、全体として回収用リアクター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。
【００２３】
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、前記回収用リアクター１の全体で生じることとなる。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施形態では、投入する金属粒子として鉄（Ｆｅ）の粒子が用いられる。また対象となる廃液としては、銅（Ｃｕ）を含有するエッチング廃液が用いられる。この場合には、Ｃｕが回収対象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。
【００２６】
フィルター１４は、前記回収用リアクター１で析出しＦｅ粒子から剥離されたＣｕを２価の鉄イオン（Ｆｅ2+）を含む処理液から分離、回収するための固液分離手段である。
曝気処理装置１２は、前記回収用リアクター１から排出された処理液を曝気することで、被処理液中に溶出した２価の鉄イオン（Ｆｅ2+）を３価の鉄イオン（Ｆｅ3+）に酸化するためのものであり、曝気処理装置１２内には、図示しないが、曝気のための散気管等が設けられている。
【００２７】
さらに、凝集沈殿処理装置１３は、別途処理されるべき廃液を供給するとともに、前記曝気処理装置２で酸化された３価の鉄イオン（Ｆｅ3+）を含む処理液を、凝集剤として供給するものである。
【００２８】
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を介して回収用リアクター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（Ｆｅ粒子）を投入する。回収用リアクター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。
【００２９】
そして廃液中に含有されているＣｕと、投入された金属粒子であるＦｅ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）、（２）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。
【００３０】
Ｃｕ2+＋２ｅ→Ｃｕ  …（１）      ＋０．３４Ｖ
Ｆｅ2+＋２ｅ→Ｆｅ  …（２）      −０．４４Ｖ
【００３１】
上記（１）、（２）からも明らかように、Ｃｕ2+に比べて、Ｆｅ2+の標準還元電位が小さい。換言すれば、Ｃｕに比べて、Ｆｅのイオン化傾向が大きいことになる。そのため、上記のような流動状態となった状態で、イオン化傾向の大きいＦｅがＦｅ2+となって（上記（２）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+がＣｕとなって、Ｆｅの粒子の表面上に析出する。
【００３２】
そして、このようなセメンテーション反応によってＣｕをＦｅ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を析出したＦｅ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がＦｅ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）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。
【００３３】
このようにして剥離されたＣｕは、上部チャンバー９から排出管１０を経て回収用リアクター１の外部に排出され、フィルター１４にて回収対象金属（本実施形態の場合は、Ｃｕ）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、たとえば鉄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（Ｆｅ）の表面積が増加し、Ｃｕの析出反応の速度が向上することとなる。
【００３４】
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（Ｆｅ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、従来行われていた鉄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以外の不純物が非常に少ないものとなる。
【００３５】
また、Ｆｅからなる金属粒子は回収用リアクター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Ｆｅ2+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回収用リアクター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回収用リアクター１から不用意に溢流するおそれがある。
【００３６】
しかしながら、本実施形態においては、回収用リアクター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、回収用リアクター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回収用リアクター１の上部において、不用意に溢流することなく回収用リアクター１内に保持される可能性が高くなる。
【００３７】
また、廃液は回収用リアクター１の下部側から流入し、回収用リアクター１内を通過する際に、セメンテーション反応によりＦｅからなる金属粒子に、回収対象となるＣｕを析出させることから、回収用リアクター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。
【００３８】
しかしながら、本実施形態では、回収用リアクター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、回収用リアクター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回収用リアクター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。
【００３９】
次に、Ｃｕが回収して除去され、Ｆｅ2+が溶出した処理液を、曝気処理装置１２に供給する。この曝気処理装置１２では、散気管（図示せず）等から空気を流入し、曝気処理がなされる。それによって、処理液中に溶出していたＦｅ2+はＦｅ3+に酸化される。処理対象である銅エッチング廃液には、もともと塩酸も含有されていたため、Ｆｅ3+とＣｌ-とによって、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）が生成する。
【００４０】
