ステンレスに含まれるクロム

質問

ステンレスに含まれるクロムが溶け出すと環境に害があるのでしょうか？以前聞いた話では重金属としてきちんと処理しなければいけないと僅かに記憶しています。このクロムが形を変えると６価クロムになるのでしょうか？ステンレスが溶けただけでそのようになる可能性はあるのでしょうか？その辺がまったくの無知でしてどなたか教えていただきたいのですが。
それともう一つあるのですが、塩酸で銅を溶かすと有毒ガスが発生するとも聞いたのですが、それも本当なんでしょうか？本当だとしたらどう処理をすればいいのでしょうか？職業上そういったものを扱う可能性がでてきて、従業員の立場から少し知識を身につけておきたいので、是非お願いします。ちなみに会社の方ではこれらのことには全然無関心なので、ちょっと怖いので。

回答No.4

dragon-2 · ベストアンサー

銅のエッチング（湿式腐食法）の補足です。腐食剤として、塩化鉄(3)や塩化銅(2)がよく用いられます。塩酸との混酸で、より効果的なんですが、やや反応速度が速すぎ、必要部分まで溶かすこともあるのですが。もちろん、酸素などを含む酸化雰囲気内では、塩酸に溶け、塩化銅を形成しますから、腐食が促進されます。
　さて、発生ガスですが、気体の塩素中に灼熱した金属銅を入れると、褐色の有毒な塩化銅ガスが発生しますが、これは別反応です。だぶん、塩酸から発生する塩化水素ガス　これが大部分でしょう。有害です。ドラフター換気→収集→中和によって、無害な塩にされます。他に、塩化物が分解されて発生する塩素ガスも考えられます。これは、確率は少ないのですが、異常な高温や、特殊な還元状態になったとき、光化学反応などで発生することがまれにあります。毒ガスです。
　あとは、腐食液の後処理問題です。湿式沈殿法では塩化銅、水酸化銅などのスラッジの処理となるのですが、電解法では塩素が陽極で発生します。
　言い忘れましたが、３価のクロムは無毒というわけではありません。皮膚炎などの症状をおこした例もあるようです。

お礼

とても詳しく教えていただきありがとうございます。塩化水素ガスについては一応スクラバーなる浄化装置で対処はしているようです。しかし、管理が杜撰なため時々、中和によって生成される塩の結晶が配管につまり浄化されないまま大気中に放出されています。これはまずいですね。とにかく化学反応を職種とするならきちんとした管理が必要だと改めて認識しました。当社にもdragon-2さんのような人が一人いると安心して働けるのですが・・・何とも情けないです。
本当にありがとうございます。

回答No.3

myeyesonly

クロムが溶け出す場合は３つ考えられます。一つは、コロイドとして溶け出す場合です。これはクロムに限らずあらゆる金属はほんのわずかですが、水に溶けます。これによる溶出では、３価でも６価でもないです。金属クロムとしてです。ただしこれは金属の固まりよりは反応しやすいので、環境中にある酸化性の物質と接触すると３価のクロムになる場合はあります。
もう一つは、錆び（ステンレスももらい錆ってのがありますよね）などから溶出する場合で、これは通常３価です。
もう一つは、ステンレスに不純物が入ってたり、別な金属と接触したり、力がかかったりして局部的な電池が形成される場合で、この場合は電流が流れて３価のクロムイオンとして溶出します。

通常の環境では６価になることはまずないと思いますけど、強い酸化剤がある場合はなる可能性もあります。

銅と塩酸は常温でどちらも純粋ならば反応しません。しかし酸素が存在すると徐々に溶けます。特に温度が上がると反応しやすくなるので、空気を液中に吹き込んだりすれば、エッチング位なら十分できると思います。
また、空気でなくても、酸化剤が入っていると簡単に溶けます。

