JPH0413900A - ニッケルメッキ浴用ニッケル金属の電解溶解方法 - Google Patents

ニッケルメッキ浴用ニッケル金属の電解溶解方法

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JPH0413900A
JPH0413900A JP11677190A JP11677190A JPH0413900A JP H0413900 A JPH0413900 A JP H0413900A JP 11677190 A JP11677190 A JP 11677190A JP 11677190 A JP11677190 A JP 11677190A JP H0413900 A JPH0413900 A JP H0413900A
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nickel
cathode
anode
plating bath
metal
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JP11677190A
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Takashi Yamaguchi
隆司 山口
Keitaro Shibata
柴田 敬太郎
Toshikatsu Hamano
浜野 利勝
Yukio Matsumura
幸夫 松村
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Nippon Steel Corp
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属ニッケルの電解溶解方法、詳しくはニッ
ケルメッキ浴中の消耗したニッケル濃度を金属ニッケル
の電解溶解により向上させる方法に関する。
[従来技術] ニッケルメッキ又はニッケル合金メッキは各種の工業的
メツキに使用されているが、その浴組成は、例えば硫酸
等の酸濃度5〜30g/lニッケル濃度30〜80g/
l 、 pH0,5〜2.0である。当然のことながら
、メツキ浴はその使用につれてニッケルが消耗し、ニッ
ケル濃度が低下するため、何らかの方法によりニッケル
を補給し、洛中のニッケル濃度を常に所望のレベルに維
持する必要がある。
ニッケルメッキ浴へのニッケルの補給としては、金属ニ
ッケルを直接これに浸漬し溶解することも考えられるが
、浴の酸濃度は比較的小さく溶解速度が小さいため実際
的ではない。洛中の酸濃度を高めることはその後に酸濃
度の調整の困難さからこれも実用的でない。
メツキ浴の酸濃度をほぼ所定レベルに維持したままニッ
ケルを補給する方法として、炭酸ニッケル形態にて浴に
添加することも提案されているが、炭酸ニッケルは金属
ニッケルに比較して高価であるばかりでなく、粉体であ
るため、添加時に飛散し、環境を悪化する等の難点があ
る。
更にメツキ浴の酸濃度を変えずにニッケルを補給する別
の手段として電解溶解により金属ニッケルを浴に溶解す
る方法も考慮されるが、従来の電解溶解方法では、陰極
上にニッケルが析出するとともに、陽極のニッケルも一
部不働態化してしまうため、この方法も未だ実用化され
ていない。
[発明の解決しようとする問題点] 本発明は、上記の如きニッケルメッキ洛中の消耗するニ
ッケルを電解により溶解する方法として、陰極上に金属
ニッケルが長時間にわたって析出することな(、また付
随する陽極の不働態化等のトラブルを起すことのないニ
ッケル金属電解溶解方法を提供する。
[問題点を解決するための手段] 上記本発明の目的は、本発明者の研究によると、以下の
本発明により解決しうろことが見い出された。
即ち、陽極として硫黄含有金属ニッケル、陰極として水
素過電圧が250mV以下の水素過電圧を有する電極を
有する電解槽にニッケル金属が消耗したニッケルメッキ
浴液を供給し、電流密度1〜30A/dm2にて通電す
ることによりニッケル濃度を上昇させることを特徴とす
るニッケルメッキ浴用のニッケル金属電解方法を本発明
として提供する。
本発明において、陰極として水素過電圧が250mV以
下、好ましくは0〜50mVの電極を使用することが必
要である。ここにおいて、陰極の水素過電圧が上記範囲
外の場合には、陰極でのニッケル金属の析出が急激に増
加し、実質上工業的運転は困難である。これは、特にニ
ッケルメッキ浴のpHとして、0〜2.0、特には1.
