(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオンを含む被処理水を塩基性にして前記金属イオンを金属化合物として析出させる析出槽と、
前記被処理水中の前記金属化合物を分離回収するフィルターを備えたろ過器と、を備え、
前記フィルターが、フィルター基材と、前記フィルター基材の表面を被覆するめっき層とを有し、少なくとも前記フィルター基材の一次面側の前記めっき層の表面には多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられている、金属回収装置。
【請求項２】
前記金属化合物が付着した前記フィルターに洗浄水を供給する洗浄機構と、
前記金属化合物を含む前記洗浄水を貯留する回収タンクと、が更に備えられる請求項１に記載の金属回収装置。
【請求項３】
前記回収タンク内の前記金属化合物を含む前記洗浄水を加熱する水加熱装置が更に備えられる請求項２に記載の金属回収装置。
【請求項４】
前記金属化合物が付着した前記フィルターを加熱するフィルター加熱装置が更に備えられる請求項１または請求項２に記載の金属回収装置。
【請求項５】
前記針状析出物は、基端から先端に向けて先細りの形状である請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項６】
前記フィルター基材の単位面積当たりの前記針状析出物の数が１．２〜１０．０個／μｍ２であるか、または、
前記フィルター基材の断面における単位長さ当たりの前記針状析出物の数が１．０〜４．０個／μｍである請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項７】
前記フィルター基材の断面における前記針状析出物の平均高さが０．２〜２．５μｍである請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項８】
前記多面体形状の析出物の最大外形寸法の平均値が０．５〜１０μｍである請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項９】
前記フィルター基材の面積に対する前記めっき層の被覆された貫通孔の面積が０．０４〜５．００％である請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１０】
前記多面体形状の析出物の集合体または前記複数の針状析出物の集合体を含む前記めっき層が、ニッケルまたはニッケル合金からなる請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１１】
前記フィルター基材が、金属網である請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１２】
前記めっき層の全面に、多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられている請求項１１に記載の金属回収装置。
【請求項１３】
前記フィルター基材に前記めっき層が被覆された状態での前記フィルターの貫通孔の長径の平均が１〜２０μｍである請求項１１または請求項１２に記載の金属回収装置。
【請求項１４】
前記フィルター基材が、複数の貫通孔が設けられた金属板である請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１５】
前記フィルター基材が、複数の線材を隙間を設けて平行に配列させた濾過体と、前記複数の線材を固定して支持する支持部材と、から構成され、
前記濾過体のうち前記被処理水が流入する一次面側に臨む前記線材に平坦面が設けられ、少なくとも前記平坦面に前記めっき層が形成されている請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１６】
前記フィルター基材が、線材を隙間を設けて螺旋状に巻回させた濾過体と、前記線材を固定して支持する支持部材と、から構成され、
前記濾過体のうち前記被処理水が流入する一次面側に臨む前記線材に平坦面が設けられ、少なくとも前記平坦面に前記めっき層が形成されている請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の金属回収装置。
【請求項１７】
金属イオンを含む被処理水を塩基性にして前記金属イオンを金属化合物として析出させる析出工程と、
前記被処理水中の前記金属化合物をフィルターによって分離回収する回収工程と、を含み、
前記フィルターとして、フィルター基材と、前記フィルター基材の表面を被覆するめっき層とを有し、少なくとも前記フィルター基材の一次面側の前記めっき層の表面に多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられてなるものを用いる、金属回収方法。
【請求項１８】
前記回収工程後に、前記金属化合物を加熱する加熱工程を更に備える請求項１７に記載の金属回収方法。
【請求項１９】
前記加熱工程は、前記フィルターに前記金属化合物を付着させたまま、前記フィルターを加熱する工程である請求項１８に記載の金属回収方法。
【請求項２０】
前記加熱工程は、前記フィルターに付着した前記金属化合物を洗浄水で洗浄し、洗浄後の前記金属化合物を含む前記洗浄水を加熱する工程である請求項１８に記載の金属回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、金属回収装置及び金属回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業排水などの排水の再利用が重要である。排水を再利用するには、水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。水中から他の物質を分離する方法として、膜分離法、遠心分離法、活性炭吸着法、オゾン処理法、凝集による浮遊物質の除去法など種々の方法がある。これらの方法を用いて水中に含まれるリンや窒素などの環境に影響の大きい物質を除去することや、水中に分散した油類やクレイなどを除去することなどができる。
【０００３】
これら各種の水処理方法のうち、膜分離法は水中の不溶物質を除去するのに最も一般的に使用されている方法のひとつである。膜分離実施後の分離膜の洗浄を行う際、分離された不溶物質と分離膜との分離性が悪いと、分離膜の洗浄効率が落ち、洗浄水の消費量の増大や膜の性能低下を引き起こす。また不溶物質が微粒子である場合は、予め微粒子を凝集させるための凝集剤を添加する必要がある。膜分離法によって水中のレアメタル等の有価金属を回収する場合は、凝集剤由来の不純物が混入する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、凝集剤を使用することなく有価金属を回収することができる金属回収装置及び金属回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の金属回収装置は、析出槽と、ろ過器と、を持つ。
析出槽は、金属イオンを含む被処理水を塩基性にして金属イオンを金属化合物として析出させる。
ろ過器は、被処理水中の金属化合物を分離回収するフィルターを持つ。
フィルターは、フィルター基材と、フィルター基材の表面を被覆するめっき層とを持つ。
少なくともフィルター基材の一次面側のめっき層の表面には、多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体を持つ。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の金属回収装置を示す模式図。
【図２】フィルターの平面模式図。
【図３】フィルターの部分断面模式図。
【図４】フィルターの要部の拡大断面模式図。
【図５】フィルターのめっき層表面の電子顕微鏡写真。
【図６】フィルターのめっき層表面の電子顕微鏡写真。
【図７】第１の実施形態の金属回収方法を説明するブロック図。
【図８】第２の実施形態の金属回収装置を示す模式図。
