JPH08253899A - 鋼帯亜鉛メッキ時の硫酸塩電解液を再生する方法および設備 - Google Patents
鋼帯亜鉛メッキ時の硫酸塩電解液を再生する方法および設備Info
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Abstract
ための、非常に効率的で経済的な方法を提供する。 【解決手段】 電解液回路から溶けた鉄を沈澱析出する
ことにより、鋼帯亜鉛メッキ時の硫酸塩電解液を再生す
る方法において、a)電解液から再生すべき部分量を取
り出し、b)酸化剤を酸化還元制御して供給することに
より、電解液に中に溶けた鉄をFe3+に酸化し、c)沈
澱限界までpH値を上昇させながらZnO−水−懸濁液
またはZnCO3 −水−懸濁液を制御供給することによ
り、まだ溶けて電解液に含まれるFe3+をスラッジとし
て沈澱析出し、d)新しい電解液を供給することによ
り、余剰のZnOまたはZnCO3 を溶かし、e)沈澱
析出されたFe3+を電解液から濾過除去し、再生された
電解液部分量を再び電解液回路に戻す。
Description
けた鉄を沈澱析出することにより、鋼帯亜鉛メッキ時の
硫酸塩電解液を再生する方法および設備に関する。
は、洗浄設備、脱脂設備および酸洗設備で前処理した後
で、連続する設備で、耐酸性材料からなる一つまたは複
数の被覆槽を通過する。この被覆槽内に、電気分解によ
る亜鉛析出のための、酸性の硫酸塩に溶けない陽極が挿
入されている。被覆槽の内部の特別な流動体またはノズ
ル配置構造は、電解液の所望な流れ分布の形成によっ
て、鋼帯表面での亜鉛または亜鉛−ニッケルの均一な析
出を最適化する。
As,Cu,Cd,Sb,Pbのような邪魔な金属を含
む不純物が生じる。この不純物は汚いメッキを生じ、ひ
いては不良品を生じることになる。これを避けるため
に、別の設備部分で製造処理された亜鉛電解液または亜
鉛−ニッケル電解液が、大規模な測定および分析装置に
よって監視され、不純物の機械的および化学的な分離に
よって電解液の品質が一定に保たれる。電解液は循環さ
せられる。この場合、新しい循環液は槽の鋼帯出口から
入り、流れを制御して鋼帯入口へ流れ、制御された回路
にポンプで戻され、濾過され、所定の濃度にし、異物金
属を除去され、再び槽の鋼帯出口にポンプで戻される。
中に存在する溶けた鉄を、陽イオン交換器で再び除去す
ることが知られている。この場合、多量の酸性廃水が生
じ、それによって引き起こされる運転問題が生じ、かつ
廃棄物処理コストが高くなる。pH値を高めることによ
り、溶けた金属を沈澱析出し、続いて濃縮することが廃
水技術によって知られている。このような設備の場合に
は、中和剤として使用される溶けた塩を問題なく使用す
ることができ、その際塩が廃水浄化プロセスを妨害する
ことがない。
亜鉛硫酸塩電解液で処理される亜鉛メッキプロセスでの
使用に適していない。なぜなら、中和剤が電解液を塩で
濃縮し、それによって亜鉛メッキプロセスが妨害される
からである。
題は、亜鉛メッキプロセスに悪影響を与えずかつきわめ
て経済的な手段で適用可能な中和剤を使用することによ
り、前記の欠点および難点を除去した、電解液回路から
溶けた鉄を沈澱析出することにより、鋼帯亜鉛メッキ時
の硫酸塩電解液を再生する方法および設備を提供するこ
とである。
に、本発明では、請求項1のa)〜e)の特徴による一
連の処理段階および手段の使用が提案される。本発明で
は、電解液の回路からその都度再生すべき部分量が取り
出され、酸化剤を酸化還元制御して供給することによ
り、電解液に中に溶けた鉄をFe3+に酸化し、そして沈
澱限界までpH値を上昇させながらZnO−水−懸濁液
またはZnCO3 −水−懸濁液を制御供給することによ
り、溶けた鉄をスラッジとして沈澱析出し、その後、新
しい電解液を供給することにより、余剰のZnOまたは
ZnCO3 を溶かす。その際、その都度再生すべき電解
液の部分量から、邪魔な不純物、特に溶けた鉄を除去す
ると有利である。沈澱析出された鉄スラッジは、フィル
タプレス、ベルトフィルタ、デカンタ等のような適当な
フィルタを通って案内され、その際沈澱析出された鉄が
濾過除去される。その後、浄化されたこの電解液部分量
は回路に再び供給される。
存在し、それによって損失なしに亜鉛メッキプロセスに
関与する。自動亜鉛メッキ設備における亜鉛溶解ステー
ションはその出力が、沈澱析出された亜鉛の量に相当す
