Abstract
$FeCl_3$ solution has been used as an etchant for metal etching such as Fe, Cu, Al and Ni. In the etching process, $Fe^{3+}$ is reduced to $Fe^{2+}$ and the etching efficiency is decreased. Waste $FeCl_3$ etchant has environmental, economic problems and thus the regeneration of the etching solution has been required. In this study, HCl was mixed with the $FeCl_2$ solution and then, $H_2O_2$, $NaClO_3$ were added into the mixed solution to oxidize the $Fe^{2+}$. During the oxidation process, oxidation-reduction potential (ORP) was measured and the relationship between ORP and oxidation ratio was investigated. The ORP is increased with increasing the concentration of $H_2O_2$ and $NaClO_3$, and then the ORP is decreased with oxidation progress. Such a behavior was in good agreement with Nernst's equation. Also, the oxidation efficiency was about 99% when a sufficient amount of HCl and $H_2O_2$, $NaClO_3$ were added.
철, 구리, 알루미늄, 니켈 등의 금속을 에칭하기 위한 에칭액으로 $FeCl_3$ 용액이 사용되며, 에칭 과정에서 $Fe^{3+}$가 $Fe^{2+}$로 환원되면서 에칭속도를 저하시키고, 에칭효율이 감소하게 된다. 또한 에칭 후 발생하는 염화철 에칭폐액은 환경적, 경제적으로 문제를 지니기 때문에 에칭액을 재생하여 재사용 할 필요가 있다. 본 연구에서는 $FeCl_2$ 용액에 HCl을 첨가한 후, 산화제로 $H_2O_2$, $NaClO_3$를 첨가하여 용액 내 $Fe^{2+}$를 산화시켰으며, 산화과정에서 산화-환원전위(ORP)와 산화율간의 관계를 조사하였다. ORP는 $H_2O_2$와 $NaClO_3$의 농도가 증가함에 따라 증가하였으며, 산화가 진행되면서 점차 감소하여 산화가 완료된 후에 일정한 ORP를 유지하였다. Nernst 식과 일치하는 결과를 보였다. 또한 충분한 양의 HCl 및 $H_2O_2$, $NaClO_3$를 첨가하였을 경우, 약 99% 이상 산화가 이루어짐을 알 수 있었다.
