(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムの表面処理をした後のアルミニウム含有廃液からの水酸化アルミニウム回収のための方法であって、アルミニウム含有廃液を中和処理し、水酸化アルミニウム懸濁液とする工程と、陽極及び陰極の導電性多孔質体で閉塞された処理槽に水酸化アルミニウム懸濁液を注入し、陽極と陰極の導電性多孔質体に直流電圧を印加し、電気浸透法により水酸化アルミニウム懸濁液から水分を除去する工程と、水分を除去した水酸化アルミニウムゲルをマイクロ波で加熱することによって乾燥し、アモルファス水酸化アルミニウムを得る工程より成ることを特徴とするアルミニウム含有廃液からの水酸化アルミニウムの回収方法。
【請求項２】
中和処理した水酸化アルミニウム懸濁液に高分子凝集剤を添加して、コロイドを凝集・沈降させて沈降物と上澄み液を分離し、上澄み液を除去した後に、電気浸透法で水分を除去することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム含有廃液からの水酸化アルミニウムの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミニウムのエッチング処理や陽極酸化処理を行った後のアルミニウム含有廃液から、水酸化アルミニウムを回収するための回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサの電極箔は、高純度のアルミニウム箔を塩酸などで溶解したエッチング液中で化学的あるいは電気的にエッチング処理をして、表面積を拡大する。そのため、エッチングに使用した後のエッチング廃液は、アルミニウムを多量に溶解している。また、エッチング処理したアルミニウム箔の表面に陽極酸化皮膜を形成するため、ホウ酸などを添加した化成処理液中でアルミニウム箔に陽極酸化処理を行うが、陽極酸化処理を行った後の化成処理廃液にもアルミニウムが溶解したものとなる。
【０００３】
そこで、このようなエッチング廃液や化成処理廃液などのアルミニウム含有廃液から、アルミニウムを資源として再利用することが求められている。
【０００４】
エッチング処理を行った後のエッチング廃液から水酸化アルミニウムを回収する方法としては次のような方法が知られている。まずエッチング廃液は塩酸を含む酸性溶液であるため、エッチング廃液に水酸化ナトリウム水溶液を添加して中和する。この中和処理では、エッチング廃液中では（化１）に示す化学反応により、水酸化アルミニウムが生成する。
【０００５】
【化１】
0004628558.tif 000002
【０００６】
なお、上記の反応式で生じる水酸化アルミニウムは難溶性塩で、溶液からの結晶成長速度が非常に遅く、コロイド粒子として生じる。そこで、中和処理したアルミニウム含有廃液に高分子凝集剤を加えて攪拌した後に静止して、液中で水酸化アルミニウムコロイドを沈降させる。その後、沈降物と上澄み液とに分離し、上澄み液のみを捨てて水酸化アルミニウム懸濁液を得る。この水酸化アルミニウム懸濁液を、フィルタープレス等の方法により圧縮・濾過して、水酸化アルミニウムゲルを得る。この水酸化アルミニウムゲルは、アルミニウムに配位した水及びコロイドの分散媒としての水を合わせると約９０mass％の水分を含むため、さらに水酸化アルミニウムゲルを風乾や強制乾燥などにより乾燥させて、水酸化アルミニウムを得ている。
【０００７】
なお、この風乾や強制乾燥によって得られる水酸化アルミニウムは結晶性の水酸化アルミニウムであるギブサイト（Al2O3・3H2O）や、ギブサイトよりも脱水が進行したベーマイト（AlOOH）となる場合が多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の方法により水酸化アルミニウムを回収しようとすると、処理過程で得られる水酸化アルミニウムゲルは水分を多量に含むものであり、その後の乾燥工程での乾燥時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、エッチング廃液にはアルミニウム以外の金属イオンおよび陰イオン等も溶解しており、得られる水酸化アルミニウムはそれらを不純物として含んでしまうという問題もあった。
【００１０】
さらに、従来の方法によって得られる水酸化アルミニウムは、前述したようにギブサイトやベーマイトである。より反応性が高く、工業的な利用価値の高いアモルファスの水酸化アルミニウムは現在胃腸薬用以外、上市されていない。そこで、このアモルファス水酸化アルミニウムを簡易な方法で得ることができる処理方法が求められていた。
【００１１】