そして、この塩化第二鉄を含む処理液が、凝集剤として凝集沈殿処理装置１３へ供給される。一方、この凝集沈殿処理装置１３には、別の廃液が供給される。そして、凝集沈殿処理装置１３に供給された別の廃液は、前記曝気処理装置１２から供給される処理液中の塩化第二鉄によって凝集沈殿処理されることとなる。凝集沈殿処理後の処理水は、その水質に応じて別途必要な処理がなされ、水質が良好な場合には、放流等がされる。
【００４１】
上述のように、本実施形態では、エッチング廃液中に含有されていたＣｕを効率よく回収処理することができるとともに、従来の銅エッチング廃液の回収方法のように別途凝集剤を準備する必要がなく、また本実施形態の回収処理のために析出用金属として用いたＦｅを廃液中にＦｅ2+として溶出させ、さらにＦｅ3+に酸化することで別の廃液処理の凝集剤として利用することができるので、全体としての処理コストを従来に比べて大幅に低減することができる。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態は、回収用リアクター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３に示すように回収用リアクター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、回収用リアクター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、回収用リアクター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。
【００４３】
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。
【００４４】
しかし、超音波発振体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、回収用リアクター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。
【００４５】
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回収用リアクター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回収用リアクター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。
【００４６】
（実施形態３）
本実施形態の回収用リアクター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４及び図５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。
【００４７】
本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、回収用リアクター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、回収用リアクター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４及び図５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６及び図７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。
【００４８】
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。
【００４９】
また上部チャンバー９は、図５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が回収用リアクター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が回収用リアクター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、回収用リアクター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。
【００５０】
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回収用リアクター１の全体で生じる点は、上記実施形態１、２と共通する。
【００５１】
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、回収用リアクター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度の角度をなして回収用リアクター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。
【００５２】
本実施形態においても、被処理液として上記実施形態１と同様の銅エッチング廃液が用いられる。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Ｆｅの粒子が用いられ、Ｃｕが回収対象金属として回収されることになる。
【００５３】
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を介して回収用リアクター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から回収用リアクター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回収用リアクター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。
【００５４】
廃液中に含有されているＣｕと、投入される金属粒子であるＦｅ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。
【００５５】
（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９に示すような電磁石１６を具備したスライドボード１７が、図８に示すように回収用リアクター１の側方に設けられたガイドレール１８に昇降自在に装着されている。スライドボード１７は、図９に示すように中央に空間部１９を有し、その空間部１９内に回収用リアクター１を挿入して該回収用リアクター１を包囲するように配設されている。尚、図９においては、回収用リアクター１は図示されていない。また本実施形態では、回収用リアクター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、すなわち回収用リアクター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。
【００５６】
