JPH0765239B2 - 鉄イオンの還元方法 - Google Patents
鉄イオンの還元方法Info
- Publication number
- JPH0765239B2 JPH0765239B2 JP62004693A JP469387A JPH0765239B2 JP H0765239 B2 JPH0765239 B2 JP H0765239B2 JP 62004693 A JP62004693 A JP 62004693A JP 469387 A JP469387 A JP 469387A JP H0765239 B2 JPH0765239 B2 JP H0765239B2
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- JP
- Japan
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- ions
- reduction
- plating solution
- iron
- metal particles
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/16—Regeneration of process solutions
- C25D21/18—Regeneration of process solutions of electrolytes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電解槽に不溶性陽極を使用する鉄系電気めっき
において、めっき液中に生成するFe3+イオンを比較的簡
単な方法で効率よくFe2+イオン還元することができる方
法に関する。
において、めっき液中に生成するFe3+イオンを比較的簡
単な方法で効率よくFe2+イオン還元することができる方
法に関する。
（従来技術） 近年工業的な鉄系電気めっきは、陽極に不溶性陽極を使
用する方法が主流になっている。このめっき方法の最大
の欠点は、めっき液のFe2+イオンが外部空気により酸化
されるほかに、陽極で発生するO2ガスや陽極での直接酸
化によってもFe3+イオンに酸化され、めっき液のFe3+イ
オンが増加してくること、およびその酸化や陰極でFe3+
イオンの一部をFe2+イオンやFeに還元するのに余分な電
力を使用し、陰極電流効率が低いことである。
用する方法が主流になっている。このめっき方法の最大
の欠点は、めっき液のFe2+イオンが外部空気により酸化
されるほかに、陽極で発生するO2ガスや陽極での直接酸
化によってもFe3+イオンに酸化され、めっき液のFe3+イ
オンが増加してくること、およびその酸化や陰極でFe3+
イオンの一部をFe2+イオンやFeに還元するのに余分な電
力を使用し、陰極電流効率が低いことである。
一般にFe3+イオンは微量でも水酸化物になって沈澱し易
いため、生成した場合めっき皮膜に取り込まれ、皮膜の
延性を極端に劣化させる。このため従来よりFe3+イオン
をFe2+イオンに還元する方法が検討され、次のような方
法が提案されている。
いため、生成した場合めっき皮膜に取り込まれ、皮膜の
延性を極端に劣化させる。このため従来よりFe3+イオン
をFe2+イオンに還元する方法が検討され、次のような方
法が提案されている。
（１）電解槽をイオン交換膜で陽極室と陰極室とに仕切
り、陽極室に電導波を、陰極室にめっき液を流して電解
還元する方法。
り、陽極室に電導波を、陰極室にめっき液を流して電解
還元する方法。
（２）還元反応槽に金属粒子を充填し、めっき液をその
槽内に通して金属粒子で還元し、電解槽に循環する方
法。
槽内に通して金属粒子で還元し、電解槽に循環する方
法。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら（１）の方法は電解還元にめっき電力の1.