【図９】第２の実施形態の金属回収方法を説明するブロック図。
【図１０】フィルター他の例を示した外観斜視図。
【図１１】図１０に示すフィルターを端面側から見た時の断面図。
【図１２】フィルターの他の例を示した平面模式図。
【図１３】フィルターの他の例を示した平面模式図。
【図１４】フィルターの他の例を示した平面模式図。
【図１５】円筒状に形成されたフィルターの他の例を示した概略図。
【図１６】図１５に示すフィルターを端面側から見た時の断面図。
【図１７】図１５に示すフィルターの内周面側を示す要部拡大断面図。
【図１８】フィルターの他の例における内周面側を示す要部拡大断面図。
【図１９】フィルターの他の例を示す外観斜視図。
【図２０】フィルターの他の例を示す外観斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の金属回収装置及び金属回収方法を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
本実施形態の金属回収装置１は、図１に示すように、被処理水中の金属イオンを金属化合物として析出させる析出槽２と、被処理水から金属化合物を回収するフィルター３を備えたろ過器４と、フィルター３に洗浄水を供給する洗浄機構５と、洗浄後の洗浄水を貯留する回収タンク６と、フィルター３を通過した被処理水を貯留する処理水槽７と、が備えられている。また、図１に示す金属回収装置１には、フィルター３を加熱するフィルター加熱装置８が更に備えられている。
【００１０】
本実施形態の金属回収装置１によって処理される被処理水は、例えば、各種の金属イオンを含む酸性乃至中性の水を例示でき、より望ましくは各種金属イオンを含む酸性水である。金属イオンの金属種としては、Cu、Cr、Ni、Zn、Al、Cd、Ga、Au、Ag、Co、Fe、Pb、Be、Mg、Mn等を例示できる。被処理水には、これら金属イオンを１種また２種以上を含んでもよい。金属イオンの濃度は特に限定されない。
【００１１】
析出槽２には、図示しない原水供給源からラインＬ１を介して金属イオンを含む被処理水が供給され、析出槽２ではこれを一時的に貯留する。ラインＬ１には遮断弁Ｓ１があり、析出槽２への原水の供給を制御できるようになっている。また、析出槽２には、被処理水を撹拌する攪拌機２ａと、被処理水を塩基性にするｐＨ調整装置２ｂが備えられる。ｐＨ調整装置２ｂは、被処理水に酸またはアルカリを添加させる。ｐＨ調整装置２ｂからアルカリを添加させることで、被処理水をｐＨ９以上の塩基性にする。また、ｐＨ調整のためにｐＨ調整装置２ｂから酸を添加してもよい。アルカリとしては、水酸化ナトリウムを例示できる。また、酸としては、硫酸を例示できる。析出槽２は、被処理水を塩基性にすることで、被処理水中の金属イオンを金属化合物として析出させる。
【００１２】
ろ過器４は、内部を一次側スペース４ａと二次側スペース４ｂとに仕切るフィルター３を内蔵している。一次側スペース４ａはフィルター３を通過する前の被処理水が導入されるスペースであり、二次側スペース４ｂはフィルター３を通過した被処理水が流入するスペースである。フィルター３は、金属からなるフィルター基材と、フィルター基材の表面を被覆するめっき層とを有する。フィルター３のめっき層の表面には多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられている。フィルター３については後述する。
【００１３】
ろ過器４の一次側スペース４ａは、加圧ポンプＰ１を有する供給ラインＬ２を介して析出槽２に接続されている。供給ラインＬ２には遮断弁Ｓ２が設けられる。また、一次側スペース４ａには、一次スペース４ａに洗浄水を供給するための洗浄ラインＬ３と、洗浄後の洗浄水を回収する回収ラインＬ４とが接続されている。洗浄ラインＬ３及び回収ラインＬ４にはそれぞれ遮断弁Ｓ３、Ｓ４が設けられている。また、洗浄ラインＬ３には洗浄水を一次側スペース４ａに送出させる加圧ポンプＰ２が備えられている。洗浄ラインＬ３及び加圧ポンプＰ２によって洗浄機構５が構成されている。
【００１４】
洗浄ラインＬ３は、一次側スペース４ａに洗浄水を側方から供給してフィルター３上から堆積層を剥離させて除去するものである。洗浄ラインＬ３を介してろ過器４の一次側スペース４ａに側方から水量および圧力ともに十分な洗浄水を導入し、水力でフィルター３上から堆積層を剥離させ、除去する。洗浄水の流量及び水圧は加圧ポンプＰ２によって制御される。また、洗浄ラインＬ３とろ過器４との接続部分に噴射ノズルを取り付け、ノズルから水を勢いよく噴射させるようにすると、堆積層の剥離効果が高まり、除去効率がさらに向上する。
【００１５】
回収ラインＬ４は、フィルター３の洗浄に供された洗浄水をろ過器４の側方から排出するものである。回収ラインＬ４の先には回収タンク６が接続されている。
【００１６】
回収タンク６は、ろ過器４から回収ラインＬ４を経由して排出された洗浄水を貯留する。貯留された洗浄水には、フィルター３から剥離された金属化合物が含まれる。
【００１７】
また、ろ過器４の二次側スペース４ｂは、排出ラインＬ５を介して処理水槽７に接続されている。排水ラインＬ５には遮断弁Ｓ５が設けられる。
【００１８】
処理水槽７には、フィルター３を通過した被処理水が貯留される。また、処理水槽７には、洗浄ラインＬ３が接続されている。洗浄ラインＬ３は、遮断弁Ｓ３よりも上流側において被処理水排出ラインＬ６と分岐している。被処理水排出ラインＬ６には遮断弁Ｓ６が設けられている。
【００１９】
更に、本実施形態の金属回収装置１には、フィルター加熱装置８が備えられている。フィルター加熱装置８は、フィルター３を加熱できるものであればよく、例えば、フィルター３を加熱する電熱ヒータ、フィルター３に高温蒸気を吹き付けて加熱する蒸気噴射装置、または、フィルター３に高温の燃焼ガス等を吹き付ける高温ガス噴射装置等を用いることができる。フィルター加熱装置８は、フィルター３を最高５００℃まで加熱可能とされている。
【００２０】
次に、ろ過器４に備えられたフィルター３について説明する。図２には、濾過フィルターの平面模式図を示し、図３には、濾過フィルターの部分断面図を示す。図３は、図２のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００２１】
図２及び図３に示す濾過用フィルター３は、フィルター基材１６と、フィルター基材１６の表面に、電気めっき処理等によって形成されためっき層１３とを有する。図２及び図３に示す例では、フィルター基材１６は、金属からなる線材１２が綾織された金網で構成されている。図３に示すように、フィルター基材１６をなす線材１２の表面には、下地層１４が形成され、下地層１４上にめっき層１３が形成されている。めっき層１３の表面には、図示略の多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられている。
【００２２】
フィルター基材１６は、線材１２が綾織されて網目状となっており、線材１２同士が交差する部分に線材１２が重なり合うことで隙間が形成され、この隙間が複数の貫通孔１８となる。貫通孔１８の長径は、０．５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲がより好ましい。貫通孔１８の長径が０．５μｍ以上であると、適切な濾過流量が確保されやすくなる。貫通孔１８の長径が２０μｍ以下であれば、金属化合物を容易に補足できる。
【００２３】
線材１２の材料は、めっき処理によってめっき層１３のみまたはめっき層１３および下地層１４を容易に形成するために、金属であることが好ましい。線材１２に用いる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などを用いることが好ましい。その中でも特に、線材１２として、耐食性に優れ、低コストで、加工しやすい材料であるステンレス鋼線を用いることが好ましい。
【００２４】
下地層１４は、めっき層１３の線材１２への密着性を高めるために、必要に応じて設けられる。下地層１４の材質としては、例えば、線材１２の表面にニッケル合金からなるめっき層１３を形成する場合には、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。
