けい素、チタンおよびふっ素の回収方法

開放特許情報番号
L2017000637
開放特許情報登録日
2017/4/24
最新更新日
2017/5/17

基本情報

出願番号 特願2010-519752
出願日 2009/7/2
出願人 木谷 滋
公開番号 WO2010/004925
公開日 2010/1/14
登録番号 特許第5392576号
特許権者 木谷 滋
発明の名称 けい素、チタンおよびふっ素の回収方法
技術分野 化学・薬品、金属材料、無機材料
機能 環境・リサイクル対策、表面処理
適用製品 使用済みのフッ酸(ふっ化水素酸)含有水溶液
目的 チタンやシリコンの溶解に用いられたフッ酸含有水溶液の溶解能力を高めるとともに、その溶液からチタン、シリコンおよびフッ素を資源として回収する。
効果 1.金属チタンの酸洗に用いられた酸洗廃液の能力が高まり、再利用可能となる。2.金属シリコン(例えば、シリコンウェーハ)のエッチングに用いられた混酸廃液がステンレス鋼やチタンの酸洗のために再利用できるようになる。3.酸洗やエッチングによって溶け出したチタンやシリコンを資源として回収できる。4.産業廃棄物(すなわち、廃酸の中和処理によって生じるスラッジ)を大幅に削減できる。
技術概要
 
ふっ化水素酸と硝酸の混酸でチタンまたは金属けい素を酸洗またはエッチングした廃液中には、未反応の酸(遊離酸)とヘキサフルオロチタン酸またはヘキサフルオロけい酸が含まれる。これらの廃液にカリウム等のアルカリ金属のイオンを添加し、ヘキサフルオロチタン酸やヘキサフルオロけい酸を難溶性の塩として析出させ、同時に、ふっ化水素酸や硝酸を生成させる。析出した塩を分離した後の水溶液は、チタンやステンレス鋼の酸洗に再利用する。分離したヘキサフルオロチタン酸またはヘキサフルオロけい酸の塩には、アンモニアおよび水を作用させて水酸化チタンまたはけい酸の沈殿に変え、これらを分離した後、加熱・焼成して二酸化チタンまたは二酸化けい素として回収する。水酸化チタンまたはけい酸を分離した後の水溶液には、水酸化カリウムや水酸化カルシウムを添加して蒸留し、アンモニアを回収する。蒸留後の水溶液にふっ化カルシウムが含まれる場合には、これを分離・回収した後、水溶液を電気透析処理またはイオン交換処理して、ふっ化水素酸および水酸化カリウムを得る。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【可】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 チタンの酸洗やシリコンの溶解に用いた廃液をアルカリで中和して廃棄する必要がなくなるので、廃液中の遊離酸(未反応の酸)が有効に活用できると同時に中和のためのアルカリが必要なくなる。
改善効果2 廃液からチタン、シリコンおよびふっ素を有用な資源として回収・利用できる。
改善効果3 廃液を中和することによって生じるスラッジを大幅に削減(または無くする)ことができるので、スラッジの埋め立て費用が削減できると同時に環境保全にも役立つ。
アピール内容 本技術により上記の大きな改善効果が期待されますが、そのためには実用化試験が必要です。実用化試験はチタンの酸洗やシリコンの溶解を行う企業などが主導し、廃液の処理を行う企業、プラントメーカー、投資会社(機関)などが協力する形で進めるのが望ましいと思いますが、廃液の処理を行う企業が顧客サービスの改善や新規顧客の獲得を目指して取り組むことも考えられます。その過程で新たな知見や発明が生まれると推測されますが、本発明の特許請求の範囲はかなり広いので、本発明の特許権を保有することは、技術の開発や実際の操業の競争を有利に進める上で役立つと思います。
なお、本特許公報には電気透析処理やイオン交換処理によってふっ化カリウム(KF)を水酸化カリウム(KOH)とふっ化水素(HF)に変える方法が書かれていますが、これは必ずしも必要ではなく、実用化を急ぐ必要はないと思います。この工程を行わない場合には、水酸化カリウムを購入・消費してふっ化カリウムを生産・販売することになります。
また、本特許公報にはヘキサフルオロけい酸カリウムやヘキサフルオロチタン酸カリウムを加熱分解して高純度の二酸化けい素や二酸化チタンを得る方法が書かれていますが、この工程も実用化を急ぐ必要性は比較的少ないと思います。
従って、使用済みの酸に含まれるけい素やチタンをヘキサフルオロけい酸カリウムやヘキサフルオロチタン酸カリウムとして沈殿・分離してアンモニアで分解する工程、およびそれによって生じた沈殿物から二酸化けい素や二酸化チタンを回収し、溶液からアンモニアとふっ化カリウムまたはふっ化カルシウムを回収する工程までの実用化を最初に目指すべきだと考えます。

登録者情報

登録者名称 木谷 滋

技術供与

技術指導 【可】
期間 随時
技術指導料 【不要】電子メールや手紙などによるご指導(ご助言)はさせていただきます。ご希望であれば、いただいた電子メールの返信に本技術の基本的アイデアや工業的応用案を説明するプレゼンテーションファイルを添付させていただきます。

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
追加情報 特許第4595048号(酸洗用水溶液およびその製造方法ならびに資源回収方法)の特許権は放棄いたしました。
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