る溶解率だけ低下させられる。それによって、電解液の
酸−金属−平衡は妨害されないままである。方法の実施
形では、酸化剤としてH2 O2 およびまたは空気が使用
される。この両者の場合、妨害作用を有する塩が電解液
に入らない。
浴の鋼帯出口の範囲から取り出される。この場合、再生
された部分量は鋼帯入口の範囲から亜鉛メッキ浴に再び
供給される。しかし、部分量を循環回路系から直接取り
出してもよい。本発明の他の実施形では、処理段階b)
〜e)の間、電解液が常時循環運動させられる。
有量が測定され、測定結果に応じて酸化剤の供給量が配
量される。本発明では更に、処理段階c)の間電解液の
pH値が測定され、測定結果に応じてZnOおよびまた
はZnCO3 の供給量が配量される。本発明による方法
を実施するための設備は、攪拌装置を備えた反応容器を
備え、この反応容器が取り出し管路と戻し管路によって
亜鉛メッキ浴の被覆槽に接続され、接続管路と配量ポン
プを備えた酸化剤用補助容器と、接続管路と配量ポンプ
を備えた、ZnO−水−懸濁液およびまたはZnCO3
−水−懸濁液用の他の補助容器が、反応容器に付設さ
れ、配量ポンプがpHセンサに作用的に接続され、他の
配量ポンプが電解液中の酸素含有量を検出するための測
定装置に作用的に接続され、戻し管路内に固体フィルタ
が設けられている。
管路が鋼帯出口の範囲の被覆槽の取り出し個所に接続さ
れ、戻し管路が鋼帯入口の範囲の被覆槽の供給個所に接
続されている。更に、被覆槽が電解液の循環回路を備
え、この循環回路が鋼帯走行方向と反対方向の電解液の
流れと、循環ポンプを備えた循環管路によって形成され
ている。
る設備の好ましい実施の形態に基づいて図に流れ図で示
してある。図1は鋼帯亜鉛メッキ設備の亜鉛メッキ浴1
5内の硫酸塩電解液を再生するための処理ステーション
10を示す。この鋼帯亜鉛メッキ設備は被覆槽20だけ
が示してある。亜鉛メッキすべき鋼帯40は図示してい
ない案内要素によって案内されながら被覆槽を通過し、
鋼帯入口11から鋼帯出口12まで鋼帯走行方向41に
移動する。電解液は亜鉛メッキ浴15内の被覆槽20を
通って反対方向に流れ方向42へ案内され、概略的に示
すように循環管路44とその中に設けられた循環ポンプ
43によって強制循環させられる。新しい電解液は被覆
槽20の供給管路45によって必要に応じて供給され
る。
ている。この反応容器は取り出し管路21と戻し管路2
2によって亜鉛メッキ浴15の被覆槽20に接続されて
いる。反応容器2は攪拌装置8を備えている。反応容器
には更に、接続管路26と配量ポンプ27を備えた酸化
剤用補助容器4と、接続管路23と配量ポンプ24を備
えたZnO−水−懸濁液およびまたはZnCO3 −水−
懸濁液用補助容器4が付設されている。配量ポンプ24
はpH値センサ(pH値発信器)30に作用的に接続さ
れ、配量ポンプ27は電解液内の酸素含有量を検出する
ための測定機構28に作用的に接続されている。戻し管
路22内には、沈澱した鉄スラッジを排出するための手
段46を備えた固体フィルタ5が設けられている。浄化
された電解液は戻し管路22によって鋼帯入口11の範
囲の供給個所6から被覆槽20に供給される。
出口12の範囲の被覆槽20の取り出し個所1に接続さ
れ、戻し管路22は鋼帯入口11の範囲の被覆槽20の
供給個所6に接続されている。処理ステーションの作用
は次の通りである。電解液15を浄化するために、被覆
槽20の取り出し個所1から電解液の部分量が取り出し
管21によって取り出され、反応容器2に充填される。
最も望ましい取り出し個所は、鋼帯出口12の範囲の図
示していない亜鉛溶解系の前方である。なぜなら、この
場所で既に少しだけのpH上昇が行われるからである。
しかし、電解液の部分量を、被覆槽20の循環系42〜
44から直接取り出すことができる。反応容器に充填さ
れるや否や、管路26と配量ポンプ27を経て測定機構
28によって酸化還元制御してH2 O2 を供給すること
により、あるいは空気の吹き込みにより、電解液に溶け
た鉄がFe3+ に酸化される。続いて、電解液のpH値
の制御された上昇が達成されるように、容器3からZn
OまたはZnCO3 と水の懸濁液が配量供給される。こ
の場合、攪拌装置8が作用し、ポンプ7が循環運転を行
う。pH値の上昇はFe3+の沈澱限界まで行われる。こ
れに対応するpH値(約2.9 〜3.5)の場合、ZnOは通