0〜1.5の酸濃度の場合に顕著である。この場合、酸
濃度は、通常1〜100g/lであり、酸としては、硫
酸が代表的なものであるが、例えば、塩酸、リン酸、硝
酸、有機酸などの他の酸も本発明では適用できる。
上記特定の水素過電圧を有する陰極としては好ましくは
、比表面積が、窒素ガス吸着法による場合、好ましくは
1000m”m2以上、特には、1万〜10万m 27
 m 2を有するのが適切である。
ステンレスをエツチングしたもの又はラネーニッケルな
どが例示される。
本発明の陰極としては、炭素からなるもの、特に織布又
は不織布からなるものが耐酸性があり、且つ安価であり
、実用上特に好ましいことが見い出された。炭素の織布
としては、好ましくは1〜10μのフィラメントを10
00〜12000本束ねた糸を用い、重密度が好ましく
は0,1〜2.0g/cc 、厚み0.1〜5mmのも
のが好ましい。
また炭素の不織布としては、密度が好ましくは0.02
〜0.5g/ccのものが使用される。
炭素の織布又は不織布の陰極の場合、それ自体が導電性
を有しているので直接通電できるが、好ましくは、チタ
ニウム、ステンレスなどの導性基体上に担持、固定させ
、自立性をもたせて使用するのが好ましい。織布又は不
織布の固定法としては、上記基体に適宜の数の孔をあけ
、炭素の織布又は不織布を炭素系などの導電性糸で縫い
つけるなどの方法が採用される。かくして、担持、固定
された炭素の織布又は不織布の陰極の場合、下記するチ
タン等の基体に白金族金属がメツキされた電極と異なり
、基体が水素脆化しても、担持した被覆物が脱落するこ
とがないので特に有利である。
更にチタンなどのバルブメタルの表面に白金を電気メツ
キしたものも本発明の陰極として使用できるが、種々検
討したところイリジウムをコーティングしたのち焼付固
定したものは前記電気メッキ品と異なり長時間陰極に用
いても剥離しに(<、極めて好ましいことが判明した。
上記陰極を使用し、溶解すべき金属ニッケルを陽極に使
用した電解槽に、ニッケル金属又はニッケルと亜鉛等の
ニッケル合金のメツキ浴等からとり出した液を供給する
。この際、陽極の金属ニッケルは、陽極としての不働態
化を防止するために硫黄を含有することが必要であり、
硫黄は好ましくは0.003〜0.5重量%、好ましく
は0.O1〜0.05重量%含有せしめられる。過度に
大きい硫黄含有はメツキに影響するため好ましくない。
金属ニッケルの形状は、溶解をしやす(するため好まし
くは、粒状、板状、粉状にせしめ、これをチタンなどの
耐食性金属のバスケットに入れて使用するのが適切であ
る。ニッケルメッキ浴からとり出した液は、上記電解槽
の陽極と陰極間に好ましくは10〜40Cm/5eC1
特には20〜40 cm/secで供給する。この流速
を選ぶことにより、陰極上にニッケルが析出した場合に
も、陰極上にニッケルは均一に析出し、かかる均一に析
出したニッケルは除去しやすいので好ましい。
上記電解槽は、必要により陽極及び陰極間を隔膜で仕切
ることができる。隔膜は、ニッケルイオンの透過を阻止
するため好ましくは陰イオン交換膜が使用できる。しか
し場合により、未溶解の金属ニッケルの微粒子の透過を
防止するため好ましくは60メツシュ以上好ましくは1
00メツシュ以上の織布又は不織布であってもよい。織
布又は不織布の材料としては、金属炭素質、合成樹脂、
金属などの導電性のものの使用が好ましい。一方陰イオ
ン交換膜としては、強塩基性又は弱塩基性でイオン交換
容量0.2〜4ミリ当量/g乾燥樹脂厚み20〜100
0μのものの使用が好ましい。
か(して電解槽にはニッケルメッキ浴液が供給され、好
ましくは、2〜10 A/dm2.特には1〜30 A
/dm2にて通電することにより、陽極の金属ニッケル
は、電気的に溶解され、供給したニッケルメッキ浴のp
H即ち酸濃度を変えることなく、浴中の金属ニッケルの
濃度は上昇する。この間陰極では、水素イオンが、本発
明では極めて選択的に放電し、水素ガスが放出され、金
属ニッケルの陰極の析出は抑制される。
しかしこのようにして長時間運転を継続した場合本発明
者の知見によると、陰極には僅かながらニッケルが析出
すると同時に、陽極の金属ニッケルが不動態化現象を起
こし、摺電圧が急激に上昇する場合があることが判明し
た。
上記現象が生じた場合、本発明者の研究によると通電方
向を逆にせしめ、それまでの陰極を陽極にし、陽極を陰
極にせしめて通電した場合には、極めて有効的に上記現
象が解消しうることが判明した。かかる逆通電により、
陽極の金属ニッケルの不動態化は解消し、陰極上に析出
したニッケルが溶解する為と思われる。かかる逆通電は
、逆通電時間/正通電時間が、好ましくは、0.1〜1
%特には0.1〜lO%にするのが好ましい。
このようにして、本発明によれば、ニッケルメッキ浴か
らとり出したニッケル濃度の低下した液は、ニッケル液
のpHを変えることなしに極めて有効にニッケル濃度の
向上が行なわれ、ニッケル濃度が上昇した液はニッケル
メッキ浴に循環使用される。
以上は、ニッケルメッキ浴について説明したか、ニッケ
ルー亜鉛メツキ浴或はニッケルー亜鉛−コバルトメツキ
浴等のニッケル合金メツキ浴についても亜鉛、コバルト
はニッケルに比べて、本発明の陰極上に析出しにく(、
同様の作用効果が得られる。
実施例1 ニッケルメッキ浴からとり出したH2SO40,5NN
ISO42,5Nを含む溶液(p+(=1.0)中に本
発明に従って金属ニッケルを電解溶解した。電解槽の陽
極として、チタン製バスケットに入れた粒状形状の硫黄
含有量0.02重量%の金属ニッケル100gを使用し
、陰極として、糸径3μ、布密度0.075g/cc 
、厚み0.4mmの炭素繊維の織布をチタン板に縫いつ
け担持した電極(水素過電圧40mV)を用いた。
上記メツキ浴液は、電解槽に対し、20cm/secで
供給され、電流密度(陰極板上)3A/dm2にて通電
した。その結果、陽極でのニッケル溶解は、3.2 g
/時間の速度で溶解した、その電流効率はほぼ100%
であり、5時間運転したところ陰極へのニッケルの析出
は認められなかった。
比較例1 実施例1の方法において陰極としてステンレスのSUS
 316 (水素過電圧280 mV)を使用して同様
の試験を行なった。その結果Niの溶解は3.2 g/
Hrでほぼ同様な値であったが、 5LIS 316に
Niが析出し突起状となった。N1が陰極に析出したた
め総合溶解量は50%以下であった。
実施例2 実施例1の方法において陽極バスケットと陰極板の間に
80メツシユの厚み1mmmmポリプロ布を用い、陰極
と陽極間を区切り、ニッケルメッキ液を陽極室に供給し
、陰極室にニッケルメッキ液を満たして電解を行った。
この布を用いることにより、100時間という長時間運
転したにもかかわらず、未溶解のN1粒子が陰極板上に
析出することがなく、陰極板を長期に安定して使うこと
が出来るようになった。
実施例3 実施例1の方法において陽極バスケットと陰極板との間
に80メツシユの布を設けて陰極室内の液を20cm/
secの速度で循環した。その結果1.OA/dm2ま
で陰極板上への電析が見られず、実施例1の4倍の溶解
速度が得られた。
実施例4 実施例1において、陰極にTiにIrをコーティングし
た後、焼付固定したものを用い、電流密度(陰極板上)
 3A/dm2にて通電した、その結果陽極でのニッケ
ル溶解は3.2g/時間の速度で溶解でき、その電流効
率はほぼ100%であり5時間運転したところ、陰極へ
のニッケルの電析は認められなかった。
実施例5 ニッケルー亜鉛合金メツキ浴からとり出したH2SO,
0,3N、 NiSO42,5N、 ZnS042.5
Nを含む溶液(pH= 1.0)中に本発明に従って金
属ニッケルを電解溶解した。電解槽の陽極として、チタ
ン製バスケットに入れた粒状形状の硫黄含有量002重
量%の金属ニッケル100gを使用し、陰極として、糸
径3μ、布密度0.075g/cc 、厚み0.4闘の
炭素繊維の織布をチタン板に縫いつけ担持した電極(水
素過電圧40ntV)を用いた。
上記メツキ浴液は、電解槽に対し、20cm/secで
供給され、電流密度(陰極板上) 3 A/dm2にて
通電した。その結果、陽極でのニッケル溶解は、3.2
g/時間の速度で溶解した、その電流効率はほぼ100
%であり、5時間運転したところ陰極への亜鉛、ニッケ
ルの析出は認められなかった。
実施例6 実施例5の方法において陽極バスケットと陰極板の間に
80メツシユの厚み1mmmmポリプロ布を用い、陰極
と陽極間を区切り、ニッケル亜鉛合金メツキ液を陽極室
に供給し、陰極室にニッケルー亜鉛合金メツキ液を満た
して電解を行った。この布を用いることにより、100
時間という長時間運転したにもかかわらず、未溶解のN
i粒子が陰極板上に析出することがなく、陰極板を長期
に安定して使うことが出来るようになった。
実施例7 実施例5の方法において陽極バスケットと陰極板との間
に80メツシユの布を設けて陰極室内の液を20cm/
secの速度で循環した。その結果10A/dm2まで
陰極板上への電析が見られず、実施例5の4倍の溶解速
度が得られた。
実施例8 実施例5において、陰極にTjにIrをコーティングし
た後、焼付固定したものを用い、電流密度(陰極板上)
 3A/dm2にて通電した、その結果陽極でのニッケ
ル溶解は3.2g/時間の速度で溶解でき、その電流効
率はほぼ100%であり5時間運転したところ、陰極へ
の亜鉛ニッケルの電析は認められなかった。
実施例9 ニッケルー亜鉛−コバルト合金メツキ浴からとり出した
+(2SO40,3N、 NiSO42,5N、 Zn
SO42,5N、 CO3O40,lNを含む溶液(p
H=1.0)中に本発明に従って金属ニッケルを電解溶
解した。電解槽の陽極として、チタン製バスケットに入
れた粒状形状の硫黄含有量0.02重量%の金属ニッケ
ル100gを使用し、陰極として、糸径3μ、重密度0
.075g/cc 、厚み0.4mmの炭素繊維の織布
をチタン板に縫いつけ担持した電極(水素過電圧40m
V)を用いた。
上記メツキ浴液は、電解槽に対し、20cm/secで
供給され、電流密度(陰極板上)3A/dm2にて通電
した。その結果、陽極でのニッケル溶解は、3.2g/
時間の速度で溶解した、その電流効率はほぼ100%で
あり、5時間運転したところ陰極への亜鉛、コバルト、
ニッケルの析出は認められなかった。
実施例10 実施例9の方法において陽極バスケットと陰極板の間に
80メツシユの厚み1mmmmポリプロ布を用い、陰極
と陽極間を区切り、ニッケルー亜鉛−コバルト合金メツ
キ液を陽極室に供給し、陰極室にニッケルー亜鉛−コバ
ルト合金メツキ液を満たして電解を行った。この布を用
いることにより、100時間という長時間運転したにも
かかわらず、未溶解のNi粒子が陰極板上に析出するこ
とがなく、陰極板を長期に安定して使うことが出来るよ
うになった。
実施例11 実施例9の方法において陽極バスケットと陰極板との間
に80メツシユの布を設けて陰極室内の液を20cm/
secの速度で循環した。その結果10A/dm2まで
陰極板上への電析が見られず、実施例9の4倍の溶解速
度が得られた。
実施例12 実施例9において、陰極にT1にIrをコーティングし
た後、焼付固定したものを用い、電流密度(陰極板上)
 3A/dm2にて通電した、その結果陽極でのニッケ
ル溶解は3.2g/時間の速度で溶解でき、その電流効
率はほぼ100%であり5時間運転したところ、陰極へ
の亜鉛、コバルト、ニッケルの電析は認められなかった

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽極として硫黄含有金属ニッケル、陰極として水
    素過電圧が250mV以下の水素過電圧を有する電極を
    有する電解槽にニッケル金属が消耗したニッケルメッキ
    浴液を供給し、電流密度1〜30A/dm^2にて通電
    し、ニッケル濃度を上昇させることを特徴とするニッケ
    ルメッキ浴用ニッケル金属の電解溶解方法。
  2. (2)消耗したニッケルメッキ浴液が、酸濃度1〜10
    0g/l、ニッケル濃度1〜100g/l、pH0〜2
    である請求項(1)の方法。
  3. (3)陰極の窒素ガス吸着法による比表面積が、100
    0m^2/m^2以上である請求項(1)又は(2)の
    方法。
  4. (4)陰極がチタン上に担持された炭素の織布又は不織
    布である請求項(1)、(2)又は(3)の方法。
  5. (5)陰極がチタン上にIr又はIr合金をコーティン
    グ後焼きつけを行なった請求項(1)又は(2)の方法
  6. (6)陰極が硫黄を0.003〜0.5%を含むニッケ
    ルである請求項(1)、(2)、(3)、(4)又は(
    5)の方法。
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