お礼

ステンレスの溶け方にもいろいろあるのですね。勉強になります。６価クロムの可能性はかなり低いと効き一応安心ですが、強い酸化剤の存在と言うのがちょっと気になります。これは自分で調べてみます。現在のところ量的にごく微量と思われるので特別問題になっていないようですが、川へ放流する、処理後の水に実際クロムが検出されたこともあるようです。設備の各所にステンレスパーツが多用されており、溶けてしまったボルトやシャフトなどを平然と見過ごしていたので、ちょっと怖い気もします。
いろいろと詳しく教えていただきありがとうございます。よい勉強になりました。

回答No.2

noname#211914

直接的な回答ではありませんが、「クロム」に関して以下の参考ＵＲＬサイトは参考になりますでしょうか？
「どの材質が一番安全でしょうか」
更に、「以前聞いた話」とは
●http://www2.incl.ne.jp/~horikosi/No68-1.html
（アルミに関するＱ ＆ Ａその後 ）
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六価クロムが問題になった時あたりから「ステンレスからクロムが溶出する」との噂が飛び交いました.
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あるいは「ステンレス協会」に問い合わせれば回答がでるかもしれませんね・・・？
●http://www.jssa.gr.jp/
（ステンレス協会：出版案内）
このページで
「ステンレス鋼腐食試験共同実験報告」
「温水浸漬腐食試験共同実験報告」
に記載があるかもしれません？

ご参考まで。

参考URL：

http://www.nnc.or.jp/~toy-box/almi2.html

お礼

早速提示されたURLみてみました。ステンレス協会へ質問もしてみました。とても役立ち、感謝します。あと北大のホームページに私どもにとってはとてもありがたい、危険物の扱い方、薬品に対する心構えなど詳しく書かれたものがありこれはとても参考になり、またこれからも活用したいと思います。貴重な情報ありがとうございます。

回答No.1

dragon-2

鉄、ニッケル、クロムでステンレス鋼ができているのでしたね。クロムの毒性は６価クロムで、クロム酸、二クロム酸、およびその塩類が毒性が高く、３価のクロムの毒性ははるかに低い。溶出クロムはたぶん３価です。３価のクロムが最も安定したかたちですから。そう簡単には６価クロムとはなりません。「有害物質　クロム」で検索して下さい。ただ、重金属ですから、溶けだしたクロムは処理の必要があります。
　塩酸では銅は溶けないはずなんですが（高校の知識レベルでは）
　銅は酸化性のある酸に溶ける。濃硫酸や硝酸には溶けるが、塩酸には溶けない。
濃硫酸に溶けるときは二酸化硫黄SO2（有毒ガス）、硝酸に溶けるときは酸化窒素NOやNO2（共に有毒ガス）を発生します。
　どのような、状況下で塩酸に銅が溶けるのか補足して下さい。

補足

早速回答ありがとうございます。現時点では塩酸ではなく塩化第二鉄（Fecl3)に塩酸を重量比で6～7％加えてエッチング加工しています。当社ではエッチングマシーンがもう一台あり、そちらが塩酸のみをエッチング液として使っているのですが、生産コストが低いと言うことで移行を考えているようです。今まではアルミのエッチングのみだったのですが、なにやら次世代電池とか言うポリマー電池の加工を始めて以来、アルミと銅という組み合わせの商品らしく銅のエッチングをすることになっています。回答の内容からすると銅の塩酸でのエッチングは不可能なのでしょうか？それとも熱を加えるとか（現在のエッチング法は薬品を加熱して温度を上げています）何か薬品を添加する程度のことで実現してしまうのでしょうか？そして有害なガスが発生するのでしょうか？最初の質問に書いたのですが、塩酸を含んだ薬品で銅を溶かすとそのとき発生するガスの中に銅が含まれているようなことを僅かに記憶しています。塩酸と銅の組み合わせがよくないと言っていたようにも記憶しているのですが。これは蛇足的な話ですがここ１年ほど前、大気へ放出している塩素ガスの濃度が役所の基準の数百倍だったことが明るみに出て大騒ぎしていました。