JP3086048B2 - 電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置 - Google Patents
電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不溶性陽極を使用する
電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置に関す
る。
電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、鋼材や鋼板等の電気めっきにおい
て、めっき液中のめっき金属イオン溶解量の安定化や消
費電力低減等のため、めっき液中にめっき金属イオンを
溶出しない不溶性陽極を使用する電気めっきが指向され
ている。金属めっきとしては種々のものが使われている
が、代表例としてZnめっきの場合について以下説明す
る。
て、めっき液中のめっき金属イオン溶解量の安定化や消
費電力低減等のため、めっき液中にめっき金属イオンを
溶出しない不溶性陽極を使用する電気めっきが指向され
ている。金属めっきとしては種々のものが使われている
が、代表例としてZnめっきの場合について以下説明す
る。
【0003】不溶性陽極によるZnめっきでは、一般に硫
酸塩浴が用いられ、その陰、陽極の反応はそれぞれ、 陰極 Zn2+ +2e→Zn(Met) ・・・(1) 陽極 H2O→1/2O2 +2H+ +2e ・・・(2) である。
酸塩浴が用いられ、その陰、陽極の反応はそれぞれ、 陰極 Zn2+ +2e→Zn(Met) ・・・(1) 陽極 H2O→1/2O2 +2H+ +2e ・・・(2) である。
【0004】すなわち、めっき液中において(1)式に
よるZn2+イオンの減少、(2)式によるpHの低下が起こ
るため、金属イオンの供給を連続的に、また定期的に行
う必要がある。Znめっきの場合、金属イオンの供給源と
してZn金属または酸化物、水酸化物、炭酸塩などがあ
り、Zn金属をZn2+イオンの減少しためっき液に浸漬、溶
解する方法がとられている。
よるZn2+イオンの減少、(2)式によるpHの低下が起こ
るため、金属イオンの供給を連続的に、また定期的に行
う必要がある。Znめっきの場合、金属イオンの供給源と
してZn金属または酸化物、水酸化物、炭酸塩などがあ
り、Zn金属をZn2+イオンの減少しためっき液に浸漬、溶
解する方法がとられている。
【0005】この時の反応は、 Zn+H2SO4 →ZnSO4 +H2↑ ・・・(3) であり、金属イオン(Zn2+)の増加とpHの上昇が起こ
る。すなわち、この(3)式の反応により、前述したZn
2+イオンの減少とpHの低下を補うことができ好都合であ
る。
る。すなわち、この(3)式の反応により、前述したZn
2+イオンの減少とpHの低下を補うことができ好都合であ
る。
【0006】めっき液の金属イオン供給方法として、従
来炭酸亜鉛を溶解してZn2+イオンとして供給している。
この時の反応は、 ZnCO3 +H2SO4 →ZnSO4 +H2O +CO2 ↑・・・(4) である。
来炭酸亜鉛を溶解してZn2+イオンとして供給している。
この時の反応は、 ZnCO3 +H2SO4 →ZnSO4 +H2O +CO2 ↑・・・(4) である。
【0007】次に、例えば特開昭58−151489号公報等に
開示されている充填層方式がある。充填層方式では、図
3に示すように、電解槽を出た溶液は充填槽24の下部の
配管25より送り込まれ、多孔質板26、充填亜鉛粒子27を
通過し、充填槽上部の排出管28より排出され、再び電解
槽へ送り込まれる。なお、充填槽24の頂部の配管29から
は、発生した水素ガス30が排出される。
開示されている充填層方式がある。充填層方式では、図
3に示すように、電解槽を出た溶液は充填槽24の下部の
配管25より送り込まれ、多孔質板26、充填亜鉛粒子27を
通過し、充填槽上部の排出管28より排出され、再び電解
槽へ送り込まれる。なお、充填槽24の頂部の配管29から
は、発生した水素ガス30が排出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の炭酸亜
鉛を使用する方法は、薬剤が高価であるので製造コスト
が高くなるという欠点がある。また、前記特開昭58−15
1489号公報等に開示されている充填層方式では、めっき
液をめっき浴槽に導出する際に、フィルターの装着がな
いため、微細な金属粉が導出されたり、ひいてはめっき
浴槽内に流入しロールに付着した場合、めっき製品に押