5〜2.5倍の余分な電力を必要とするため、処理費が高
く、陽極室には電導液を通さなければならないため、そ
の管理が非常に繁雑である。
5〜2.5倍の余分な電力を必要とするため、処理費が高
く、陽極室には電導液を通さなければならないため、そ
の管理が非常に繁雑である。
（２）の方法は次の（１）式、（２）式のような競合反
応が同割合程度で起こり、還元用金属はFe3+イオン還元
以外にも消費されてしまう（MeはFe、Znなどの還元用金
属）。
応が同割合程度で起こり、還元用金属はFe3+イオン還元
以外にも消費されてしまう（MeはFe、Znなどの還元用金
属）。
Me＋2Fe3+＝Me2+＋2Fe2+ ……（１） Me＋2H+＝Me2+＋H2↑ ……（２） 従ってFe3+イオンの還元効率は低く、還元反応槽として
は非常に大きな容量のものを必要とする。また還元効率
を上げるのに金属量を増加させても、金属はその増加に
応じて（２）式の反応も起こるため、Me2+イオン濃度が
上昇してしまい、めっき液中のMe2+イオンを設定濃度範
囲に維持できなくなる。このため設定濃度範囲より上昇
した場合にはめっき操業を中止して濃度調節しなければ
ならず、浴管理が繁雑になる。
は非常に大きな容量のものを必要とする。また還元効率
を上げるのに金属量を増加させても、金属はその増加に
応じて（２）式の反応も起こるため、Me2+イオン濃度が
上昇してしまい、めっき液中のMe2+イオンを設定濃度範
囲に維持できなくなる。このため設定濃度範囲より上昇
した場合にはめっき操業を中止して濃度調節しなければ
ならず、浴管理が繁雑になる。
そこで（１）式の反応を優先的に起こさせて還元効率を
高める方法として、還元反応槽に還元反応促進剤を添加
する方法が提案されているが、還元反応促進剤の使用は
還元費の増加を招く。
高める方法として、還元反応槽に還元反応促進剤を添加
する方法が提案されているが、還元反応促進剤の使用は
還元費の増加を招く。
このため還元用金属の増加や還元反応促進剤使用を行わ
なくても還元効率を上げる必要があった。
なくても還元効率を上げる必要があった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は鉄または鉄より卑な金属の粒子を充填した還元
反応槽を傾動かつ回転できるように支承して、この槽に
Fe3+イオンとFe2+イオンとを含むめっき液を入れ、槽を
傾動かつ回転させながら鉄または金属の粒子によりFe3+
イオンをFe2+イオンに還元するようにした。
反応槽を傾動かつ回転できるように支承して、この槽に
Fe3+イオンとFe2+イオンとを含むめっき液を入れ、槽を
傾動かつ回転させながら鉄または金属の粒子によりFe3+
イオンをFe2+イオンに還元するようにした。
以下本発明の還元方法の１例を添付図面で説明する。
まず上部が開口した還元反応槽１を支持軸２が下側に突
設された回転台３に固着して、還元反応槽１が傾斜する
ように支持軸２を上下動可能な軸受４で保持し、還元反
応槽１を下げた状態でその中に金属粒子５を充填する。
この金属粒子５としては純鉄めっきの場合は鉄の粒子を
充填し、鉄合金めっきの場合は鉄より電気化学的に卑な
金属の粒子を充填する。
設された回転台３に固着して、還元反応槽１が傾斜する
ように支持軸２を上下動可能な軸受４で保持し、還元反
応槽１を下げた状態でその中に金属粒子５を充填する。
この金属粒子５としては純鉄めっきの場合は鉄の粒子を
充填し、鉄合金めっきの場合は鉄より電気化学的に卑な
金属の粒子を充填する。
次にこの状態で還元反応槽１の中に電解槽から取り出し
たFe2+インオンとFe3+イオンとを含むめっき液６を入れ
て、軸受４を上げ、支持軸２をモーターなどの公知手段
で回転させて還元する。還元処理中は酸化還元電位兼pH
モニター装置７でめっき液中のFe3+イオン濃度とpHとを
常時監視し、H2発生によりpHが上がったなら、塩酸添加
ポンプ８で塩酸を添加する。還元処理は通常Fe3+イオン
がFe2+イオンの1/50程度になったところで終了させる。
処理後のめっき液６は軸受４を下降させて、用意してあ
る貯蔵槽に一旦移し、電解槽に返す。
たFe2+インオンとFe3+イオンとを含むめっき液６を入れ
て、軸受４を上げ、支持軸２をモーターなどの公知手段
で回転させて還元する。還元処理中は酸化還元電位兼pH
モニター装置７でめっき液中のFe3+イオン濃度とpHとを
常時監視し、H2発生によりpHが上がったなら、塩酸添加
ポンプ８で塩酸を添加する。還元処理は通常Fe3+イオン
がFe2+イオンの1/50程度になったところで終了させる。
処理後のめっき液６は軸受４を下降させて、用意してあ
る貯蔵槽に一旦移し、電解槽に返す。
還元反応槽１は複数基設置して、それらに電解槽からめ
っき液６を順次供給し、最終の槽に供給を完了したとき
最初の槽の還元処理が終了するようにして、電解槽のめ
っき液循環量に応じて連続的に還元処理できるようにし
てもよい。
っき液６を順次供給し、最終の槽に供給を完了したとき
