(57)【要約】  吸着剤の再生を含む酸性液の再生における酸性液の使用量を低減可能な技術を実現する。浴液の再生装置は、アルマイトの浴液をキレート樹脂で再生して回収硫酸を生成する。キレート樹脂が浴液から捕捉したＡｌ３＋は、吸着剤再生装置によって水素イオンに置き換えられる。この水素イオンの供給源には、回収硫酸の一部が使用される。
2020013070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸を含有する酸性液を再生するための装置であって、
硫酸およびアルミニウムイオンを含有する第一酸性液からアルミニウムイオンを吸着する吸着剤を収容している吸着塔を有し、前記第一酸性液からアルミニウムイオンを吸着、除去して前記第一酸性液を、前記第一酸性液からアルミニウムイオンが除去された第二酸性液に再生するための酸性液再生装置と、
前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて前記吸着剤を再生するための吸着剤再生装置と、を有し、
前記吸着剤は、アミノリン酸基を有するキレート樹脂で構成されており、
前記吸着剤再生装置は、前記水素イオンの供給源となる第三酸性液を前記吸着塔に供給するための酸性液供給装置を有し、
前記酸性液供給装置は、前記酸性液再生装置が再生した前記第二酸性液の一部を前記第三酸性液として前記吸着塔に供給するように構成されている、酸性液の再生装置。
【請求項２】
前記吸着剤再生装置は、前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンをアルカリ由来の陽イオンに置き換えるアルカリ性液を前記吸着塔に供給するためのアルカリ性液供給装置をさらに有する、請求項１に記載の酸性液の再生装置。
【請求項３】
前記アルカリ性液が供給された前記吸着塔から排出されるアルカリ性の廃液を収容するための収容槽と、
前記収容槽中の前記廃液を、前記第一酸性液および前記第二酸性液の一方または両方で中和するための中和装置と、
前記中和装置で前記中和によって析出する析出物を分取するための固液分離装置と、をさらに有する、請求項２に記載の酸性液の再生装置。
【請求項４】
前記中和装置は、前記第一酸性液で前記廃液を中和するための装置である、請求項３に記載の酸性液の再生装置。
【請求項５】
前記第一酸性液を収容するとともに前記第一酸性液中にアルミニウムイオンを生成させる処理槽に前記第二酸性液の一部を供給して前記処理槽中の前記第一酸性液の組成を調整するための組成調整装置をさらに有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸性液の再生装置。
【請求項６】
前記処理槽は、アルマイトの浴槽であり、前記第一酸性液は、前記浴槽の浴液である、請求項５に記載の酸性液の再生装置。
【請求項７】
硫酸を含有する酸性液を再生する方法であって、
硫酸およびアルミニウムイオンを含有する第一酸性液を吸着剤に接触させて前記第一酸性液中のアルミニウムイオンを前記吸着剤に吸着させ、前記第一酸性液を、前記第一酸性液からアルミニウムイオンが除去された第二酸性液に再生する酸性液再生工程と、
第三酸性液を前記吸着剤に接触させて、前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて前記吸着剤を再生する吸着剤再生工程と、を含み、
前記吸着剤に、アミノリン酸基を有するキレート樹脂を用い、
前記第二酸性液の一部を前記第三酸性液として用いる、
酸性液の再生方法。
【請求項８】
前記吸着剤再生工程は、
アルミニウムイオンを吸着した前記吸着剤にアルカリ性液を接触させて、前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを前記アルカリ性液由来の陽イオンに置き換える陽イオン置換工程と、
前記陽イオンを有する前記吸着剤に前記第三酸性液を接触させて、前記吸着剤が有する前記陽イオンを水素イオンに置き換える水素イオン置換工程と、を含む、請求項７に記載の酸性液の再生方法。
【請求項９】
前記陽イオン置換工程で生じるアルカリ性の廃液を、前記第一酸性液および前記第二酸性液の一方または両方を用いて中和して、前記廃液に含まれている水酸化アルミニウムを析出させる中和工程と、
前記アルカリ性の廃液の中和により前記廃液から析出した水酸化アルミニウムを前記廃液から分離する固液分離工程と、をさらに含む、請求項８に記載の酸性液の再生方法。
【請求項１０】
前記中和工程において、前記第一酸性液を用いて前記アルカリ性の廃液を中和する、請求項９に記載の酸性液の再生方法。
【請求項１１】
前記第一酸性液に前記第二酸性液の一部を添加して前記第一酸性液の組成を調整する組成調整工程をさらに含む、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の酸性液の再生方法。
【請求項１２】
前記第一酸性液に、アルマイトの浴槽の浴液を用いる、請求項１１に記載の酸性液の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性液の再生装置および再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルマイト（アルミニウムの陽極酸化処理）は、硫酸浴中で行われる。アルマイトの進行に伴い、硫酸浴中の浴液にはアルミニウムイオンが溶出する。浴液中のアルミニウムイオン濃度が高まると、アルマイトに悪影響を及ぼすことが知られている。したがって、アルマイトでは、浴液中のアルミニウムイオンの濃度を適切に制御することが重要である。【０００３】
上記浴液のアルミニウムイオンの濃度を制御する技術には、イオン交換膜による方法およびイオン交換樹脂のカラムを用いる方法（クロマト分離法）が知られている。【０００４】
イオン交換膜による方法では、硫酸浴の浴液を流す流路に面して配置された正または負のイオン用のイオン交換膜の背面に陰極または陽極を配置する。そして、上記流路における浴液中の金属イオンおよびその対となる陰イオンを、上記イオン交換膜を介して上記陰極または陽極に引き寄せ、上記浴液から取り除く。陰イオンは酸として回収される。このように処理された浴液は、アルミニウムを含んでいないので、当該浴液を硫酸浴に戻すことにより、硫酸浴の浴液中のアルミニウムイオン濃度を下げることができる。【０００５】
クロマト分離法では、イオン交換樹脂が充填されたカラムに、硫酸浴の浴液を間欠的に供給し、水で展開させる。アルミニウムイオンは、硫酸アルミニウムとして先に溶出し、硫酸は、後から溶出する。回収された硫酸は、より高い濃度の硫酸で濃度を調整した後、浴液に戻される。こうして、浴液中のアルミニウムイオンの濃度が下げられる。【０００６】
また、上記の技術には、荷電している分離膜を用いて、アルミニウムイオンを含有する硫酸水溶液を圧力により透析させ、硫酸を濃縮する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
