(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程を有することを特徴とする一酸化炭素変成触媒の製造方法。
【請求項２】
半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程とを有することを特徴とする一酸化炭素変成触媒の製造方法。
【請求項３】
半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程と、前記酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を還元処理するとともに水酸化ナトリウムを加えて中和処理を行うことで６価クロム含有のマグネタイトフェライトスラッジを生成する工程と、前記６価クロムが１０〜２０[％]含有したマグネタイトフェライトスラッジ化させた液体を沈殿物と上澄み液とに磁気分離する工程と、前記沈殿物と前記上澄み液との混合物をろ過、乾燥、焼成および打錠処理する工程とを有することを特徴とする一酸化炭素変成触媒の製造方法。
【請求項４】
半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程と、前記酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を還元処理するとともに、硫酸鉄と前記硫酸鉄の２倍のモル比の水酸化ナトリウムとが混合した混合物を１[ｍｏｌ/ｌ]以上に調整して加えて中和処理を行うことで６価クロム含有のマグネタイトフェライトスラッジを生成する工程と、前記６価クロムが１０〜２０[％]含有したマグネタイトフェライトスラッジ化させた液体を沈殿物と上澄み液とに磁気分離する工程と、前記沈殿物と前記上澄み液との混合物をろ過、乾燥、焼成および打錠処理する工程とを有することを特徴とする一酸化炭素変成触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、６価クロム含有のクロム酸廃液を利用した都市ガス精製時に用いる一酸化炭素変成触媒の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の一酸化炭素変成触媒の製造方法について説明する。
【０００３】
図２は、従来の都市ガス精製時において用いる一酸化炭素変成触媒を製造するフロー図である。
【０００４】
図２に示すように、都市ガス精製時において一酸化炭素を二酸化炭素に変成させる一酸化炭素変成触媒は、まず原料となる工業用６価クロムを購入し、６価クロム含有量が１００[ｇ/ｌ]以上になるように他の触媒材料と混合調整した後、圧縮機にて円柱状の形状に加工し、加熱炉で焼成処理を施し、粒状に打錠破砕処理してペレット状に加工したものを円柱状の容器に詰めて製造していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一酸化炭素変成触媒の製造方法では、まず原料である工業用６価クロムは高価であり、一酸化炭素変成触媒の低コスト化を実現するには材料コストの低減が課題であった。
【０００６】
さらに、工業用６価クロムを原料として多量に購入するため、資源枯渇等および環境負荷上の問題もあった。
【０００７】
また、都市ガスの精製時に用いられて寿命となった６価クロム含有の一酸化炭素変成触媒の廃棄処分では、無害化処理費用および埋立処分費用等が必要であった。
【０００８】
また、半導体製造工程で排出されるクロム酸廃液も、取扱いに厳重な管理が必要な有毒物質であるため、管理費用が必要であった。
【０００９】
本発明は、前記した従来の課題に対応した一酸化炭素変成触媒の製造方法を提供するものであり、半導体製造工程で発生する６価クロム含有のクロム酸廃液に対して、都市ガス精製時に使用して寿命となった一酸化炭素変性触媒等を混合し、各種処理を施す工程を経て、都市ガス精製時において一酸化炭素を二酸化炭素に変成させる一酸化炭素変成触媒を製造することで、６価クロム含有のクロム酸廃液と寿命となった一酸化炭素変性触媒との有効利用を確保し、結果として工業用６価クロムの購入の不要を達成する、低コストおよび廃棄物の有効利用を同時に達成する一酸化炭素変成触媒の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の一酸化炭素変成触媒は、半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程を有する。
【００１１】
すなわち、一酸化炭素変成触媒は、半導体製造マスキング工程から排出される６価クロム含有のクロム酸廃液と、寿命となった粒状の一酸化炭素変成触媒（６価クロム含有）または他の製造工程から排出された高濃度のクロム酸廃液とを専用タンク内で混合して攪拌濃縮させ、クロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように濃縮する。
【００１２】