そして、図８の矢印１５で示すように、上下に交互に移動させることによって、回収用リアクター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１６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１７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、金属粒子から好適に剥離して回収することができる。尚、本実施形態でも被処理液として銅エッチング廃液が用いられ、従って回収対象金属は銅であり、析出用金属の金属粒子としては鉄が用いられる。鉄は磁性体であるので、電磁石を利用する本実施形態の場合にも適合する。
【００５７】
（実施形態５）
本実施形態では、対象となる廃液としては、ニッケル（Ｎｉ）イオンを含有するメッキ工場廃液等が用いられる。この場合には、Ｎｉが金属として回収されることになる。また投入する金属粒子としてＡｌの粒子が用いられる。
【００５８】
本実施形態においては、上記実施形態１のような曝気処理装置１２が設けられていない。
これは、析出用金属として用いられるＡｌが、Ｎｉ含有メッキ廃液中に溶出されるときに
Ａｌ3+として溶出され、上記実施形態１において析出用金属として用いられた鉄の場合のように、Ｆｅ2+をＦｅ3+に酸化するような操作を必要としないからである。
【００５９】
回収用リアクター１、凝集沈殿処理装置１３、フィルター１４を設けた点は、上記実施形態１と同様である。また回収用リアクター１としては、上記実施形態１乃至３のいずれのものをも使用することができる。
【００６０】
本実施形態では、回収対象金属であるＮｉと、析出用金属であるＡｌとのイオン化傾向の差異に基づくセメンテーション反応により、Ｎｉが回収され、Ａｌが溶出されることとなる。
【００６１】
この点をより詳細に説明すると、ＮｉイオンとＡｌイオンの還元反応と標準電極電位は次式（３）、（４）で示される。
Ｎｉ3+＋３ｅ→Ｎｉ  …（３）      −０．２５Ｖ
Ａｌ3+＋３ｅ→Ａｌ  …（４）      −１．６６Ｖ
【００６２】
上記（３）、（４）からも明らかように、Ｎｉ3+に比べて、Ａｌ3+の標準還元電位が小さい。換言すれば、Ｎｉに比べて、Ａｌのイオン化傾向が大きいことになる。そのため、上記のような流動状態となった状態で、イオン化傾向の大きいＡｌがＡｌ3+となって（上記（４）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Ｎｉ3+がＮｉとなって、Ａｌの粒子の表面上に析出する。
【００６３】
そして、このようなセメンテーション反応によってＮｉをＡｌ粒子の表面上に析出させた後の、ＮｉをＡｌ粒子から剥離させる手段や作用等は、上記実施形態１等と同様である。
【００６４】
フィルター１４にて、Ｎｉを回収して除去され、Ａｌ3+が溶出した処理液は、実施形態のような曝気処理が行われることなく、直接凝集剤として凝集沈殿処理装置１３へ供給される。凝集沈殿処理装置１３には別の廃液が供給され、その別の廃液は、前記回収用リアクター１から供給される処理液中の塩化アルミニウムによって凝集沈殿処理されることとなる。
【００６５】
本実施形態においても、メッキ廃液中に含有されていたＮｉを効率よく回収処理することができるとともに、本実施形態の回収処理のために析出用金属として用いたＡｌを廃液中にＡｌ3+溶出させることで別の廃液処理の凝集剤として利用することができるので、全体としての処理コストを大幅に低減することができる。
【００６６】
（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のイオンを含有する銅エッチング廃液や、Ｎｉのイオンを含有するメッキ工場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、種々の廃液に適用することが可能である。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も適用可能である。
【００６７】
従って、回収の対象となる金属の種類も該実施形態のＣｕ、Ｎｉに限らない。
【００６８】
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、回収用リアクター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、回収用リアクター内での流動性、反応性を良好にし、回収用リアクター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。
【００６９】
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。
【００７０】
さらに該実施形態では、析出用金属の金属粒子としてＦｅやＡｌを使用したが、これ以外の金属を用いることも可能である。
【００７１】
さらに、上記実施形態１、２では、回収用リアクター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、このように回収用リアクター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のように回収用リアクター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。
【００７２】
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４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。
【００７３】
また、上記実施形態では析出用金属として金属粒子を利用したが、これに限定されず、金属線や金属線をメッシュ状に加工したもの、板状の金属等を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一実施形態としての銅エッチング廃液からの銅の回収装置の概略ブロック図。
【図２】同回収装置における回収用リアクターの概略正面図。
【図３】他実施形態の回収用リアクターの概略正面図。
【図４】他実施形態の回収用リアクターの概略斜視図。
【図５】他実施形態の回収用リアクターの概略断面図。
【図６】他実施形態の回収用リアクターにおける流入用チャンバーの概略平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図８】他実施形態の回収用リアクターの概略正面図。
【図９】図８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１０】他実施形態のメッキ廃液からのニッケルの回収装置の概略ブロック図。
【符号の説明】
【００７５】
１…回収用リアクター          １２…曝気処理装置
１３…凝集沈殿処理装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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