上記の従来技術によれば、上記浴液からの硫酸またはアルミニウムイオンの分離によって、浴液は再生される。このように、浴液を再生する技術には、様々な技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１０−２６０００９号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
浴液から硫酸またはアルミニウムイオンを分離する分離剤は、通常、使用とともにその分離能力が低下するが再生可能であり、このような再生によって当該分離能力を回復させることが可能である。アルマイトでは、このような分離剤の再生および廃水処理も、製品の価格を決める要素として小さくない。このため、アルマイトでは、浴液などの酸性液について、アルマイトのみならず分離剤の再生および廃水の処理まで含めても、効率よく安価に酸性液を再生する技術が望まれている。【００１０】
本発明の一態様は、吸着剤の再生を含む酸性液の再生における酸性液の使用量を低減可能な技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸性液の再生装置は、硫酸を含有する酸性液を再生するための装置であって、硫酸およびアルミニウムイオンを含有する第一酸性液からアルミニウムイオンを吸着する吸着剤を収容している吸着塔を有し、前記第一酸性液からアルミニウムイオンを吸着、除去して前記第一酸性液を、前記第一酸性液からアルミニウムイオンが除去された第二酸性液に再生するための酸性液再生装置と、前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて前記吸着剤を再生するための吸着剤再生装置と、を有する。前記吸着剤は、アミノリン酸基を有するキレート樹脂で構成されており、前記吸着剤再生装置は、前記水素イオンの供給源となる第三酸性液を前記吸着塔に供給するための酸性液供給装置を有し、前記酸性液供給装置は、前記酸性液再生装置が再生した前記第二酸性液の一部を前記第三酸性液として前記吸着塔に供給するように構成されている。【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸性液の再生方法は、硫酸を含有する酸性液を再生する方法であって、硫酸およびアルミニウムイオンを含有する第一酸性液を吸着剤に接触させて前記第一酸性液中のアルミニウムイオンを前記吸着剤に吸着させ、前記第一酸性液を、前記第一酸性液からアルミニウムイオンが除去された第二酸性液に再生する酸性液再生工程と、第三酸性液を前記吸着剤に接触させて、前記吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて前記吸着剤を再生する吸着剤再生工程と、を含む。前記吸着剤に、アミノリン酸基を有するキレート樹脂を用い、前記第二酸性液の一部を前記第三酸性液として用いる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、吸着剤の再生を含む酸性液の再生における酸性液の使用量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る酸性液の再生装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態における酸性液の再生方法の一例の概要を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態における酸性液の再生装置の一例の要部の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第三の実施形態における酸性液の再生装置の一例の要部の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明の第一の実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る酸性液の再生装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【００１６】
［酸性液の再生装置の構成］
本実施形態に係る再生装置は、アルマイトの浴液を再生するための装置である。上記再生装置は、図１に示されるように、吸着塔１１と、Ｈ型変換用硫酸槽（以下、単に「硫酸槽」とも言う）１２と、アルカリ槽１３と、収容槽１４と、固液分離装置１５とを有している。
【００１７】
吸着塔１１は、浴液からアルミニウムイオンを吸着する吸着剤を収容している。吸着剤の形態は、例えば粒子であり、吸着剤は、吸着塔１１内に充填されている。それにより、吸着塔１１には、通液性を有する固定床が吸着剤によって構成されている。吸着剤については、後に説明する。
【００１８】
吸着塔１１の入口側には、流路３１を介してアルマイトの浴槽２０が接続されている。浴槽２０は、浴液を収容している。浴液は、硫酸と、アルマイトで生じるアルミニウムイオンとを含有している。
【００１９】
吸着塔１１の出口側には、流路３２を介して硫酸槽１２が接続されている。硫酸槽１２は、後述する吸着塔１１から回収される硫酸の一部を収容するための槽であり、収容する硫酸を吸着塔１１に供給可能に、流路３６を介して吸着塔１１の入口側と接続されている。このように、本実施形態の再生装置は、後述する吸着剤の再生の初期に吸着塔１１から排出される硫酸の一部を、流路３６を介して吸着塔１１に供給可能に構成されている。
【００２０】
また、吸着塔１１は、その出口側において、流路３３を介して浴槽２０と接続されている。
【００２１】
アルカリ槽１３は、アルカリ性液、例えば水酸化ナトリウム水溶液、を収容するための槽である。アルカリ槽１３は、流路３４を介して吸着塔１１の入口側に接続されている。
【００２２】
収容槽１４は、流路３５を介して吸着塔１１の出口側に接続されている。収容槽１４は、吸着塔１１から排出された液を収容するための槽である。収容槽１４は、収容する流体を撹拌するための不図示の攪拌装置を有している。また、収容槽１４は、流路３８を介して浴槽２０と接続されている。このように、本実施形態の再生装置は、浴槽２０中の浴液を収容槽１４に直接供給可能に構成されている。
【００２３】
固液分離装置１５は、収容槽１４中の液体から析出した固体と当該液体とを分離するための装置である。固液分離装置１５は、収容槽１４中の流体が供給されるように、流路３９を介して収容槽１４と接続されている。
【００２４】
流路３１〜３６、３８および３９のそれぞれは、通常、管で構成されており、適宜に配置された不図示のポンプおよび弁を含んでいる。このように、流路３１〜３６、３８および３９のそれぞれは、流路中の流体を所望の送り先へ送ることが可能に構成されている。また、上記再生装置は、流量計、ｐＨセンサ、温度計など各種検出装置を適宜に含んでおり、当該検出装置の検出値に応じて所望の流量で流体を送ることが可能に構成されている。