そこで、この発明では、アルミニウムを溶解したアルミニウム含有廃液からの水酸化アルミニウムを得るための処理時間の短縮を目的としている。また、高純度のアモルファスの水酸化アルミニウムを得ることを別の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明は、アルミニウムの表面処理をした後の、アルミニウムが溶解したアルミニウム含有廃液から水酸化アルミニウムを回収するための回収方法であって、
アルミニウム含有廃液を中和し、水酸化アルミニウム懸濁液とする工程と、
陽極及び陰極の導電性多孔質体で閉塞された処理槽に水酸化アルミニウム懸濁液を注入し、陽極と陰極の導電性多孔質体に直流電圧を印加し、電気浸透法により水酸化アルミニウム懸濁液から水分を除去する工程と、
水分を除去した水酸化アルミニウムゲルを乾燥し、アモルファス水酸化アルミニウムを得る工程より成ることを特徴とするアルミニウム溶解廃液からの水酸化アルミニウムの回収方法を提案するものである。
【００１３】
電気浸透法を用いることにより、含水率の少ない水酸化アルミニウムゲルを得ることができる。そのため、その後の乾燥工程における乾燥時間の短縮を図ることができる。
【００１４】
さらに、電気浸透法を用いることにより、不純物成分は水とともに脱水されるため、得られる水酸化アルミニウムは純度が高いものとなる。
【００１５】
また、この水酸化アルミニウムゲルの乾燥をマイクロ波で加熱することを特徴とする。
【００１６】
電気浸透法によって得られる水酸化アルミニウムゲルは、網目状に連続した水酸化アルミニウム粒子間に水の通り道ができている。そこで、マイクロ波によって乾燥すると、前述した水の通り道があるため、この通り道を通じて水分が外部に放出されるため、乾燥時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
また、マイクロ波によって加熱した場合には、水酸化アルミニウムに配位していた水分が全て蒸発すれば、マイクロ波による加熱が終了する。そして、このマイクロ波乾燥した場合の水酸化アルミニウムはアモルファス水酸化アルミニウムである。
【００１８】
さらに、中和処理したアルミニウム含有廃液に高分子凝集剤を添加して水酸化アルミニウムを沈降させ、上澄み液を除去した後に、電気浸透法で水分を除去すると乾燥時間が短縮される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
電解コンデンサで使用する電極箔は高純度のアルミニウム箔を塩酸を主体とするエッチング液で電気化学的に拡面処理を行う。エッチングはアルミニウムの表面を溶解させることにより拡面処理をするものであるため、エッチング処理を行った後のエッチング液はアルミニウムを多量に溶解している。
【００２０】
まず、従来例と同様にこのエッチング廃液に水酸化ナトリウム水溶液を添加して中和処理し、水酸化アルミニウム懸濁液を得る。この水酸化アルミニウム懸濁液は、水酸化アルミニウムコロイドが分散したものである。この水酸化アルミニウム懸濁液に、高分子凝集剤（商品名  ミズフロック：水沢薬品社製）を添加する。
【００２１】
エッチング廃液中の水酸化アルミニウムコロイドは、溶液のｐＨが８より酸性状態では正に帯電しているが、アニオン性高分子凝集剤を添加すると正帯電が弱くなる。そのため、液中で水酸化アルミニウムコロイド同士の同極性による反発が弱まり、ファンデアワールス力によりコロイド同士が凝結した状態となる。更にそのコロイドが接近した状態で、高分子凝集剤が高分子架橋するため、水酸化アルミニウムのコロイドが凝集してより大きな粒子となり、液中での沈降速度が増大するようになる。
【００２２】
そして、シックナーにて水酸化アルミニウム懸濁液を固体濃度０．６〜０．７mass％に濃縮する。このとき得られた水酸化アルミニウム懸濁液は、ｐＨ６．０〜６．５、電気伝導度は５．０〜６．０ｍＳ／ｃｍであった。
【００２３】
そこで、水酸化アルミニウム懸濁液を電気浸透装置に入れる。
【００２４】
（電気浸透槽の構成）
電気浸透装置は、図２に示すようなもので、筒状の電気浸透槽本体１１が２枚の導電性多孔質体からなる陽極と陰極の電極板１２、１３により閉塞されて電気浸透槽を形成している。電気浸透槽本体１１の上部には、被処理液の注入口１４が設けられており、注入口１４は開閉自在に構成されている。また、陽極の電極板１２、陰極の電極板１３とも、電気浸透槽本体１１に注入される被処理液の液面に対しほぼ垂直方向となるように取り付けられている。多孔質の導電性多孔質板としては多孔質炭素板（東海カーボン社製）を用いた。このような多孔質炭素板を用いることにより、濾過板と電極板を共通のものとすることができる。
【００２５】
また、陽極の電極板１２は電気浸透槽本体部１１に固定され、移動が規制されている。一方、陰極の電極板１３には伸縮アーム２０が取り付けられており、電気浸透槽本体１１の筒内をピストン運動するように可動自在に構成されている。伸縮アーム２０は油圧などの手段により伸縮を任意に制御でき、これによって、陰極の電極板１３を筒内の任意な位置に移動させることが可能となる。そのため、電気浸透槽本体の内部の容積を任意に変更できる他、電気浸透槽に注入された被処理液に対し、圧力を加えることも可能となる。
