以下、本発明の実施形態について図面に従� ��て説明する。
(実施形態1)
 本実施形態のインジウム及び塩化第二鉄を� ��有するエッチング廃液からのインジウム(In) の回収装置は、図1に示すように、回収用リ� �クター1と、調整槽2と、フィルター3とを具� �したものである。

 回収用リアクター1は、後述するようにセ メンテーション反応(金属析出反応)によって� ��液中からInを析出させるためのものであり� �調整槽2は、それに先だって廃液中の塩化第� ��鉄の濃度を調整するためのものであり、フ� ��ルター3は前記回収用リアクター1で析出さ� �たInを分離、回収するためのものである。尚 、分離された処理液は前記調整槽2へ返送し� �るように構成することも可能である。分離� �れた処理液を調整槽2へ返送しうるように構� ��する場合には、被処理液を循環させるポン� ��等が必要となる。

前記回収用リアクター1のリアクター本体5� ��、図2に示すように縦長のものであり、リア クター上部6、リアクター中間部7、及びリア� ��ター下部8からなり、それぞれ連設部9、10を 介して連設されている。リアクター上部6、� �アクター中間部7、及びリアクター下部8のそ れぞれは同幅に形成されているが、リアクタ ー上部6の断面積はリアクター中間部7の断面� ��より大きく形成され、リアクター中間部7の 断面積はリアクター下部8の断面積より大き� �形成されている。この結果、全体としてリ� �クター本体5の断面積が上方に向かって不連� ��的に増加するように構成されている。尚、� ��設部9、10は、上向きに幅広なテーパ状に形� ��されている。

 リアクター下部8の下側には、処理対象で あるIn及び塩化第二鉄を含有するエッチング� ��液を流入するための略円錐形の流入用チャ� ��バー11が設けられ、さらにその下部に流入� �12が設けられている。流入管12には、図示し� ��いが、逆止弁が設けられている。またリア� ��ター上部6の上側には、上部チャンバー13が� ��けられ、その側部に、回収されたフレーク� ��や微粒子状の回収対象金属であるInを排出� �るための排出管14が設けられている。

上部チャンバー13は、このような排出管14� �よって回収された金属(In)を排出するための� ��分であるとともに、Inとのイオン化傾向の� �違に基づいていわゆるセメンテーション反� �(金属析出反応)を生じさせるための、Inより� ��イオン化傾向が大きい析出用金属の金属粒� ��を投入する部分でもある。実際には、投入� ��れる金属と回収される金属(In)とのセメンテ ーション反応は、前記リアクター本体5の全� �で生じることとなる。そして、流入管12から 流入されたエッチング廃液が排出管14に至る� ��での間に、その廃液が垂直方向に上昇しつ� ��金属粒子による流動床を形成するように構� ��されている。さらに、エッチング廃液中に� ��有されている金属であって、前記セメンテ� ��ション反応により前記投入された金属粒子� ��析出した回収対象金属を剥離させる剥離手� ��としての超音波発振体15a、15b、15cが、リア� ��ター上部6、リアクター中間部7、及びリア� �ター下部8にそれぞれ設けられている。

 本実施形態では、投入する金属粒子とし� ��亜鉛(Zn)やアルミニウム(Al)の粒子が用いら� �る。投入する金属粒子の平均粒径は、0.1~8mm� ��金属粒子を用いることが好ましいが、本実� ��形態では平均粒径が2mmのものが用いられる� ��尚、平均粒径は、画像解析法あるいはJIS Z� �8801ふるい分け試験法等により測定される。

 そして、このような構成からなるInの回� �装置によってInを回収する方法について説明 すると、先ず処理対象である廃液を調整槽2� �供給し、その調整槽2でエッチング廃液中の� ��化第二鉄の濃度を調整する。具体的には、� ��を調整槽2に添加して塩化第二鉄の濃度が6� �量%以下となるように希釈する。