【００２５】
［吸着剤］
吸着剤は、Ｈイオン型のアミノリン酸基を有するキレート樹脂で構成されている。吸着剤は、一種でもそれ以上でもよい。なお、Ｈイオン型とは、アミノリン酸基のリン酸基における陽イオンが水素イオンであることを意味している。
【００２６】
吸着剤の形態は、通液可能な固定床を構築可能な範囲において、いかなる形態であってもよい。たとえば、吸着剤は、吸着塔に充填される粒子の形態であってもよいし、吸着塔に収容可能な、連続気泡を有する多孔質体であってもよい。
【００２７】
キレート樹脂は、樹脂とアミノリン酸基とを有する。樹脂は、アミノリン酸基を有することが可能であり、かつ吸着剤の形態に要する性状を有する範囲において適宜に選ぶことが可能である。樹脂の例には、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が含まれる。
【００２８】
アミノリン酸基は、アミノ基とリン酸基とを含む官能基である。アミノリン酸基は、多価金属イオンを捕捉する性質を有しており、このような性質を発現する範囲において、炭化水素基などの他の基をさらに含んでいてもよい。アミノリン酸基の例には、−ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＰＯ（ＯＨ）２が含まれる。
【００２９】
アミノリン酸基は、硫酸を含有する酸性液からアルミニウムイオンを吸着するのに使用可能な範囲において、樹脂に化学的に結合していてもよいし、物理的に担持されていてもよい。たとえば、アミノリン酸基は、樹脂を構成するモノマーが有する置換基の一種であってもよいし、樹脂中の特定の官能基と置き換えられることにより樹脂に結合していてもよい。あるいは、アミノリン酸基は、例えば粒子状の樹脂製の担体を被覆する被覆層に含有されることで当該担体に物理的に担持されていてもよい。
【００３０】
アミノリン酸基の含有量は、キレート樹脂の所望の総交換容量に応じて適宜に決めることが可能である。総交換容量は、樹脂１リットル当たりのアルミニウムイオンの交換容量で表される。総交換容量は、酸性液から多量のアルミニウムイオンを吸着可能にする観点から、高いほどよく、キレート樹脂におけるアミノリン酸基の含有量、あるいは、アミノリン酸基の種類に応じて適宜に決められる。総交換容量を高める観点から、キレート樹脂は、アミノリン酸基を有するモノマーの重合体であることが好ましい。
【００３１】
キレート樹脂は、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。合成品は、公知の方法によって得られ、例えば、アミノリン酸基を有するスチレン系モノマーをラジカル重合反応させることにより得られる。市販品の例には、商標名：ピュロライト（ピュロライト（株）製）、商標名：ユニセレック（ユニチカ（株）製）、商標名：レバチット（ランクセス（株）製）および商標名：エポラス（ミヨシ油脂（株）製）が含まれる。
【００３２】
より具体的には、キレート樹脂は、下記構造式で表される。このキレート樹脂は、リン酸基がＨ型である。このようなＨ型のアミノリン酸型キレート樹脂の例には、ユニチカ（株）製のユニセレックＵＲ−３３００Ｓ（商品名）が含まれる。
【００３３】
【化１】
2020013070.tif 000003
【００３４】
［酸性液の再生方法］
本実施形態の再生装置を用いて酸性液である浴液を再生する方法を以下に説明する。
【００３５】
（浴液の組成）
浴液は、硫酸およびアルミニウムイオンを含有している。浴液は、前述したようにアルマイトの浴液であり、アルマイトの浴液として好適な組成を有している。たとえば、浴液中の成分は、本実施形態の効果が得られる範囲において、硫酸およびアルミニウムイオン以外の他の成分を含んでいてもよい。
【００３６】
浴液中の硫酸の濃度は、低すぎるとアルマイトが十分に実行されないことがある。また、浴液中のアルミニウムイオンの濃度は、高すぎるとアルマイトに悪影響を及ぼすことがある。このような観点から、浴液中の硫酸の濃度は、１４０ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１５０ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。また、上記の観点から、浴液中の硫酸の濃度は、２３０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、２２０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【００３７】
また、上記の観点から、浴液中のアルミニウムイオンの濃度は、３ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。また、上記の観点から、浴液中のアルミニウムイオンの濃度は、１５ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１２ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【００３８】
以下の実施形態において、浴液の組成は、例えば、２００ｇ／Ｌの硫酸、１０ｇ／Ｌのアルミニウムイオン、および残分としての水、とする。浴液の組成は、例えば硫酸の追加または浴液の抜き取りによって、所望の範囲に制御することができる。
【００３９】
（再生方法の概要）
図２は、本実施形態における酸性液の再生方法の一例の概要を示す図である。本実施形態の再生方法では、浴槽２０中の浴液は、吸着塔１１に供給され、吸着塔１１から排出された硫酸（以下、「回収硫酸」とも言う）の少なくとも一部が浴槽２０に戻される。回収硫酸は、浴液の、吸着塔１１通過後の液であり、浴液中のアルミニウムイオンが吸着剤によって吸着され、除去された液である。回収硫酸は、アルミニウムイオンを実質的に含有していないか、またはそのアルミニウムイオン含有量が低減されている。
【００４０】
吸着剤には、前述したＨイオン型のアミノリン酸基を有するキレート樹脂が用いられている。吸着塔１１中の吸着剤がアルミニウムイオンを飽和状態まで吸着すると、吸着剤の再生が行われる。たとえば、吸着塔１１から排出される回収硫酸中のアルミニウムイオン濃度が、浴液中のそれと実質的に同じになったことを検出することにより、上記の飽和状態と判断することができる。
【００４１】
吸着剤の再生（吸着剤からのアルミニウムの脱離）には、水酸化ナトリウム水溶液が吸着塔１１に供給される。吸着塔１１に水酸化ナトリウム水溶液が供給された場合の廃液である脱離廃液は、収容槽１４に導入され、酸で中和される。このため、収容槽１４は、中和槽とも言うことができる。
【００４２】
