はじめに

表面処理では、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸が金属表面の酸化物や錆等の除去などに使用されています。

アルミニウムの表面処理においては、アルミニウムの表面に酸化被膜を形成するためにアルミニウムを陽極として電解処理（陽極酸化処理またはアルマイト処理）が行われています。アルマイト処理を行うことにより、アルミニウムが溶解し、酸の能力が低下します。そのため、アルミニウム濃度が管理濃度になった時点で、槽内の酸溶液を廃棄し、新しい酸溶液に更新することで能力を維持しています。槽内の濃度を維持可能であれば、液の更新を行わずに使用することができます。酸・金属塩分離装置リサイター®を用いることで槽内濃度を管理することができます。

リサイター®とは

リサイター®という装置は、酸と金属塩を分離する装置です。リサイター®は昔から知られているアシッド・リターデーションを利用した装置です。アシッド・リターデーションは、図1のように金属塩を含む酸をイオン交換樹脂に通液したときに、酸は樹脂内を通るため金属塩が先に通過するという現象です。

この装置を使用することで、槽内で発生した金属を除去することができ、槽内の金属濃度を一定に管理することが可能となります。槽内の金属濃度を一定に保つことができれば、槽内の液の更新頻度を減少させることができます。

リサイター®の工程

リサイター®の運転は排出工程と回収工程の2工程に分けられています。

• ①排出工程は金属を含む酸を上向流で通液する。
• ②排出工程で得られた排出液は酸を少し含む金属塩の溶液であるため、系外に排出する。
• ③回収工程は水を下向流で通液する。
• ④回収工程で得られた回収液は、金属塩を含む酸であるため、槽内へ戻す。

この操作を繰り返し行うことで、発生する金属を除去しています。

リサイター®導入の効果

硫酸アルマイト処理を例にして、効果を示します。表1にアルマイト槽の条件例を示します。アルマイト処理を行うことで、アルミニウムが溶解し、硫酸が消費されます。そのため、硫酸を適時添加しながら、アルマイト槽の硫酸濃度を一定にしてアルマイト処理を行います。蓄積したアルミニウムは管理濃度以上となったときに液を更新します。

表1のような条件にリサイター®を導入した場合、リサイター®の運転条件は表2のようになります。リサイター®の大きさは、金属発生量および槽内金属管理濃度によって決まります。

リサイター®の導入前後の薬品使用量を表3に示します。表3より、リサイターを導入することにより、薬品使用量を減らすことができます。

リサイター®のラインナップ

リサイターのラインナップは表4のとおりです。

リサイターの大きさは、金属発生量、管理金属濃度および通液速度から算出されます。標準のラインナップより大きい装置が必要な場合は、仕様の打ち合わせにより特殊仕様でのご提供が可能です。

まとめ

酸と金属の分離装置リサイターはイオン交換樹脂が持つ特性を利用して、槽内で発生する金属を分離除去して、槽内の金属濃度を安定化させます。金属濃度が安定することで、液の管理がしやすくなり、液の更新周期を伸ばすことができます。また、薬品使用量も低減することができ、環境負荷低減にも寄与することができます。