 次に、このようにして塩化第二鉄の濃度� ��調整されたエッチング廃液を、流入管12か� �流入用チャンバー11を介してリアクター本体 5内に流入する。その一方で、上部チャンバ� �13からセメンテーション反応を生じさせるた めの金属粒子(Zn又はAl粒子)を投入する。リア クター本体5内においては、流入されたエッ� �ング廃液が垂直方向に上昇する一方で、上� �チャンバー13から投入された金属粒子が流動 床を形成するように流動状態となる。

 そして廃液中に含有されているInと、投� �された金属粒子であるZn又はAlとのイオン化� ��向の相違に基づく、いわゆるセメンテーシ� ��ン反応を生じさせる。これをより詳細に説� ��すると、各金属イオンの還元反応は次式(1)~ (3)のとおりであり、各金属イオンの標準電極 電位(E°)をそれぞれに示している。尚、廃液� ��には塩化第二鉄が含有され、Feもセメンテ� �ション反応に関与するので、Feイオンの還元 反応を次式(1)に示し、その標準電極電位(E°)� ��示している。

  In ³⁺ +3e→In …(1)   -0.34V
 Zn ²⁺ +2e→Zn …(2)   -0.76V  
  Al ³⁺ +3e→Al …(3)   -1.66V
  Fe ²⁺ +2e→Fe …(4)   -0.44V  

 上記(1)~(4)からも明らかように、In ³⁺ やFe ²⁺ に比べて、Zn ²⁺ やAl ³⁺ の標準還元電位が小さい。換言すれば、InやF eに比べて、ZnやAlのイオン化傾向が大きいこ� ��になる。そのため、上記のような流動状態� ��なった状態で、イオン化傾向の大きいZnやAl がZn ²⁺ 或いはAl ³⁺ となって廃液中に溶出し、それとともに廃液 中に含有されていたIn ³⁺ がInとなり、Fe ²⁺ がFeとなって、ZnやAlの粒子の表面上に析出す る。

 この場合において、エッチング廃液中に� ��塩化第二鉄が含有されているので、塩化第� ��鉄の濃度が高いと、上記セメンテーション� ��応が生じる場合に、Zn粒子又はAl粒子の溶解 反応が激しく、還元析出反応の制御が困難と なるおそれがある。またZn粒子又はAl粒子が� �要以上に溶解することで経済的にも損失が� �じる。

 しかし、本実施形態においては、上述の� ��うにエッチング廃液中の塩化第二鉄の濃度� ��6重量%以下となるように調整されているた� �、Zn粒子又はAl粒子の溶解反応がそれほど激� ��くはなく、従って、還元析出反応の制御が� ��難となることもなく、またZn粒子又はAl粒子 が必要以上に溶解するようなこともないので ある。さらに上記のようなセメンテーション 反応から、析出物はInとFeとの合金の形態で� �られるが、前記リアクター本体5内に流入さ� ��たエッチング廃液は、塩化第二鉄の濃度が6 重量%以下となるように予め希釈されている� �で、得られるInとFeとの合金についてもInの� �有割合が90重量%以上と非常に高濃度のIn合金 を得ることができる。

 そして、このようなセメンテーション反応� ��よってInをZnやAl粒子の表面上に析出させた� ��、超音波発振体15a、15b、15cを作動させる。� ��の超音波発振体15a、15b、15cを作動させるこ� ��によって、該超音波発振体15a、15b、15cから� ��振される超音波が、前記Inを析出したZn粒子 又はAl粒子に振動力及び攪拌力を付与し、そ� ��によって析出したInがZn粒子又はAl粒子から� ��制的に剥離されることとなる。
 このように析出させたInの剥離のために超� �波発振を利用した場合は、処理装置の外観� �リアクター部分に超音波発振体の存在を目� �で確認できる。また、目視で確認できない� �合であっても、処理中には超音波発振体が� �アクター内のZnやAlの金属粒子を接触振動さ� ��る際に10数キロヘルツ程度の高音が発生す� �ため、超音波を利用した処理がなされてい� �ことが容易に確認できる。