【００２５】
下地層１４の厚みは、めっき層１３の線材１２への密着性を向上可能な厚み以上であればよい。また、下地層１４を形成する場合は、下地層１４の厚みによって貫通孔１８の長径が決まるので、貫通孔１８の長径を勘案して下地層１４の厚みを決めるとよい。
【００２６】
めっき層１３は、図３に示すように、下地層１３の表面に形成されてもよく、下地層１４を省略する場合は線材１２の表面に直接形成してもよい。めっき層１３には、図示略の多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられている。これら集合体については、後ほど詳しく説明する。
【００２７】
めっき層１３に用いられる金属としては、電気めっき等の処理によって、フィルター基材１２の表面に多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体を析出できるものを用いる。このような金属としては、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などが挙げられる。めっき層１３に用いられる金属としては、上記の金属の中でも特に、多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体の形状の制御がしやすく耐食性に優れた金属である、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。
【００２８】
次に、めっき層１３の詳細について説明する。本実施形態では、複数の針状析出物の集合体を備えためっき層、または、多面体形状の析出物の集合体を備えためっき層を用いることができる。
【００２９】
まず、複数の針状析出物の集合体を備えためっき層について説明する。図４に、複数の針状析出物の集合体を示す。図４には、濾過の過程でめっき層表面に捕捉された金属化合物も図示されている。
【００３０】
複数の針状析出物の集合体を備えためっき層１３は、図４に示すように、複数の針状構造物１５が下地層１４の表面に集合してなる複合体である。各針状構造物１５では、各針状構造物１５の線材１２側の基部１５ａと、隣接する他の針状構造物１５の基部１５ａとが一体化されている。針状構造物１５の基部１５ａは、下地層１４の表面に連続して形成されている。各針状構造物１５は、例えば、多角錐状または円錐状の形状を有する。このような錐状の形状を有する各針状構造物１５は、図４に示すように、基端１５３ａから先端１５２に向けて先細りの形状を有している。隣接する針状構造物１５間には、断面視で基端１５３ａに近づくにつれて幅が狭くなる谷１５３が形成されている。谷１５３は、平面視で各針状構造物１５を取り囲むように形成されている。各針状構造物１５を取り囲む谷１５３は、隣接する別の針状構造物１５を取り囲む谷１５３と平面視で繋がって形成されている。図４に示すように、複数の針状構造物１５の一部に、被処理液中から捕捉した金属化合物が付着している。
【００３１】
フィルター基材１６の単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物１５の数は、１．２〜１０．０個／μｍ２が好ましく、３．０〜７．０個／μｍ２がより好ましい。
【００３２】
単位面積当たりの針状構造物１５の数が１．２個／μｍ２以上であると、フィルター３の表面積が十分に広くなり、隣接する針状構造物１５間に金属化合物が補足されやすくなる。
単位面積当たりの針状構造物１５の数が１０．０個／μｍ２以下であれば、隣接する針状構造物１５間の隙間が狭くなりすぎない。このため、隣接する針状構造物１５間に形成されている谷１５３と、めっき層１３上に形成されている金属化合物とに囲まれた十分な広さの空間１３１が形成される。空間１３１は、金属化合物が形成された時に、被処理水が流れる流路として機能する。針状構造物１５を有さないフィルターと比較すると、金属化合物を通過した処理液の得られる面積が大きくなるため、濾過流量を大きくすることができる。したがって、フィルター３は、金属化合物が除去されやすく、濾過流量の大きいものとなる。
【００３３】
フィルター基材１６の単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物１５の数は、以下に示す方法により測定できる。
フィルター３を電子顕微鏡で観察し、縦２μｍ、横２μｍ、面積４μｍ２の正方形の領域内に存在する針状構造物の頂点の数を、４箇所測定する。そして、４箇所で測定した針状構造物の頂点の数を平均し、単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物の数を算出する。
【００３４】
また、フィルター基材１６の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物１５の数は１．０〜４．０個／μｍが好ましく、１．５〜３．０個／μｍがより好ましい。
【００３５】
単位長さ当たりの針状構造物１５の数が１．０個／μｍ以上であると、単位面積当たりの針状構造物１５の数が１．２個／μｍ２以上である場合と同様に、金属化合物を捕捉できる優れた除去機能を有するものとなる。
【００３６】
単位長さ当たりの針状構造物１５の数が４．０個／μｍ以下であると、単位面積当たりの針状構造物１５の数が１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、隣接する針状構造物１５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、隣接する針状構造物１５間に形成されている谷１５３と、めっき層１３上に形成されている金属化合物とに囲まれた十分な広さの空間１３１が形成されるものとなり、濾過流量の大きなフィルター３となる。
【００３７】
フィルター基材１６の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物１５の数は、以下に示す方法により測定できる。
フィルター１３を埋め込み樹脂で固定して切断し、その切断面をイオンミリングで平滑化して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。その後、撮影したフィルター基材の断面の拡大写真におけるフィルター基材１６の表面の略延在方向に沿って、１０μｍ当たりの針状構造物の数を測定する。そして、測定した針状構造物の数から単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物の数を算出する。
【００３８】
本実施形態において、フィルター基材１６の断面における針状構造物１５の平均高さＨおよび基端部の平均幅Ｄは、以下に示す部分の寸法を、以下に示す測定方法により測定する。
図４に示すように、フィルター基材１６の断面において隣接する針状構造物１５間には、谷１５３が形成されている。フィルター基材１６の断面において、針状構造物１５を挟んで対向する谷底である基端１５３ａ、１５３ａ間を、直線１５１でつなぎ、その長さを針状構造物１５の基端部の幅Ｄ１、Ｄ２とする。また、針状構造物１５の先端１５２と上記の直線１５１との最短距離を、針状構造物１５の高さＨ１、Ｈ２とする。
【００３９】
フィルター基材１６の断面において、２つの針状構造物１５７、１５８が一体化されている場合（図３における符号１５９で示す針状構造物）には、以下に示す部分の寸法を、針状構造物１５７、１５８の高さＨ３、Ｈ４および針状構造物１５７、１５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とする。
【００４０】
