JPH06306697A - 鉄系電気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法 - Google Patents
鉄系電気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法Info
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- JPH06306697A JPH06306697A JP9637593A JP9637593A JPH06306697A JP H06306697 A JPH06306697 A JP H06306697A JP 9637593 A JP9637593 A JP 9637593A JP 9637593 A JP9637593 A JP 9637593A JP H06306697 A JPH06306697 A JP H06306697A
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- iron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄系電気めっきを不溶性陽極を用いて行う際
のめっき液中のFe3+の効率的還元方法の提案。 【構成】 攪拌槽に充填されている鉄粉の表面積Sm2
と該攪拌槽へのめっき液循環量Qm3 /hrの比H(=S
/Q)を1≦H≦5を満たすようにする。
のめっき液中のFe3+の効率的還元方法の提案。 【構成】 攪拌槽に充填されている鉄粉の表面積Sm2
と該攪拌槽へのめっき液循環量Qm3 /hrの比H(=S
/Q)を1≦H≦5を満たすようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄系電気めっき特に不溶
性陽極を用いた場合のめっき液中の3価のFeイオンの
高効率還元方法に関する。
性陽極を用いた場合のめっき液中の3価のFeイオンの
高効率還元方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、鉄系めっきの研究が数多く行わ
れ、その特性が自動車用表面処理鋼板として優れている
事が明らかになってきた。例えば、Fe含有率が10〜20%
であると耐食性に優れており(例えば特公昭57−61831
号公報)、またFe含有率が80%以上であれば化成処理性
に優れている(例えば特公昭58−15554 号公報)。従っ
て、鉄系電気めっきの生産が著しく増加した。
れ、その特性が自動車用表面処理鋼板として優れている
事が明らかになってきた。例えば、Fe含有率が10〜20%
であると耐食性に優れており(例えば特公昭57−61831
号公報)、またFe含有率が80%以上であれば化成処理性
に優れている(例えば特公昭58−15554 号公報)。従っ
て、鉄系電気めっきの生産が著しく増加した。
【0003】現在、電気めっきラインは高効率にめっき
を生産するため不溶性陽極を用いる事が一般的である。
不溶性陽極を用いた場合、Fe2+イオンが存在するとアノ
ード上で次の反応が起こる。 H2O → 1/2O2 +2H+ +2e- … (1) Fe2+ → Fe3+ + e- … (2) 水溶液中のFe2+イオンは次式に従って酸素と反応する。
を生産するため不溶性陽極を用いる事が一般的である。
不溶性陽極を用いた場合、Fe2+イオンが存在するとアノ
ード上で次の反応が起こる。 H2O → 1/2O2 +2H+ +2e- … (1) Fe2+ → Fe3+ + e- … (2) 水溶液中のFe2+イオンは次式に従って酸素と反応する。
【0004】 Fe2++1/4O2 +H+ → Fe3+ + 1/2H2O …(3) 従って、鉄系電気めっきの場合特に不溶性陽極を用いる
時、式(2)および式(3)の反応によるFe3+イオンの
著しい増加がみられる。鉄系電気めっきにおいてFe3+が
増加してくると、 電析効率が低下する。 金属光沢がなくなり、めっき外観が低下してくる。 めっき密着性が劣化する。 などの問題が起こってくる。従って品質の良好な鉄系め
っきを製造するためには、Fe3+濃度を低くコントロール