このようにして剥離されたInを含む処理液� ��、上部チャンバー13から排出管14を経てリア クター本体5の外部に排出され、フィルター3� ��よって分離され、分離されたInが回収され� �こととなるのである。この場合において、� �実施形態では、回収対象金属であるInを析出 させるために投入される析出用金属として、 粒子状のものを用いているので、たとえばZn� ��Alのスクラップを投入するような場合に比� �ると、セメンテーション反応を生じさせる� �めの金属(Zn、Al)の表面積が増加し、Inの析出 反応の速度が向上することとなる。そして、 ある程度成長した金属の析出が認められた後 に、上記のような超音波の振動による強制的 な剥離によって、常に新しい金属表面(Zn粒子 の表面)を露出させ、反応速度を維持するこ� �ができる。また、従来の方法に比べると、� �離した回収金属中には上述した通り、In以外 の不純物が非常に少ないものとなる。

 また、Zn又はAlからなる金属粒子はリアクタ ー本体5内で流動し、上記のようなセメンテ� �ション反応によってZn ²⁺ 又はAl ³⁺ が溶出するので、上部チャンバー13に投入さ� ��た金属粒子の投入初期時における粒径は、� ��間の経過とともにどうしても減少すること� ��なる。この結果、本来であれば廃液がほぼ� ��じ上向流の速度でリアクター本体5内を上昇 するので、上部に向かうほど粒径が減少して 小さくなった金属粒子がリアクター本体5か� �不用意に溢流するおそれがある。

 しかしながら、本実施形態においては、� ��アクター本体5の断面積が上方へ向かうほど 不連続的に大きくなるように形成されている ため、リアクター本体5内での廃液の上向流� �速度は徐々に減少し、従って上記のように� �メンテーション反応等により粒径が減少し� �金属粒子は、断面積が増加していくリアク� �ー本体5の上部において、不用意に溢流する� ��となくリアクター本体5内に保持される可能 性が高くなる。

 また、エッチング廃液はリアクター本体5 の下部側から流入し、リアクター本体5内を� �過する際に、セメンテーション反応によりZn 又はAlからなる金属粒子に回収対象となるIn� �析出させることから、リアクター本体5の上� ��へ向かうほど、廃液中の回収対象金属の濃� ��が低下する。

しかしながら、本実施形態では、リアクタ ー本体5の上部ほど微細なZn又はAlの粒子が存� ��し、またエッチング廃液の上向流の速度が� ��々に減少することでZn又はAl粒子の数が増加 すると認められることから、リアクター本体 1の上部ほどZn又はAl粒子の総表面積は大きく� ��る。この結果、セメンテーション反応の反� ��速度(In析出の効率)が向上することから、In� ��濃度がより低濃度となるリアクター本体5の 上部においても、回収対象金属であるInを効� ��よく回収処理することが可能となるのであ� ��。

(実施形態2)
 本実施形態は、リアクター本体5の構造が上 記実施形態1と相違する。すなわち、本実施� �態では、図3に示すようにリアクター本体5の 周面全体が上向きにテーパ状となるように形 成され、リアクター本体5の断面積が連続的� �上方に向かって増加するように構成されて� �る。この点で、リアクター本体5の断面積が� ��連続的に上方に向かって増加している実施� ��態1の場合と相違している。不連続的ではな く、断面積が連続的に上方に向かって増加す るように構成されているので、本実施形態に おいては実施形態1のようにリアクター上部6� ��リアクター中間部7、リアクター下部8のよ� �に区分して構成されてはいない。

しかし、超音波発振体15a、15b、15cが、リア クター本体5の上部から下部にかけての3箇所� ��設けられている点は実施形態1と共通してい る。従って、本実施形態においても、実施形 態1と同様に、超音波発振体15a、15b、15cから� �振される超音波によって、析出用金属の金� �粒子(Zn、Al等の)に析出している回収対象金� �であるInを強制的に剥離することができる効 果が得られる。