まず、針状構造物１５７、１５８が一体化された針状構造物１５９を挟んで対向する谷底である基端１５３ａ、１５３ａ間を、直線１５４でつなぐ。次いで、２つの針状構造物１５７、１５８間の谷１５５の谷底から直線１５４に向かって垂線１５６を引く。垂線１５６と直線１５４との交点から各基端１５３ａ、１５３ａまでのそれぞれの距離を、針状構造物１５７、１５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とする。また、各針状構造物１５７、１５８の先端１５２ａ、１５２ｂと上記の直線１５４との最短距離を、各針状構造物１５７、１５８の高さＨ３、Ｈ４とする。なお、垂線１５６の長さが、針状構造物１５７、１５８の高さＨ３、Ｈ４の両方の高さの３／４未満である場合には、独立した２つの針状構造物とみなす。また、２つの針状構造物１５７、１５８が一体化されているとする基準は、前記独立した２つの針状構造物とみなされる場合以外とする。
【００４１】
針状構造物１５の高さおよび針状構造物１５の基端部の幅を測定するには、フィルター３を埋め込み樹脂で固定して切断し、その切断面をイオンミリングで研磨して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。その後、撮影したフィルター基材１６の断面の拡大写真におけるフィルター基材の表面の略延在方向に沿う長さ１０μｍの範囲を１つの測定領域とし、４箇所の測定領域に存在する全ての上記の針状構造物１５の高さおよび基端部の幅を測定する。そして、測定した４箇所の針状構造物１５の高さの平均値を、針状構造物１５の平均高さＨとする。また、測定した４箇所の針状構造物１５の基端部の幅の平均値を、針状構造物１５の基端部の平均幅Ｄとする。
【００４２】
フィルター基材１６の断面における針状構造物１５の高さの変動係数は０．１５〜０．５０が好ましく、０．１８〜０．３６がより好ましい。変動係数とは、上述したフィルター基材１６の断面における針状構造物１５の高さの分布の標準偏差を、前記針状構造物１５の高さの算術平均値で除したものである。
【００４３】
変動係数が０．１５以上であると、針状構造物１５の高さのばらつきが十分に大きいものとなる。このため、フィルター３に被処理水を通過させる際に、フィルター３の表面での金属化合物を含む被処理水の流れが複雑になるとともに、高さの高い針状構造物１５に金属化合物が引っかかりやすくなる。その結果、金属化合物が捕捉されやすくなる。
【００４４】
変動係数が０．５０以下であると、めっき層１３の表面に形成された金属化合物を、高さの低い針状構造物１５が支えることによって、隣接する針状構造物１５間に形成されている谷１５３と金属化合物とに囲まれた空間１３１の広さが確保されやすくなる。このため、被処理水が空間１３１内を流れやすくなり、濾過流量が増大する。
【００４５】
フィルター基材１６の断面における針状構造物１５の平均高さＨは、０．２〜２．５μｍであることが好ましく、０．４〜１．８μｍであることがより好ましい。平均高さＨが０．２μｍ以上であると、隣接する針状構造物１５間に形成されている谷１５３と、めっき層１３上に形成される金属化合物とに囲まれた十分な高さの空間１３１が形成される。このため、濾過の際に金属化合物が形成された後に、被処理水が空間１３１内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。
【００４６】
また、平均高さＨが２．５μｍ以下であると、隣接する針状構造物１５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、空間１３１が十分に確保された濾過流量に優れたフィルター３となる。
【００４７】
図４に示すフィルター３を製造するには、まず、綾織されて網目状とされた線材１２を用意する。
次いで、線材１２の表面全面に、めっき処理を用いて、下地層１４を形成する。下地層１４を形成するためのめっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ニッケルまたはニッケル合金からなるめっき層１３を形成する前に、ステンレスからなる線材１２の表面に下地層１４を形成する場合には、電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、ニッケルまたはニッケル合金からなる下地層１４を形成することが好ましい。
【００４８】
次に、下地層１４の設けられた線材１２の表面全面に、電気めっき処理によって、複数の針状構造物１５を析出させて、線材１２をめっき層１３で被覆する。めっき層１３を形成するための電気めっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、下地層１４およびめっき層１３がニッケルまたはニッケル合金からなるものである場合、下地層１４の形成後、めっき浴に添加剤を添加して、連続して電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、めっき層１３を形成することが好ましい。
【００４９】
複数の針状構造物１５を析出させる電気めっき処理では、めっき浴に添加する添加剤の種類、濃度、めっき時間を変化させることにより、針状構造物１５の形状および大きさを変化させることができる。添加剤としては、エチレンジアミン二塩酸塩（ethylenediamine  dihydrochloride）、エチレンジアミン（ＥＤＡ）などが挙げられる。
【００５０】
めっき層１３を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて熱処理を行って、めっき層１３の結晶化を促進してもよい。
【００５１】
次に、めっき層の別の例として、多面体形状の析出物の集合体を備えためっき層について説明する。図５及び図６に、多面体形状の析出物の集合体を備えためっき層のＳＥＭ写真を示す。
【００５２】
図５及び図６に示すめっき層は、多面体形状の複数の析出物が下地層の表面に集合してなる集合体で形成されている。図５に示す集合体は、複数の多面体が相互に結合して体積の一部を共有している。多面体形状の複数の析出物は、それぞれ、３つ以上の平面が交わる頂点を複数有している。各析出物は、図５および図６に示すように、それぞれ異なる形状および異なる大きさを有しており、下地層の表面に密集して形成されている。その結果、多面体形状の辺に相当する部分は、不規則な方向を向いている。
【００５３】
多面体形状の析出物の最大外形寸法の平均値は０．５〜１０μｍが好ましく、２〜８μｍがより好ましい。析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、被処理水中の金属化合物が引っかかりやすいものとなる。特に、被処理水中の金属化合物の平均粒子径が０．１〜１０μｍである場合、めっき層に金属化合物が引っかかりやすいものとなる。したがって、被処理水中の金属化合物の平均粒子径が上記範囲である場合に、効率よく金属化合物を捕捉できる。また、析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、めっき層に金属化合物が引っかかりやすくなり、金属化合物を除去する機能の高いフィルター３となる。
【００５４】
多面体形状の析出物の平均最大外形寸法は、以下に示す測定方法により測定する。
すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて拡大したフィルターの写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、多面体形状の析出物の最も大きさの大きい部分の外形寸法を、一つの写真に対して代表的な１０か所を選択して測定し、その平均値を平均最大外形寸法と定義する。
【００５５】
平面視で、めっき層の被覆された貫通孔の長径は、貫通孔の内壁に接する内接円の直径と近似したときに、平均値で１〜２０μｍが好ましい。内接円の直径の平均値は、貫通孔の大きさおよびフィルター３の開孔率を決定するものである。フィルターでは、内接円の直径の平均値は、下地層およびめっき層を形成する前の線材間の間隔と、下地層の厚みと、めっき層の厚みのうち、いずれか一つ以上を変化させることによって、調整できる。また、フィルター基材の面積に対するめっき層の被覆された貫通孔の面積は０．０４〜５．００％であることが好ましい。
【００５６】
平面視で、めっき層の被覆された貫通孔の長径が１〜２０μｍであると、特に、被処理水中の金属化合物の平均粒子径が０．１〜１０μｍである場合に、貫通孔の大きさが適切なものとなる。
【００５７】
貫通孔の内壁に接する内接円の直径の平均値は、以下に示す測定方法により測定する。
すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて拡大したフィルターの写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、平面視で、めっき層の被覆された貫通孔の内壁に接する内接円の直径を、一つの写真に対して代表的な１０か所を選択して測定し、その平均値を内接円の直径の平均値と定義する。
【００５８】
次に、図５または図６に示すフィルターの製造方法について説明する。
線材の表面全面に、めっき処理を用いて、下地層を形成するまでは、先に説明した例のめっき層と同様である。
【００５９】
次に、下地層が設けられた線材の表面全面に、めっき処理によって、複数の多面体形状を有する析出物を析出させて、線材をめっき層で被覆する。めっき層を形成するためのめっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、下地層およびめっき層がニッケルまたはニッケル合金からなるものである場合、下地層の形成後、めっき浴に添加剤を添加して、連続して電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、めっき層を形成することが好ましい。
【００６０】
複数の多面体形状を有する析出物で形成されているめっき層を形成するためのめっき処理では、めっき浴に添加する添加剤の種類および濃度を変化させることにより、多面体形状の析出物の形状および大きさを変化させることができる。添加剤としては、２−ブチン−１，４−ジオールなどが挙げられる。
【００６１】
めっき層を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて熱処理を行って、めっき層の結晶化（多面体化）を促進してもよい。
【００６２】
次に、金属回収装置１を用いた金属回収方法について、図１及び図７を参照して説明する。
本実施形態の金属回収方法は、金属イオンを含む被処理水を塩基性にして金属イオンを金属化合物として析出させる析出工程と、被処理水中に析出させた金属化合物をフィルター３によって分離回収する回収工程と、から構成される。また、回収工程後に、金属化合物を加熱する加熱工程を更に実行する。加熱工程は、フィルター３に金属化合物を付着させたまま、フィルター３を加熱する工程である。更に、加熱工程後に、フィルターを洗浄する洗浄工程を行う。
【００６３】
図１において、初期段階では、全ての遮断弁が閉じられているとする。
まず、析出工程では、ラインＬ１の遮断弁Ｓ１を開き、金属イオンを含む被処理水を析出槽２に流入させる。そして、ｐＨ調整装置２ｂを作動させて被処理水のｐＨを塩基性に調整する。被処理水のｐＨは、回収しようとする金属の種類によって変更すればよい。例えば、銅を回収する場合は、被処理水のｐＨを９〜１１程度にすればよい。これにより、被処理水中の金属イオンは、金属の水酸化物（金属化合物）として析出する。例えば、銅の場合は、金属化合物の一種である水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）となって析出する。
【００６４】
次に、回収工程では、遮断弁Ｓ２及び遮断弁Ｓ５を開くとともに、加圧ポンプＰ１を作動させて、塩基性に調整した被処理水をろ過器４の一次側スペース４ａに供給する。被処理水はフィルター３によって濾過される。濾過の際に、被処理水中の金属水酸化物（金属化合物）は、フィルター３のめっき層上の針状析出物または多面体状の析出物によって補足され、フィルター３のめっき層に付着した状態で回収される。フィルター３を通過した被処理水は、排水ラインＬ５を経由して処理水槽７に貯留される。
【００６５】
なお、析出工程及び回収工程を実施する順序は特に制限はなく、析出工程の次に回収工程を行ってもよいし、析出工程の継続中に回収工程を開始してもよいし、析出工程を休止させたまま回収工程を行ってもよい。
【００６６】
次に、加熱工程では、加圧ポンプＰ１を停止させ、遮断弁Ｓ２を閉じる。これにより、ろ過器４への被処理水の供給を停止する。遮断弁Ｓ５は開けておいてもよく、閉めてもよい。そして、フィルター加熱装置８を作動させてフィルター３を加熱する。フィルター３を加熱することで、フィルター３に付着した金属化合物が加熱される。フィルター３の加熱温度は、回収しようとする金属種によっても異なるが、下限は６０℃以上であればよい。また、上限は、５００℃以下であればよい。フィルター３に付着した金属化合物は金属水酸化物であり、この金属水酸化物を加熱することで、脱水反応が起きて金属酸化物が生成する。例えば、銅の場合は、水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）が酸化銅（ＣｕＯ）になる。水酸化銅を酸化銅に変化させるためには、加熱温度は６０〜８０℃の範囲で十分である。銅以外の他の金属の場合は、その金属の水酸化物を酸化物に変化させるための最適な加熱温度を採用すればよい。
【００６７】
一般に金属水酸化物は水和している状態で析出するため金属含有率が低い状態にあるが、これを金属酸化物に変化させることで、金属含有率を高くすることができる。また、金属の種類によっては、金属酸化物の状態ではフィルター３の最表面のめっき層に固着しやすい性質を持つものもあるが、金属酸化物に変化させることで、フィルターの表面から剥離しやすくなる。
【００６８】
次に、フィルター３の表面を洗浄する洗浄工程を行う。まず、遮断弁Ｓ５を開けておいた場合はこれを閉じる。ついで、洗浄ラインＬ３の加圧ポンプＰ２を作動させ、遮断弁Ｓ３及び遮断弁Ｓ４を開く。これにより、処理水槽７に貯留されていた濾過済みの被処理水が洗浄ラインＬ３を経由し、洗浄水としてろ過器４の一次側スペース４ａに流入する。流入した洗浄水は、フィルター３に付着していた金属酸化物をフィルター３から剥離させる。洗浄水によって剥離された金属酸化物は、洗浄水とともに回収ラインＬ４を経由して回収タンク６に送られる。
【００６９】
洗浄工程における洗浄水の使用量は、回収工程においてフィルター３を通過した被処理水の量よりも大幅に少ない。よって、回収工程から洗浄工程を経ることによって、金属水酸化物が金属酸化物に変化するとともに、洗浄工程後の洗浄水中の金属酸化物の濃度が、回収工程前の被処理水中の金属水酸化物の濃度より高くなる。
【００７０】
回収タンク６に回収された金属酸化物は、タンク内で沈降分別されるか、あるいは更に別の濾過装置によって固液分離される。このようにして、被処理水中の金属イオンを金属酸化物の形態で回収する。
【００７１】
また、処理水槽７に貯留された被処理水は、一部が洗浄水として使用され、残部は処理水として、遮断弁Ｓ６を開けた被処理水排出ラインＬ６によって外部に排出させる。
【００７２】
本実施形態の金属回収装置１によれば、被処理水中の金属イオンを金属化合物として析出させる析出槽２と、金属化合物を分離回収するフィルター３を備えたろ過器４とを備え、フィルター３に多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられているので、析出させた金属化合物をこれらの集合体によって捕捉させつつ、被処理水の濾過流量を高くすることができ、被処理水中の金属を効率よく回収でき、凝集剤等の添加装置が不要になる。
また、本実施形態の金属回収装置１によれば、金属化合物が付着したフィルター３に洗浄水を供給する洗浄機構５と、金属化合物を含む洗浄水を貯留する回収タンク６と、が更に備えられるので、金属化合物を容易に回収できる。