しキズなどが発生し、めっき製品の特性値を著しく害す
る恐れがある。
鉛を使用する方法は、薬剤が高価であるので製造コスト
が高くなるという欠点がある。また、前記特開昭58−15
1489号公報等に開示されている充填層方式では、めっき
液をめっき浴槽に導出する際に、フィルターの装着がな
いため、微細な金属粉が導出されたり、ひいてはめっき
浴槽内に流入しロールに付着した場合、めっき製品に押
しキズなどが発生し、めっき製品の特性値を著しく害す
る恐れがある。
【0009】本発明は、前記3通りの亜鉛補給方法の欠
点を解消した、めっき液中にめっき亜鉛イオンを供給す
る装置を提供することを目的とする。
点を解消した、めっき液中にめっき亜鉛イオンを供給す
る装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、不溶性陽極を
使用する電気亜鉛めっきにおいて、所定の亜鉛めっきを
行うめっき浴槽からの前記亜鉛イオン濃度が低下した循
環めっき液に亜鉛チップを溶解させて亜鉛イオン濃度の
上昇した液を、前記または他のめっき浴槽に供給するた
めの電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置であ
って、下部にめっき液流入口、上部にめっき液排出口を
有し、亜鉛チップを充填保持する充填槽と、その上方に
位置する回転攪拌羽根を有する攪拌槽を備えていること
を特徴とする電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給
装置である。また、前記攪拌槽が亜鉛チップ供給口、フ
レーク状Znの供給口、発生ガス排出口及びN2ガス供給口
を備えていることを特徴とするものであり、また、前記
攪拌槽のめっき液排出口に、排出されるめっき液を濾過
するフィルターが設けられていることを特徴とするもの
であり、更に、前記充填槽に、充填された亜鉛チップを
加震するバイブレーターが設けられていることを特徴と
する電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置であ
る。
使用する電気亜鉛めっきにおいて、所定の亜鉛めっきを
行うめっき浴槽からの前記亜鉛イオン濃度が低下した循
環めっき液に亜鉛チップを溶解させて亜鉛イオン濃度の
上昇した液を、前記または他のめっき浴槽に供給するた
めの電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置であ
って、下部にめっき液流入口、上部にめっき液排出口を
有し、亜鉛チップを充填保持する充填槽と、その上方に
位置する回転攪拌羽根を有する攪拌槽を備えていること
を特徴とする電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給
装置である。また、前記攪拌槽が亜鉛チップ供給口、フ
レーク状Znの供給口、発生ガス排出口及びN2ガス供給口
を備えていることを特徴とするものであり、また、前記
攪拌槽のめっき液排出口に、排出されるめっき液を濾過
するフィルターが設けられていることを特徴とするもの
であり、更に、前記充填槽に、充填された亜鉛チップを
加震するバイブレーターが設けられていることを特徴と
する電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置であ
る。
【0011】
【作用】本発明によれば、充填槽にZnチップを充填・溶
解していくと比表面積が大きくなり、発生するH2ガスと
の接触面積が増大し浮上する。浮上したZn粉に付着した
H2ガスは、攪拌機の回転により剪断力が働き、Zn粉から
離脱し溶解が進むことになる。
解していくと比表面積が大きくなり、発生するH2ガスと
の接触面積が増大し浮上する。浮上したZn粉に付着した
H2ガスは、攪拌機の回転により剪断力が働き、Zn粉から
離脱し溶解が進むことになる。
【0012】また、H2ガスがZn粉に付着するとZn粉が浮
上しやすくなる。従って、攪拌機の回転により剪断力を
与え、H2ガスをZn粉より離脱させることにより、Zn粉が
充填槽にもどる。これにより、オーバーフローするZn粉
が減少し、溶解効率が向上することになる。さらに、H2
ガスが付着していなくても、浮上したZn粉はフィルター
で捕捉されるので、溶解槽からZn粉が排出されることは
ない。従って、押しキズなどの発生がなく製品特性値を
害する恐れがない。
上しやすくなる。従って、攪拌機の回転により剪断力を
与え、H2ガスをZn粉より離脱させることにより、Zn粉が
