JP2959772B2 - 電気亜鉛メッキ浴の調整法 - Google Patents

電気亜鉛メッキ浴の調整法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、硫酸亜鉛法電気亜鉛メッキにおけるメッキ
浴の調整法に関し、詳しくは黄銅などの鋳造工程で副生
する煙灰より回収された亜鉛溶液を亜鉛分の補充として
使用するメッキ浴の調整法に係るものである。
〔従来の技術とその課題〕
従来、鋼板などの電気亜鉛メッキを行なう場合のメッ
キ循環液(硫酸亜鉛溶液)としては、亜鉛55〜80g/、
遊離硫酸20〜30g/、マンガン0.7〜0.8g/、鉄0.1〜
0.9g/、アルミニウム0.1〜0.3g/、クロム0.1〜0.4g
/、鉛0.01g/以下を含有し、電気亜鉛メッキ浴は一
般に亜鉛分として50〜100g/、好ましくは70〜80g/
、遊離硫酸10〜30g/好ましくは15〜25g/を含むも
のである。
このメッキ浴中の亜鉛分は電気亜鉛メッキにより被処
理材表面のメッキ層として析出されて減少し、遊離硫酸
は増加する。したがってメッキ浴より回収循環されるメ
ッキ液中の遊離硫酸の量は多くなる。
この従来法による鋼板の電気亜鉛メッキは、例えば第
1図に示すようにメッキ浴(1)中には亜鉛と遊離硫酸
が入っており、メッキ操業後のメッキ液は亜鉛分が減少
し、遊離硫酸が増加する。またメッキ液の一部は鋼板に
付着して持出され、貯槽(2)に回収循環されるメッキ
液は亜鉛が少なく、遊離硫酸が増加する。そこで貯槽
(2)より溶解槽に循環メッキ液が送られバンカー亜鉛
の亜鉛源(6)が遊離硫酸によって溶解され調整槽
(5)に送られる。調整槽においては亜鉛の損失分の補
給と硫酸濃度の調整が行なわれメッキ槽(1)に送られ
る。
上記の亜鉛分の補充には、バンカーのような高純度の
金属亜鉛または炭酸亜鉛や酸化亜鉛などの薬品が使用さ
れている。しかしこれらの金属亜鉛或いは薬品は高価で
あるため、メッキ製品のコストアップの原因ともなって
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は上記の問題について検討の結果、従来廃棄さ
れるか、或いは殆ど利用されなかった黄銅等の銅−亜鉛
合金の鋳造工程で副生する煙灰を亜鉛分の補充に使用し
上記のコストアップの要因を排除した電気亜鉛メッキ浴
の調整法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕
本発明は、不溶性陽極を用いる硫酸亜鉛浴電気亜鉛メ
ッキ工程において、消費されるメッキ浴中の亜鉛分を調
整補充するに際し、銅−亜鉛合金の鋳造工程で副生する
煙灰を銅−亜鉛合金の亜鉛分に対して遊離硫酸のモル比
を0.85以上とし、亜鉛分を硫酸亜鉛として溶解し、不溶
分を炉別し、溶液を脱銅処理した後、該溶液を循環メッ
キ液として使用することを特徴とする電気亜鉛メッキ浴
の調整法である。
すなわち本発明は、例えば黄銅のような銅−亜鉛合金
の鋳造工程で副生する煙灰を、その亜鉛分に対して遊離
硫酸にモル比が0.85以上の条件下で浸出し、不溶解分を
炉別した後脱銅処理を施すことによってメッキ浴として
使用可能な不純物の少ない亜鉛溶液を得、これを循環メ
ッキ液として使用するものである。
しかして上記の脱銅処理としては、金属亜鉛との接
触による置換、銅イオンを選択的に吸着する溶媒で溶
媒抽出を行なう方法、0.1〜30A/dm2のカソード電流密
度で、銅、亜鉛の析出の差により電解除去する方法など
がある。
これらの脱銅処理方法は、銅イオンの除去レベルや、
亜鉛メッキの規模の大きさにより選択すべきであるが一
般的にはおよびの方法が低コストである。
また上記の0.1〜30A/dm2の電流密度で電解除去を行な
うのは、電流密度が0.1A未満でも、30Aを越えても、銅
と亜鉛の析出の差が小さく電解除去が充分に行なわれな
いからである。
そして上記の脱銅処理を行なうのは、前記した溶出法
による原料が銅合金鋳造の煙灰であるため、亜鉛に対し
て銅を0.1%程度含有しているため、このままメッキ液
として利用すると亜鉛と共に銅が共析し、メッキ組織が
変化したり、銅−亜鉛の電食により耐食性が低下するか
らである。
さらに本発明において銅−亜鉛合金の亜鉛分に対して
遊離硫酸のモル比を0.85以上として亜鉛分を溶解するの
は、これ未満のモル比では、亜鉛分を硫酸亜鉛として充
分に溶解できないからである。
なお本発明において用いられる煙灰は、銅−亜鉛合金
の鋳造工程においては副生する煙灰であるが、この銅−
亜鉛合金とは、黄銅および黄銅に他の元素を添加した合
金のものでも使用できる。
本発明によれば、煙灰に含まれる亜鉛をメッキ浴の調
整に用い、従来のバンカー亜鉛等を用いた電気亜鉛メッ
キと変わることなく電気亜鉛メッキができるもので経済
的に顕著な効果をもたらすものである。
なお本発明のメッキ浴調整法によって、電気亜鉛メッ
キにより消費された亜鉛分の全量を補充することは勿論
可能であるが、従来のバンカー亜鉛等の方法と併用する
ことも可能である。また鋼板のメッキについて説明して
いるが、他の材料への電気亜鉛メッキに適用できること
は勿論である。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例について説明する。
比較例1 従来法による鋼板の電気亜鉛メッキの一例を第2図に
て説明する。
(1)のメッキ浴には1.5T(屯)の亜鉛(75g/)、
0.4Tの遊離硫酸(20g/)を含むメッキ液が20M3入って
居り、1日当り0.4Tの亜鉛がメッキされ、電気亜鉛メッ
キ後のメッキ液は亜鉛として1.1T(55g/)、遊離硫酸
1.0T(50g/)に成っている。すなわちメキ工程で0.4T
の亜鉛が消費され、遊離硫酸が0.6T増加した。又メッキ
液の一部は鋼板に付着して持出され貯槽(2)に回収循
環されるメッキ液は19M3(亜鉛1.05T、遊離硫酸0.95T)
となる。
貯槽(2)より溶解槽37に循環メッキ液が送られ亜鉛
源(6)より加えられるバンカー亜鉛0.45Tが遊離硫酸
によって溶解され調整槽5に送られる。
調整槽5において前述の鋼板に付着する損失分の補
給、硫酸濃度の調整およびその他の目的で調整剤(7)
より硫酸0.14T、水1.0T、硫酸ソーダ0.05T、および少量
の炭酸ストロンチウム等が添加され、亜鉛1.5T、遊離硫
酸0.4Tを含む20M3のメッキ液に調整されてメッキ浴
(1)に送られ、このメッキ液にて一般的なスプレー方
式で電気亜鉛メッキを行なう。
実施例1 比較例と同様の電気亜鉛メッキに於いて、本発明を適
用した場合を第1図によって説明する。
比較例と同様に貯槽(2)に回収された循環メッキ液
19M3(亜鉛1.05T、遊離硫酸0.95T)を7.6M3と11.4M3
2分し76M3は直接調整槽(5)に送り、11.4M3(亜鉛0.
63T、遊離硫酸0.57T)は溶解槽(3)に送った。溶解槽
に於いて亜鉛源(6)より下記成分の煙灰0.65T(亜鉛
として0.45T)を加え、遊離硫酸と補充硫酸0.14Tによっ
て亜鉛を溶出させる。この場合亜鉛分に対する遊離硫酸
のモル比は1.02であった。なお温度は40℃、PHは2.0で
溶出させた。
溶出液を濾過器(4)に送り、不溶物(8)を除去し
た炉液には亜鉛1.08Tが含まれ、煙灰より0.45Tの亜鉛が
溶出されていた。炉液は脱銅槽(9)へ送られ脱銅処理
が施され、さらに調整槽(5)に送られ貯槽(2)より
直接送られた循環メッキ液と混合され、比較例1と同様
に損失分、その他を補充し、亜鉛1.5T、遊離硫酸0.4Tを
含有する20m3のメッキ液に調整した。ここで脱銅処理は
粒状亜鉛と接触によって行なった。
この処理前後において、液中の銅濃度は、0.4g/か
ら0.005g/に低下した。そしてこのメッキ浴により得
られた電気亜鉛メッキ鋼板は比較例1におけるメッキ製
品と比較して全く同様の製品であることが確認できた。
なお煙灰は黄銅の鋳造工程において副生したもので、そ
の組成は第1表に示す通りである。
実施例2 遊離硫酸と煙灰中の亜鉛分のモル比を0.97としたこと
および脱銅処理を20A/dm2の電流密度でアノード、カソ
ードともに4mm2とし30分の電解を行なった他は実施例1
と同じ条件で行なった。この液でメッキした電気亜鉛メ
ッキ鋼板も比較例1の製品と全く同様なものが得られ
た。
実施例3 脱銅処理をKelex−100(Ashland Chem社製商品名)で
溶媒抽出したことおよび全体的に規模を1/100にして行
なった他は実施例1と同様の条件で行なった。この液で
メッキした電気亜鉛メッキ鋼板も比較例1の製品と全く
同様なものが得られた。
比較例2 脱銅処理を施さなかった他は実施例1と同様の条件で
行なった。この液でメッキした電気亜鉛メッキ鋼板は、
外観が黒ずんでおり、また40℃の5%NaClの塩水の噴霧
試験により、1日間で発錆した。なお実施例1〜3の製
品について同様な試験を行なったところ、発錆はいずれ
も7日以降において現われ、本発明の効果が認められ
た。
〔効果〕
以上に説明したように本発明によれば、低コストで品
質の優れた電気亜鉛メッキ製品が得られるもので工業上
顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る電気亜鉛メッキ方法の
工程を示す図、第2図は従来の電気亜鉛メッキ方法の工
程を示す図である。 1……メッキ浴、2……貯槽、3……溶解槽、4……濾
過器、5……調整槽、6……亜鉛源、7……調整剤、8
……不溶物、9……脱銅槽。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−155131(JP,A) 特開 昭61−261446(JP,A) 特公 昭61−16412(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】不溶性陽極を用いる硫酸亜鉛浴電気亜鉛メ
    ッキ工程において、消費されるメッキ浴中の亜鉛分を調
    整補充するに際し、銅−亜鉛合金の鋳造工程で副生する
    煙灰を、銅−亜鉛合金の亜鉛分に対して遊離硫酸のモル
    比を0.85以上とし、亜鉛分を硫酸亜鉛として溶解し、不
    溶物を炉別し、溶液を脱銅処理した後、該溶液を循環メ
    ッキ液として使用することを特徴とする電気亜鉛メッキ
    浴の調整法。
  2. 【請求項2】脱銅処理として金属亜鉛との接触による置
    換法で行なうことを特徴とする請求項1記載の電気亜鉛
    メッキ浴の調整法。
  3. 【請求項3】脱銅処理として銅イオンを選択的に吸着す
    る溶媒で溶媒抽出を行なうことを特徴とする請求項1記
    載の電気亜鉛メッキ浴の調整法。
  4. 【請求項4】脱銅処理として0.1〜30A/dm2のカソード電
    流密度で電解除去することを特徴とする請求項1記載の
    電気亜鉛メッキ浴の調整法。
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JPS6116412A (ja) * 1984-07-02 1986-01-24 日立電線株式会社 含ふつ素エラストマ被覆電線・ケ−ブル
JPS61261446A (ja) * 1985-05-15 1986-11-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Zn含有物よりZnを回収する方法

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