する必要がある。
時、式(2)および式(3)の反応によるFe3+イオンの
著しい増加がみられる。鉄系電気めっきにおいてFe3+が
増加してくると、 電析効率が低下する。 金属光沢がなくなり、めっき外観が低下してくる。 めっき密着性が劣化する。 などの問題が起こってくる。従って品質の良好な鉄系め
っきを製造するためには、Fe3+濃度を低くコントロール
する必要がある。
【0005】Fe3+イオン濃度を低くコントロールする方
法として次のような方法がある。 生成したFe3+イオンを電気的に還元する方法(特開昭
58−213891号公報)。 充填層と沈降槽の間にバイパスをもち空塔速度を確保
する事によりFe3+の高還元率を確保する(実公昭61−11
232 号公報)。 攪拌槽内に補給すべき金属を一定量存在させる鉄系電
気めっき液の再生処理方法(特公平4−28799 号公
報)。
法として次のような方法がある。 生成したFe3+イオンを電気的に還元する方法(特開昭
58−213891号公報)。 充填層と沈降槽の間にバイパスをもち空塔速度を確保
する事によりFe3+の高還元率を確保する(実公昭61−11
232 号公報)。 攪拌槽内に補給すべき金属を一定量存在させる鉄系電
気めっき液の再生処理方法(特公平4−28799 号公
報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】の方法は、電気を用
いて還元するためランニングコストがかさむ。の方法
は空塔速度が速いため金属粉が溶解層の外にでる事によ
り沈降槽やフィルターなどの付帯設備が多く必要となり
イニシャルコストが高くなる。の方法は溶解量と還元
量に付いては詳細に述べているが効率に付いての検討が
なされていない。従っての方法によると添加する金属
粉の量が過剰で溶解量が多くなり、めっき液中の金属イ
オンのバランスが崩れる。めっき液のバランスを保つた
めにはめっき液の廃棄が必要になる。
いて還元するためランニングコストがかさむ。の方法
は空塔速度が速いため金属粉が溶解層の外にでる事によ
り沈降槽やフィルターなどの付帯設備が多く必要となり
イニシャルコストが高くなる。の方法は溶解量と還元
量に付いては詳細に述べているが効率に付いての検討が
なされていない。従っての方法によると添加する金属
粉の量が過剰で溶解量が多くなり、めっき液中の金属イ
オンのバランスが崩れる。めっき液のバランスを保つた
めにはめっき液の廃棄が必要になる。
【0007】本発明は、前記問題点を解決した鉄系電気
めっき特に不溶性陽極を用いた場合のめっき液中のFe3+
の高効率還元方法に関する技術を提供するのを目的とし
ている。
めっき特に不溶性陽極を用いた場合のめっき液中のFe3+
の高効率還元方法に関する技術を提供するのを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らはすでに特開
平3−2399号公報、特開平3−2400号公報などで高効率
で鉄系電気めっき液中のFe3+を還元する方法を提案して
いる。これらの発明は、溶解装置内に邪魔板を置き溶解
槽内に乱流を起こし攪拌の効果を大きくすることに主眼
が置かれている。その後本発明者らは鋭意研究を続け高
効率の還元を実現するためにはめっき液の循環量および
添加する鉄粉の表面積の間に重要な関係があることを突
き止め本発明にいたった。
平3−2399号公報、特開平3−2400号公報などで高効率
で鉄系電気めっき液中のFe3+を還元する方法を提案して
いる。これらの発明は、溶解装置内に邪魔板を置き溶解
槽内に乱流を起こし攪拌の効果を大きくすることに主眼
が置かれている。その後本発明者らは鋭意研究を続け高
効率の還元を実現するためにはめっき液の循環量および
添加する鉄粉の表面積の間に重要な関係があることを突
き止め本発明にいたった。
【0009】すなわち本発明は高効率な還元方法を実現
するために、鉄粉を攪拌槽にて溶解しながらFe3+を還元
するに際し充填されている鉄粉の表面積Sm2 と攪拌槽
へのめっき液循環量Qm3 /hrの比である単位流量あた
りの鉄粉の表面積H(=S/Q)が1以上5以下となる
ようにしたものである。
