JP5683004B2

JP5683004B2 - 連続電気めっき装置のスラッジ分離処理装置

Info

Publication number: JP5683004B2
Application number: JP2011054524A
Authority: JP
Inventors: 美智広嶋村
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012188715A

Description

本発明は、連続電気めっき装置において、連続電気めっき処理を中断させることなく並行してめっき液からスラッジの分離が可能な連続電気めっき装置のスラッジ分離処理装置に関する。

連続電気めっき処理槽内に所定の間隔で対向して配設されている電極間を金属条や帯を走行させてその表面を電解処理することにより連続的に錫等を電解めっきする連続電気めっき装置が利用されている。

連続電気めっき装置では、金属条や帯の連続電解処理に伴いめっき液中にスラッジ(固形物微粒子)が増加してくると、金属条や帯などの被めっき材にスラッジが付着して品質が低下するので、めっき液からスラッジを分離除去している。

スラッジの分離除去に、例えばフィルターを用いた方式が知られている。図８に示すように、連続めっき装置は、連続電気めっき処理槽１、めっき液循環槽２、めっき金属（錫）の溶解槽３、スラッジ沈殿槽４、フィルター５から構成されている。めっき液はめっき液循環槽２から連続電気めっき処理槽１へ供給され、連続電気めっき処理槽１から流出するめっき液はめっき液循環槽２へ戻されるルートによりめっき液が連続電気めっき処理槽１とめっき液循環槽２の間を連続的に循環する。

めっき液循環槽２からはめっき液の一部が抜き出され、めっき金属の溶解槽３を経てスラッジ沈殿槽４へ送られ、スラッジ沈殿槽４のめっき液はフィルター５を通して循環させてスラッジが除去され、スラッジ沈殿槽４の上澄み液はめっき液循環槽２に戻される。しかし、フィルター５によりスラッジを完全にろ別することは困難であった。また、フィルター５が目詰まりを起こすようになり、頻繁にフィルター交換もしくは逆洗作業を実施する必要があった。

また、スラッジ分離が困難な場合、ろ過助剤を使用するなどしてろ過性能を確保している。しかしながら、ろ過助剤の混入を完全に防ぐことはできずに、被めっき材の表面処理品質の低下を招く場合がある。

そこで、特許文献１には、フィルターに代えて遠心力を用いた遠心分離機を組み込んでスラッジを分離し回収する方式が開示されている。この方式は、めっき液がめっき液循環槽を通して連続電気めっき処理槽に循環される。めっき液循環槽からめっき液の一部は抜き出され、溶解槽を経てスラッジ沈殿槽に送られ、フィルターに代えて、遠心分離機にてスラッジとめっき液とに分離し、めっき液は最終的にめっき液循環槽に戻すものである。

特許第３０８０８８６号公報

前記特許文献１の遠心分離機を使ってスラッジを分離除去する方法は、めっき液を清浄な状態に保つためには遠心分離機への液循環量を大きくしなければならないが、遠心分離を行うためには一定の条件を満たす必要があり、一方錫溶解条件からの循環液量の制約もあり十分な効果を得ることができない。さらに、スラッジの粒子径が小さくかつめっき液に添加される添加剤(界面活性剤)の分散作用により分離が困難である。

また、めっき液中のスラッジが微細でかつめっき液に添加される添加剤の分散作用により通常のフィルターや遠心分離機では分離が困難な場合、めっき液に凝集沈殿剤を投入する方法がとられる。しかし、凝集沈殿剤を投入する場合は、凝集沈殿剤の効果により凝集したスラッジが被メッキ材の表面に付着するためにめっき表面の品質低下が生じるので、めっき作業を中断してスラッジ凝集・沈殿させた上でスラッジを分離・排出しなければならない。そのため、めっき液からのスラッジ分の遠心分離には、操業の停止後、めっき液を沈降槽へ移し、凝集沈殿剤を添加し、沈降処理していた。

このように、フィルターや遠心分離機によるスラッジの分離方式では、スラッジを分離、排出するためにめっき作業を中断しなくてはならないので、その分生産性が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、連続電気めっき処理を中断させることなく並行してめっき液に凝集沈殿剤を添加・混合してめっき液からスラッジを効率よく除去してめっき液を清浄な状態に保ってスラッジによる表面処理品質の低下を防止・抑制することができる連続電気めっき装置のスラッジ分離処理装置を提供するものである。

請求項１の発明は、対向する電極間を走行する被めっき材に連続電気めっき処理をする連続電気めっき処理槽と、前記連続電気めっき処理槽との間でめっき液を連続的に循環させるめっき液循環槽と、前記めっき液循環槽から一部抜き出して液送されたスラッジを含むめっき液に凝集沈殿剤を添加し、撹拌混合してめっき液中のスラッジを沈降させるスラッジ沈殿槽と、前記スラッジ沈殿槽内に沈殿したスラッジを分離し、分離しためっき液をスラッジ沈殿槽に戻す沈殿スラッジ分離装置と、前記スラッジ沈殿槽から液送されてきた上澄み液を貯蔵し、貯蔵されためっき液を前記めっき液循環槽へ補給するめっき液貯蔵槽を備えたことを特徴とする連続電気めっき処理装置である。

請求項２の発明は、前記めっき液循環槽から連続電気めっき処理槽へめっき液を供給する配管から分岐されたスラッジを含むめっき液を液送する配管がスラッジ沈殿槽に接続されていることを特徴とする請求項１記載の連続電気めっき処理装置である。

請求項３の発明は、前記めっき液循環槽とスラッジ沈殿槽とが、めっき液循環槽からスラッジを含むめっき液を液送する配管で接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続電気めっき処理装置である。

請求項４の発明は、スラッジ沈殿槽に凝集沈殿剤添加装置および凝集沈殿剤とめっき液の撹拌装置が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続電気めっき処理装置である。

請求項５の発明は、前記めっき液循環槽がめっき金属を溶解するめっき金属溶解槽を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続電気めっき処理装置である。

本発明により、連続電気めっき処理槽での連続めっき操業を中断することなく、並行してスラッジの分離が可能となる。

本発明は、めっき液循環槽のほかにスラッジ沈殿槽とめっき液貯蔵槽を設けることにより、スラッジを多く含むめっき液とスラッジを除去した清浄な液の入替えを容易にすることができるため、スラッジの付着による汚れや傷の発生を防止、抑制できるので、処理材の表面品質を一定以上に保つことが出来る。

本発明は、めっき液中の分離除去が困難なスラッジを、凝集沈殿剤を投入することで清浄な上澄み液と沈殿スラッジを含む液に分離することができ且つ上澄み液を移送した後、沈殿スラッジを含む残液から効率的にスラッジ分を分離除去し系外へ排出できる。

本発明の連続電気めっき処理装置の全体概略図である。本発明において、めっき液をスラッジ沈殿槽に送液する工程を示す図である。本発明において、スラッジ沈殿槽に凝集沈殿工程を示す図である。本発明において、スラッジ沈殿槽から上澄み液をめっき液貯蔵槽へ送液する工程を示す図である。本発明において、スラッジ沈殿槽に沈殿したスラッジを分離する工程を示す図である。本発明のスラッジ処理のタイムスケジュールである。本発明の連続電気めっき処理装置の別実施例の全体概略図である。従来の連続電気めっき処理装置の全体を示す概略図である。

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１において、連続めっき装置は、連続電気めっき処理する連続電気めっき処理槽１、めっき液を連続電気めっき処理槽に供給するめっき液循環槽２、めっき液からスラッジを分離するスラッジ沈殿槽４、スラッジ沈殿槽４でスラッジを分離しためっき液を貯蔵するめっき液貯蔵槽６で主要部が構成される。

連続電気めっき処理槽１とめっき液循環槽２は、めっき液を循環させるため、めっき液循環槽２からめっき液を連続電気めっき処理槽１へポンプＰで供給する配管７と連続電気めっき処理槽１からめっき液をめっき液循環槽２へ戻す配管８で接続されている。

めっき液を供給する配管７は、スラッジ分離のためにめっき液の一部を抜き出してスラッジ沈殿槽４へ送るための配管９が分岐してスラッジ沈殿槽４に接続されている。

スラッジ沈殿槽４とめっき液貯蔵槽６は、スラッジ沈殿槽４でスラッジを分離しためっき液をポンプＰでめっき液貯蔵槽６へ送る配管１０で接続されている。

めっき液貯蔵槽６とめっき液循環槽２は、貯蔵されているめっき液をめっき液貯蔵槽へ供給する配管１１で接続されている。

めっき液循環槽２にはめっき液のめっき金属を溶解するめっき金属溶解槽３がめっき液循環槽２との間でポンプＰにより循環可能に配管１２で接続されている。配管１２には、金属溶解槽３から流出する金属粒子用のフィルター１３が配置されている。

スラッジ沈殿槽４には凝集沈殿剤をスラッジ沈殿槽４へ添加する凝集沈殿剤添加装置１４および、スラッジ沈殿槽内で凝集沈殿剤とめっき液を撹拌混合する撹拌装置１５が配置されている。凝集沈殿剤として、例えば、「沈降剤ＵＴＢ５１２Ｋ（石原薬品工業製）」、「ＴＥＣＨＮＩＴＩＮ／ＬＥＡＤＣＬＥＡＲ−Ａ−ＦＬＯＣＫ（ＴＥＣＨＮＩＣＩＮＣ．製）」を使用することができる。

さらにスラッジ沈殿槽４は、沈殿スラッジ分離装置を備えており、沈殿したスラッジを抜き出してスラッジとめっき液を分離するスラッジ分離装置１６、例えばフィルターを備え、スラッジ沈殿槽４とスラッジ分離装置１６は配管１７で接続され、スラッジが分離されめっき液はスラッジ沈殿槽４へ戻される。スラッジの抜き出しおよびめっき液の戻しはスラッジ沈殿槽４とスラッジ分離装置１６を接続する配管１７とポンプＰで行う。

次に、連続めっき処理を中断することなくめっき液からスラッジを分離する流れについて説明する。

図１の太線で示すように、めっき処理中において、めっき液は、めっき液循環槽２からめっき液を供給する配管７を通して連続電気めっき処理槽１へ送られ、連続電気めっき処理槽１からはめっき液がめっき液循環槽２へ戻されて連続的に循環している。この状態ではめっき液はスラッジ沈殿槽４へは送られない。

図２の太線で示すように、連続めっき処理を行うにつれてめっき液中にスラッジが増加すると、めっき液循環槽２からめっき液を連続電気めっき処理槽１へ供給する配管７から分岐しているスラッジ沈殿槽４に接続されている配管９へ循環しているめっき液の一部を抜き出してスラッジ沈殿槽４へ送る。めっき液の循環流量は、十分な流量を有しており且つ後述するとおりめっき液貯蔵槽６からスラッジを除去しためっき液が補充されるので、めっき液循環槽２から連続電気めっき処理槽１へ供給するめっき液の一部を抜き出しても連続電気めっき処理槽１とめっき液循環槽２を循環するめっき液の液量は一定の範囲に保たれるので、連続めっき処理は中断することなく操業できる。スラッジ沈殿槽４への所定量のめっき液の送液によりスラッジ沈殿槽４の液位が上昇する。

図３に示すように、スラッジ沈殿槽４内のスラッジを含むめっき液には、凝集沈殿剤添加装置１４から凝集沈殿剤が添加され、撹拌装置１５により撹拌されスラッジが凝集し、沈殿する。撹拌により沈殿凝集沈殿剤とスラッジを充分反応させることで未反応の沈殿凝集沈殿剤のめっき液循環槽への混入を防止することができる。

図４に示すように、スラッジ沈殿槽４で撹拌後の靜置によりスラッジが沈殿して清澄なめっき液になると、上澄み液が配管１０を通してめっき液貯蔵槽６へ送られる。上澄み液を抜くことでスラッジ沈殿槽４内の残留沈殿物の濃度を高めることにより、スラッジ分離効率を高めることができる。

めっき液貯蔵槽６では、一時的に上澄み液を貯留することで、上澄み液に含まれる残留スラッジ分と凝集沈殿剤が反応することによりめっき液循環槽２への残留スラッジ分の混入を抑制することができる。

図５に示すように、スラッジ沈殿槽４の底部に沈殿しているスラッジは、配管１７を通して抜き出してスラッジ分離装置１６によりスラッジとめっき液が分離され、分離されめっき液はスラッジ沈殿槽４へ戻される。排出したスラッジは、粘土状で含水率は３０〜４０質量％である。

以上の手順により、本発明では、めっき液を循環させながら連続めっき処理を中断することなく、スラッジを含むめっき液からスラッジを分離し、スラッジを分離しためっき液を再循環させることができる。スラッジ沈殿槽及びめっき液貯蔵槽を設けることでめっき液循環槽の液の交換ができる。

＜スラッジ処理の一例＞
（１）スラッジ処理のタイムスケジュール（図６参照）
次の（ａ）〜（ｆ）の工程を約１サイクル／２４ｈとして順次実施していく。
（ａ）めっき液循環槽→スラッジ沈殿槽：０．５ｈ
（ｂ）めっき液貯蔵槽→めっき液循環槽：０．５ｈ
（ｃ）凝集沈殿剤投入：０．２ｈ
（ｄ）スラッジ沈殿槽沈降靜置：１８ｈ
（ｅ）スラッジ分離：４．５ｈ
（ｆ）スラッジ沈殿槽→めっき液貯蔵槽：０．５ｈ

（２）処理量およびスラッジ濃度
（ａ）スラッジ発生量（１サイクル）：１．６ｇ／Ｌ（２０ｍ^３において）
（ｂ）処理量：２０ｍ^３／回
（ｃ）スラッジ平衡濃度：５ｇ／Ｌ以下
（ｄ）上澄みスラッジ濃度：１ｇ／Ｌ以下

以上のタイムスケジュールで、図６のライン操業の結果に示されるように、連続電気めっき処理槽での連続めっき操業を中断することなく、並行してスラッジ処理の実施が可能であった。

実施例１では、めっき液を連続電気めっき処理槽１へ供給する配管７を分岐した配管９によりめっき液をスラッジ沈殿槽４へ送液していたが、本実施例は、図７に示すように、めっき液循環槽２からめっき液の一部を抜いて配管１８によりスラッジ沈殿槽４へ送液する。

本実施例では、スラッジ沈殿槽４への送液を、連続電気めっき処理槽１へめっき液を循環させる配管７を使用しないで独立しているので、循環量の調整が容易となる利点がある。

１：連続電気めっき処理槽
２：めっき液循環槽
３：めっき金属溶解槽
４：スラッジ沈殿槽
５：フィルター
６：めっき液貯蔵槽
７：配管
８：配管
９：配管
１０：配管
１１：配管
１２：配管
１３：フィルター
１４：凝集沈殿剤添加装置
１５：撹拌装置
１６：スラッジ分離装置
１７：配管
１８：配管

Claims

対向する電極間を走行する被めっき材に連続電気めっき処理をする連続電気めっき処理槽と、
前記連続電気めっき処理槽との間でめっき液を連続的に循環させるめっき液循環槽と、
前記めっき液循環槽から一部抜き出して液送されたスラッジを含むめっき液に凝集沈殿剤を添加し、撹拌混合してめっき液中のスラッジを沈降させるスラッジ沈殿槽と、
前記スラッジ沈殿槽内に沈殿したスラッジを分離し、分離しためっき液をスラッジ沈殿槽に戻す沈殿スラッジ分離装置と、
前記スラッジ沈殿槽から液送されてきた上澄み液を貯蔵し、貯蔵されためっき液を前記めっき液循環槽へ補給するめっき液貯蔵槽を備えたことを特徴とする連続電気めっき処理装置。
前記めっき液循環槽から連続電気めっき処理槽へめっき液を供給する配管から分岐されたスラッジを含むめっき液を液送する配管がスラッジ沈殿槽に接続されていることを特徴とする請求項１記載の連続電気めっき処理装置。
前記めっき液循環槽とスラッジ沈殿槽とが、めっき液循環槽からスラッジを含むめっき液を液送する配管で接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続電気めっき処理装置。
前記スラッジ沈殿槽に凝集沈殿剤添加装置および凝集沈殿剤とめっき液の撹拌装置が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続電気めっき処理装置。
前記めっき液循環槽がめっき金属を溶解するめっき金属溶解槽を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続電気めっき処理装置。