JPS59112827A - 金属溶解促進法 - Google Patents

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】 本発明は、金属の溶解促進法、特にＦｅ３＋イオンの存
在下で溶解を行なう、金属例えば亜鉛、亜鉛合金、鉄も
しくは鉄合金等の溶解促進法に関する。

一般に、鉄を高純度のイオンおよび鉄系化合物塩として
得る場合、あるいはメッキ浴へのイオン供給、もしくは
鉄表面溶解研摩を目的として溶液として溶かす場合、鉄
および／ｌたは鉄合金の溶解は硫酸、塩酸等の酸を用い
て、Ｆｅ　＋２Ｈ”−Ｆｅ２“＋Ｈ２の反応によυ行う
。そして、通常、鉄および鉄合金を水溶液中で溶解する
場合にはｐＨｋ下げたり、温度を上げたり、攪拌を行っ
たり、まル溶解すべき鉄および鉄合金を粉砕してその表
面積を大きくして溶解速度を上げることが試みられる。

しかしながら、これらのみでは溶解促進に顕著な効果は
余り期待できないはかりか、前後の工程からくる制約に
よＶ）　ｐＨｋあまや下げられない場合や温度を上げら
れない場合も多い。また、高純度の鉄の場合は溶解速度
はさらに遅くなる。さらに一方では、溶解時の水素の発
生は危険を伴い、作業上の困難も大きい。

例えば、鋼板の電気メツキ法において、メッキすべき各
種金属をメッキ液に溶解する必要があるが、その場合、
メッキ浴条件が予め規定されるから、メッキ液のＰＨあ
るいは液温度全大巾に変えることはできない。また、仮
にそれらが可能であるとしても多量のメッキ液について
ＰＨおよび温度を変えようとすると非常に費用を要する
ことになり、製造コストの上昇はさけられない。

かくして、本発明は、一般に金属を溶解する方法におい
て簡易な操作で溶解速度を促進させ、また通常の酸溶解
反応において発生する水素ガスの量を減じて安全な作業
とすることを可能ならしめる方法を提供することを目的
とする。

また、本発明の別の目的は、鋼板の鉄系電気メツキ法に
おけるメッキ液に鉄および／または鉄合金を効果的に溶
解させる方法を提供することである。

かかる目的を達成すべく本発明者らが鋭意研究を続けた
ところ、金属を酸性溶液に溶解する際、空気または酸素
もしくは過酸化水素等酸化剤を吹込み、添加して溶液中
のＦｅ３＋濃度を高めることによシ、酸溶解反応（Ｍ＋
ｘＨ”＝Ｍｘ＋　　Ｈｚ）　　よシ著しく反応速度が大
きく、また安全でちゃ、しかも、不純物が混入する危険
の全くないＦｅ３＋によ、る還元溶解反応（Ｆｅ＋２Ｆ
ｅ”−”３Ｆｅ”ｉたは他の合金成分をＭとするとＭ　
＋　ｘＦｅ　”→ｘＦｅ　”＋Ｍ”）が利用できるとの
知見を得て本発明を完成した。

ここに、本発明は、金属全酸性溶液に溶解させるに際し
、該溶液に酸化剤を吹込み、Ｆｅ”イオンの存在下で前
記金属の溶解を行なりことを特徴とする、金属溶解促進
法である。

Ｆｅ　　イオンの供給源としては水溶性鉄（ＩＩＤ化合
物を当初溶解してもよいが、鉄または鉄合金を同じ溶液
中で酸化溶解してＦｅ”″を経てＦｅ３＋を生成させる
のが好ましい。したがって、前記酸化剤は酸性溶液中で
鉄または鉄合金を酸化させてＦｅ　３”を生成させるも
のであれば特に制限されないが、好ましくは空気、酸素
ガス、過酸化水素等が挙げられる。本発明によシ溶解さ
れる前記金属も酸性溶液に溶解するものであれば特に制
限されないが、一般には、鉄、鉄合金さらには亜鉛、錫
、ニッケル等が挙げられる。…は溶液を酸性にするもの
であればよいが、金属の溶解に伴って−が上昇するため
、常に可及的に酸性側に保持しておくのが好ましい。望
ましくはＰ）（２以下に維持する。

一般に、鉄および鉄合金を溶液として溶解する場合、ま
たは鉄イオンの混合溶液として亜鉛、錫、ニッケル等の
他の金属を溶解する場合、次の反応が考えられる： Ｆｅ　＋２Ｈ”−＋Ｆｅ”十Ｈ２（１）Ｆｅ＋２Ｆｅ”
−＋３Ｆｅ”　　（２１Ｍ　＋ｘＨ”−＋Ｍ”＋３Ｈｚ
　　　（３１Ｍ　＋ｘＦｅ”−”Ｍ”十ｘＦｅ”　　（
４）、（ただしＭ：イオン価Ｘ十の金属） 従来法において溶解反応に用いられるのは上記（１）、
（３）式で示す酸溶解反応だけであるが、本発明法によ
れば上記（２１、（４）および（１）、（３１式でそれ
ぞれ示す酸化反応を併用して、結局、（１）　、　＋２
１１（３１、（４）式で示す反応すべてを用い゛るので
ある。ここで、Ｆｅ　　の生成はすでに述べたように、
酸化剤の吹込み、例えば次の（５）の空気または酸素吹
込みによる反応や（６）の過酸化水素による酸化等どの
酸化反応を用いてもよいが、いずれの場合も一般に…は
上が、るので酸の添加を必要とする。