するために、鉄粉を攪拌槽にて溶解しながらFe3+を還元
するに際し充填されている鉄粉の表面積Sm2 と攪拌槽
へのめっき液循環量Qm3 /hrの比である単位流量あた
りの鉄粉の表面積H(=S/Q)が1以上5以下となる
ようにしたものである。
【0010】
【作用】容積1m3 、邪魔板を円周方向に4枚入れた攪
拌槽を用いて実験を行った。用いためっき液は、Fe
2+(硫酸塩で添加)50g/l、 pH 1.5 、Fe3+5および
10g/lである。鉄粉の表面積は透過法により求めた。
実験は、図1に示すように、めっき液を一定の流量Qで
攪拌槽へ流しながら、一定速度で鉄粉Wを加えて流出す
るめっき液をサンプリングし、Fe2+およびFe3+濃度を滴
定により求めた。Fe2+およびFe3+濃度が一定になるのを
確認して定常状態として以下の式で溶解速度Vを求め
た。
拌槽を用いて実験を行った。用いためっき液は、Fe
2+(硫酸塩で添加)50g/l、 pH 1.5 、Fe3+5および
10g/lである。鉄粉の表面積は透過法により求めた。
実験は、図1に示すように、めっき液を一定の流量Qで
攪拌槽へ流しながら、一定速度で鉄粉Wを加えて流出す
るめっき液をサンプリングし、Fe2+およびFe3+濃度を滴
定により求めた。Fe2+およびFe3+濃度が一定になるのを
確認して定常状態として以下の式で溶解速度Vを求め
た。
【0011】V={(出側Fe2+濃度−入側Fe2+濃度)−
(入側Fe3+濃度−出側Fe3+濃度)}×Q/攪拌槽の容積 攪拌槽内の溶解速度Vが定常になったとき、めっき液の
循環を停止して攪拌槽の中に大量の水を入れ溶解反応を
停止させる。その後鉄粉をデカンタで集めその重量を測
定して鉄粉の充填量とした。充填した鉄粉の表面積は溶
解前の鉄粉の表面積により代替した。このようにしても
鉄粉の溶解速度は充分に速いので特に問題はない。単位
流量あたりの鉄粉の表面積Hは、次の式で求められる。
(入側Fe3+濃度−出側Fe3+濃度)}×Q/攪拌槽の容積 攪拌槽内の溶解速度Vが定常になったとき、めっき液の
循環を停止して攪拌槽の中に大量の水を入れ溶解反応を
停止させる。その後鉄粉をデカンタで集めその重量を測
定して鉄粉の充填量とした。充填した鉄粉の表面積は溶
解前の鉄粉の表面積により代替した。このようにしても
鉄粉の溶解速度は充分に速いので特に問題はない。単位
流量あたりの鉄粉の表面積Hは、次の式で求められる。
【0012】 H=投入鉄粉の比表面積×鉄粉の充填量/Q VとHの関係を図2に示す。溶解速度VはHが大きくな
るに従って大きくなる。その増加のしかたはHが 0.3〜
5hr/mであれば、ほぼ直線的に増加するがHがそれ以
上であればその増加の割合が低下してくる。Fe3+の還元
効率Eを、次式で求める。
るに従って大きくなる。その増加のしかたはHが 0.3〜
5hr/mであれば、ほぼ直線的に増加するがHがそれ以
上であればその増加の割合が低下してくる。Fe3+の還元
効率Eを、次式で求める。
【0013】E=(入側Fe3+濃度−出側Fe3+濃度)×Q
/(攪拌槽の容積×2V) EとHの関係を図3に示す。EはHが増加するに従い減
少する。高効率の還元方法を実現するためには溶解速度
Vおよび還元効率Eを共に高くする事が要求される。従
って単位流量あたりの鉄粉の表面積Hは1(hr/m)以
上5(hr/m)以下であればよい。
/(攪拌槽の容積×2V) EとHの関係を図3に示す。EはHが増加するに従い減
少する。高効率の還元方法を実現するためには溶解速度
Vおよび還元効率Eを共に高くする事が要求される。従
って単位流量あたりの鉄粉の表面積Hは1(hr/m)以
上5(hr/m)以下であればよい。
【0014】Hが1未満であれば溶解速度が低く攪拌槽
の容積が大きくなりその分イニシャルコストが大きくな
る。また、一方Hが5を越えれば攪拌槽はコンパクトに
なるが還元効率が悪いためめっき液のバランスが崩れて
めっき液の再調整などが必要になる。Hが1以上5以下
であれば溶解速度、還元効率ともに高くなるため非常に
高効率の還元方法が実現する。
の容積が大きくなりその分イニシャルコストが大きくな
る。また、一方Hが5を越えれば攪拌槽はコンパクトに