 また、不連続的であるか連続的であるか� ��相違はあるものの、断面積が上方に向かっ� ��増加するように構成されている点では実施� ��態1とは共通しているので、本実施形態にお いても、粒径が減少した微細な金属粒子をリ アクター本体5の上部で保持し、不用意に溢� �するのを防止する効果、及び回収対象金属� �濃度が低濃度であるリアクター本体5の上部� ��おいて回収対象金属を効率よく回収処理で� ��る効果が生じることとなるのである。

 (その他の実施形態)
 尚、上記実施形態では、エッチング廃液中� ��塩化第二鉄の濃度を6重量%以下としたため� �Inの回収率が良好になるという好ましい効果 が得られたが、エッチング廃液中の塩化第二 鉄の濃度は該実施形態に限定されるものでは ない。要は20重量%以下にされていればよい。 ただし、エッチング廃液中の塩化第二鉄の濃 度を6重量%以下とした場合には、回収されるI nとFeとの比率を、9:1程度にすることが可能と なる。これに対して、10~20重量%程度では、In� ��Feとの比率は1:1程度であるが、この場合で� �、In又はInとFeとの合金を有価物として回収� �うるという本発明の目的を達成することは� �能である。

また上記実施形態では、回収用リアクター 1の前段側に調整槽2を設け、その調整槽2内で 廃液中の塩化第二鉄の濃度調整を行ったが、 これに限らず、回収用リアクター1に直接希� �液を添加する等によって濃度調整を行って� �よい。

さらに、上記実施形態では、Zn又はAlの粒� �を添加してInを回収する場合について説明し たが、回収用リアクターに添加される金属粒 子は、該実施形態のZn又はAlの粒子に限定さ� �ず、要はInよりもイオン化傾向の大きい金属 が用いられていればよい。

また、該実施形態では、金属粒子の粒径を 約2mmとしたが、金属粒子の粒径は該実施形態 に限定されるものではなく、0.1~8mmであるこ� �が好ましい。0.1mm未満であると、セメンテー ション反応が必ずしも好適に行なわれるとは 限らず、また金属粒子から剥離した析出用金 属の回収が容易に行なえない可能性がある。 特に塩化第二鉄の濃度が高い場合、セメンテ ーション反応が好適に行われないおそれがあ る。また8mmを超えると、リアクター本体1内� �保持しうる金属粒子の数が減少し、結果的� �金属粒子の総表面積が減少して析出反応の� �率が低下するおそれがあり、また回収目的� �有価金属以外の金属が金属粒子に析出する� �それがあるからである。

 尚、金属粒子の平均粒径は、前述の通り� ��画像解析法、JIS Z 8801ふるい分け試験法等� ��て測定される。画像解析法による平均粒径� ��測定は、たとえば日機装株式会社製のミリ� ��ラックJPAが用いられる。一例として金属粒� ��の平均粒径を1~2mmの範囲とする場合は、JIS� �ふるい分け法で、呼び寸法2000μmふるい下で� ��1000μmふるい上となる金属粒子を用いればよ い。

 さらに、上記実施形態1、2では、リアク� �ー本体1の断面積が上部に向かうほど大きく� ��るように形成したため、上記のような好ま� ��い効果が得られたが、このようにリアクタ� ��本体1を形成することは本発明に必須の条件 ではない。

 さらに、金属粒子から回収対象金属を剥� ��する手段も、上記実施形態1、2の超音波に� �る手段や実施形態3の電磁石による手段に限� ��されるものではなく、それ以外の手段であ� ��てもよい。また、上記実施形態では析出用� ��属として金属粒子を利用したが、これに限� ��されず、金属線や金属線をメッシュ状に加� ��したもの、板状の金属等を利用してもよい� ��