【００２６】
さらに、電気浸透槽本体１１の電極板１２、１３によって仕切られた電気浸透槽の外部側の空間１７、１８は閉塞空間となっており、その空間を減圧状態とすることが可能となっている。すなわち、電極板１２、１３の外部側の空間はそれぞれ閉塞した空間とし、それぞれが真空ポンプ１９とつながっている。そこで、真空ポンプ１９を可動して脱気することにより、減圧状態とすることができる。
【００２７】
陽極の電極板と陰極の電極板は、それぞれ、直流電源１５の出力端子と接続しており、両電極板１２、１３の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
【００２８】
この電気浸透装置の注入口より、水酸化アルミニウム懸濁液を注入する。
この注入の際には、電気浸透装置の減圧ポンプを稼働させ、電気浸透槽の外部側の空間１７、１８を減圧状態とする。電気浸透槽の外部側の空間１７、１８を減圧状態とすると、水酸化アルミニウム懸濁液は、多孔質炭素板表面から吸引濾過されることになる。水酸化アルミニウム懸濁液を注入し終えたら、注入口を閉じる。さらに、陰極の電極板を移動させ、水酸化アルミニウム懸濁液に圧力を加える。圧力を加えることにより、水分が陽極の多孔質炭素板を透過して、圧搾する作用により、脱水を促進することができる。
（電気浸透法）
【００２９】
そして、以上の吸引・圧搾により所定の濃度となるまで脱水を行った後に、電極間に直流電圧を印加する。
【００３０】
水酸化アルミニウムコロイドはアニオン性高分子凝集剤を加えた後も多くの場合、水に対して正に帯電している。一方、コロイド界面近傍の液は粒子と反対極性のイオン層が構成されている。そこで、被処理液を挟んで電極を設け、電極間に直流電圧を印加すると、電場によって電気浸透現象が起きる。これにより、負に帯電している水は陽極側に流動し、濾過板を透過して脱水される。
【００３１】
また、アルミニウム懸濁液に溶解していた不純物成分も、濾過板を透過して除去されるため、電気浸透装置に残された水酸化アルミニウムは純度が高いものとなる。
【００３２】
（電気浸透槽で脱水後の水酸化アルミニウム）
以上のような、電気浸透装置により脱水すると、含水率が少ない水酸化アルミニウムゲルを得ることができる。すなわち、この実施例では電気浸透法によって水酸化アルミニウムゲルの含水率は約７０％にまで減少させることができる。
【００３３】
（乾燥工程）
さらに、水酸化アルミニウムゲルを、電気浸透槽から取り出す。電気浸透法によって得られる水酸化アルミニウムゲルは、網目状に連続した水酸化アルミニウム粒子間に水が包含され、水の通り路が形成された状態である。
【００３４】
その後、水酸化アルミニウムゲルを乾燥炉で乾燥する。乾燥炉は水酸化アルミニウムゲルにマイクロ波を照射するものである。マイクロ波を照射することにより、遊離水とともに水酸化アルミニウムに強く吸着しているゲル水が蒸発し、水酸化アルミニウムを乾燥させることが出来る。前述したように、電気浸透法により得られた水酸化アルミニウムゲルは、水の通り路が形成された状態であるため水酸化アルミニウムの内部の水分が蒸発しやすく、乾燥時間を短縮することができる。
【００３５】
以上のようにして得られた水酸化アルミニウムはアモルファスであることが確認された。これは、前述したメカニズムにより、遊離水とゲル水のみが加熱されて蒸発が進み、Al(OH)3を形成する水分は脱水が進行しないためである。
【００３６】
この発明は、上記のようなエッチング処理をした後のアルミニウム含有廃液の処理のみでなく、アルミニウムの表面を陽極酸化処理する際に用いた化成処理液の処理としても用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明のアルミニウム含有廃液からの水酸化アルミニウムの回収方法によると、アルミニウム含有廃液から含水率が低く、かつ純度の高い水酸化アルミニウムを短時間で効率良く得ることができるようになるという優れた効果を奏する。
【００３８】
また、得られる水酸化アルミニウムはアモルファスであり、ベーマイトやギブサイトに比べ反応性が高い。そのため、建設廃泥固化剤などとしての価値が高い水酸化アルミニウムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のプロセスを示すフローチャートである。
【図２】この発明で用いる電気浸透装置の構造を説明する図面である。
【符号の説明】
１０  電気浸透装置
１１  電気浸透槽本体
１２  濾過部材
１３  濾過部材
１４  注入口
１５  直流電源
１７  閉塞空間
１８  閉塞空間
１９  真空ポンプ
２０  伸縮アーム
【図１】
0004628558.tif 000003
【図２】
0004628558.tif 000004