JPH05186900A - Snめっき液の再生方法 - Google Patents

Snめっき液の再生方法

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JPH05186900A
JPH05186900A JP340692A JP340692A JPH05186900A JP H05186900 A JPH05186900 A JP H05186900A JP 340692 A JP340692 A JP 340692A JP 340692 A JP340692 A JP 340692A JP H05186900 A JPH05186900 A JP H05186900A
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JP
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ions
plating
plating solution
ion
cations
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JP340692A
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English (en)
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Kyoko Hamahara
原 京 子 浜
Hajime Ogata
方 一 緒
Toshihiro Kikuchi
地 利 裕 菊
Kenichiro Akao
尾 謙一郎 赤
Nobuyuki Morito
戸 延 行 森
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】Snめっき液をSnイオンを選択的に吸着す
る性質を有するキレート樹脂に通液してSnイオンを除
去し、引き続き、Snイオンを除去した処理液をイオ
ン交換膜6Cを介して電解してFeその他のカチオンを
除去し、回収酸を得る工程、および上記回収酸を前記
の工程でSn吸着したキレート樹脂に通液して吸着し
たSnイオンを回収酸中に脱離する工程をこの順序で組
み合わせて実施する。 【効果】省資源、省エネルギーに寄与するところ大であ
り、さらにSnめっき設備をクローズド化することがで
き、環境衛生を保護する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はSnめっき浴中、さらに
Snめっき後の水洗浴中に蓄積するFeその他のカチオ
ンを除去し、Snめっき液を再生使用する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電気Snめっきは主にハロゲンSnめっ
き浴またはフェロスタン浴によって行われている。近
年、環境汚染問題がクローズアップされ、Snめっきラ
インをクローズド化すること、またSnめっき浴自体の
液組成を無害化することが重要になってきた。Snめっ
き浴自体の無害化としてベンゼン環の無いメタンスルフ
ォン酸を電導助剤とするSnめっき浴も新たにぶりき製
造ラインに用いられるようになった。このメタンスルフ
ォン酸はめっき薬剤としては高価なため、こういったS
nめっき浴ではさらにめっき浴の再生利用が重要になっ
てくる。
【0003】Snめっきラインをクローズド化した場合
には、Snイオンや有益添加剤等を回収するにあたり、
不純物として含まれるFeイオンなどのカチオンを分離
除去する必要がある。Feイオンは、めっき原板(鉄
板)がSnめっきタンクに入ってからSnめっきされて
表面が金属Snで覆われるまでの間即ちプレディップの
あいだにめっき原板からFeが酸性Snめっき液によっ
て溶解したり、前処理工程の酸洗水洗液の持ち込み等に
よって蓄積されていく。めっき浴中のFeイオンは空気
酸化または陽極酸化を受けて Fe2++1/4O2 +1/2H2 O→Fe3++OH- (1式) の反応が起こるが、Snイオンが存在するSnめっき浴
では瞬間的に 2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+ (2式) の反応が起こり、Sn2+が酸化されてしまう。本発明者
らの実験では、Sn2+の酸化速度はFe2+濃度の2乗に
比例することがわかっている。さらにSn4+はスラッジ
(SnO2 )となって沈澱する。このためSnめっき液
中にはFe3+はほんとど存在せず、Feイオンは全てF
2+と考えてよく、またSn4+も僅かした存在しないの
で、SnイオンはほんとどSn2+と考えてよい。従って
Snめっき浴にFeイオンが存在する場合には、Sn2+
が急速に消費されてしまうので、Feイオンを除去する
ことは非常に重要となってくる。