また、半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程とを有する。
【００１３】
すなわち、一酸化炭素変成触媒は、前記の酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]に調整濃縮されたクロム酸廃液に、０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、６０〜１００[℃]の温度で反応させることで次工程における還元処理の進行を施しやすい状態にすることができる。
【００１４】
また、半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程と、前記酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を還元処理するとともに水酸化ナトリウムを加えて中和処理を行うことで６価クロム含有のマグネタイトフェライトスラッジを生成する工程と、前記６価クロムが１０〜２０[％]含有したマグネタイトフェライトスラッジ化させた液体を沈殿物と上澄み液とに磁気分離する工程と、前記沈殿物と前記上澄み液との混合物をろ過、乾燥、焼成および打錠処理する工程とを有する。
【００１５】
このように、６価クロムを硫酸鉄等により還元処理し、マグネタイトフェライトを生成させることにより濃縮クロム酸廃液から６価クロムイオンを固形化させることができる。すなわち、６価クロムが含有した液体を沈殿物と上澄み液とに磁気分離させて純水等で洗浄し、その後ろ過および乾燥工程を経て濃縮クロム酸廃液から取り出した固形物である６価クロム含有のマグネタイトフェライト沈殿物を板状の金型を用いて加熱炉で焼成処理することで板状の固体に加工することができる。その後、打錠処理を行うと、ペレット状の一酸化炭素変成触媒が完成する。
【００１６】
また、半導体製造工程で発生した６価クロム含有のクロム酸廃液を酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）濃度が５〜３５[％]になるように混合調整して濃縮クロム酸廃液を生成する工程と、前記濃縮クロム酸廃液に０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]のグルコン酸を加え、酸性状態で６０〜１００[℃]に加熱する工程と、前記酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を還元処理するとともに、硫酸鉄と前記硫酸鉄の２倍のモル比の水酸化ナトリウムとが混合した混合物を１[ｍｏｌ/ｌ]以上に調整して加えて中和処理を行うことで６価クロム含有のマグネタイトフェライトスラッジを生成する工程と、前記６価クロムが１０〜２０[％]含有したマグネタイトフェライトスラッジ化させた液体を沈殿物と上澄み液とに磁気分離する工程と前記沈殿物と前記上澄み液との混合物をろ過、乾燥、焼成および打錠処理する工程とを有する。
【００１７】
すなわち、硫酸鉄と硫酸鉄の２倍のモル比の水酸化ナトリウムとが混合した混合物を１[ｍｏｌ/ｌ]以上に調整して加えて中和処理を行うことにより、多量のマグネタイトフェライトスラッジを沈殿させることができ、濃縮クロム酸廃液から効率よく固形化した６価クロムを１０〜２０[％]の質量比で取り出すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一酸化炭素変成触媒の製造方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
また、百分率で表示した濃度は、質量比によるものである。
【００２０】
図１は、本実施形態の一酸化炭素変成触媒の製造フロー図である。
【００２１】
図１に示すように、工程Ａでは半導体製造時のマスキング工程から排出されるクロム酸廃液を用意する。
【００２２】
すなわち、マスク乾版は重クロム酸を使用したマスキング洗浄液によって洗浄され、その際にクロムマスクのため、濃度約１〜１０[％]のバラツキを有する６価クロムを含有するクロム酸廃液が排出される。
【００２３】
次に、工程Ｂ、Ｃでは、都市ガス精製時において、一酸化炭素を二酸化炭素に変成する触媒の使用後に寿命となった６価クロムペレット（一酸化炭素変成触媒）を容器から取り出した回収物または他のメッキ関連製造会社から排出された高濃度６価クロム廃液を回収し、半導体製造工程から排出された濃度バラツキのあるクロム酸廃液と混合させ、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）の濃度が５〜３５[％]になるように専用タンクにて調整して攪拌する。
【００２４】
ここで、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）の濃度は、好ましくは１０〜２０[％]である。また、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）の濃度が５[％]よりも小さい場合は、後工程の調整では一酸化炭素変成触媒は生成できない。また、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）の濃度が３５[％]よりも大きい場合は、反応時および運搬時の安全上の問題が発生する可能性が大きいので好ましくない。
【００２５】
このように、一酸化炭素変成触媒を製造するためには、まず１０[％]以上のクロム酸溶液を用意する必要があるので、工程Ａに示した半導体製造工程から排出される濃度が約１〜１０[％]のクロム酸廃液の濃度を大きくする必要があり、工程Ｂに示したように、使用後の６価クロムペレット（一酸化炭素変成触媒）または高濃度のクロム酸廃液等の１０[％]以上の濃度の６価クロム含有物を加える必要がある。
【００２６】
次に、工程Ｄに示すようにグルコン酸を０．０５〜０．１５[ｍｏｌ]と硫酸鉄を加え、酸性状態で、反応温度を６０〜１００[℃]に保ったまま濃縮クロム酸と専用タンクにて混合攪拌させることにより、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を硫酸鉄で還元処理することができ、１０〜２０[％]の質量比の６価クロムイオン含有のマグネタイトフェライトを生成することが可能となり、６価クロムイオンをマグネタイトフェライトとして取り出すことができる。
【００２７】
ここで、グルコン酸の濃度が０．０５[ｍｏｌ]よりも小さい場合は、酸性状態にｐＨ調整することが困難であり、また、０．１５[ｍｏｌ]よりも大きい場合は、目標とするｐＨ範囲よりも酸性度が大きくなることがあるので好ましくない。
【００２８】
また、反応温度が６０[℃]よりも小さい場合は、還元処理の反応速度の低下または反応しないといった問題がある。また大気圧下では、反応温度は上限が１００[℃]である。
【００２９】
次に、工程Ｅおよび工程Ｆに示すように、硫酸鉄と硫酸鉄の２倍のモル比の水酸化ナトリウムとが混合した混合物を１[ｍｏｌ/ｌ]以上に調整して加えてアルカリ性に保つことで、６価クロムイオンが１０〜２０[％]含有したマグネタイトフェライトスラッジを沈殿させることが可能となり、上澄み液と沈殿物を磁気分離することが容易に達成できる。
【００３０】
次に工程Ｇでは、６価クロムイオンが１０[％]以上含有したマグネタイトフェライトスラッジ沈殿物を純水等で洗浄し、ろ過および乾燥を施し脱水処理する。
【００３１】
次に工程Ｈでは、砂状になった前記マグネタイトフェライトスラッジ沈殿物を板状の金型等に入れ加熱器にて焼成処理すると板状の固形物になる。
【００３２】
次に工程Ｉでは、プレス機等で所定の円柱状の大きさに打錠処理することで、従来使用していた一酸化炭素変成触媒と同等の機能を有する触媒ペレットを製造できる。
【００３３】
なお、打錠処理を行う前に、焼成処理された板状の固形物を破砕機によって所定の大きに破砕加工してもよく、このようにあらかじめ、破砕加工をしておくことで、簡易なプレス機による打錠処理を行うことが可能となる。
【００３４】
この触媒ペレットは、都市ガス精製時に用いられる一酸化炭素変成触媒として再利用できる。
【００３５】
以上、本発明の一酸化炭素変成触媒の製造方法により、半導体製造工程から排出されるクロム酸廃液は、都市ガス精製時に用いられる６価クロム含有の一酸化炭素変成触媒の原料として再利用できるため、従来のような廃棄コストと、工業用６価クロムの購入コストを削減でき、材料のコスト削減が可能となる。
【００３６】
また、材料として工業用６価クロムが不要となるので、資源の枯渇化といった問題もない。
【００３７】
また、都市ガス精製時に使用されて寿命となった一酸化炭素変性触媒は、材料として再利用されるので、無害化処理費用および埋立処分費用も不要となる。
【００３８】
さらに、半導体製造工程で排出されるクロム酸廃液は、前述のように材料として用いられるので、危険物としての管理費用も不要となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上、本発明の一酸化炭素変成触媒の製造方法により、半導体製造工程から排出されるクロム酸廃液と寿命後の一酸化炭素変性触媒とを混合、濃縮して固形化処理することで、６価クロムを含有するクロム酸廃液を無害化処理するコストおよび無害化後の埋立処分コストが不要になり、大幅なコスト削減を達成できる。
【００４０】
また、従来使用していた工業用６価クロムの購入が不要となるので、材料のコスト削減を実現できる。
【００４１】
また、寿命後の一酸化炭素変性触媒は、本発明の一酸化炭素変成触媒の製造方法の材料として利用できるので、同時にリサイクル活動の推進にも貢献できている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の一酸化炭素変成触媒の製造方法を示すフロー図
【図２】従来の一酸化炭素変成触媒の製造方法を示すフロー図
【図１】
0004038973.tif 000002
【図２】
0004038973.tif 000003