２＋１ ＺＦｅ　　十−０７十Ｈ２０→２Ｆｅ”＋２ＱＨ−（５
）２Ｆｅ”＋　）ｉ２０．＋２Ｈ”−＋２Ｆｅ”＋２Ｈ
２０（６１なお、Ｆｅ”の濃度は高ければ高い程、効果
はあ夛、望ましくは１０００　ｐｐｍ以上にするとよい
。

また溶解すべき鉄および鉄合金または他の金属は板、棒
、粒、粉等いずれの形態のものを用いてもよい。

かぐして、本発明は、よシ具体的には、鉄および鉄合金
を溶液として溶解する方法または鉄イオンの混合溶液と
して他の金属を溶解する方法において、溶液中のＦｅ”
９度を常時高める手段を酸化剤の吹込み例えば空気また
は酸素の吹込み、あるいは過酸化水素の添加等により行
ない、一般に用元溶解反応（鉄または鉄合金の場合、Ｆ
ｅ＋２Ｆｅ”−＋　３　ｐ６　１他の金属Ｍの場合、Ｍ
十ＸＦ４３　”−ｘＦｅ”十ＭＸ”　）により溶解速度
を゛増加させると共に溶解作業時危険を伴う水素発生を
減少させることを特徴とする金属溶解促進法である。

以上からも明らかなように、本発明にあってはＦｅ　　
およびＦｅ”４オンの存在は不可避であるから、本発明
方法は鉄合金の表面研摩、あるいは鉄系メツキ浴の調製
に適用することが好ましく、したがって本発明は例えば
１つのその好適具体的態様においては鋼板の鉄系電気メ
ツキ法におけるメッキ液にメッキすべき金属を溶解させ
る方法であってメッキ浴に供給するに先立って前記金属
を溶解する。メッキ液に酸性下で酸化剤を吹込み、Ｆｅ
”４オンの存在下で前記金属の溶解を行なうことを特徴
とする方法である。

鋼板の電気メッキはほとんどの場合連続法で行なわれる
ため、メッキすべき金属全溶解したメッキ液は常にメッ
キ浴に供給されなければならない。

そのため、予め、液組成を調整したうえでメッキ液をメ
ッキ浴に供給する方式を採用しておｐ、そのときのＰＨ
条件および温度条件は可及的に一定に保持しなければな
らない。したがって、メッキすべき金属の溶解は浴条件
を何ら変更することなく速やかに行なわれなければなら
ない。

したがって、本発明の上記好適態様にあっては、まず、
メッキ浴に連続的に供給するに先立って、メッキ液を調
製する際に、鉄または鉄合金そして鋼板にメッキすべき
金属（例、ニッケル、亜鉛、錫等）のそれぞれの粉末を
酸性溶液中に添加し、これに適宜酸化剤（例：空気、酸
素、ガス等）を吹き込み、Ｆｅ３＋４オンを生成させる
とともに、このＦｅ　３”４オンの存在下で上記金属の
酸化溶解を継続させる。所定量の金属イオンが溶解した
メッキ液は、次いでメッキ浴に供給される。なおこのと
き、使用済メッキ液をメッキ液調整工程に戻し再び金属
イオンを溶解させるようにして、メッキ液調製系全体金
再循環系として利用してもよい。

かくして、本発明によれは、Ｆｅ３！の存在下に酸化剤
を溶液に吹き込むだけで、溶解速度の飛躍的上昇を図る
ことができるのであシ、しかも金属の酸性溶解には不可
避の水素の生成を可及的に押えることができるため、溶
解作業が容易となるのである。

なお、前述のように、本発明によれは、得られる金属溶
解溶液には不可避的にＦｅ２＋イオンが含有されること
になり、したがってＦｅ”の存在が不利益をもたらさな
い限υ本発明は上述の鉄系電気メッキ浴調製用ばかりで
な−く、その他の広範囲の用途に利用可能である。

次に、本発明の実施例によってさらに具体的に本発明を
説明する。

実施例： 、酸性溶液に金属（鉄粉・、亜鉛粉）を溶解する際に純
酸素ガスを液中に吹込みながら、これにより溶解するＦ
ｅ３＋−（オンの量をいくつかに変えながら、該金属の
溶解試験を行なった。このときのＦｅ３＋濃度の変化に
よる鉄粉の溶解速度の違いを第１図に、亜鉛粉の場合を
第２図に示した。第１図および第２図とも反応温度は５
０−℃、溶解開始前用は２．０１用いた金属粉は２００
メツシユであった。

試験に際しては、上記金属粉末ｋ　１０４７ｍ３投木し
た後、川は常に２．０となるように常時硫酸を添加し、
Ｆｅ３＋濃度は下がるまま放置した。第１図および第２
図のグラフからも分かるようにＦｅ”濃度の高い反応初
期は溶解速度が極めて速い結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、酸性溶液中への鉄溶解量とＦｅ”イオン量と
の関係を時間に対してプロットしたグラフ；および 第２図は、同じく亜鉛溶解量についての同様のグラフで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属を酸性溶液に溶解させるに際し、該溶液に酸、化剤
   を吹込み、Ｆｅ”（オンの存在下で前記金属の溶解を行
   なうことを特徴とする、金属溶解促進法。