脱離廃液は、吸着剤（キレート樹脂）から脱離したアルミニウムイオンを含有するアルカリ性の液である。脱離廃液中において、アルミニウムは、水酸化アルミニウムとして含有（溶解）されている。脱離廃液の中和には、浴槽２０中の浴液の一部が用いられる。脱離廃液の中和により水酸化アルミニウムが廃液から析出する。中和による水酸化アルミニウムの析出物は、例えば不図示の固液分離によって分離される。
【００４３】
（浴液の再生）
以下、図１に基づいて、浴液の再生について説明する。まず、浴槽２０の浴液は、流路３１を通って吸着塔１１に供給される。浴液が供給される前の吸着塔１１は、通常、キレート樹脂をＨイオン型に変換または維持するための硫酸（浴液の硫酸の濃度よりも低い濃度の硫酸）で浸されている。なお、浴液中の硫酸は、硫酸イオンの観点から、浴液中の硫酸アルミニウムと区別するために、遊離硫酸とも言われる。
【００４４】
吸着塔１１では、浴液は、固定床を通りながら吸着剤と接触する。浴液中のアルミニウムイオンは、吸着剤であるキレート樹脂におけるアミノリン酸基のリン酸基の水素と置き換わる。このように、キレート樹脂は、アルミニウムイオンを捕捉し、水素イオンを放出する。浴液中のアルミニウムイオンと対になっていた硫酸イオンと、キレート樹脂から放出された水素イオンとが、吸着塔１１から排出されて硫酸となり、また浴液中の硫酸とともに前述の回収硫酸となる。
【００４５】
このように、本実施形態では、流路３１および吸着塔１１は、浴液からアルミニウムイオンを吸着する吸着剤を収容している吸着塔１１を含み、浴液からアルミニウムイオンを吸着、除去して浴液を、浴液からアルミニウムイオンが除去された硫酸（回収硫酸）に再生するための酸性液再生装置を構成している。そして、処理すべき酸性液にアルマイトの浴槽の浴液を用い、浴液を吸着剤に接触させて浴液中のアルミニウムイオンを吸着剤に吸着させる。そして、浴液を、浴液からアルミニウムイオンが除去された回収硫酸に再生する。
【００４６】
浴液の通液開始時に吸着塔１１から排出される回収硫酸の濃度は、吸着塔１１に当初収容されていたＨイオン型に変換または維持するための硫酸が排出されるため、浴液の硫酸の濃度よりも低い。
【００４７】
浴液に比べて硫酸濃度の低い通液初期の回収硫酸は、流路３２を通って硫酸槽１２に収容される。初期の回収硫酸は、吸着塔１１の使用開始時に供給された浴液を再生した液であるため、硫酸の濃度が浴液のそれよりも低いことがあるが、アルミニウムイオンが実質的に除去されている。初期の回収硫酸における硫酸濃度は、通液に伴い高まっていく。
【００４８】
なお、「初期の回収硫酸」とは、新規または再生した吸着剤による浴液の処理を開始した時に吸着塔１１から排出される回収硫酸のうち、硫酸の濃度が浴液のそれ以下であり、かつアルミニウムイオンが実質的に含有されていない回収硫酸を言う。初期の回収硫酸は、後述する吸着剤の再生において、適当な流量で吸着塔１１に供給される。硫酸槽１２における初期の回収硫酸の収容量は、後述の吸着剤の再生に使用するのに十分な量であればよい。硫酸槽１２に収容する所期の回収硫酸の量は、後述する吸着剤の再生において、吸着塔１１内のキレート樹脂をＨイオン型に変換するに必要な量であればよい。硫酸槽１２中の回収硫酸の濃度は、吸着剤の再生に適用するのに適当な濃度に調整されてもよい。たとえば、硫酸槽１２中の回収硫酸の濃度が所期の濃度よりも高い場合には、当該回収硫酸は、吸着剤の再生での使用に際して希釈して用いられてもよい。
【００４９】
初期の回収硫酸以外の回収硫酸は、吸着塔１１から流路３３を通して浴槽２０に供給される。このような浴槽２０への回収硫酸の供給によって、浴液の硫酸濃度が高められ、またアルミニウムイオンの濃度が相対的に下げられ、その結果、浴液は、所望の組成に制御される。このように、本実施形態では、吸着塔１１および流路３３は、浴液中にアルミニウムイオンを生成させる浴槽２０に回収硫酸の一部を供給して浴槽２０中の浴液の組成を調整するための組成調整装置を構成している。そして、本実施形態では、浴液に回収硫酸の一部を添加して浴液の組成を調整している。
【００５０】
（吸着剤の再生）
吸着剤におけるアルミニウムイオンの吸着が進行すると、例えば当該吸着が実質的に飽和に至る。当該吸着が実質的な飽和に至ると、吸着塔１１から排出される回収硫酸中のアルミニウムイオン濃度が増加する。回収硫酸中のアルミニウム濃度が浴液中のそれと同程度になれば、吸着塔１１への浴液の供給を停止し、吸着剤の再生を実行する。
【００５１】
まず、浴液を吸着塔１１から抜き出し、吸着塔１１内（樹脂）を水洗した後、アルカリ槽１３から、流路３４を介して水酸化ナトリウム水溶液を吸着塔１１に供給する。これにより、吸着塔１１中の吸着剤は、水酸化ナトリウム水溶液と接触し、キレート樹脂のリン酸基が捕捉していたアルミニウムイオンは、ナトリウムイオンに置き換えられる。このようにして、アルミニウムイオンを吸着した吸着剤にアルカリ性液である水酸化ナトリウム水溶液を接触させることにより、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンは、アルカリ性液由来の陽イオンであるナトリウムイオンに置き換えられる。なお、本実施形態において、アルカリ槽１３および流路３４は、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンをアルカリ由来の陽イオンに置き換えるアルカリ性液を吸着塔１１に供給するためのアルカリ性液供給装置を構成している。
【００５２】
キレート樹脂から脱離したアルミニウムイオンは、水酸化アルミニウムとして吸着塔１１から排出される。吸着塔１１から排出される脱離廃液は、水酸化アルミニウムを含有するアルカリ性の液である。水酸化アルミニウムは、アルカリ性では水に溶けており、脱離廃液は、液体として、流路３５を通って収容槽１４に収容される。このように、収容槽１４は、水酸化ナトリウム水溶液が供給された吸着塔１１から排出されるアルカリ性の廃液（脱離廃液）を収容するための槽となっている。
【００５３】
次いで、吸着塔１１内（樹脂）を水洗した後、硫酸槽１２から、流路３６を介して硫酸を吸着塔１１に供給する。硫酸槽１２は初期の回収硫酸を収容しており、吸着塔１１には、初期の回収硫酸が供給される。これにより、吸着塔１１中の吸着剤は硫酸と接触し、キレート樹脂のリン酸基が捕捉していたナトリウムイオンは、水素イオンに置き換えられる。このようにして、本実施形態の再生方法では、ナトリウムイオンを有する吸着剤に硫酸を接触させて、吸着剤が有するナトリウムイオンを水素イオンに置き換える。こうして、硫酸と吸着剤との接触により、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンは、ナトリウムイオンへの置換を介して水素イオンに置き換えられ、吸着剤が再生する。
【００５４】