最初の槽の還元処理が終了するようにして、電解槽のめ
っき液循環量に応じて連続的に還元処理できるようにし
てもよい。
（作用） 本発明で還元反応槽１を傾斜させた状態で回転させる
と、金属粒子５は全体が個々に衝突し、還元効率を高く
する。めっき液６や金属粒子５を撹拌したのでは金属粒
子５は撹拌部分だけしか衝突しないが、上記のように回
転させると充填した金属粒子５がすべて衝突を繰り返
す。この衝突により還元効率が高くなる理由は次のよう
に考えられる。
と、金属粒子５は全体が個々に衝突し、還元効率を高く
する。めっき液６や金属粒子５を撹拌したのでは金属粒
子５は撹拌部分だけしか衝突しないが、上記のように回
転させると充填した金属粒子５がすべて衝突を繰り返
す。この衝突により還元効率が高くなる理由は次のよう
に考えられる。
すなわちめっき液６を還元反応槽１に入れた場合前記の
（１）式、（２）式の反応が同時に起こるが、（２）式
の反応の場合は金属粒子５の表面に水酸化物系皮膜が形
成される。この皮膜の形成は金属粒子５が微粉末である
程表面積が大きくなるので、著しくなる。しかしてこの
皮膜はめっき液６の流速を速くしたり、乱流にするとか
程度の単なる撹拌では簡単に除去されず、Fe3+イオンと
金属粒子５との接触確率を低下させる。その結果金属粒
子５はめっき液６の酸との接触だけに止どまり、（２）
式の反応だけを継続し、還元効率を低くする。しかし還
元反応槽１を傾斜させた状態で回転させると、金属粒子
５は衝突を繰り返すため、水酸化物系皮膜は絶えず除去
され、Fe3+イオンと常に接触するようになり、（１）式
の反応が優先的に起こるようになる。
（１）式、（２）式の反応が同時に起こるが、（２）式
の反応の場合は金属粒子５の表面に水酸化物系皮膜が形
成される。この皮膜の形成は金属粒子５が微粉末である
程表面積が大きくなるので、著しくなる。しかしてこの
皮膜はめっき液６の流速を速くしたり、乱流にするとか
程度の単なる撹拌では簡単に除去されず、Fe3+イオンと
金属粒子５との接触確率を低下させる。その結果金属粒
子５はめっき液６の酸との接触だけに止どまり、（２）
式の反応だけを継続し、還元効率を低くする。しかし還
元反応槽１を傾斜させた状態で回転させると、金属粒子
５は衝突を繰り返すため、水酸化物系皮膜は絶えず除去
され、Fe3+イオンと常に接触するようになり、（１）式
の反応が優先的に起こるようになる。
（実施例） 添付図面に示す方法でめっき液６の鉄イオン還元を行っ
た。めっき液６としては、不溶性陽極を使用した電解で
生成したFe3+イオン約50g/（Fe2+イオンは160g/）
を含有するもの（液温98℃、pHは約ゼロ）を約３用い
た。また還元反応槽１には平均粒径が0.1mm、1mm、5mm
または10mmである鉄粒子を約1Kg充填した。還元処理は
還元反応槽１にめっき液６を注入した後垂直に対して15
゜傾斜させて、２〜30rpmの速度で回転させる方法で行
い、酸化還元電位兼pHモニター装置７でめっき液中のFe
3+イオン濃度がFe2+イオン濃度の1/50になるまでの時間
を測定した。なお処理中は塩酸添加によるpH調整を行わ
なかった。この結果を第１表に示す。
た。めっき液６としては、不溶性陽極を使用した電解で
生成したFe3+イオン約50g/（Fe2+イオンは160g/）
を含有するもの（液温98℃、pHは約ゼロ）を約３用い
た。また還元反応槽１には平均粒径が0.1mm、1mm、5mm
または10mmである鉄粒子を約1Kg充填した。還元処理は
還元反応槽１にめっき液６を注入した後垂直に対して15
゜傾斜させて、２〜30rpmの速度で回転させる方法で行
い、酸化還元電位兼pHモニター装置７でめっき液中のFe
3+イオン濃度がFe2+イオン濃度の1/50になるまでの時間
を測定した。なお処理中は塩酸添加によるpH調整を行わ
なかった。この結果を第１表に示す。
還元反応は鉄粒子の径が小さい程表面積が増加するの
で、還元反応には一見有利のように見えるが、第１表よ
り処理に要する時間が長くなり、めっき液６のpHも上昇
してしまう。これは前記（２）式の反応が起こり、表面
に水酸化物系皮膜が形成されるためと考えられる。また
鉄粒子の径がある程度以下であると、還元反応槽１の回
転を多くしても、粒子の衝突効果は上がらず、皮膜が除
去されないためと考えられるが、処理時間は短くならな
い。しかし鉄粒子の径があまり大きすぎても、表面積が
減少し、しかも衝突による皮膜除去効果も減少するの
で、却って処理時間が長くなる。これらより鉄粒子の適
切な径は５〜10mmである。
で、還元反応には一見有利のように見えるが、第１表よ
り処理に要する時間が長くなり、めっき液６のpHも上昇
してしまう。これは前記（２）式の反応が起こり、表面
に水酸化物系皮膜が形成されるためと考えられる。また
鉄粒子の径がある程度以下であると、還元反応槽１の回
転を多くしても、粒子の衝突効果は上がらず、皮膜が除
去されないためと考えられるが、処理時間は短くならな
