JPH01294882A - 過マンガン酸塩への二酸化マンガンの転化法 - Google Patents
過マンガン酸塩への二酸化マンガンの転化法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ンの転化法に関し、さらに過マンガン酸アルカリ金属塩
への二酸化マンガンの電解酸化及び過マンガン酸塩腐食
液浴の再生に関する。
化カリウム及び二酸化マンガンの酸化的焙焼によりマン
ガン酸カリウムを形成し次に化学的酸化剤例えば塩素を
用いる後者の酸化又は電解的手段により過マンガン酸カ
リウムを製造することを含む。
証のマンガン酸塩又は過マンガン酸塩の存在下酸化剤と
し、て亜酸化窒素を用いて、強アルカリ金属水酸化物の
溶液に分散した二酸化マンガンの酸化により、マンガン
酸及び/又は過マンガン酸のアルカリ金属塩への二酸化
マンガンの酸化を教示している。
℃より高い温度で10〜25M童%の範囲の濃度を有す
るカセイアルカリ中の二酸化マンガン又はマンガン酸ア
ルカリ金属塩のスラリーの電解酸化による高純度の過マ
ンガン酸アルカリ金属塩の製造を記載している。これら
の条件(アルカ11度及び温度)は、方法をうまく操業
するためには厳密を要すると述べられている。
る特別な必要性は、プラスチック例えばプリント(ロ)
路ボードの作成の基板として用いられるものの処理に用
いられろ腐食醪液の再生の場合に存在する。プリント回
路ボードのデザインは変化するが、一般にプラスチック
ボード例えばエポキシ樹脂ボードの両方の側に積層又は
さもなければ保持されている銅の層を有する。成る種の
場合にはボードは、エポキシなどのプラスチック層によ
り互に分離されている銅の多重層を有する。最終の回路
ボードで生成されるべき回路間の電気的接続を助けるた
めに、孔が適切な場所にボードを通してドリルによりあ
けられそして次に銅などによりおおい必要な電気的接続
を行う。しかし貫通した孔の形成は、基板のエポキシ又
は他の樹脂が、通常ドリルを用いることにより発生した
熱によって樹脂を部分的に溶融することにより、孔あけ
操作中さらされた鋼上なよごすという被覆上の問題を生
ずる。
さらされた樹脂は、一般にプラスチック腐食液により処
理されて、プラスチックへの金属の被覆の接着を改良す
る。
ンガン酸アルカリ金属塩を含むアルカリ性浴である。浴
が成る時間腐食操作で用いられるとき、二酸化マンガン
の沈でん物が、過マンガン酸塩の分解の副生物としてさ
らにエポキシ樹脂の腐食の副生物として次第に蓄積する
。結局浴の腐食液の能力は不満足なレベルに低下し浴は
もはや用いられな(なる。
てなされてきた。このような試みの要約がコーデュベリ
ス(Cosrdsvalta)らの米国特許第4.59
2,852号に示されており、それはマンガン酸塩イオ
ンを酸化して過マンガン酸塩イオンとすることのできる
二次酸化剤を有効量浴に加えることにより、過マンガン
叡塩腐食液浴を改良しそしてそれらの操作寿命を延ばす
方法を記載している。
の浴が、その場で電解的に再生されて二酸化マンガンを
マンガン酸及び過マンガン酸のアルカリ金属塩に転化す
ることは、従来示唆されていなかった。他の腐食液即ち
プラスチック材料例えばABSを腐食するのに用いられ
るクロム酸浴の電解再生は、イネス(Isnma)らに
より「ブレーティング・アンド・サーフェス・フィニシ
ング(Plativ*gand Ssrfaag P’
iniahtsg ) J 1978年11月36〜4
0ページに記載されている。そこに記載された方法では
、酸化的腐食液法において浴中に生成した第一クロム(
Cr+3)塩は、金属すず・鉛陽極、並に多孔性のセラ
ミックのコンテナーに含まれた4、6N硫酸溶液に浸漬
された金属(銅)!極よりなる電極を用いる強酸溶液の
電解により酸化クロムへ8転化される。
酸化の新規な方法を提供するのが、本発明の目的である
。
ガンを含む腐食液アルカリ性浴をその場で再生する方法
を提供するのが、本発明の他の目的である。
存在する二酸化マンガンを過マンガン酸アルカリ金属塩
に転化するのが、本発明のさらに他の目的である。