なお、本実施形態の再生装置では、硫酸槽１２および流路３６は、水素イオンの供給源となる硫酸を吸着塔１１に供給するための酸性液供給装置を構成している。この装置は、前述の酸性液再生装置が再生した回収硫酸の一部（初期の回収硫酸）を水素イオン置き換え用の硫酸として吸着塔１１に供給可能に構成されている。また、前述のアルカリ性液供給装置および酸性液供給装置、すなわち、硫酸槽１２、アルカリ槽１３、および流路３４、３６は、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて吸着剤を再生するための吸着剤再生装置を構成している、とも言える。
【００５５】
初期の回収硫酸の供給によって吸着塔１１から排出される廃液（以下「置換廃液」とも言う）は、主にナトリウムイオンおよび硫酸イオンを含有し、実質的には中性である。キレート樹脂における水素イオンの置換の終点は、置換廃液のｐＨが低下することによって決定することができる。置換廃液も、流路３５を通って収容槽１４に収容される。
【００５６】
（廃液の処理）
収容槽１４には、水酸化アルミニウムを含有するアルカリ性の脱離廃液と、硫酸ナトリウムを含有する中性の置換廃液とが収容される。これにより、収容槽１４中の廃液は、アルカリ性であり、このため、当該廃液中のアルミニウムイオンは、水酸化アルミニウムになる。
【００５７】
そして、収容槽１４中のアルカリ性の廃液を、浴液を用いて中和して、前記アルカリ性の廃液に含まれている水酸化アルミニウムを析出させる。たとえば、浴液は、浴槽２０から流路３８を通って収容槽１４に供給される。収容槽１４に供給された浴液は、収容槽１４中の廃液の中和に用いられる。本実施形態の再生装置では、浴槽２０および流路３８は、収容槽１４中のアルカリ性の廃液を、浴液で中和するための中和装置を構成している。
【００５８】
浴液には１０ｇ／Ｌのアルミニウムイオンが含まれており、このアルミニウムイオンも、廃液の中和の際、アルカリ性の廃液中では水酸化アルミニウムとなる。このように、廃液の中和に浴液を用いることにより、廃液中の水酸化アルミニウムの含有量が増える。また、廃液の中和に浴液を用いることにより、浴液中のアルミニウムイオンの含有量が減る。
【００５９】
収容槽１４中の廃液への浴液の供給により、当該廃液が中性に中和される。中性に中和されることにより、収容槽１４中の廃液からは水酸化アルミニウムが析出する。このようにして、キレート樹脂におけるアルミニウムイオンからナトリウムイオンへの置き換えで生じたアルカリ性の廃液を、浴液を用いて中和して、このアルカリ性の廃液に含まれている水酸化アルミニウムを析出させる。
【００６０】
収容槽１４での中和によって発生したスラリーは、流路３９を通って固液分離装置１５に供給される。固液分離装置１５は、スラリーから固体である水酸化アルミニウムを分取する。このようにして、本実施形態の再生方法では、収容槽１４で中和された廃液から析出した水酸化アルミニウムを当該廃液から分離する。固液分離装置１５は、上記の中和装置で中和によって析出する析出物を分取するための装置である。固液分離装置１５で分離された水酸化アルミニウムは、外部に搬出される。
【００６１】
スラリーの液相には、濃縮または希釈などの適当な処理が必要に応じて施される。たとえば、濃縮液は、硫酸ナトリウムを高い濃度で有しており、外部に搬出される。濃縮による蒸留水および上記希釈液は、環境基準を満たすことを条件として、排水として外部に放出される。
【００６２】
［硫酸およびアルミニウムにおける量の収支についての説明］
本実施形態では、浴液は、２００ｇ／Ｌの硫酸と、１０ｇ／Ｌのアルミニウムイオンを含有している。また、吸着剤には、アミノリン酸基を有するキレート樹脂が用いられている。キレート樹脂は、２００ｇ／Ｌと高い濃度で硫酸を含有する酸性液から、当該酸性液中のアルミニウムイオンを吸着、除去し、水素イオンを放出する。したがって、浴液中のアルミニウムイオンに対する陰イオンとなっていた硫酸イオンは、放出された水素イオンを受け取って硫酸となる。
【００６３】
よって、本実施形態では、浴液中の２００ｇ／Ｌの硫酸は、遊離硫酸として吸着塔１１の出口からそのまま排出されると言える。加えて、吸着塔１１の出口からは、吸着剤が吸着除去したアルミニウムイオンに対応する硫酸イオンと当量の硫酸が吸着塔１１から排出されると言える。よって、２００ｇ／Ｌ以上の量（２００ｇ／Ｌの硫酸に加えて１０ｇ／Ｌのアルミニウムイオンに匹敵する量）の回収硫酸が、浴液の再生によって得られる。
【００６４】
２００ｇ／Ｌの硫酸を浴槽２０に戻し、アルミニウムイオン由来の硫酸を吸着剤（キレート樹脂）の再生に用いるとすると、理論的には、浴液の再生および吸着剤の再生に新たな硫酸の追加は不要となる。実際には、キレート樹脂における陽イオンの変換効率、あるいはアルミニウム以外の金属が浴液へ溶出すること、等の要因に応じて、多少の硫酸が追加される。
【００６５】
硫酸は、比較的安価であることから、アルマイトでは、アルミニウムイオンの濃度が高くなって不要となった浴液は、全量、中和処理して廃液として処理されている。この場合、新液として追加すべき硫酸が多量に必要となる。しかしながら、本実施形態では、浴液および吸着剤の再生に要する硫酸は、上記の多少の量でよい。このため、本実施形態によれば、浴液を全量廃棄する場合に比べて、硫酸の使用量が格段に少なくなる。また、浴液を全量廃棄する場合に比べて、廃棄する浴液の中和に要するアルカリの量が格段に少なくなる。
【００６６】
また、本実施形態では、吸着剤の再生において、キレート樹脂のリン酸基が捕捉している陽イオンを、アルミニウムイオンからナトリウムイオンに一旦置き換え、次いでナトリウムイオンから水素イオンに置き換えている。アルマイトの廃液は、酸性であることから、その廃液処理では、通常、アルカリは必須であり、本実施形態では、このようなアルカリを吸着剤の再生に利用して、キレート樹脂の陽イオンが効率よく交換される。
【００６７】
また、本実施形態では、アルカリの使用量は、キレート樹脂の陽イオンの交換に要する量である。よって、本実施形態によれば、キレート樹脂の再生（陽イオンの交換）にアルカリを利用する場合でも、浴液を全量廃棄する場合に比べて、アルカリの使用量が格段に少なくなる。
【００６８】
さらに、本実施形態では、キレート樹脂からアルミニウムイオンを脱離させた後のアルカリ性の廃液の中和処理に、浴液を用いることが可能である。よって、本実施形態では、アルミニウムなどの金属のイオンを比較的高い濃度で含有している浴液の一部を廃液処理に有効活用することができる。
【００６９】
そして、収容槽１４中の廃液を浴液によって中和することにより、浴液中のアルミニウムイオンも水酸化アルミニウムとして廃液中に析出する。よって、本実施形態では、上記廃液の中和に浴液を利用することにより、廃液からより多量のアルミニウムを回収することが可能となる。したがって、廃液中の成分がより濃縮されることによる、廃液処理に係るコストの削減が実現可能となる。
【００７０】
［本実施形態の作用効果］