い。しかし鉄粒子の径があまり大きすぎても、表面積が
減少し、しかも衝突による皮膜除去効果も減少するの
で、却って処理時間が長くなる。これらより鉄粒子の適
切な径は５〜10mmである。
（発明の効果） 以上のように、本発明法によれば、還元用金属を増加さ
せたり、還元反応促進剤を使用しなくてもめっき液中の
Fe3+イオン還元効率を上げることができる。従って処理
後めっき液の金属イオン濃度が設定範囲より高くなった
りせず、還元反応槽として大きな容量のものを必要とし
ない。また処理によりめっき液のpH上昇が抑制されるの
で、pH調整用の酸の添加も少なくて済む。
せたり、還元反応促進剤を使用しなくてもめっき液中の
Fe3+イオン還元効率を上げることができる。従って処理
後めっき液の金属イオン濃度が設定範囲より高くなった
りせず、還元反応槽として大きな容量のものを必要とし
ない。また処理によりめっき液のpH上昇が抑制されるの
で、pH調整用の酸の添加も少なくて済む。
添付図面は本発明による鉄イオン還元方法を示す断面図
である。 １……還元反応槽、２……支持軸、３……回転台、４…
…軸受、５……金属粒子、６……めっき液、７……酸化
還元電位兼pHモニター装置、８……塩酸添加ポンプ、
である。 １……還元反応槽、２……支持軸、３……回転台、４…
…軸受、５……金属粒子、６……めっき液、７……酸化
還元電位兼pHモニター装置、８……塩酸添加ポンプ、
Claims (1)
- 【請求項１】鉄または鉄より卑な金属の粒子を充填した
還元反応槽を傾動かつ回転できるように支承して、この
槽にFe3+イオンとFe2+イオンとを含むめっき液を入れ、
槽を傾動かつ回転させながら鉄または金属の粒子により
Fe3+イオンをFe2+イオンに還元することを特徴とする鉄
イオンの還元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004693A JPH0765239B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 鉄イオンの還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004693A JPH0765239B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 鉄イオンの還元方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171899A JPS63171899A (ja) | 1988-07-15 |
| JPH0765239B2 true JPH0765239B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=11590968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004693A Expired - Lifetime JPH0765239B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 鉄イオンの還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765239B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024509312A (ja) * | 2021-03-22 | 2024-02-29 | ポスコ カンパニー リミテッド | 硫酸系鉄電気めっき溶液の第２鉄イオン除去方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3888973A (en) * | 1972-10-24 | 1975-06-10 | Continental Can Co | Method of increasing the speed of chemical reaction between liquid and solid reactants using centrifugal force |
| JPS5964800A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄系電気メツキ液の再生処理方法 |
| JPS5980799A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄−亜鉛合金電気メツキ浴の再生処理方法 |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP62004693A patent/JPH0765239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171899A (ja) | 1988-07-15 |
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