は、本発明の方法により達成される。その痕も広い態様
において、後者はアルカリ金属水酸化物の水溶液の存在
下二酸化マンガンの電解酸化により過マンガン酸アルカ
リ金属塩を発生する改良した方法よりなり、その改良は
非電気防食用陽極、並に多孔性のコンテナー中のアルカ
リ金属水酸化物の濃厚水溶液中に浸漬されたアルカリ抵
抗性電極よりなる陰&を用いることよりなる。
ガン酸塩腐食液浴中の二酸化マンガン沈でん物をその場
でアルカリ過マンガン酸塩に転化することにより、即ち
腐食液浴へ前記のタイプの陽極及び陰極を導入しセして
鉄浴のすべての予備処理又はその内容物の除去なく実際
の腐食液浴中で電解酸化を行うことにより、アルカリ過
マンガン酸塩腐食液浴を再生するのに用いられる。この
方法でその場で腐食液浴を再生する能力から生ずる利点
は、当業者に容易に明らかになるだろう。
分的に概略な断面図である。
カリ金属塩への二酸化マンガンの転化を行うのに、二酸
化マンガンはアルカ1.IQ属氷水酸化物水溶液に分散
され、そのアルカリ金属イオンは、発生されるべき過マ
ンガン酸塩のアルカリ金栖イオンと対応しても又は対応
しなくてもよい。アルカリ金属水酸化物の溶液は、有利
には約0.IN〜約3.ONそして好ましくは約0.5
N〜約1.5Nに相当する濃度のものである。分散物中
に存在する二酸化マンガンの蛍は、有利には11当9約
200y以下そして好ましくは11当り約10〜約50
2の範囲にある。すべての場合に存在する二酸化マンガ
ンの童の上限は、本発明の方法で用いられる温度におけ
る水溶液中の得られた過マンガン酸塩の溶解度により支
配される。例えば1重量部の過マンガン酸カリウムは約
25℃でx4.z重x都の水に−uJ浴であるが、沸点
では僅か3.5部の水に可溶である。過マンガン酸ナト
リウムは冷水及び熱水の両方において非常に大きな溶解
度を有する。
、好適な容器に入れられ、その容器は好ましくは二酸化
マンガンをアルカリ金属水酸化物の溶液中に実質的に均
一に分散し続けるための攪拌手段例えば1個以上の攪拌
器を備えている。有利には、二酸化マンガンは、約10
0ミクロン以下のオーダーの粒径であるか又は既に粉砕
されている。
れている非電気防食性陽極の任意のタイプを用いて行わ
れるが、特別なタイプの陰極を用い、その性質は本発明
の方法の成功にとり極めて1寮である。従って陽極は炭
素、並に希土類酸化物により被覆された金属例えばアル
ミニウム、チタンなどから構成される。
にその壁を通してイオンの通過を行わせる容器中に含ま
れるアルカリ金属水酸化物の濃厚水溶液中に浸漬された
電極よりなる。電極が構成されるアルカリ抵抗性材料の
例は、希土類酸化物により被覆されたステンレス鋼、炭
素、アルミニウム、チタンなどである。陰極に用いられ
るアルカリ金属水酸化物の溶液は、有利rcは約107
1v〜約25N好ましくは約18N〜約2ONのアルカ
リ金属水酸化物の濃度を有する。′電極及び濃厚アルカ
リ金属水酸化物が収められた容8は、多孔性のセラミッ
ク、焼結ガラスなどから有利に構成される。コンテナー
の実際の形及び寸法は、任意である。
的な例は、第1図において断面を示す概略的な形で示さ
れる。槽4は、前述の制限内の濃度を有するアルカリ金
属水酸化物の水溶液中の粒状の二酸化マンガンの分散物
2を含む。陽極6は、大体炭素電極でありそして陰極母
線8に接続ししかも吊下げられている。10として広(
示される陰極は、陰極母線14に接続且吊した大体ステ
ンレス鋼よりなる電極12よりなる。電極12は、内筒
状のポット18に含まれたアルカリ金属水酸化物の50
重1%水溶液16中に吊下げられている。ポットは、そ
の壁を通してイオンを通す多孔性のセラミックから構成
されている。代表的な多孔性のセラミックポットは、オ
ハイオ州、クリーブランドの7エロ・コーポレーション
CF#rro Corp、)から販売されている。
異る)を、懸濁液2及び陰極溶液16で用いる。好まし
い態様では両方のだ液中のアルカリ金属水酸化物は水酸
化ナトリウムである。二酸化マンガンの分散物2の電解
酸化は、1!当り約10〜約100アンペアの電流濃度
を用いて有利に行われる。しかしこの範囲は説明のため
に設けられ制限として考えてはならない。一般に、電流
濃度が篩い相通マンガン酸塩の再生に必要な時間は難く
なる。すべての場合に用いられる電解条件は、ファクタ
ー例えば分散物中の二酸化マンガンの童、溶液中のアル
カリ金属水酸化物の濃度などに依存して変化できる。酸
化が生ずる速度に影響する一つの条件は、分散物2の温
度である。一般に、上述の範囲の下端における電i&e
A度を用いると、もし分散物が外界温度に維持さハるな
らば、所望の酸化が余りに遅(て実際的な工業上の価値
を有しない速度で進むことが分った。
は、電解操作巾約50℃〜約80℃の範囲好ましくは約
り5℃〜約75℃のオーダーの範囲に維持される。しか
しこれらの範囲の上又は下の温度も所望ならば用いるこ
とができる。
リ塩の添加は、電解酸化の開始時に操作の能率を非常に
助ける。
リ金属塩に転化するまで、′aj!!酸化は続く。終点
は、その中の過マンガン酸塩の濃度を決める日常の分析
法例えば一部分の滴定により検出できる。一部分の視覚
による観察も又二散化マンガンの消失を示す。所望なら
ば過マンガン酸塩は従来の手段例えば結晶化により得ら
れた#液から単離できる。過マンガン酸塩に、少量の対
応するマンガン酸塩(6価のM%)(過マンガン酸塩の
生成における中間体である)が混在することもある。過
マンガン酸塩は、再結晶などの従来の技術により精製で
きる。
化マンガンの源に関係なく過マンガン酸アルカリ塩への
二酸化マンガンの電解酸化に関して前述された。しかし
特別のしかも好ましい態様において、本発明の方法は、
それらの有用な央部の終りに達しそして副生物として沈
でんした二酸化マンガンを合む過マンガン酸塩Jf4食
欲浴を再生するのに利用される。最初に製造されたとき
、これらの浴は、約2.5〜約5重足%の範囲の童で存
在するアルカリ金属水酸化物の水溶液中の、その溶解度
の限度に近い鎗で存在する過マンガン酸アルカリ金属塩
を一般に含む。槙々の拾加物例えば界面活性剤も又存在
しうる。f14食液の浴が、前述の方法でプラスチック
などの材料を腐食するのに用いられるとき、過マンガン
酸塩のレベルは徐々に低下しそして副生物である二酸化
マンガンが分離する。結局浴は満足な性能を示すことが
できずそして新しく作った浴と代えられる。
浴が本発明の方法の使用により再生できることが、驚(
べきことにそして予想されることなく見い出された。そ
の上、浴が存在する容器から浴の内容物を取り出すこと
は不必要である。前述の適切な陽極及び陰極が浴に導入
されそして直流の適切な源に接続されることのみが必要
である。電解酸化は、本発明の広い態様に関して前述し
た温度、電(>+=密度などのすべての条件を用いて次
に行われ、方法は、浴に存在する二酸化マンガンのすべ
ての割合又は任意の所望の割合が過マンガン酸塩に転換
するまで、続けられる。消耗した浴の内容物の前処理け
、浴の再生を行う前に不必要である。再生工程の終りに
、電極及び補助装置が除かれそして浴は再びその指定さ
れた使用に準備される。従って、前記のオカベらの明ら
かな教示とは対照的に、浴の濃度を最低10重量%まで
にするのに十分なアルカリ金属水酸化物を浴それ自体に
加える必要はない。このような添加は再生のコストを非
常に上げるばかりでな(、得られた溶液はたとえ再生後
であってもその中の高いレベルのアルカリ金属水酸化物
の理由により腐食液として使用できないだろう。
ン酸アルカリ金属塩の生成に顕著な改良をもたらすばか
りか、効力を失った過マンガン酸塩腐食液の浴を・再生
する非常に有用なしかも新規な方法をもたらものと信じ
られる。
のに本発明者が知っている最良の態様を示しているが、
制限するものとは考えてはならない。
カリウム 6.1?/1水酸化ナトリウム
40 t/1水を加えて21とした。
回収した粉末状二酸化マンガン50 t/lを加えた。
℃の温度に加熱し、その温度に保つ一方、懸濁物に、炭
素陽極、並に円筒状の多孔性のセラミックポットに含ま
れた水酸化ナトリウムの50重量%水溶液に吊したステ
ンレス鋼電極よりなる陰極を用いる電解酸化を行った。
度で用いた。電解を16時間50分続けた。終ってから
浴を分析し下記の組成を有することが分った。
酸カリウム 15.9 t/1残存二酸化マンガ
ン 349/1浴の過マンガン酸塩含量が272
(即ち13.5 ?/l )増加しそしてマンガン酸塩
の含量が19.6F(即ち9.82/l)増加したが、
一方二酸化マンガンは32t(即ち16 f/l )減
少したことが、上述の分析から明らかであろう。
部分的に概略的な断面図である。 2・・・二酸化マンガンの分散物 4・・・電解槽6
・・・陽極 8・・・陽極母線1
0・・・陰極 12・・・電極14
・−・陰極母線 16・・・アルカリ金属水酸化物の水溶液18・・・円
筒状のポット
Claims (18)
- (1)アルカリ金属水酸化物の水溶液を含む電解質の存
在下二酸化マンガンの電解酸化により過マンガン酸アル
カリ金属塩を発生する方法において、該電解質中に設け
られた非電気防食用陽極並にイオンに対して多孔性のコ
ンテナー中のアルカリ金属水酸化物の濃厚水溶液に浸漬
されたアルカリ抵抗性電極よりなる陰極を用いると共に
、該コンテナーが該電解質中に設けられそして該陽極と
該陰極とを分離する隔膜として働くことを特徴とする過
マンガン酸アルカリ金属塩を発生する方法。 - (2)該陽極が炭素電極である請求項1記載の方法。
- (3)該陰極が多孔性のセラミックポット中の濃アルカ
リ金属水酸化物の水溶液中に浸漬したステンレス鋼電極
である請求項1記載の方法。 - (4)二酸化マンガンと接触しているアルカリ金属水酸
化物の水溶液の温度が約50℃〜約80℃の温度である
請求項1記載の方法。 - (5)二酸化マンガンと接触している溶液中のアルカリ
金属水酸化物の濃度が約0.1N〜約3Nである請求項
1記載の方法。 - (6)該陰極で用いたアルカリ金属水酸化物の溶液の濃
度が約10N〜約25の範囲にある請求項1記載の方法
。 - (7)二酸化マンガンが過マンガン酸アルカリ金属塩及
びアルカリ金属水酸化物を含む浴中に存在し、それから
該二酸化物がプリント回路ボードの製造における腐食液
として該浴の操作中に沈でんしたものである請求項1記
載の方法。 - (8)二酸化マンガンと接触している水溶液及び該陰極
の両方に存在しているアルカリ金属水酸化物が水酸化ナ
トリウムである請求項1記載の方法。 - (9)電解濃縮で用いられる電流濃度が1l当り約10
〜約100アンペアである請求項1記載の方法。 - (10)水性の腐食液浴における過マンガン酸塩の濃度
の減少並に該浴中の二酸化マンガンの沈でんによりその
効力が低下した過マンガン酸塩を含む水性の腐食液浴を
再生する方法において、該浴に設けられた非電気防食用
陽極並に該浴内に設けられそして該陽極と該陰極とを分
離する隔膜として働く多孔性のコンテンナー中のアルカ
リ金属水酸化物の濃厚水溶液中に浸漬されたアルカリ抵
抗性金属電極よりなる陰極を用いる電解酸化を行なうこ
とを特徴とする水性の腐食液浴を再生する方法。 - (11)該陽極が炭素電極である請求項10記載の方法
。 - (12)該陰極が多孔性のセラミックポット中の濃アル
カリ金属水酸化物の水溶液中に浸漬したステンレス鋼電
極である請求項10記載の方法。 - (13)該浴中に存在するアルカリ金属水酸化物の濃度
が約0.1N〜約3Nの範囲にある請求項10記載の方
法。 - (14)該陰極に存在するアルカリ金属水酸化物の濃度
が約10N〜約25Nの範囲にある請求項10記載の方
法。 - (15)該電解酸化中の該浴の温度が約50℃〜約80
℃である請求項10記載の方法。 - (16)電解濃縮に用いられる電流濃度が1l当り約1
0〜約100アンペアである請求項10記載の方法。 - (17)該腐食液浴がさらにマンガン酸塩を含む請求項
10記載の方法。 - (18)該浴が含まれている容器から該浴を取り除くこ
となく該浴に電解酸化を行う請求項10記載の方法。
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