以上の説明から明らかなように、本発明の第一の態様における酸性液（硫酸）の再生装置は、硫酸およびアルミニウムイオンを含有する浴液（第一酸性液）からアルミニウムイオンを吸着する吸着剤を収容している吸着塔１１を有し、浴液からアルミニウムイオンを吸着、除去して浴液を、浴液からアルミニウムイオンが除去された回収硫酸（第二酸性液）に再生するための酸性液再生装置と、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて吸着剤を再生するための吸着剤再生装置と、を有する。吸着剤は、アミノリン酸基を有するキレート樹脂で構成されており、吸着剤再生装置は、水素イオンの供給源となる水素置換用硫酸（第三酸性液）を吸着塔１１に供給するための酸性液供給装置を有する。そして、酸性液供給装置は、酸性液再生装置が再生した回収硫酸の一部（初期の回収硫酸）を水素置換用硫酸として吸着塔１１に供給するように構成されている。
【００７１】
第一の態様の再生装置では、浴液の処理に用いられる吸着剤の再生に用いる酸に、回収硫酸が用いられる。よって、第一の態様の再生装置は、吸着剤の再生に要する硫酸の量を削減することが可能である。したがって、第一の態様の再生装置では、吸着剤の再生を含む硫酸の再生における硫酸の使用量を低減させることができる。
【００７２】
本発明の第二の態様における硫酸の再生装置では、吸着剤再生装置は、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンをナトリウムイオン（アルカリ由来の陽イオン）に置き換える水酸化ナトリウム水溶液（アルカリ性液）を吸着塔１１に供給するためのアルカリ性液供給装置をさらに有する。第二の態様の再生装置では、吸着剤が吸着したアルミニウムイオンがナトリウムイオンへの置き換えによって容易に脱離する。よって、第二の態様の再生装置は、吸着剤の再生を高い効率で行う観点からより一層効果的である。
【００７３】
本発明の第三の態様における硫酸の再生装置は、水酸化ナトリウム水溶液が供給された吸着塔１１から排出される脱離廃液（アルカリ性の廃液）を収容するための収容槽１４と、収容槽１４中の脱離廃液を、浴液で中和するための中和装置と、中和装置で中和によって析出する析出物を分取するための固液分離装置１５とをさらに有する。第三の態様の再生装置は、吸着剤の再生で生成する廃水から、脱離させたアルミニウムイオンを固体の水酸化アルミニウムとして除去することが可能であり、水酸化アルミニウムの析出のための中和に、浴液を利用することができる。よって、第三の態様の再生装置は、上記廃水の処理まで要する硫酸の使用量を低減させることができる。
【００７４】
本発明の第四の態様における硫酸の再生装置では、中和装置は、浴液で脱離廃液を中和する装置である。第四の態様の再生装置では、廃水処理の中和において、浴液中のアルミニウムイオンが廃水に供給される。よって、第四の態様の再生装置は、廃水中の水酸化アルミニウムの濃度を高める観点からより一層効果的である。
【００７５】
本発明の第五の態様における硫酸の再生装置は、浴液を収容するとともに浴液中にアルミニウムイオンを生成させる浴槽２０（処理槽）に回収硫酸の一部を供給して浴槽２０中の浴液の組成を調整するための組成調整装置をさらに有する。第五の態様の再生装置では、浴液における組成が、浴液から回収した回収硫酸の供給によって調整される。よって、第四の態様の再生装置は、浴液の組成を所望の範囲に維持する観点からより一層効果的である。
【００７６】
本発明の第六の態様における硫酸の再生装置では、処理槽は、アルマイトの浴槽２０であり、第一酸性液は、浴槽２０の浴液である。第六の態様の再生装置では、浴液の再生を含むアルマイトにおいて、硫酸の使用量を低減させることが可能となる。よって、第六の態様の再生装置は、アルマイト全体のコストを低減させることが可能である。
【００７７】
本発明の第七の態様における硫酸の再生方法は、浴液を吸着剤に接触させて浴液中のアルミニウムイオンを吸着剤に吸着させ、浴液を、浴液からアルミニウムイオンが除去された回収硫酸に再生する酸性液再生工程と、水素置換用硫酸を吸着剤に接触させて、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンを水素イオンに置き換えて吸着剤を再生する吸着剤再生工程と、を含む。そして、吸着剤に、アミノリン酸基を有するキレート樹脂を用い、回収硫酸の一部を水素置換用硫酸として用いる。第七の態様の再生方法は、前述の第一の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００７８】
本発明の第八の態様における硫酸の再生方法では、吸着剤再生工程は、アルミニウムイオンを吸着した吸着剤に水酸化ナトリウム水溶液を接触させて、吸着剤が吸着しているアルミニウムイオンをナトリウムイオンに置き換える陽イオン置換工程と、ナトリウムイオンを有する吸着剤に水素置換用硫酸を接触させて、吸着剤が有するナトリウムイオンを水素イオンに置き換える水素イオン置換工程とを含む。第八の態様の再生方法は、前述の第二の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００７９】
本発明の第九の態様における硫酸の再生方法は、陽イオン置換工程で生じるアルカリ性の廃液を、浴液を用いて中和して、当該廃液に含まれている水酸化アルミニウムを析出させる中和工程と、上記アルカリ性の廃液の中和により当該廃液から析出した水酸化アルミニウムを当該廃液から分離する固液分離工程と、をさらに含む。第九の態様の再生方法は、前述の第三の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００８０】
本発明の第十の態様における硫酸の再生方法では、中和工程において、浴液を用いて脱離廃液を中和する。第十の態様の再生方法は、前述の第四の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００８１】
本発明の第十一の態様における硫酸の再生方法は、浴液に回収硫酸の一部を添加して浴液の組成を調整する組成調整工程をさらに含む。第十一の態様の再生方法は、前述の第五の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００８２】
本発明の第十二の態様における硫酸の再生方法では、第一酸性液に、アルマイトの浴槽の浴液を用いる。第十二の態様の再生方法は、前述の第六の態様の再生装置と同様の効果を奏する。
【００８３】
［本実施形態の変形例］
前述の実施形態における種々の条件、例えば、浴液の組成、水酸化ナトリウム水溶液の濃度、吸着剤の再生における水酸化ナトリウム水溶液の使用量および回収硫酸の使用量、中和工程における廃液のｐＨの範囲、ならびに、中和工程における回収硫酸および浴液の使用量は、前述した実施形態における所期の目的を達成できる範囲において、適宜に決めることができ、前述した数値等に限定されない。
【００８４】
また、本発明に係る再生装置は、前述した効果が得られる範囲において、前述した構成、装置以外の他の構成をさらに有していてもよい。たとえば、本発明に係る再生装置は、並列に配置される二本以上の吸着塔１１を有していてもよい。このような構成は、浴液の再生と吸着剤の再生とを再生装置において同時に実行することが可能となる観点から好ましい。
【００８５】
また、例えば、本発明に係る再生装置は、再生装置が有する各種装置を、少なくとも本発明に係る再生方法における各種工程を実行するように制御可能な制御装置をさらに有していてもよい。このような制御装置は、事業所における廃液処理施設を制御するための公知の制御装置を利用して実現することが可能である。上記制御装置を有する再生装置は、本発明に係る再生方法を自動で実施可能となる。
【００８６】
また、本発明に係る再生方法は、連続して実行してもよいし、間欠的に実行してもよい。たとえば、浴液中のアルミニウムイオンの濃度が許容される数値範囲を超える場合に前述の浴液の再生を行い、許容される数値範囲に収まる場合には前述の浴液の再生を行わなくてもよい。
【００８７】
また、前述した実施形態では、硫酸槽１２中の硫酸は、初期の回収硫酸のみを収容しているが、初期の回収硫酸と新規の硫酸との両方を含んでいてもよい。
【００８８】
また、前述の実施形態では、陽イオン置換工程で生じるアルカリ性の廃液の中和用の酸液として浴液を用いているが、当該酸液として浴液を回収硫酸と併用してもよいし、あるいは、当該酸液として回収硫酸のみを使用してもよい。
【００８９】
また、本発明に係る再生方法における吸着剤の再生は、キレート樹脂におけるアルミニウムイオンの吸着量が飽和する前に行われてもよい。たとえば、吸着剤の再生は、当該吸着量が飽和しない範囲において、アルマイトの一定の処理時間ごとに行ってもよい。
【００９０】
また、アルカリ槽１３が収容するアルカリ液は、キレート樹脂が捕捉しているアルミニウムイオンを置き換え可能な陽イオンを有しているアルカリの液であればよい。アルカリ液の例には、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムが含まれる。
【００９１】
吸着剤で再生されるべき第一酸性液は、吸着剤によってアルミニウムイオンを吸着し第一酸性液から除去可能な範囲において、硫酸およびアルミニウムイオン以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、第一酸性液の利用に伴い発生するアルミニウム以外の金属のイオン、リン酸、硝酸および蓚酸が含まれる。第一酸性液の利用に伴い発生する金属イオンの金属の例には、銅およびマグネシウムが含まれる。第一酸性液における他の成分の含有量は、吸着剤によってアルミニウムイオンを吸着し第一酸性液から除去可能な範囲において、適宜に決めることができる。アルミニウムイオン以外の金属のイオンは、キレート樹脂に捕捉されるものであってもよいし、捕捉されないものであってもよい。
【００９２】
このような第一酸性液の例には、アルミニウム製品の化学研磨における浴液（化学研磨液）、化学研磨後の洗浄廃液、および、化学研磨液の再生に係る二次廃液、が含まれる。化学研磨は、例えば、アルミニウム製品の表面の微細な凸部を溶解して鏡面様の表面をもたらす。以下、化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液からの酸性液の再生を第二の実施形態として説明し、化学研磨液の再生に係る二次廃液からの酸性液の再生を第三の実施形態として説明する。
【００９３】
＜第二の実施形態＞
［化学研磨］
化学研磨液には、リン酸および硝酸を含有する水溶液であるリン酸・硝酸系化学研磨液と、リン酸および硫酸を含有する水溶液であるリン酸・硫酸系化学研磨液とが知られている。これらの化学研磨液およびその洗浄廃液は、通常、アルミニウム製品から溶出したアルミニウムイオンを、リン酸アルミニウムおよび硝酸アルミニウム、または、リン酸アルミニウムおよび硫酸アルミニウム、として含有する。
【００９４】
本発明を化学研磨液の再生に適用する場合、前述の実施形態における回収硫酸に代えて、リン酸および硝酸を含有する水溶液、あるいは、リン酸および硫酸を含有する水溶液、が回収される。
【００９５】
上記化学研磨液は、本発明に係る酸性液の再生技術が硫酸を含有する場合のアルミニウムイオンの回収に有利であることから、リン酸・硫酸系化学研磨液であることが好ましい。リン酸・硫酸系化学研磨液におけるリン酸および硫酸の割合は、それぞれ、化学研磨が実施可能な範囲から適宜に決めることができる。このような観点から、リン酸・硫酸系化学研磨液におけるリン酸の割合は、２０〜９５質量％であることが好ましく、３０〜９０質量％であることがより好ましい。また、リン酸・硫酸系化学研磨液における硫酸の割合は、１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、また７０質量％以下であることが好ましい。
【００９６】
回収された化学研磨液は、前述の実施形態における回収硫酸と同様に、元の用途、すなわち化学研磨液として再利用される。上記洗浄廃液は、必要に応じて水分を濃縮して化学研磨液として再利用される。
【００９７】
［再生装置］
図３は、化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液の再生装置の一例の要部の構成を模式的に示す図である。前述の実施形態の再生装置と同じ構成については同じ符号を付し、その説明は繰り返さない。当該再生装置は、図３に示されるように、浴槽４０、洗浄槽４１、吸着塔１１および濃縮装置４２を有する。浴槽４０は、流路５１を介して吸着塔１１の入口側と接続されている。洗浄槽４１は、流路５２を介して吸着塔１１の入口側と接続されている。濃縮装置４２は、流路５３を介して吸着塔１１の出口側と接続されており、流路５４を介して浴槽４０と接続されている。
【００９８】
浴槽４０は、化学研磨のための浴槽であり、化学研磨液を収容している。洗浄槽４１は、浴槽４０で化学研磨されたアルミニウム製品を水洗するための槽である。当該アルミニウム製品には化学研磨液が付着している。当該アルミニウム製品を洗浄槽４１に収容することにより、図中の破線の矢印で示すように、浴槽４０中の、アルミニウム製品に付着した化学研磨液が洗浄槽４１に収容される。濃縮装置４２は、被処理液中の水を留去させて被処理液を濃縮するための装置である。以下、リン酸・硫酸系化学研磨液の再生を例に、化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液の再生を説明する。
【００９９】
［酸性液の再生］
浴槽４０では、アルミニウム製品の化学研磨に伴い、アルミニウムイオンを含有するリン酸・硫酸系化学研磨液が生成する。洗浄槽４１では、アルミニウムイオンを含有するリン酸・硫酸系化学研磨液が付着したアルミニウム製品を水洗することにより、アルミニウムイオン、を含有する洗浄廃液が生成する。
【０１００】