【0004】これまでFeイオンを除去しSnめっき浴
を再生する方法に関して、特公昭61−17920、特
公昭57−53880が知られている。特公昭61−1
7920はSnめっき浴中のSnイオンを電解によって
回収した後、陽イオン交換樹脂によってFe等のカチオ
ンを除去し、再生酸液とするものである。この場合Sn
イオンは電解によって回収されるが、FeイオンとSn
イオンの混合した溶液からSnイオンだけを全部電着さ
せる必要があるので定電位電解による管理を必要とす
る。また金属Snとして回収したSnを何らかの方法で
再生酸液に溶解する必要がある。
【0005】また特公昭57−53880はSnめっき
浴からオーバーフローによって持ち出された液(ドラグ
アウト液)中のSnイオンを、選択的にSnイオンを吸
着する性質を有するキレート樹脂で回収した後、強酸性
陽イオン交換樹脂によってFe等のカチオンを除去する
ものである。この場合強酸性陽イオン交換樹脂によって
Fe等のカチオンを除去する。陽イオン交換樹脂の交換
反応は次式で表される。下式において、樹脂をR−H、
交換する金属イオンをM+ とする。 R−H+M+ → R−M+H+ (3式) したがって樹脂に金属イオンが吸着されるためには平行
が右に進む必要があるた、pHが低い場合には右に進み
にくい。つまりめっき液のpHが低い場合にはそのまま
ではFeイオンの吸着がうまくいかず、めっき液からF
e除去はむずかしいため、ドラグアウトの液を回収再生
によってめっきラインをクローズド化しているにすぎな
い。したがってめっき液中のFe除去を直接行わないた
め、Snの酸化抑制することが不充分で、Snイオンの
補給等浴管理のためのコストがかかり、クローズド化に
よる経済性向上が充分でない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Snめっき
浴における環境衛生、経済性の向上を目的としたもの
で、特にSnめっき浴中に蓄積されるFeその他のカチ
オンを除去し、Snめっき液を再生使用する方法を提供
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、Feその他の
カチオンが共存するSnめっき液からFeその他のカチ
オンを除去してSnめっき液を再生する方法において、
Snめっき液をSnイオンを選択的に吸着する性質を
有するキレート樹脂に通液してSnイオンを除去し、引
き続き、Snイオンを除去した処理液をイオン交換膜
を介して電解してFeその他のカチオンを除去し、回収
酸を得る工程、および上記回収酸を前記の工程でS
n吸着したキレート樹脂に通液して吸着したSnイオン
を回収酸中に脱離する工程、をこの順序で組み合わせて
実施することを特徴とするSnめっき液の再生方法を提
供するものである。
【0008】また、本発明は、Feその他のカチオンが
共存するSnめっき槽からのSnめっき液からFeその
他のカチオンを除去して得た再生Snめっき液をSnめ
っき槽に戻す循環系において、Snめっき槽からのめ
っき液をSnイオンを選択的に吸着する性質を有するキ
レート樹脂に通液してSnイオンを除去し、引き続き、
Snイオンを除去した処理液をイオン交換膜を介して
電解してFeその他のカチオンを除去し、回収酸を得る
工程、上記回収酸を前記の工程でSn吸着したキレ
ート樹脂に通液して吸着したSnイオンを回収酸液中に
脱離する工程、の工程で得られたSnイオン含有回
収酸の成分を調製した後前記めっき槽に循環する工程、
をこの順序で組み合わせて実施することを特徴とするS
nめっき液の再生方法を提供するものである。
【0009】ここで、のSnイオン脱離工程前に、
の工程で得られた回収酸のpHをSnイオンの脱離に適
したpHに調整するのがよい。また、の成分調整工程
前に、Snイオン含有回収酸を活性炭で処理することに
より、不要な不純物を除去することもできる。
【0010】
【作用】以下本発明を詳細に説明する。本発明はキレー
ト樹脂の特性を利用し、有機金属イオンと不要金属イオ
ンを分離し、有効に不要金属イオンを除去する。キレー
ト樹脂は陽イオン交換樹脂の一種であるが特定の金属を
選択的に吸着する性質を持つ。本発明ではSnめっき
液、Snめっき後のドラグアウト、水洗液またはそれら
の混合液をまずSnイオンを選択的に吸着する性質を有
するキレート樹脂に通液する。Snめっき液が強酸性の
場合はSnイオン吸着性がやや低くなるので、通液のp
Hを上げるためできればドラグアウトや水洗液と混合す
る方が望ましい。またドラグアウトや水洗液もSn濃度
やFe濃度が低いためそのままでは樹脂通液時間のわり
にSn吸着量が少なくつまり時間効率が悪いため、Sn
めっき液と混合する方が望ましい。本発明で用いるSn
イオンを選択的に吸着する性質を有するキレート樹脂と
しては、たとえばスチレンとジビニルベンゼンの共重合