更に、本実施形態の金属回収装置１によれば、金属化合物が付着したフィルター３を加熱するフィルター加熱装置８が更に備えられるので、金属化合物を安定化させて回収を容易に行うことができる。特に、被処理水中の金属イオンを金属水酸化物として析出させた場合、フィルター３の加熱によって金属水酸化物を金属酸化物に変化させることができる。金属酸化物は、金属水酸化物に比べて単位質量あたりの金属含有量が高く、また、フィルター３から剥離しやすいものとなる。従って、フィルター３に付着した金属水酸化物を加熱して金属酸化物とすることで、高品位の金属化合物として回収でき、また、金属化合物の回収率及びフィルターの洗浄効率を高めることができる。
また、フィルター３を構成するフィルター基材及びめっき層が金属で構成されるので、フィルター３を加熱してもフィルターが変質することがなく、フィルター３を繰り返し使用することができる。
更に、フィルター３をステンレスやニッケル等の耐食性に優れた金属で構成することで、塩基性にした被処理水にも充分に耐えることができる。
【００７３】
次に、本実施形態の金属回収方法によれば、被処理水中の金属イオンを金属化合物として析出させ、この被処理水をフィルター３で濾過することにより金属化合物を分離回収する際に、フィルター３として、表面に多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体が備えられたフィルター３を用いることで、析出させた金属化合物をこれらの集合体によって捕捉させつつ、被処理水の濾過流量を高くすることができ、被処理水中の金属を効率よく回収でき、凝集剤等の添加が不要になる。
また、本実施形態の金属回収方法によれば、金属化合物を回収後に、金属化合物を加熱するので、金属化合物を安定化させて回収を容易に行うことができる。特に、被処理水中の金属イオンを金属水酸化物として析出させた場合、金属水酸化物を加熱して金属酸化物に変化させることができる。金属酸化物は、金属水酸化物に比べて単位質量あたりの金属含有量が高い。従って、金属水酸化物を加熱して金属酸化物とすることで、高品位の金属化合物として回収できる。
また、本実施形態の金属回収方法によれば、フィルター３に金属水酸化物（金属化合物）を付着させたまま、フィルター３を加熱するので、金属水酸化物を、フィルター３からの剥離が容易な金属酸化物に変化させることができる。これにより、金属化合物の回収率及びフィルター３の洗浄効率を高めることができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態である金属回収装置及び金属回収方法について図８及び図９を参照して説明する。
【００７５】
本実施形態の金属回収装置１０１は、フィルター加熱装置８が備えられず、その代わりに、回収タンク６内の金属化合物を含む洗浄水を加熱する水加熱装置１０８が備えられる点で、第１の実施形態の金属回収装置１と異なっている。その他の構成は両者に相違がない。相違のない構成については、図８において図１と同じ符号を付けて、その説明を省略する。
【００７６】
本実施形態の金属回収装置１０１は、図８に示すように、析出槽２と、フィルター３を備えたろ過器４と、洗浄機構５と、回収タンク６と、処理水槽７と、が備えられている。また、図８に示す金属回収装置１０１には、回収タンク６に貯留された金属化合物を含む洗浄水を加熱する水加熱装置１０８が更に備えられている。
【００７７】
回収タンク６は、ろ過器４から回収ラインＬ４を経由して排出された洗浄水を貯留する。貯留された洗浄水には、フィルター３から剥離された金属化合物が含まれる。
【００７８】
また、水加熱装置８は、回収タンク内に貯留された洗浄水を加熱できるものであればよく、例えば、洗浄水を直接加熱または間接加熱する電熱装置、洗浄水に高温蒸気を吹き付けて加熱する蒸気噴射装置、または、洗浄水に高温の燃焼ガス等を吹き付ける高温ガス噴射装置等を用いることができる。水加熱装置１０８は、洗浄水を１００℃程度まで加熱可能とされている。
【００７９】
次に、本実施形態の金属回収方法について、図８及び図９を参照して説明する。
本実施形態の金属回収方法は、金属イオンを金属化合物として析出させる析出工程と、金属化合物をフィルター３によって分離回収する回収工程と、から構成される。また、回収工程後に、洗浄工程と、金属化合物を加熱する加熱工程を更に実行する。洗浄工程及び加熱工程では、フィルター３を洗浄した洗浄水を回収タンク６に回収してから、回収タンク６内において金属化合物を含む洗浄水を加熱する。
【００８０】
析出工程及び回収工程は、第１の実施形態の場合と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
回収工程によって被処理水中の金属水酸化物（金属化合物）を固液分離した後、フィルター３の表面を洗浄する洗浄工程を行う。まず、回収工程において遮断弁Ｓ５を開けておいた場合はこれを閉じる。次いで、洗浄ラインＬ３の加圧ポンプＰ２を作動させ、遮断弁Ｓ３及び遮断弁Ｓ４を開く。これにより、処理水槽７に貯留されていた濾過済みの被処理水が洗浄ラインＬ３を経由し、洗浄水としてろ過器４の一次側スペース４ａに流入する。流入した洗浄水は、フィルター３に付着していた金属水酸化物をフィルター３から剥離させる。洗浄水によって剥離された金属水酸化物は、洗浄水とともに回収ラインＬ４を経由して回収タンク６に送られる。
【００８２】
次に、加熱工程では、加圧ポンプＰ２を停止させ、遮断弁Ｓ３及びＳ４を閉じる。次いで、水加熱装置１０８を作動させて回収タンク６内の洗浄水を加熱する。洗浄水を加熱することで、洗浄水に含まれる金属水酸化物が加熱される。加熱温度は、回収しようとする金属種によっても異なるが、下限は６０℃以上であればよい。また、上限は１００℃以下であればよい。回収タンク６に回収された金属化合物は金属水酸化物であり、この金属水酸化物を加熱することで、脱水反応が起きて金属酸化物が生成する。例えば、銅の場合は、水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）が酸化銅（ＣｕＯ）になる。水酸化銅を酸化銅に変化させるためには、加熱温度は６０〜８０℃の範囲で十分である。銅以外の他の金属の場合は、その金属の水酸化物を酸化物に変化させるための最適な加熱温度を採用すればよい。
【００８３】
金属水酸化物は水和している状態で析出するため金属含有率が低い状態にあるが、これを金属酸化物に変化させることで、金属含有率を高くすることができる。
【００８４】
洗浄工程における洗浄水の使用量は、回収工程においてフィルター３を通過した被処理水の量よりも大幅に少ない。よって、回収工程から加熱工程を経ることによって、金属水酸化物が金属酸化物に変化するとともに、洗浄工程後の洗浄水中の金属酸化物の濃度が、回収工程前の被処理水中の金属水酸化物の濃度より高くなる。
【００８５】
回収タンク６内において加熱されて生成した金属酸化物は、タンク内で沈降分別されるか、あるいは更に別の濾過装置によって固液分離される。このようにして、被処理水中の金属イオンを金属酸化物の形態で回収する。
【００８６】
処理水槽７に貯留された被処理水は、一部が洗浄水として使用され、残部は処理水として、遮断弁Ｓ６を開けた被処理水排出ラインＬ６によって外部に排出させる。
【００８７】
本実施形態の金属回収装置１０１は、第１の実施形態と同様な効果が得られるとともに、以下の効果も得られる。
本実施形態の金属回収装置１０１によれば、回収タンク６に回収した洗浄水を加熱する水加熱装置１０８が備えられるので、金属化合物を安定化させて回収を容易に行うことができる。特に、被処理水中の金属イオンを金属水酸化物として析出させた場合、洗浄水の加熱によって金属水酸化物を金属酸化物に変化させることができる。金属酸化物は、金属水酸化物に比べて単位質量あたりの金属含有量が高いものとなる。従って、洗浄水中の金属水酸化物を加熱して金属酸化物とすることで、高品位の金属化合物として回収できる。
【００８８】
また、本実施形態の金属回収方法は、第１の実施形態と同様な効果が得られるとともに、以下の効果も得られる。
本実施形態の金属回収方法によれば、回収タンク６に回収した洗浄水を加熱するので、金属化合物を安定化させて回収を容易に行うことができる。特に、被処理水中の金属イオンを金属水酸化物として析出させた場合、金属水酸化物を加熱して金属酸化物に変化させることができる。金属酸化物は、金属水酸化物に比べて単位質量あたりの金属含有量が高い。従って、金属水酸化物を加熱して金属酸化物とすることで、高品位の金属化合物として回収できる。
【００８９】
上記各実施形態では、綾織りした網目状の線材１２からなるフィルター基材１６を備えたフィルター３を例に挙げて説明したが、フィルター３のフィルター基材は、上記の例に限定されるものではない。
【００９０】
例えば、フィルター基材として、複数の貫通孔の形成された板状の基材を有するフィルターを用いてもよい。
【００９１】
図１０は、フィルター他の例を示した外観斜視図である。図１１は、図１０に示すフィルターを端面側から見た時の断面図である。
フィルター２１２の有する板状の基材２１１は、上記各実施形態における網目状の基材１１と同じ材料で形成されている。以下、フィルター２１２についての説明において、上記各実施形態におけるフィルター１０と同じ構成については、説明を省略する。
【００９２】
板状のフィルター基材２１１には、厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１３、２１３…が形成されている。貫通孔２１３、２１３…は、フィルター基材２１１の一次面２１１ａと二次面２１１ｂとを結ぶ円筒形の孔である。貫通孔２１３、２１３…は、一次面２１１ａに沿って千鳥配列となるように配置されている。
【００９３】
貫通孔２１３の平均孔径は０．１〜１００μｍであることが好ましい。貫通孔２１３、２１３…の平均孔径が０．１μｍ以上であると、フィルター２１２を有するろ過器において濾過流量が確保しやすくなり、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。貫通孔２１３、２１３…の平均孔径が１００μｍ以下であると、金属化合物を捕捉しやすくなる。
貫通孔２１３、２１３…の平均孔径とは、フィルター２１２を貫通する複数の貫通孔２１３、２１３…の内接円の直径の平均値を意味する。
【００９４】
フィルター２１２の表面全面には、複数の微細構造物２０５が形成されている。すなわち、微細構造物２０５は、フィルター２１２の一次面（流入面）２１１ａと、被処理液が流出する二次面（流出面）２１１ｂと、貫通孔２１３の内壁面とを覆うように形成されている。微細構造物２０５としては、上記各実施形態における針状構造物または多面体構造物が形成されている。微細構造物２０５は、貫通孔２１３の平均孔径よりも最大外形寸法が小さいものである。
【００９５】
図１０に示すフィルター２１２は、上記各実施形態におけるフィルター基材に代えて、フィルター基材２１１を用いること以外は、上記各実施形態におけるフィルター３と同様にして製造できる。
【００９６】
図１０に示すフィルター２１２では、フィルター基材２１１に、平面視円形の貫通孔２１３を千鳥配列となるように配置しているが、個々の貫通孔の形状やその配置は限定されない。
図１２〜図１４は、フィルターの他の例を示した平面模式図である。図１２に示すフィルター２９１では、平面形状が矩形である貫通孔２９２を格子状に等間隔で配列している。図１３に示すフィルター２９４では、平面形状が長方形である貫通孔２９５を千鳥配列となるように形成している。図１４に示すフィルター２９７では、平面形状が六角形である貫通孔２９８を千鳥配列となるように形成している。
【００９７】
これ以外にも、基材に形成する貫通孔の平面形状は、三角形や五角形など多角形状、楕円形状、十字形状など各種形状とすることができ、特に限定されるものでは無い。
また、複数の貫通孔の配列形態に関しても、例えば、図１２に示すフィルター２９１のように均等配列であってもよいし、図１０、図１３、図１４に示すに示すフィルター２１２、２９４、２９７のように、千鳥配列であってもよいし、その他、ランダムに配列してもよく、特に限定されるものでは無い。
これらの平面形状を有する貫通孔の平均孔径とは、フィルターを貫通する複数の貫通孔の内接円の直径の平均値を意味する。
【００９８】
これらのフィルター２９１、２９４、２９７の表面全面には、図１０に示すフィルター２１２と同様に、複数の微細構造物２０５が形成されている。微細構造物２０５としては、上記各実施形態における針状構造物または多面体構造物が形成されている。微細構造物２０５は、貫通孔２１３の平均孔径よりも最大外形寸法が小さいものである。
【００９９】
図１０〜図１４に示すフィルター２１２、２９１、２９４、２９７は、板状のまま使用してもよいし、例えば、円筒状に形成して用いてもよい。
【０１００】
また、フィルター基材として、線材を面状に配列させた濾過体と、前記線材を支持する支持部材とを有し、互いに隣接する前記線材どうしの間には隙間が形成され、前記濾過体のうち、被処理液が流入する一次面側に臨む前記線材は平坦面を成す基材を有するフィルターを用いてもよい。
【０１０１】
図１５は、円筒状に形成されたフィルターの他の例を示した概略図である。図１６は、図１５に示すフィルターを端面側から見た時の断面図である。図１７は、図１５に示すフィルターの内周面側を示す要部拡大断面図である。
【０１０２】
フィルター３００のフィルター基材３１０は、線材３１１を面状に配列させた濾過体３１２と、線材３１１を支持する支持部材３１３とから形成されている。濾過体３１２は、長尺の線材３１１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体に成形させたものである。
【０１０３】
線材３１１は、延伸方向に対して直角な断面形状が三角形である。線材３１１は、隣接する線材同士の間に所定幅の隙間を保って離間するように、支持部材３１３に支持されている。これにより、円筒形の濾過体３１２には、内周面３１２ａと外周面３１２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間３１６が形成されている。
【０１０４】
支持部材３１３は、断面が四角形の線材である。支持部材３１３は、濾過体３１２の外周面３１２ｂ側で線材３１１に接合されている。支持部材３１３は、線材３１１の周回方向に沿って、例えば等間隔で４か所形成されている。支持部材３１３は、濾過体３１２の中心軸に対して平行に延び、巻回された線材３１１を外周面３１２ｂ側から支持している。支持部材３１３と線材３１１とは、例えば、焼結によって接合されている。
【０１０５】
濾過体３１２の内周面３１２ａ側に臨む線材３１１は、平坦面３１１ｆを有する。すなわち、断面形状が三角形である線材３１１の三角形の１辺が、内周面３１２ａに沿うように配置されている。そして、線材３１１の内周面３１２ａに沿う三角形の１辺と対向する三角形の頂点で、線材３１１が支持部材３１３に接合されている。
【０１０６】
図１５に示すフィルター３００では、濾過体３１２の内周面３１２ａに向けて被処理水を流入させ、隙間３１６を通過させて被処理水の濾過を行い、外周面３１２ｂから濾過後の処理水を流出させる。周回違いで隣接する線材３１１、３１１同士の隙間３１６は、断面形状が三角形の線材３１１を用いることによって、被処理液が流入する内周面（一次面）３１２ａ側から、処理液が流出する外周面（二次面）３１２ｂ側に向けて幅が広がるように形成されている。
【０１０７】
図１５に示すフィルター３００において、貫通孔の平均孔径とは、線材３１１間の隙間３１６における最も狭い部分の平均距離を意味する。言い換えると、フィルター３００における貫通孔の平均孔径とは、内周面３１２ａ側に臨む隣接する平坦面３１１ｆ間の距離を意味する。
【０１０８】
フィルター３００では、被処理液が流入する内周面３１２ａ側（言い換えると、内周面３１２ａ側に臨む線材３１１の平坦面３１１ｆ（図１７参照））に、複数の微細構造物３０５が形成されている。フィルター３００の有する複数の微細構造物３０５としては、上記各実施形態における針状構造物または多面体構造物が形成されている。微細構造物３０５は、貫通孔の平均孔径よりも最大外形寸法が小さいものである。
微細構造物３０５は、フィルター３００の表面全面に形成されていてもよい。
【０１０９】