充填槽にもどる。これにより、オーバーフローするZn粉
が減少し、溶解効率が向上することになる。さらに、H2
ガスが付着していなくても、浮上したZn粉はフィルター
で捕捉されるので、溶解槽からZn粉が排出されることは
ない。従って、押しキズなどの発生がなく製品特性値を
害する恐れがない。
【0013】攪拌槽にはN2ガスの供給口とH2ガスの排出
口を設けてあるので、金属Znの溶解時に発生するH2ガス
を希釈するので爆発の危険性がない。また浴面上に浮上
した金属Znの酸化防止にも効果がある。充填槽の側面に
取付けたバイブレーターは、亜鉛チップの棚吊り防止及
び亜鉛チップの表面に生成する水酸化亜鉛皮膜を破壊
し、亜鉛チップの溶解を促進させるために加震するもの
である。
口を設けてあるので、金属Znの溶解時に発生するH2ガス
を希釈するので爆発の危険性がない。また浴面上に浮上
した金属Znの酸化防止にも効果がある。充填槽の側面に
取付けたバイブレーターは、亜鉛チップの棚吊り防止及
び亜鉛チップの表面に生成する水酸化亜鉛皮膜を破壊
し、亜鉛チップの溶解を促進させるために加震するもの
である。
【0014】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は、本発明の亜鉛イオン供給装置を亜鉛めっき
設備に設置した一実施例を示す全体構成図である。図2
は、図1の亜鉛イオン供給装置の断面図である。図1に
おいて、1はめっき浴槽、2は亜鉛イオン供給装置、3
はサーキュレーションタンク、4は亜鉛チップである。
サーキュレーションタンク3は、亜鉛イオン濃度の低下
しためっき液が通過する液槽3aと、亜鉛イオン濃度の
上昇しためっき液が通過する液槽3bを有する。液槽3
aはパイプ5、6によりそれぞれめっき浴槽1と亜鉛イ
オン供給装置2に連通し、液槽3bは、パイプ7、8に
よりめっき浴槽1と亜鉛イオン供給装置2に連通してい
る。9はポンプである。
る。図1は、本発明の亜鉛イオン供給装置を亜鉛めっき
設備に設置した一実施例を示す全体構成図である。図2
は、図1の亜鉛イオン供給装置の断面図である。図1に
おいて、1はめっき浴槽、2は亜鉛イオン供給装置、3
はサーキュレーションタンク、4は亜鉛チップである。
サーキュレーションタンク3は、亜鉛イオン濃度の低下
しためっき液が通過する液槽3aと、亜鉛イオン濃度の
上昇しためっき液が通過する液槽3bを有する。液槽3
aはパイプ5、6によりそれぞれめっき浴槽1と亜鉛イ
オン供給装置2に連通し、液槽3bは、パイプ7、8に
よりめっき浴槽1と亜鉛イオン供給装置2に連通してい
る。9はポンプである。
【0015】そして、めっき浴槽1にて亜鉛イオン濃度
の低下しためっき液は、パイプ5で液槽3aに送られ、
液槽3aからポンプ9によりパイプ6を経由し、亜鉛イ
オン供給装置2の下部に設けためっき液流入口10に送り
込まれる。亜鉛イオン供給装置2内において、亜鉛チッ
プ(1〜10mmφ)4及びフレーク状亜鉛11の化学溶解に
よって、前記めっき液中のZn2+イオン濃度が上昇する。
この亜鉛イオン濃度の上昇しためっき液は、フィルター
12を介しめっき液排出口13からパイプ7を経由し、サー
キュレーションタンク3の液槽3bに送り込まれる。次
に図2において、本実施例では、亜鉛イオン供給装置2
の下部槽である充填槽14で、亜鉛チップ4の充填・溶解
がなされ、かつ大径の円筒状上部槽である攪拌槽15でフ
レーク状亜鉛11の充填・溶解がなされる。
の低下しためっき液は、パイプ5で液槽3aに送られ、
液槽3aからポンプ9によりパイプ6を経由し、亜鉛イ
オン供給装置2の下部に設けためっき液流入口10に送り
込まれる。亜鉛イオン供給装置2内において、亜鉛チッ
プ(1〜10mmφ)4及びフレーク状亜鉛11の化学溶解に
よって、前記めっき液中のZn2+イオン濃度が上昇する。
この亜鉛イオン濃度の上昇しためっき液は、フィルター
12を介しめっき液排出口13からパイプ7を経由し、サー
キュレーションタンク3の液槽3bに送り込まれる。次
に図2において、本実施例では、亜鉛イオン供給装置2
の下部槽である充填槽14で、亜鉛チップ4の充填・溶解
がなされ、かつ大径の円筒状上部槽である攪拌槽15でフ
レーク状亜鉛11の充填・溶解がなされる。
【0016】そして、攪拌槽15のほぼ中央部に、攪拌機
16で回転駆動されるインペラー17(例えば旋回外径 250
mmφ翼数4枚)が設けられている。18は、攪拌機16の回
転により、めっき液に乱流を与えるように設置された邪
魔板で、90°間隔に4枚設けられている。攪拌機16の回
転、例えば攪拌出力3kw/m3 により、フレーク状亜鉛11
