(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素を含む銅エッチング廃液を処理する装置であって、該廃液の（１）廃液ストック槽と（２）陽極の表面に凹凸を施し、表面積が平面に対し５〜１０倍の表面積を持つ白金電極および陰極はステンレス板であり、極間を３０〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を１／１〜１／０．２に、処理廃液量に対し電極面積の比率は０．４〜２．０ｄｍ２／Ｌとし、液温を２０℃〜６０℃に制御する冷却装置と排ガス処理設備を付帯し、液を攪拌するための強制循環ポンプを有する過酸化水素分解槽と、（３）過酸化水素水処理受槽、および（４）陽極に炭素、陰極には銅板を電極とし、極間は１００ｍｍ〜３００ｍｍ、陽極／陰極の面積比は１／１〜１／０．５で、液量に対する電極面積の比率は０．４〜１．２ｄｍ２／Ｌである銅回収槽からなることを特徴とする過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。 
【請求項２】
過酸化水素分解槽処理液中の過酸化水素の濃度を１.８ｗ／ｗ％以下に分解することを特徴とする請求項１記載の過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。 
【請求項３】
銅回収層での銅回収後の廃液中の銅濃度を０.１ｗ／ｗ％以下であることを特徴とする請求項１記載の過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。 
【請求項４】
過酸化水素を含む銅エッチング廃液を処理する装置であって、該廃液の（１）廃液ストック槽と（２）陽極の表面に凹凸を施し、表面積が平面に対し５〜１０倍の表面積を持つ白金電極および陰極はステンレス板であり、極間を３０〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を１／１〜１／０．２に、処理廃液量に対し電極面積の比率は０．４〜２．０ｄｍ２／Ｌとし、液温を２０℃〜６０℃に制御する冷却装置と排ガス処理設備を付帯し、液を攪拌するための強制循環ポンプを有し、電流密度５〜５０Ａ／ｄｍ２で過酸化水素を電解する過酸化水素分解槽と、過酸化水素分解後、この処理水を（３）過酸化水素水処理受槽に貯留し、その後過酸化水素処理水を（４）陽極に炭素、陰極には銅板を電極とし、極間は１００ｍｍ〜３００ｍｍに、陽極／陰極の面積比は１／１〜１／０．５で、液量に対する電極面積の比率は０．４〜１．２ｄｍ２／Ｌとした銅回収槽に移送し、電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２〜５Ａ／ｄｍ２の範囲内で電解し、純度９９．８％以上の銅を析出させ回収することを特徴とする過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板の製造において、銅板や銅箔の表面処理で発生する、過酸化水素を含む銅エッチング廃液の処理装置に関する。
本装置は、過酸化水素と銅を多量に含んだ廃液中より過酸化水素を安全に分解し、銅を有効な金属として回収する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプリント配線板の銅板や銅箔の表面処理で発生する、銅と過酸化水素を多量に含んだ廃液は、中和処理によって銅を水酸化物として廃液から分離され、この銅水酸化物は、産業廃棄物としてセメントなどにより安定化処理され、埋め立て処理されるか、精錬原料として回収する方法がある。一方、過酸化水素は中和処理においてある程度分解するが、残分は還元剤や分解触媒で分解し無害化する方法がある。
特許文献１には、過酸化水素を電気的に分解する槽と該処理液を更に電気分解して廃液中より銅を回収する方法が開示されているが、回収した銅の純度が低いなどの問題を有している。
【特許文献１】特開２００５-１８７８６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高濃度の過酸化水素の分解は、中和処理の際分解触媒が共存した場合、過酸化水素が暴走的に自己分解し、ミストの飛散や廃液の沸騰、さらには槽の破損を引き起こす危険性を伴う。
中和により多量に含まれた銅イオンの処理は、アルカリ性薬剤が必要であり、中和反応によって生ずる水酸化物のろ過分離が必要である。またそのろ過設備にも多大な費用が掛かる。
【０００４】
分離した水酸化物は安定化処理し、埋め立てる方法が取られてきたが、作業が煩雑で、埋め立て後の二次汚染の心配もある。更に近年埋立地の確保が極めて難しくなってきている。また精錬所にて回収する方法もあるが、多量の水を含んだ水酸化物を精錬所まで運ぶ費用も多大で、精錬所も極めて少ないのが現状である。