体を基体とし、官能基としてリン酸基、アミノリン酸基
またはイミノジ酢酸基を持つキレート樹脂がよい。これ
らのキレート樹脂は広いpHの範囲でSnイオンのみを
吸着する性質を持ち、Snイオンの分離が容易である。
【0011】Snイオンを除去した後はさらにカチオン
交換膜を介した電解によってFeイオンを除去する。図
1には本発明の一例を表したフロー図を示す。カチオン
交換膜を介してSnイオンを除去した液をアノード側に
入れ、カソード側にはめっきに無害な電解質溶液を入
れ、カチオン交換膜を通してFeその他のカチオンをカ
ソード側に移動させる。その後アノード側に残った酸そ
の他の添加剤を回収する。カソード側の電解質の例とし
ては、フェノールスルホン酸浴やメタンスルホン酸浴の
場合には硫酸を用いるのがよい。それはアノード側に硫
酸イオンが混じった場合でもめっきに影響を与えず、ま
たコスト的にも有利であるのでよい。カチオン交換膜と
しては例えば旭硝子(株)製SelemionCMV,旭化成
(株)製Aciplex CK−1,K−101などを用いれば
よい。またカソード側の電極は特に限定されることはな
い。鋼やカーボン等を使えばよい。アノード側の電極は
溶液への不純物金属の溶解を防ぐために、不溶性の陽極
であれば特に限定されることはない。カーボン、白金被
覆されたチタン、シリコン等を用いればよい。この方法
を用いることによりSnめっき液の持ち出しつまりドラ
グアウト液の回収、再生だけでなく積極的にSnめっき
液のFeイオン除去ができ、2式の反応が起こらないた
め、Snの酸化によるスラッジ生成を極力抑えることが
できるようになった。特に高速ラインでは空気のめっき
液への巻き込みが多いため、その効果は特に大きい。
【0012】一方樹脂によってSnイオンを除去した液
を逆にカソード側に入れ、カソードとアノードの間にア
ニオン交換膜を設置し、めっき浴中の酸をアニオン交換
膜を通過させてアノード側に回収する方法も考えられ
る。この方法ではめっき液中に含まれる酸などのアニオ
ンは回収することができるが、光沢剤、酸化防止剤など
の添加剤もアニオン系でなければ回収することはでき
ず、コストアップを招き、めっき設備のクローズド化も
できない。実際、光沢剤、酸化防止材などは必ずしもア
ニオン系のものが用いられず、非イオン系のものが用い
られることが多い。しかし、光沢剤、酸化防止剤などの
添加剤もアニオン系の場合には逆にカソード側に入れ、
カソードとアノードの間にアニオン交換膜を設置し、め
っき浴中の酸をアニオン交換膜を通過させてアノード側
に回収する方法を用いてもよい。
【0013】Feイオンを除去した液は、回収酸液とし
てSnめっき液に添加することが出来る。またSnイオ
ンの吸着されたキレート樹脂塔に通液することによって
不純物を混入すること無くSnを回収することができ
る。この場合吸着されたSnを脱離せしめるためpHは
1以下にする必要がある。このため場合によってはFe
イオン除去後の回収酸を濃縮などによりpHを調整して
からSnイオンの吸着されたキレート樹脂塔に通液する
ことが望ましい。図1は本発明の一例を表したフロー図
である。Snめっき槽1、2のめっき液、ドラグアウト
槽3および水洗槽4の液を混合し、まずSnイオンを優
先的に吸着するキレート樹脂塔5に通す。Snイオンを
除去した液はさらにアノード6aおよびカソード6bが
カチオン交換膜6c(イオン交換膜)で隔てられた電解
設備6のアノード側に投入され、Feその他のカチオン
が除去される。Feその他のカチオンが除去された酸液
であるアノード液は好ましくは濃縮器7によりSnを脱
離可能なpHに濃縮されてSnの吸着された樹脂塔5に
通液してSnイオンを脱離回収し、Snイオン以外のカ
チオン(主にFeイオン)が除去されたSnめっき液を
得る。この液はSnイオン、光沢剤、酸化防止剤などが
各成分調整槽9で成分調整された後Snめっき液槽1、
2に戻す。さらに必要に応じては連続Snめっきによっ
て生成された不純物(添加剤の反応物性等)を活性炭処
理塔8により処理して除去した後成分調整してめっき液
槽1、2に戻すのもよい。キレート樹脂の通液は空間速
度(SV)1〜10で行えばよい。これら一連のシステ
ムによってめっき液の再生を行うと同時にラインをクロ
ーズド化することができる。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。
【0015】(実施例1)図1に示す設備を用いてSn
めっき浴中のFeその他のカチオンを除去した。Snめ
っき液の電導助剤としてはメタンスルフォン酸を用い
た。表1に示しためっき液とドラグアウト液を混合した
液0.5m3 を表2に示した樹脂R(図1の5)0.0
25m2 にSV4で通液し、Snイオンを除去した。さ
らに電解設備6のアノード6a側にSnイオンを除去し
た液を投入し、カソード6b側は30g/lの硫酸溶液
を投入して電解によってFeその他のカチオンを除去し
た。イオン交換膜6cとしては表2に示すものを用い
た。この時のめっき液中のSnイオン、Feイオン等の
濃度変化を表1に示した。この液を濃縮し、pH0.8
としたのちSnイオンの吸着した樹脂Rに通液し、Sn
イオンを回収した。さらに発明例1、3は活性炭処理
後、また発明例2、4は活性炭処理することなく、各成
分濃度を調整してめっき槽(図1の1、2)に投入し
た。Sn濃度、Fe濃度の測定は原子吸光分析装置にて
おこなった。
【0016】本発明例1〜4は樹脂によってSnイオン
とFeイオンが分離され、Snイオンのみが除去され
た。更に電解設備によってFeイオンが効率的に除去さ
れた。比較例1はカチオン交換膜を用いずに電解したた
め、Feイオンの除去が充分でなかった。比較例2は樹
脂のSnイオン選択性がなく、SnイオンとFeイオン
の分離ができず液の再生ができない結果となった。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明はSnめっき液のFeその他のカ
チオンを除去し、再生する効率的な方法を提供するもの
である。そのため本発明は省資源、省エネルギーに寄与
するところ大であり、さらにSnめっき設備をクローズ
ド化することができ、環境衛生を保護する効果が極めて
高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】Snめっき設備をクローズド化するためにFe
その他のカチオンを除去しめっき液を再生する本発明の
フロー図である。
【符号の説明】 1、2 Snめっき槽 3 ドラグアウト槽 4 水洗槽 5 Snイオン選択吸着型キレート樹脂塔 6 Feその他のカチオン電解除去設備 6a アノード 6b カソード 6c イオン交換膜 7 濃縮器 8 活性炭処理塔 9 各成分濃度調整槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊 地 利 裕 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 赤 尾 謙一郎 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 森 戸 延 行 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Feその他のカチオンが共存するSnめっ
    き液からFeその他のカチオンを除去してSnめっき液
    を再生する方法において、 Snめっき液をSnイオンを選択的に吸着する性質
    を有するキレート樹脂に通液してSnイオンを除去し、
    引き続き、 Snイオンを除去した処理液をイオン交換膜を介し
    て電解してFeその他のカチオンを除去し、回収酸を得
    る工程、および 上記回収酸を前記の工程でSn吸着したキレート
    樹脂に通液して吸着したSnイオンを回収酸中に脱離す
    る工程、 をこの順序で組み合わせて実施することを特徴とするS
    nめっき液の再生方法。
  2. 【請求項2】Feその他のカチオンが共存するSnめっ
    き槽からのSnめっき液からFeその他のカチオンを除
    去して得た再生Snめっき液をSnめっき槽に戻す循環
    系において、 Snめっき槽からのめっき液をSnイオンを選択的
    に吸着する性質を有するキレート樹脂に通液してSnイ
    オンを除去し、引き続き、 Snイオンを除去した処理液をイオン交換膜を介し
    て電解してFeその他のカチオンを除去し、回収酸を得
    る工程、 上記回収酸を前記の工程でSn吸着したキレート
    樹脂に通液して吸着したSnイオンを回収酸液中に脱離
    する工程、 の工程で得られたSnイオン含有回収酸の成分を
    調製した後前記めっき槽に循環する工程、 をこの順序で組み合わせて実施することを特徴とするS
    nめっき液の再生方法。
  3. 【請求項3】のSnイオン脱離工程前に、の工程で
    得られた回収酸のpHをSnイオンの脱離に適したpH
    に調整する請求項1または2に記載のSnめっき液の再
    生方法。
  4. 【請求項4】の成分調整工程前に、Snイオン含有回
    収酸を活性炭で処理する請求項1〜3のいずれかに記載
    のSnめっき液の再生方法。
JP340692A 1992-01-10 1992-01-10 Snめっき液の再生方法 Withdrawn JPH05186900A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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