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무전해 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수와 인의 제거방법
Nickel recovery and phosphorus removal from spent electroless Nickel-plating solution 원문보기

한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집, 2015 Nov. 26, 2015년, pp.312 - 313  

김유상 (한국과학기술정보연구원) ,  정광미 (대도도금(주))

초록
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무전해 도금은 석출응력이 낮고 작업하기가 용이하기 때문에 산업분야에 있어서 중요한 역할을 한다. 무전해 도금 공정에 있어서, 니켈금속은 차아인산염, 아미노보레인 혹은 수소화붕소 화합물($HBF_4$)에 의한 니켈이온의 화학적 환원에 의해 도금된다. 환원반응이 진행함에 따라서 도금액 중에서 니켈과 차아인산염 이온은 감소한다. 이에 이러한 이온을 보충하기 위하여 도금액 중에 황산니켈과 차아인산나트륨이 일반적으로 첨가된다. 하지만 축적된 인산염, 황산염, 나트륨과 이외의 물질이 전착 박막의 품질을 떨어뜨리고 도금액은 폐기되기도 한다. 니켈회수 속도는 종래의 50% 이하였던 것이 90%이상으로 향상되었다. 이온교환법은 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수에 필요한 친환경적이고 원가절감의 기술이라고 사료된다. 특히, 갈탄이 저렴하고 양이온 교환성능이 뛰어나다. 이유는 -COOH, -OH 등의 기능성 그룹을 갖기 때문이다. Fe-P 화합물은 식물에 유용하지 못하고 마그네슘과 칼슘 기반의 석출물은 저렴하고 취급이 용이하며 비료와 같이 재활용이 가능하기 때문에 일반적인 인의 제거 수단이 될 수 있다. 본고에서는 니켈도금 폐액으로부터 인을 제거하는 데 $Ca(OH)_2$, $CaCl_2$와 $CaCO_3$를 채택하여 인이 제거되는 정도를 비교하였고 니켈회수율을 높이기 위하여 갈탄을 사용하였다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 니켈회수에 미치는 pH를 논의하였다. NiSO4 용액에 LY 석탄이 침지되었고 이온교환에 필요한 원래의 니켈도금 폐액에 29% 암모니아 용액을 첨가하여 초기 pH를 조정하였다. NiSO4 용액에서 초기 pH가 증가함에 따라서 니켈 회수량이 10%까지 증가하였다.
  • 1) 니켈회수에 필요한 니켈-석탄용액의 pH; 건욕초기의 pH는 이온교환 과정에 가장 중요한 인자 중의 하나이다. 니켈회수에 미치는 pH를 논의하였다. NiSO4 용액에 LY 석탄이 침지되었고 이온교환에 필요한 원래의 니켈도금 폐액에 29% 암모니아 용액을 첨가하여 초기 pH를 조정하였다.

대상 데이터

  • 2) 인의 제거에 필요한 화학적 침전법과 LY 석탄에 의한 니켈회수; 니켈도금 폐액으로부터 인의 제거를 평가하기 위하여 Ca(OH)2, CaCl2와 CaCO3를 사용하였다.
  • LY 석탄과 같은 이러한 용액이 니켈회수에 사용되었고 니켈과 인의 농도를 원자흡광도법과 이온크로마토그래피법으로 분석하였다. 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수 효율은 LY-Ni 전후를 비교하였고 NiSO4 수용액, 55mmol/L NiSO4 용액을 사용하였다. 니켈과 칼슘의 농도는 증류수로써 적당히 희석하여 원자흡광도법(AA-6400F, Shimadzu, Kyoto, Japan)으로 분석하였고 Cl-, SO42-의 주요 음이온과 인의 양은 이온크로마토그래피법으로 정량하였다.
  • 니켈이 첨가된 갈탄은 LY(Loy Yang, Victoria, Australia)사제로서 45～75㎛ 범위를 사용하였다. 니켈도금 폐액으로부터 인의 제거량을 평가하는 데 Ca(OH)2, CaCl2와 CaCO3가 채택되었다. 시약은 Wako Pure Chemical사가 제공하였다.
  • 9이었다. 니켈이 첨가된 갈탄은 LY(Loy Yang, Victoria, Australia)사제로서 45～75㎛ 범위를 사용하였다. 니켈도금 폐액으로부터 인의 제거량을 평가하는 데 Ca(OH)2, CaCl2와 CaCO3가 채택되었다.
  • 니켈도금 폐액을 사용한 니켈회수; 희석은 양이온 교환반응을 하는 음이온 종을 논의하는 데 간단한 방법이다. 증류수로써 니켈도금 폐액을 휘석하고 LY-Ni 석탄을 사용하였다. 희석인자(DF; Dilution Factor)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
  • 니켈과 칼슘의 농도는 증류수로써 적당히 희석하여 원자흡광도법(AA-6400F, Shimadzu, Kyoto, Japan)으로 분석하였고 Cl-, SO42-의 주요 음이온과 인의 양은 이온크로마토그래피법으로 정량하였다. 침전물의 특성분석에 X선 회절(XRD)을 사용하였다.

이론/모형

  • 3시간 동안 교반한 후, 침전물과 용액을 여과하였다. LY 석탄과 같은 이러한 용액이 니켈회수에 사용되었고 니켈과 인의 농도를 원자흡광도법과 이온크로마토그래피법으로 분석하였다. 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수 효율은 LY-Ni 전후를 비교하였고 NiSO4 수용액, 55mmol/L NiSO4 용액을 사용하였다.
  • 니켈도금 폐액으로부터 니켈회수 효율은 LY-Ni 전후를 비교하였고 NiSO4 수용액, 55mmol/L NiSO4 용액을 사용하였다. 니켈과 칼슘의 농도는 증류수로써 적당히 희석하여 원자흡광도법(AA-6400F, Shimadzu, Kyoto, Japan)으로 분석하였고 Cl-, SO42-의 주요 음이온과 인의 양은 이온크로마토그래피법으로 정량하였다. 침전물의 특성분석에 X선 회절(XRD)을 사용하였다.
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