は効率良く溶解される。
16で回転駆動されるインペラー17(例えば旋回外径 250
mmφ翼数4枚)が設けられている。18は、攪拌機16の回
転により、めっき液に乱流を与えるように設置された邪
魔板で、90°間隔に4枚設けられている。攪拌機16の回
転、例えば攪拌出力3kw/m3 により、フレーク状亜鉛11
は効率良く溶解される。
【0017】19は亜鉛チップの供給口、20はフレーク状
Znの供給口である。13は、亜鉛イオンの供給装置2の上
部に設けた亜鉛イオン濃度を上昇させためっき液の排出
口である。12は、めっき液排出口から排出されるめっき
液を濾過する5〜10μm のテフロン製のフィルターであ
る。フィルター12により、めっき液中に含まれる微小な
亜鉛粉がめっき液排出口13から排出されることはない。
Znの供給口である。13は、亜鉛イオンの供給装置2の上
部に設けた亜鉛イオン濃度を上昇させためっき液の排出
口である。12は、めっき液排出口から排出されるめっき
液を濾過する5〜10μm のテフロン製のフィルターであ
る。フィルター12により、めっき液中に含まれる微小な
亜鉛粉がめっき液排出口13から排出されることはない。
【0018】21は金属Znの溶解時に発生するH2ガスの排
出口で、22はN2ガスの供給口である。N2ガスの供給によ
り攪拌槽15の上部において、金属Znの酸化防止とH2ガス
が希釈されることにより、爆発の危険性がなくなる。23
はバイブレーターであり、充填槽14内の亜鉛チップ4の
棚吊りを防止するとともに、亜鉛チップ4の表面に生成
する水酸化亜鉛皮膜を破壊し、亜鉛チップ4の溶解を促
進させるために加震するものである。
出口で、22はN2ガスの供給口である。N2ガスの供給によ
り攪拌槽15の上部において、金属Znの酸化防止とH2ガス
が希釈されることにより、爆発の危険性がなくなる。23
はバイブレーターであり、充填槽14内の亜鉛チップ4の
棚吊りを防止するとともに、亜鉛チップ4の表面に生成
する水酸化亜鉛皮膜を破壊し、亜鉛チップ4の溶解を促
進させるために加震するものである。
【0019】次に、本発明の亜鉛イオン供給装置で金属
Znを用い溶解実験を行った具体的実施例を以下に示す。 (めっき浴条件) ZnSO4 ・7H2O 1.5mol/l Na2SO4 4g/l pH1.5 ±0.05 浴温 60℃± 0.5℃ (攪拌条件) 翼数 4枚 攪拌出力 3kw/m3 空塔速度 5cm/sec (金属Znの種類)亜鉛 チップ 1〜5mmφ 10kg フレーク状Zn 10kg (溶解時間) 5hr 溶解後のZnを原子吸光分析で求めるとともに、残査を重
量法で求めたところ、溶解効率98%、残査2%であり効
率良く溶解させることができた。
Znを用い溶解実験を行った具体的実施例を以下に示す。 (めっき浴条件) ZnSO4 ・7H2O 1.5mol/l Na2SO4 4g/l pH1.5 ±0.05 浴温 60℃± 0.5℃ (攪拌条件) 翼数 4枚 攪拌出力 3kw/m3 空塔速度 5cm/sec (金属Znの種類)亜鉛 チップ 1〜5mmφ 10kg フレーク状Zn 10kg (溶解時間) 5hr 溶解後のZnを原子吸光分析で求めるとともに、残査を重
量法で求めたところ、溶解効率98%、残査2%であり効
率良く溶解させることができた。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
り、亜鉛イオン濃度を上昇させためっき液をめっき浴槽
に導入しても、フィルターの装着があるので、押しキズ
の発生がなく、製品の特性値を害する恐れがない。ま
た、Zn2+イオンの供給源に高価な炭酸亜鉛を使用せず、
安価な亜鉛チップまたはフレーク状Znを用いるため製造
コストが安くつく。さらに、攪拌機及び邪魔板によって
めっき液に乱流を与え、フレーク状Znの溶解を促進する
効果を有する。
り、亜鉛イオン濃度を上昇させためっき液をめっき浴槽
に導入しても、フィルターの装着があるので、押しキズ
の発生がなく、製品の特性値を害する恐れがない。ま
た、Zn2+イオンの供給源に高価な炭酸亜鉛を使用せず、
安価な亜鉛チップまたはフレーク状Znを用いるため製造
コストが安くつく。さらに、攪拌機及び邪魔板によって
めっき液に乱流を与え、フレーク状Znの溶解を促進する
効果を有する。
【図1】本発明の亜鉛イオン供給装置を亜鉛めっき設備
に設置した一実施例を示す全体構成図である。
に設置した一実施例を示す全体構成図である。
【図2】図1の亜鉛イオン供給装置の断面図である。
【図3】従来の装置の説明図である。