図１５に示すフィルター３００は、上記各実施形態におけるフィルター３のフィルター基材１６に代えて、コイル状に巻回した線材３１１と支持部材３１３とを焼結して結合したフィルター基材３１０を用いること以外は、上記各実施形態におけるフィルター３と同様にして製造できる。
【０１１０】
図１５に示すフィルター３００では、被処理液の流入する内周面３１２ａを構成する線材３１１の平坦面３１１ｆに、複数の微細構造物３０５が形成されている。したがって、被処理水の流入時におけるフィルター３００への水圧が均一となり、フィルター３００の表面に水圧が局部的に集中することはない。このため、図１５に示すフィルター３００では、被処理水の流入時の水圧に対するフィルター３００の耐久性が高められるとともに、ケークの形成が促進される。
【０１１１】
図１５に示すフィルター３００では、断面が三角形の線材を用いた例を示したが、線材の断面形状は三角形に限定されるものではなく、例えば台形であってもよい。
図１８は、フィルターの他の例における内周面側を示す要部拡大断面図である。図１８に示すフィルター３７０は、延伸方向に対して直角な断面形状が台形である線材３７１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体にした濾過体３７２を備えている。線材３７１は、隣接する線材３７１同士の間に所定幅の隙間３７６を保って離間するように、外周面３７２ｂ側で支持部材３７３に支持されている。
【０１１２】
図１８に示すフィルター３７０では、濾過体３７２の内周面３７２ａが、被処理水が流入する一次面とされ、外周面３７２ｂが、濾過体３７２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。濾過体３７２のうち、内周面３７２ａ側に臨む線材３７１は平坦面３７１ｆを有する。断面形状が台形の線材３７１は、台形の平行な２辺のうち長い方の一辺が内周面３７２ａに沿うように配置され、平行な２辺のうち短い方の一辺が支持部材３１３に接合されている。
【０１１３】
フィルター３７０では、被処理水が流入する平坦な内周面３７２ａ側と、隙間３７６の内表面とに、複数の微細構造物３０５が形成されている。微細構造物３０５は、濾過体３７２の内周面３７２ａ（一次面）側に形成されていればよく、フィルター３７０の表面全面に形成されていてもよい。
【０１１４】
図１５および図１８に示すフィルター３００、３７０では、線材をコイル状に巻回させて中空の筒状体にした例を示したが、複数本の線材を一面上に配列させ、平板状としてもよい。図１９は、フィルターの他の例を示す外観斜視図である。
図１９に示すフィルター３９０は、基材として、複数の線材３９１を面状に配列させた濾過体３９２と、線材３９１を支持する支持部材３９３とを備えている。濾過体３９２は、延伸方向に直角な断面形状が三角形である複数本の線材３９１を平面上に配列し、平板状に成形したものである。
【０１１５】
線材３９１は、隣接する線材３９１、３９１同士の間に所定幅のスリット状の隙間３９６を保つように、支持部材３９３に固着されている。フィルター３９０では、図１９における上側となる一面３９２ａ側に臨む線材３９１が平坦面３９１ｆを成している。断面形状が三角形の線材３９１の場合、三角形の１辺が一面３９２ａに沿うように配置され、この一辺に対向する三角形の頂点で支持部材３９３に接合されている。
【０１１６】
支持部材３９３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体３９２の他面３９２ｂ側で線材３９１に接合されている。支持部材３９３は、線材３９１の配列方向に沿って延在し、複数の線材３９１と接合している。支持部材３９３と線材３９１とは、例えば、焼結によって接合されている。
【０１１７】
フィルター３９０では、図１９における上側となる一面（一次面）３９２ａ側から被処理水を流入させ、他面（二次面）３９２ｂから濾過後の処理水を流出させる。
フィルター３９０では、被処理水が流入する平坦な一面３９２ａに、複数の微細構造物３０５が形成されている。微細構造物３０５は、濾過体３９２の一面３９２ａ（一次面）側に形成されていればよく、フィルター３９０の表面全面に形成されていてもよい。
【０１１８】
図１５、図１８、図１９に示すフィルター３００、３７０、３９０では、線材を支持する支持部材によって、隣接する線材同士の間に隙間を形成する場合の例を示したが、凸部を有する線材用いて、隣接する線材同士の間を所定幅の隙間を保って離間させてもよい。
図２０は、フィルターの他の例を示す外観斜視図である。
【０１１９】
図２０に示すフィルター９０は、フィルター基材として、複数本の線材９１を平面上に配列し、平板状に成形した濾過体９２と、この線材９１を支持する支持部材９３とを備えている。
線材９１は、断面が矩形のものであり、矩形の一辺に、所定の間隔で、凸部９５が形成されている。凸部は、隣接する線材９１同士の間を所定幅の隙間を保って離間させるものである。凸部９５は、例えば、濾過体９２を平面視したときに、線材９１の配列方向に沿って千鳥配列になるように、隣接する線材９１同士で位置をずらして形成されている。
【０１２０】
図２０に示すフィルター９０の平板状の濾過体９２には、線材９１に形成した凸部９５によって、一面９２ａと他面９２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間９６が形成されている。
図２０に示すフィルター９０において、貫通孔の平均孔径とは、線材９１間の隙間９６の平均距離を意味する。
【０１２１】
支持部材９３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材（図２０では矩形）である。支持部材９３は、例えば線材９１の配列方向に沿って延びるように形成されている。支持部材９３は、濾過体９２の他面９２ｂ側で複数の線材９１に接合されている。支持部材９３と線材９１とは、例えば、焼結によって接合されている。
【０１２２】
図２０に示すフィルター９０の有するフィルター基材は、（図２０における濾過体９２と支持部材９３）は、上記各実施形態における網目状の基材１１と同じ材質で形成されている。
フィルター９０では、被処理水が流入する一面（一次面）９２ａ側、および隙間９６の内表面に、複数の微細構造物３０５が形成されている。フィルター９０の有する複数の微細構造物３０５としては、上記各実施形態における針状構造物または多面体構造物が形成されている。微細構造物３０５は、貫通孔の平均孔径よりも最大外形寸法が小さいものである。
微細構造物３０５は、フィルター９０の表面全面に形成されていてもよい。
【０１２３】
図２０に示すフィルター９０は、上記各実施形態におけるフィルター３のフィルター基材１６に代えて、支持部材９３と線材９１とを焼結して結合したものを用いること以外は、上記各実施形態におけるフィルター１０と同様にして製造できる。
図２０に示すフィルター９０は、板状のまま使用してもよいし、例えば、円筒状に形成して用いてもよい。
【０１２４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被処理水中の金属イオンを金属化合物として析出させる析出槽と、金属化合物を分離回収するフィルターを備えたろ過器とを備え、フィルターに多面体形状の析出物の集合体または複数の針状析出物の集合体を持つことにより、析出させた金属化合物をこれらの集合体によって捕捉させつつ、被処理水の濾過流量を高くすることができ、被処理水中の金属を効率よく回収でき、凝集剤等の添加装置が不要になる。
【０１２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２６】
１、１０１…金属回収装置、２…析出槽、３…フィルター、４…ろ過器、５…洗浄機構、６…回収タンク、８…フィルター加熱装置、１３…めっき層、１６…フィルター基材、１０８…水加熱装置。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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