本発明は過酸化水素の分解速度を制御しながら安全に分解し、貴重な銅をきわめて効率よく高純度の金属として有効的に回収することができる設備を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、銅エッチング廃液を、排ガス処理設備を併設する過水電解処理槽に送り込み、過酸化水素の分解を制御しながら緩やかに分解する。過酸化水素分解後、廃液は銅回収槽に移し、電気分解により高純度の銅金属として回収できることを見出し、本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置に関するものであり、以下のとおりである。
【０００６】
１．過酸化水素を含む銅エッチング廃液を処理する装置であって、該廃液の（１）廃液ストック槽と（２）陽極の表面に凹凸を施し、表面積が平面に対し５〜１０倍の表面積を持つ白金電極および陰極はステンレス板であり、極間を３０〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を１／１〜１／０．２に、処理廃液量に対し電極面積の比率は０．４〜２．０ｄｍ２／Ｌとし、液を攪拌するための強制循環ポンプを有する過酸化水素分解槽と、（３）過酸化水素水処理受槽、および（４）陽極に炭素、陰極には銅板を電極とし、極間は１００ｍｍ〜３００ｍｍ、陽極／陰極の面積比は１／１〜１／０．５で、液量に対する電極面積の比率は０．４〜１．２ｄｍ２／Ｌである銅回収槽からなることを特徴とする過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。
２．過酸化水素分解槽処理液中の過酸化水素の濃度を１.８ｗ／ｗ％以下に分解することを特徴とする第１項記載の過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。
３．銅回収層での銅回収後の廃液中の銅濃度を０.１ｗ／ｗ％以下であることを特徴とする第１項記載の過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。
４．過酸化水素分解槽の液温を２０℃〜６０℃に制御する冷却装置と排ガス処理設備を付帯することを特徴とする第１項記載の過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置。
５．過酸化水素を含む銅エッチング廃液を処理する装置であって、該廃液の（１）廃液ストック槽と（２）陽極の表面に凹凸を施し、表面積が平面に対し５〜１０倍の表面積を持つ白金電極および陰極はステンレス板であり、極間を３０〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を１／１〜１／０．２に、処理廃液量に対し電極面積の比率は０．４〜２．０ｄｍ２／Ｌとし、液を攪拌するための強制循環ポンプを有し、電流密度５〜５０Ａ／ｄｍ２で過酸化水素を電解する過酸化水素分解槽と、過酸化水素分解後、この処理水を（３）過酸化水素水処理受槽に貯留し、その後過酸化水素処理水を（４）陽極に炭素、陰極には銅板を電極とし、極間は１００ｍｍ〜３００ｍｍに、陽極／陰極の面積比は１／１〜１／０．５で、液量に対する電極面積の比率は０．４〜１．２ｄｍ２／Ｌとした銅回収槽に移送し、電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２〜５Ａ／ｄｍ２の範囲内で電解し、純度９９．８％以上の銅を析出させ回収することを特徴とする過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理方法。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明の装置は、過酸化水素を制御しながら分解し、高純度の銅を回収することができ、安全、且つ安定的に処理でき環境に配慮した装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の回収装置は、廃液を受け入れる廃液ストック槽と過酸化水素を分解する過水分解槽と過酸化水素水処理受槽および銅を回収する槽からなる。  
廃液はストック槽で貯留し、過酸化水素分解槽に移す、電気分解の効率上、移送する廃液量は、分解槽の容量の７０〜９０％とし、更に好ましくは８０〜８５％とする。
過水分解槽には、電解設備が設置されていて、電解により過酸化水素を制御しながら分解する、このとき分解熱により液温が上昇するが、液温制御装置で温度を２０℃〜６０℃に、更に好ましくは３０℃〜６０℃に制御することにより、課題である暴発的な分解を回避し安全に分解処理する。そして、電解と同時に強制循環ポンプにて液の攪拌を行う。また排ガス処理装置を設置し、排ガスによる作業環境の悪化を防止する。
【０００９】
電解設備の電極は、陽極の表面に凹凸を施し、表面積が平面に対し５〜１０倍の表面積を持つ白金電極で、陰極にステンレス板とし、極間を３０〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を１／１〜１／０．２とする。