1 めっき浴槽 2 亜鉛イオン供給装置 3a 浴槽 3b 浴槽 4 亜鉛チップ 5 パイプ 6 パイプ 7 パイプ 8 パイプ 9 ポンプ 10 めっき液流入口 11 フレーク状Zn 12 フィルター 13 めっき液排出口 14 充填槽 15 攪拌槽 16 攪拌機 17 インペラー 18 邪魔板 19 亜鉛チップ投入口 20 フレーク状Zn投入口 21 H2ガス排出口 22 N2ガス供給口 23 バイブレーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 21/14 C25D 17/10
Claims (4)
- 【請求項1】 不溶性陽極を使用する電気亜鉛めっきに
おいて、所定の亜鉛めっきを行うめっき浴槽からの前記
亜鉛イオン濃度が低下した循環めっき液に亜鉛チップを
溶解させて亜鉛イオン濃度の上昇した液を、前記または
他のめっき浴槽に供給するための電気亜鉛めっきにおけ
る亜鉛イオンの供給装置であって、下部にめっき液流入
口、上部にめっき液排出口を有し、亜鉛チップを充填保
持する充填槽と、その上方に位置する回転攪拌羽根を有
する攪拌槽を備えていることを特徴とする電気亜鉛めっ
きにおける亜鉛イオンの供給装置。 - 【請求項2】 前記攪拌槽が亜鉛チップ供給口、フレー
ク状Znの供給口、発生ガス排出口及びN2ガス供給口を備
えていることを特徴とする請求項1記載の電気亜鉛めっ
きにおける亜鉛イオンの供給装置。 - 【請求項3】 前記攪拌槽のめっき液排出口に、排出さ
れるめっき液を濾過するフィルターが設けられているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の電気亜鉛めっきに
おける亜鉛イオンの供給装置。 - 【請求項4】 前記充填槽に、充填された亜鉛チップを
加震するバイブレーターが設けられていることを特徴と
する請求項1、2又は3記載の電気亜鉛めっきにおける
亜鉛イオンの供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04029256A JP3086048B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04029256A JP3086048B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05222598A JPH05222598A (ja) | 1993-08-31 |
JP3086048B2 true JP3086048B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=12271198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04029256A Expired - Fee Related JP3086048B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 電気亜鉛めっきにおける亜鉛イオンの供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3086048B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112458524A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 镇江华东热镀锌有限公司 | 一种镀锌加工用固定工装及其使用方法 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP04029256A patent/JP3086048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112458524A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 镇江华东热镀锌有限公司 | 一种镀锌加工用固定工装及其使用方法 |
CN112458524B (zh) * | 2020-11-26 | 2021-10-01 | 江苏华赛金属科技有限公司 | 一种镀锌加工用固定工装及其使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05222598A (ja) | 1993-08-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |