(57)【要約】【課題】マグネシウム微粉末の処理方法を、マグネシウムを分離回収できるものとする。【解決手段】マグネシウム微粉末を酸溶液に溶解させた後、アルカリ溶液を投入して水酸化マグネシウムを形成させ、凝集剤により凝集・沈殿させ、脱水する。これによれば、水酸化マグネシウムに微量の凝集剤成分が混じった凝集沈殿物として回収することができ、副生成物の分離を要さず、リサイクルもし易い。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象のマグネシウム微粉末を酸溶液に溶解させる工程と、前記マグネシウム微粉末が溶解した溶液にアルカリ溶液を加えて酸性度を調節し、水酸化マグネシウムを生成させる工程と、前記水酸化マグネシウムを含んだ反応液に凝集剤を加えて水酸化マグネシウムを凝集沈殿させる工程と、前記水酸化マグネシウムの凝集沈殿物を脱水する工程とを行なうマグネシウム微粉末の処理方法。
【請求項２】
反応槽と、この反応槽に対してそれぞれ投入を行なうマグネシウム微粉末投入手段と酸溶液投入手段とアルカリ溶液投入手段と凝集剤投入手段と、前記反応槽で発生した水酸化マグネシウムの凝集沈殿物を脱水させる脱水手段とを備えたマグネシウム微粉末の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム微粉末の処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウムおよびマグネシウム合金は、鋳造性、加工性、リサイクル性を備えた最軽量構造材であり、自動車、弱電製品など、各種分野での需用が増加している。比剛性が大きく、電磁波シールド性を備えていることから、モバイル電子機器のハウジング類への利用も多い。それに伴い、切削加工や、表面改質、塗装下地処理としてなされる研削、研磨加工で発生する切り屑や微粉末（以下、単に微粉末という）の処理が重要になってきている。
【０００３】
マグネシウムは、化学的に活性であり、酸化しやすい、酸化熱が大きい、という特徴を有しているうえに、もろい、薄い、凹凸が激しい、という形態的な特徴も有している。そのため、加工の際に発生するマグネシウム微粉末は、アルミニウムなどの他の金属の微粉末と比較して、着火、燃焼しやすく、発火の原因ともなる。これらの理由より、マグネシウム微粉末の処理には、マグネシウム微粉末が着火しない作業環境を維持する必要がある。
【０００４】
マグネシウム微粉末の処理方法としては、乾式あるいは湿式の集塵機で回収した後での焼却処理や化学処理が提案され、実用化されている。焼却処理は、マグネシウム微粉末を適正な水分を含んだ砂に対して一定な割合で混合し、燃焼させる方法である。化学処理には、マグネシウム微粉末を塩化第一鉄水溶液あるいは塩化第二水溶液に浸漬して、水酸化マグネシウムおよび塩化マグネシウムとする方法や、マグネシウム微粉末を酸化鉄と反応させて酸化マグネシウムとする方法がある。（例えば非特許文献１、２参照）
【０００５】
【非特許文献１】
嵯峨常生、「マグネシウム合金の旋削加工」、機械技術、日刊工業新聞社出版、１９９９年３月、第４７巻、３号、３０−３３頁
【０００６】
【非特許文献２】
伊藤茂、「マグネシウム加工における安全対策」、機械技術、日刊工業新聞社出版、１９９９年３月、第４７巻、３号、４１−４５頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のマグネシウム微粉末処理方法において、焼却処理では、処理後に、燃焼生成物たる酸化マグネシウムと砂とを分離するのが困難である。化学処理の内、塩化第一鉄あるいは第二鉄の水溶液を用いる方法では、生成した水酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとを分離するのが困難である。酸化鉄と反応させる方法でも、生成した酸化マグネシウムと未反応の酸化鉄と鉄とが共存することになり、相互分離が困難である。したがっていずれの処理でも、マグネシウムのリサイクルは難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するもので、マグネシウム微粉末の処理を、マグネシウムを分離回収できるものとすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のマグネシウム微粉末の処理方法は、処理対象のマグネシウム微粉末を酸溶液に溶解させる工程と、前記マグネシウム微粉末が溶解した溶液にアルカリ溶液を加えて酸性度を調節し、水酸化マグネシウムを生成させる工程と、前記水酸化マグネシウムを含んだ反応液に凝集剤を加えて水酸化マグネシウムを凝集沈殿させる工程と、前記水酸化マグネシウムの凝集沈殿物を脱水する工程とを行なうことを特徴とする。
【００１０】
また本発明のマグネシウム微粉末の処理装置は、反応槽と、この反応槽に対してそれぞれ投入を行なうマグネシウム微粉末投入ユニットと酸溶液投入ユニットとアルカリ溶液投入ユニットと凝集剤投入ユニットと、前記反応槽で発生した水酸化マグネシウムの凝集沈殿物を脱水させる脱水ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記各構成によれば、マグネシウム微粉末を酸溶液で完全に溶解させた後に、アルカリ溶液にて水酸化マグネシウムを形成させ、凝集剤により凝集沈殿させるため、水酸化マグネシウムに微量の凝集剤成分が混じった凝集沈殿物として回収することができ、副生成物の分離工程を要さず、粉塵爆発などの危険性も少なく、リサイクルし易い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるマグネシウム微粉末の処理装置の概略構成図である。
【００１３】