常の場合完全に溶ける。Fe3+の沈澱が行われた後で、
通常は、場合により過剰のZnOを溶かすために、容器
容積の約10%の新鮮な電解液が容器2に入れられる。
続いて、適当なフィルタ5、例えばフィルタプレス、バ
ンドフィルタ、デカンタ等を通して電解液を案内するこ
とができる。このフィルタでは沈澱した鉄が濾過除去さ
れる。鉄不純物を含んでいない再生された電解液部分量
が再び回路に供給される。溶けた亜鉛は電解液内にZn
SO4 として存在し、それによって亜鉛メッキプロセス
に関与する。
電解液を再生するための処理ステーションを示すブロッ
ク図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 電解液回路から溶けた鉄を沈澱析出する
ことにより、鋼帯亜鉛メッキ時の硫酸塩電解液を再生す
る方法において、次の処理段階、 a)電解液から再生すべき部分量を取り出し、 b)酸化剤を酸化還元制御して供給することにより、電
解液に中に溶けた鉄をFe3+に酸化し、 c)沈澱限界までpH値を上昇させながらZnO−水−
懸濁液またはZnCO3−水−懸濁液を制御供給するこ
とにより、まだ溶けて電解液に含まれるFe3+をスラッ
ジとして沈澱析出し、 d)新しい電解液を供給することにより、余剰のZnO
またはZnCO3 を溶かし、 e)沈澱析出されたFe3+を電解液から濾過除去し、再
生された電解液部分量を再び電解液回路に戻すことを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 酸化剤としてH2 O2 およびまたは空気
が使用されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 再生すべき部分量が亜鉛メッキ浴の鋼帯
出口の範囲から取り出されることを特徴とする請求項1
または2記載の方法。 - 【請求項4】 再生された部分量が鋼帯入口の範囲から
亜鉛メッキ浴に供給されることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の方法。 - 【請求項5】 処理段階b)〜d)の間、電解液を循環
運動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一
つに記載の方法。 - 【請求項6】 処理段階b)の間電解液中の酸素含有量
が測定され、測定結果に応じて酸化剤の供給量を調節す
ることを特徴とする請求項1〜5記載のいずれか一つに
記載の方法。 - 【請求項7】 処理段階c)の間電解液のpH値が測定
され、測定結果に応じてZnOおよびまたはZnCO3
の供給量を調節することを特徴とする請求項1〜6のい
ずれか一つに記載の方法。 - 【請求項8】 少なくとも一つの被覆槽(20)と、被
覆すべき鋼帯(40)を通過させるための手段と、被覆
槽(20)を通過させて電解液を循環させるための手段
(43,44)とを備えた、請求項1〜7のいずれか一
つに記載の方法を実施するための設備において、攪拌装
置(8)を備えた反応容器(2)を備え、この反応容器
が取り出し管路(21)と戻し管路(22)によって亜
鉛メッキ浴(15)の被覆槽(20)に接続可能であ
り、接続管路(26)と配量ポンプ(27)を備えた酸
化剤用補助容器(4)と、接続管路(23)と配量ポン
プ(24)を備えた、ZnO−水−懸濁液およびまたは
ZnCO3 −水−懸濁液用の他の補助容器が、反応容器
に付設され、配量ポンプ(24)がpHセンサ(30)
に作用的に接続され、配量ポンプ(27)が電解液中の
酸素含有量を検出するための測定装置(28)に作用的
に接続され、戻し管路(22)内に固体フィルタ(5)
が設けられていることを特徴とする設備。 - 【請求項9】 取り出し管路(21)が鋼帯出口(1
2)の範囲の被覆槽(20)の取り出し個所(1)に接
続され、戻し管路(22)が鋼帯入口(11)の範囲の
被覆槽(20)の供給個所(6)に接続されていること
を特徴とする請求項8記載の設備。 - 【請求項10】 被覆槽(20)が電解液の循環回路を
備え、この循環回路が鋼帯走行方向(41)と反対方向
の電解液の流れ(42)と、循環ポンプ(43)を備え
た循環管路(44)によって形成されていることを特徴
とする請求項8または9記載の設備。
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