処理廃液量に対し電極面積の比率は、０．４〜２．０ｄｍ２／Ｌとし、電流密度を５〜５０Ａ／ｄｍ２で過酸化水素の分解を行う。この分解は過酸化水素濃度を１．８％以下まで、より好ましくは１％以下、更に好ましくは０.８％以下とすることができる。
【００１０】
過酸化水素を分解した処理水は銅回収槽に移す。銅の回収槽にも電解設備が設置されていて、陽極に炭素、陰極には銅板を用い、極間は１００ｍｍ〜３００ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比は１／１〜１／０．５とする。液量に対する電極面積の比率は０．４〜１．２ｄｍ２／Ｌとし、電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２〜５Ａ／ｄｍ２の範囲内で電解することにより、銅を析出させ回収する。回収した銅の純度は９９．８％以上、更に好ましくは９９．９％以上であり、銅の回収率は９５％以上、好ましくは９７％以上、更に好ましくは９８％以上の回収を可能とする。
【実施例】
【００１１】
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
廃液組成；過酸化水素７ｗ/ｗ％、硫酸濃度３ｗ/ｗ％、銅濃度３４.９ｇ/Ｌ  
廃液処理量；５００Ｌ（銅含有量１７．４５Kg、銅濃度３.５ｗ/ｗ％）
を図１の装置を用いて処理した。
【００１２】
過酸化水素濃度の分析方法；３００ｍｌコニカルビーカにサンプルを、ホールピペットを用いて正確に０.５ｍｌを採取し、純水１００ｍｌを加え、これに２０ｗ/ｗ％硫酸約１０ｍｌを加える。次に、１/１０Ｎ過マンガン酸カリウムを用いて滴定する（滴定量Ａｍｌ）。終点は、無色から薄いピンク色に呈色し、３０秒消えない点とする。      
過酸化水素濃度（ｇ/Ｌ）＝（過マンガン酸カリウムのファクター×Ａ×０.１７/０.５）×１０＝過マンガン酸カリウムのファクター×Ａ×３.４
銅濃度の分析方法；３００ｍｌコニカルビーカにサンプルを、ホールピペットを用いて正確に０.２ｍｌを採取し、純水１００ｍｌを加え、これに緩衝溶液約２０ｍｌを加える。次に、Ｘ・Ｏ指示薬を２〜３滴加え、６０〜７０℃に加熱する。１/１００ＭのＥＤＴＡ溶液にて滴定定する（滴定量Ｂｍｌ）。終点は、赤紫色から黄緑色に呈色する点とする。
銅濃度（ｇ/Ｌ）＝ＥＤＴＡのファクター×Ｂ×０.６３５４/０.２＝ＥＤＴＡのファクター×Ｂ×３.１７７
【００１３】
図１において、1は廃液ストック槽であり廃液を一旦この槽に受け、その量が過水分解槽４の容量の８５％以上溜まった時点で、廃液ストック槽１から過水分解槽４に、過水分解槽送液ポンプ２にて廃液を送液し、過水分解槽４の８２％の容量になった時点で一旦ポンプ２を停止する。つぎにバルブを循環に切り替えポンプ２を作動させ流量を上げ強制攪拌を開始する。次に過酸化水素分解整流器５の電流値を１，７００Ａ(１４Ａ／ｄｍ２)にセットし電解を開始する。このとき陽極に表面積が平面に対し１０倍の凹凸のある白金電極（有効面積７００ｄｍ２）、陰極にステンレス板（有効面積１４４ｄｍ２）を有し、極間を５０ｍｍに保ち、陽極／陰極の面積比を５／１とした。
同時に冷却装置６および排気洗浄装置７を稼動させ廃液温度を６０℃以上に上がらないよう制御した。加えて排ガス処理も実施した。
分解開始６時間後、過酸化水素濃度は０．４％に低下した。整流器および強制循環ポンプを止め、次に８の過酸化水素水処理受槽へ廃液を移し、更に廃液を９の銅回収槽へ移した。
循環ポンプ１１を稼動させる。陽極に炭素（有効面積７００ｄｍ２）、陰極には銅板（有効面積６００ｄｍ２）を電極とし、極間は２００ｍｍに、陽極／陰極の面積比は１／０.８５とした。整流器を稼動させ銅の回収を開始する。このとき電流は１，８００Ａ（３Ａ/ｄｍ２）で９.５時間行い、銅を１７.２５Ｋｇ回収した。回収した銅の純度は９９．９％以上で、回収率は９８.９ｗ/ｗ％であった。最終処理液中の銅濃度０.０４ｗ/ｗ％、過酸化水素濃度０．００１ｗ／ｗ％であった。
【００１４】
これらの処理を行うことにより原液廃液中の過酸化水素濃度は初期の７ｗ/ｗ％から過酸化水素の分解処理後０.４ｗ/ｗ％へ、更に銅回収処理終了後０．００１ｗ/ｗ％に低減した。銅濃度は３.５ｗ/ｗ％より０.０４ｗ/ｗ％に低減でき、これまで廃棄されてきた銅を９９．９％以上の純度で１７.２５Ｋｇ有効回収することができた。これらの操作は、安全に、且つ安定的に、更に低コストで実施することができ、これらの処理を行った最終処理液は、通常の工場廃水として処理、廃棄することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】過酸化水素を含有する銅エッチング廃液の処理装置及び銅回収装置の模式図。
【符号の説明】
【００１６】
１  廃液ストック槽
２  過水分解槽送液ポンプ兼強制循環ポンプ
３  装置の動力制御盤
４  過酸化水素分解槽
５  過酸化水素分解整流器
６  冷却装置
７  排気洗浄装置
８  過酸化水素水処理受槽
９  銅回収槽
10  銅回収整流器
11  銅回収循環ポンプ  
【図１】
0004819032.tif 000002