なるが還元効率が悪いためめっき液のバランスが崩れて
めっき液の再調整などが必要になる。Hが1以上5以下
であれば溶解速度、還元効率ともに高くなるため非常に
高効率の還元方法が実現する。
【0015】鉄粉とは通常市販されている物でその製造
方法は問わない。例えばアトマイズ鉄粉、還元鉄粉、電
解鉄粉などがあげられる。また上記条件を満たすのであ
れば特に鉄粉にこだわることはない。鉄系電気めっきと
しては鋼板上に電気的に鉄を析出させるめっきでFe−
P、Zn−Fe、Ni−Feなどがあげられる。
方法は問わない。例えばアトマイズ鉄粉、還元鉄粉、電
解鉄粉などがあげられる。また上記条件を満たすのであ
れば特に鉄粉にこだわることはない。鉄系電気めっきと
しては鋼板上に電気的に鉄を析出させるめっきでFe−
P、Zn−Fe、Ni−Feなどがあげられる。
【0016】
実施例1 前出の容積1m3 の攪拌槽を用いて硫酸浴Fe−Pめっき
液{Fe2+ 50 g/l、Fe3+5g/l、P(次亜リン酸Na
で)1g/l、pH 1.5 }の還元をおこなった。
液{Fe2+ 50 g/l、Fe3+5g/l、P(次亜リン酸Na
で)1g/l、pH 1.5 }の還元をおこなった。
【0017】1kg当りの表面積が9m2 のアトマイズ鉄
粉を4kg充填して、液循環量10m3/hrで還元をおこな
った(H=9×4/10=3.6 )回転子(直径40cm、4枚
羽根)を150rpmで回転することにより、85%のFe3+還元
効率溶解速度19kg/m3 ・hrの値が得られた。 実施例2 硫酸浴のZn−Feめっき液(Zn2+20g/l、Fe2+45g/
l、Na+ 10g/l、Fe3+8g/l、pH1.4 )の還元をお
こなった。
粉を4kg充填して、液循環量10m3/hrで還元をおこな
った(H=9×4/10=3.6 )回転子(直径40cm、4枚
羽根)を150rpmで回転することにより、85%のFe3+還元
効率溶解速度19kg/m3 ・hrの値が得られた。 実施例2 硫酸浴のZn−Feめっき液(Zn2+20g/l、Fe2+45g/
l、Na+ 10g/l、Fe3+8g/l、pH1.4 )の還元をお
こなった。
【0018】実施例1と同様の攪拌槽を用いて(攪拌条
件も同じ)、1kg当りの表面積が6m2 のアトマイズ鉄
粉を6kg充填して液循環量8m3 /hrで還元をおこなっ
た(H=6×6/8= 4.5)。結果は75%のFe3+還元効
率、溶解速度30kg/m3 ・hrの値が得られた。 実施例3 硫酸浴のFe−Znめっき液(Zn2+5g/l、 Fe2+ 50g/
l、Na+ 15g/l、Fe 3+10g/l pH 1.6 )の還元をお
こなった。
件も同じ)、1kg当りの表面積が6m2 のアトマイズ鉄
粉を6kg充填して液循環量8m3 /hrで還元をおこなっ
た(H=6×6/8= 4.5)。結果は75%のFe3+還元効
率、溶解速度30kg/m3 ・hrの値が得られた。 実施例3 硫酸浴のFe−Znめっき液(Zn2+5g/l、 Fe2+ 50g/
l、Na+ 15g/l、Fe 3+10g/l pH 1.6 )の還元をお
こなった。
【0019】実施例1と同様の攪拌槽を用いて(攪拌条
件も同じ)1kg当りの表面積が10m 2 の還元鉄粉を3kg
充填して、液循環量15m3 /hrで還元をおこなった(H
=10×3/15=2)。結果は、80%の還元効率、53kg/
m3 ・hrの溶解速度が得られた。 比較例 実施例1と同様の攪拌槽、およびめっき条件で1kg当り
の表面積が5m2 のアトマイズ鉄粉を18kg充填して、液
循環量10m3 /hrで還元をおこなった(H=5×18/10
=9)。結果は40%のFe3+還元効率、43kg/m3 ・hrの
溶解速度が得られた。
件も同じ)1kg当りの表面積が10m 2 の還元鉄粉を3kg
充填して、液循環量15m3 /hrで還元をおこなった(H
=10×3/15=2)。結果は、80%の還元効率、53kg/
m3 ・hrの溶解速度が得られた。 比較例 実施例1と同様の攪拌槽、およびめっき条件で1kg当り
の表面積が5m2 のアトマイズ鉄粉を18kg充填して、液
循環量10m3 /hrで還元をおこなった(H=5×18/10