浴槽４０中のリン酸・硫酸系化学研磨液は、必要に応じて水で希釈されて、流路５１を通って吸着塔１１に供給される。洗浄槽４１中の洗浄廃液は、流路５２を通って吸着塔１１に供給される。このように吸着塔１１には、リン酸、硫酸およびアルミニウムイオンを含有する酸性液が供給され、前述したようにキレート樹脂によって当該酸性液からアルミニウムイオンが吸着され、除去される。
【０１０１】
アルミニウムイオンが除去された酸性液は、流路５３を通って濃縮装置４２に供給される。濃縮装置４２は、供給された酸性液から水を留去させて濃縮する。この濃縮により、所望の濃度のリン酸および硫酸を含有する酸性液が生成する。このようにして再生された酸性液は、化学研磨液またはその原料として、流路５４を通って浴槽４０に供給され、再利用される。吸着塔１１におけるキレート樹脂の再生は、前述した第一の実施形態と同様に行われる。
【０１０２】
［まとめ］
このように本実施形態によれば、アルミニウム製品のためのリン酸・硫酸系化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液を容易に再生することができる。また、本実施形態によれば、当該リン酸・硫酸系化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液の再生における酸性液の使用量を低減させることが可能である。
【０１０３】
なお、本実施形態における再生装置は、リン酸・硝酸系化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液中のアルミニウムイオンの除去にも利用することが可能である。よって、リン酸・硝酸系化学研磨液を用いる化学研磨に本実施形態における再生装置を適用してもよい。
【０１０４】
＜第三の実施形態＞
［二次廃液］
化学研磨液の再生に係る二次廃液は、化学研磨液を再生させた吸着剤の再生によって生じた廃液である。たとえば、当該二次廃液は、アルミニウムイオンを含有するリン酸・硝酸系化学研磨液またはそれに係る洗浄廃液を処理したイオン交換樹脂に接触させた硫酸水溶液である。
【０１０５】
［再生装置］
図４は、リン酸・硝酸系化学研磨液およびそれに係る洗浄廃液の再生装置の一例の要部の構成を模式的に示す図である。前述の実施形態の再生装置と同じ構成については同じ符号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１０６】
当該再生装置は、図４に示されるように、浴槽４０、洗浄槽４１、吸着塔４５、濃縮装置４２、吸着塔１１および硫酸槽１２を有する。浴槽４０は、リン酸・硝酸系化学研磨液を収容する以外は、第三の実施形態のそれと同様に構成されている。なお、リン酸・硝酸系化学研磨液は、一例として、３〜５質量％の硝酸を含有するリン酸水溶液である。吸着塔４５は、通液性の固定床を有しており、当該固定床は、イオン交換樹脂の粒子を吸着塔４５に充填することによって構成されている。イオン交換樹脂は、強酸性陽イオン交換樹脂であり、例えば、スルホン酸基などのリン酸よりも強い酸性の官能基を有する樹脂である。
【０１０７】
浴槽４０は、流路６１を介して吸着塔４５の入口側に接続されている。洗浄槽４１は、流路６２を介して吸着塔４５の入口側に接続されている。濃縮装置４２は、流路６３を介して吸着塔４５の出口側と接続されている。吸着塔１１の入口側は、流路６４を介して吸着塔４５の出口側と接続されている。硫酸槽１２は、流路６５を介して吸着塔４５の入口側に接続されている。
【０１０８】
［酸性液の再生］
浴槽４０中におけるアルミニウムイオンを含有するリン酸・硝酸系化学研磨液は、必要に応じて水で希釈されて、流路６１を通って吸着塔４５に供給される。洗浄槽４１中における、アルミニウムイオン、リン酸および硝酸を含有する洗浄廃液は、流路６２を通って吸着塔４５に供給される。
【０１０９】
吸着塔４５に供給されたリン酸、硝酸およびアルミニウムイオンを含有する酸性液は、吸着塔４５に収容されているイオン交換樹脂の粒子と接触する。当該酸性液中のアルミニウムイオンは、イオン交換樹脂における強酸性の官能基の水素イオンと置き換えられる。こうして当該酸性液中のアルミニウムイオンは、イオン交換樹脂に吸着され、当該酸性液から除去される。
【０１１０】
アルミニウムイオンが除去された酸性液は、流路６３を通って濃縮装置４２に供給され、濃縮装置４２によって所望の濃度のリン酸を含有するように濃縮され、化学研磨液に再利用される。
【０１１１】
吸着塔４５におけるイオン交換樹脂のアルミニウムイオンの吸着が飽和に達すると、アルミニウムを含有する酸性液の吸着塔４５への供給が停止され、硫酸槽１２から、流路６５を通ってＨ型変換用の硫酸水溶液が吸着塔４５に供給される。吸着塔４５においてイオン交換樹脂が硫酸水溶液と接触することにより、イオン交換樹脂が吸着していたアルミニウムイオンは、硫酸水溶液中の水素イオンと置き換えられる。こうして、イオン交換樹脂はＨ型のイオン交換樹脂に再生する。イオン交換樹脂から脱離したアルミニウムイオンは、硫酸水溶液とともに吸着塔４５から排出される。吸着塔４５から排出される液は、アルミニウムイオン、および、イオン交換樹脂の再生に用いられなかった硫酸、を含有しており、二次廃液に該当する。
【０１１２】
当該二次廃液は、流路６４を通って吸着塔１１に供給される。二次廃液中のアルミニウムイオンは、吸着塔１１中のキレート樹脂に吸着され、当該二次廃液から除去される。アルミニウムイオンが除去された二次廃液は、回収硫酸として流路３２を通って硫酸槽１２に供給され、前述したように、吸着塔４５におけるイオン交換樹脂の再生に再利用される。吸着塔１１におけるキレート樹脂の再生は、前述した第一の実施形態と同様に行われる。
【０１１３】
［まとめ］
このように本実施形態によれば、アルミニウム製品のためのリン酸・硝酸系化学研磨液に係る二次廃液を容易に再生することができる。また、本実施形態によれば、当該二次廃液の再生における酸性液の使用量を低減させることが可能である。
【０１１４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、硫酸を含有する酸性液からアルミニウムイオンを吸着、除去することにより当該酸性液を再生させる技術に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１１、４５  吸着塔
１２  硫酸槽
１３  アルカリ槽
１４  収容槽
１５  固液分離装置
２０、４０  浴槽
３１〜３６、３８、３９、５１〜５４、６１〜６５  流路
４１  洗浄槽
４２  濃縮装置
【図１】
2020013070.tif 000004
【図２】
2020013070.tif 000005
【図３】
2020013070.tif 000006
【図４】
2020013070.tif 000007
【国際調査報告】
2020013070.tif 000008
2020013070.tif 000009
2020013070.tif 000010
2020013070.tif 000011