この処理装置は、反応槽１と、この反応槽１に対してそれぞれ投入を行なうマグネシウム微粉末投入ユニット２と、酸溶液投入ユニット３と、アルカリ溶液投入ユニット４と、凝集剤投入ユニット５と、工業用水投入ユニット６とを備えている。また反応槽１の内容物を攪拌するプロペラ７と、酸性度を調節するための酸性度調節ユニット８と、温度制御するための温度制御ユニット９とを備えている。さらに反応槽１の外部に、水素ガス排出ユニット１０と、脱水ユニット１１と、濾液受け槽１２とを備えている。
【００１４】
マグネシウム微粉末投入ユニット２には、処理対象のマグネシウム微粉末が充填されている。酸溶液投入ユニット３には、酸溶液として、ｐＨ約１．０に調整された７５％硫酸が収容されている。アルカリ溶液投入ユニット４には、アルカリ溶液として、ｐＨ約１４．０に調整された２５％水酸化ナトリウムが収容されている。凝集剤投入ユニット５には、アクリルアミド系の高分子凝集剤（ハイモロックＳＳ−１４０：エステー化学社製）の０．１％溶液が収容されている。
【００１５】
以下、上記構成における作用を説明する。
反応槽１内に工業用水投入ユニット６により工業用水を満たし、この工業用水中にマグネシウム微粉末投入ユニット２よりマグネシウム微粉末を投入した。そしてこの反応槽１内の液１３に、プロペラ７で攪拌しながら、酸溶液投入ユニット３より７５％硫酸を投入して、マグネシウム微粉末を溶解させた。その際に発生した水素ガスは水素ガス排出ユニット１０により安全な場所に排気した。
【００１６】
このときのマグネシウム微粉末の投入量は、硫酸酸性の液１３中でのマグネシウム濃度が２０〜３０ｇ／Ｌになるように予め算出した量とした。７５％硫酸の投入は、ｐＨ計などの酸性度調節ユニット８でｐＨを観察しながら、ｐＨ１．５（±０．２以内）になるまで行なった。硫酸投入初期には反応速度が速く、水素ガスが一気に発生するので、３０秒に１回の割合で硫酸を投入するなどの対策が必要であった。ｐＨが上昇して再び２．０を超えた場合は、未反応のマグネシウム微粉末が存在しているので、７５％硫酸を再投入してｐＨ１．５（±０．２以内）に調節した。ｐＨが２．０に上昇しなくなったら、マグネシウム微粉末が全て溶解しているので、７５％硫酸の投入を終了した。
【００１７】
その後に、マグネシウム微粉末が完全に溶解したことを確認したうえで、反応槽１内の硫酸酸性の液１３に、プロペラ７で攪拌しながら、アルカリ溶液投入ユニット４より２５％水酸化ナトリウムを徐々に投入して、水酸化マグネシウムを生成させた。
【００１８】
このときには、酸性度調節ユニット８でｐＨを観察しながら、常にｐＨ１０．０（±０．２以内）になるように２５％水酸化ナトリウムを投入した。ｐＨ１０．０を超えると、生成する水酸化マグネシウムが白濁し、凝集剤によっても凝集しにくくなる。ｐＨ１０．０とすることで、液１３に溶解したマグネシウムを全て水酸化マグネシウムとして析出させることができた。
【００１９】
その後に、凝集剤投入ユニット５より高分子凝集剤の０．１％溶液を反応槽１内の液１３に対して１０ｐｐｍとなる量で投入して、水酸化マグネシウムを凝集、沈殿させた。
【００２０】
上記の反応を行なっている間、反応液の温度は温度制御ユニット９により４０±０．５℃以内に管理した。
この水酸化マグネシウムの凝集沈殿物１４を脱水ユニット１１に送り、脱水し、脱水後の凝集沈殿物１５を回収した。回収した凝集沈殿物１５の含水率は６０〜７０％であった。濾液１６を濾液受け槽１２に回収する際には凝集沈殿物１５が混入しないようにフィルター（図示せず）で分離した。
【００２１】
このようにして最終的に回収される水酸化マグネシウムの凝集沈殿物１５は、高分子凝集剤の投入量からもわかるように、水酸化マグネシウムに微量の凝集剤成分が混じったものである。したがって、粉塵爆発などの危険性は少なく、スラッジなどの副生成物も生成しないためその分離工程を要さず、水酸化マグネシウムとしてリサイクルし易い。水酸化マグネシウムは一般に、セメント、セラミック、プラスチック用難燃剤・改質剤や重油の添加剤として利用されていることから、有効利用を図ることができる。
【００２２】
濾液受け槽１２に回収した濾液１６もｐＨ１０．０であるため、次の処理バッチでアルカリ溶液として投入するなど、再利用可能である。
なお、酸溶液は、上記した硫酸のほかに、塩酸、硝酸、酢酸などの水溶液も使用可能である。アルカリ溶液は、アルカリ金属の水酸化物など、水に溶解して水酸化物イオン濃度を増加させる物質の水溶液であればよく、上記した水酸化ナトリウムのほかに、水酸化カリウムの水溶液も好適に利用できる。酸溶液、アルカリ溶液の濃度は、上記したｐＨを容易に実現できる濃度であれば特に制限はない。凝集剤も、水酸化マグネシウムを吸着するものであれば上記したものに限定されず使用可能である。他の金属を混入させない観点からは、上記したような有機凝集剤が望ましい。凝集剤の添加量はメーカー推奨値がめやすである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、マグネシウム微粉末を酸溶液，アルカリ溶液，凝集剤によって水酸化マグネシウムの凝集沈殿物として回収することができ、マグネシウムのリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるマグネシウム微粉末の処理装置の概略構成図
【符号の説明】
１    反応槽
２    マグネシウム微粉末投入ユニット
３    酸溶液投入ユニット
４    アルカリ溶液投入ユニット
５    凝集剤投入ユニット
６    工業用水投入ユニット
１１    脱水ユニット
１５    水酸化マグネシウムの凝集沈殿物
【図１】
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