=9)。結果は40%のFe3+還元効率、43kg/m3 ・hrの
溶解速度が得られた。
【0020】
【発明の効果】本発明を適用することにより、コンパク
トなFe3+の還元装置が実現でき、極めて経済的かつ効率
的に優れた鉄系電気めっき鋼板の製造が可能になった。
トなFe3+の還元装置が実現でき、極めて経済的かつ効率
的に優れた鉄系電気めっき鋼板の製造が可能になった。
【図1】攪拌槽の概略断面図。
【図2】単位流量当りの鉄粉表面積Hと溶解速度Vとの
関係を示すグラフ。
関係を示すグラフ。
【図3】単位流量当りの鉄粉表面積HとFe3+の還元効率
Eとの関係を示すグラフ。
Eとの関係を示すグラフ。
Claims (1)
- 【請求項1】 鉄系電気めっきを不溶性陽極を用いて行
い、めっき液中の3価のFeイオンの還元を鉄粉を溶解
して行うに際し、攪拌槽に充填されている鉄粉の表面積
Sm2 と該攪拌槽へのめっき液循環量Qm3 /hrの比で
ある単位流量あたりの鉄粉の表面積H(=S/Q)が、
1≦H≦5を満たすようにすることを特徴とする鉄系電
気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09637593A JP3234671B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 鉄系電気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09637593A JP3234671B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 鉄系電気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06306697A true JPH06306697A (ja) | 1994-11-01 |
JP3234671B2 JP3234671B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=14163226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09637593A Expired - Fee Related JP3234671B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 鉄系電気めっき液中の3価のFeイオンの高効率還元方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3234671B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210034979A (ko) * | 2019-09-23 | 2021-03-31 | 주식회사 포스코 | 황산계 철 전기도금용액의 제2철 이온 제거 방법 |
WO2022203095A1 (ko) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | 주식회사 포스코 | 황산계 철 전기도금용액의 제2철 이온 제거 방법 |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP09637593A patent/JP3234671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210034979A (ko) * | 2019-09-23 | 2021-03-31 | 주식회사 포스코 | 황산계 철 전기도금용액의 제2철 이온 제거 방법 |
WO2022203095A1 (ko) * | 2021-03-22 | 2022-09-29 | 주식회사 포스코 | 황산계 철 전기도금용액의 제2철 이온 제거 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3234671B2 (ja) | 2001-12-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |