JPS6152398A - Out-of-system reduction treatment of metallic ion - Google Patents
Out-of-system reduction treatment of metallic ionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
木発引は、Fe、Fe−ZnまたはFe−Ni等のFe
系メッキにおいて、Fea+イオンをFe2+イオンに
還元する金属イオンの系外還元処理方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The wood powder is made of Fe, Fe-Zn or Fe-Ni.
The present invention relates to an out-of-system reduction treatment method for metal ions that reduces Fea+ ions to Fe2+ ions in system plating.
[従来の技術]
一般に、Fe系メッキにおいて、メッキ浴中のFe2+
イオンはきわめて不安定であり、メッキ液中の溶存酸素
により(1)式の反応をもって、また陽極表面での電極
反応により(2)式の反応をもって、Fe2+イオンが
酸化されてFe3+イオンが生成する。[Prior art] Generally, in Fe-based plating, Fe2+ in the plating bath
Ions are extremely unstable, and Fe2+ ions are oxidized to produce Fe3+ ions by the reaction of equation (1) due to dissolved oxygen in the plating solution, and by the reaction of equation (2) due to the electrode reaction on the anode surface. .
F e ”+ 1/402 +1/2 H20=Fe3
”+OH−* ・拳 (1)
Fe2+→Fe3++e ・・・ (2)そ
の結果、メッキ浴中のFe2+濃度の変化により、特に
Fe系合金メッキの場合において、合金組成が変化し均
一な被膜が得られないとともに、電流効率が低下するな
どの問題点を招く。F e ”+1/402 +1/2 H20=Fe3
"+OH-* ・Fist (1) Fe2+ → Fe3++e ... (2) As a result, due to changes in the Fe2+ concentration in the plating bath, especially in the case of Fe-based alloy plating, the alloy composition changes and a uniform coating can be obtained. This causes problems such as a decrease in current efficiency.
そこで、かかる点に対処するために、Fe2+の醇化を
防止する手段、あるいはFe3+イオンの生成量に相当
する量のFe”+イオンの還元または除去手段として次
記の技術がある。Therefore, in order to deal with this problem, the following technique is available as a means for preventing Fe2+ from becoming liquefied, or as a means for reducing or removing Fe''+ ions in an amount corresponding to the amount of Fe3+ ions produced.
(1)可溶性陽極(Fe系陽極)を用いる方法。(1) A method using a soluble anode (Fe-based anode).
(2)生成したFe3+をFe粉またはFe粒等の溶解
により還元し、Fe2+を得てメッキ浴室へ供給する方
法。(2) A method in which the generated Fe3+ is reduced by dissolving Fe powder or Fe grains, etc. to obtain Fe2+ and supply it to the plating bath.
(3)溶媒抽出法等でFe3+を除去する方法。(3) A method of removing Fe3+ using a solvent extraction method or the like.
(4)不溶性陽極を陰イオン交換膜隔膜によりメッキ浴
室とは分離した陽極室に設置しながらメッキする方法。(4) A method of plating while installing an insoluble anode in an anode chamber separated from the plating bath by an anion exchange membrane diaphragm.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしく1)の方法では、電極反応(2)式は避けるこ
とができるけれども、(1)式の反応は避けるこができ
ず、結局ある量のFe3+イオンはキレート樹脂による
吸着等により除去せねばならず、また陽極効率と陰極効
率との差に相当するメッキ金属イオンが過剰となり、浴
組成を一定に保つことがきわめて困難となるばかりでな
く、陽極の消耗の度に陽極を取替えねばならず、連続メ
ツキラインを考えた場合致命的であり、さらに30 A
/drn’以上の高電流密度条件では、Fe陽極での
不4@態化現象を生じ操業が不可能となる欠点がある。[Problems to be solved by the invention] However, in the method 1), although the electrode reaction equation (2) can be avoided, the reaction of the equation (1) cannot be avoided, and as a result, a certain amount of Fe3+ ions must be removed by adsorption with a chelate resin, and the amount of plating metal ions corresponding to the difference between anode efficiency and cathode efficiency becomes excessive, which not only makes it extremely difficult to maintain a constant bath composition, but also increases the The anode must be replaced every time it wears out, which is fatal when considering a continuous plating line, and it also requires 30 A.
Under high current density conditions of /drn' or higher, there is a drawback that the Fe anode undergoes a non-4@ state phenomenon, making operation impossible.
(2)の方法は、Fe粉または粒の溶解速度が低く、還
元能力が十分でなく、そしてHによるFeの溶解反応の
寄与が大きく、したがって必要量のFe3+を還元する
場合には、Fe2+イオンが供給過剰となり、これを避
けるにはメッキ液を大量にトラックアウトせねばならな
い。また、この方法は(3)〜(5)式の反応に着目す
るものである。In method (2), the dissolution rate of Fe powder or grains is low, the reducing ability is insufficient, and the contribution of the dissolution reaction of Fe by H is large. Therefore, when reducing the required amount of Fe3+, Fe2+ ion To avoid this, a large amount of plating solution must be tracked out. Moreover, this method focuses on the reactions of formulas (3) to (5).
アノード反応として、
Fe+Fe2++2e # a * e (
3)カソード反応として、(4)(5)式の競争反応を
生じる。As an anodic reaction, Fe+Fe2++2e # a * e (
3) Competitive reactions of formulas (4) and (5) occur as cathode reactions.
F63++6.、+F62+ −* * *
(4)H+ e+1/2 Hz
” ” 拳 ” (5)そして、(
5)式の反応が支配的であるため、必要量のFe”十を
還元するには、(3)式の反応を高める必要がある。そ
の結果、メッキ浴中にFe2+が供給過剰となり、メッ
キ浴液をドラックアウトせねばならないのである。F63++6. , +F62+ -* * *
(4) H+ e+1/2 Hz
`` `` fist '' (5) and (
Since the reaction of equation 5) is dominant, it is necessary to increase the reaction of equation (3) in order to reduce the required amount of Fe. As a result, Fe2+ is oversupplied in the plating bath, and the plating The bath liquid must be dragged out.
(3)の方法はランニングコストが嵩むとともに、Fe
2+の供給に際して、硫酸第1鉄については5042+
のバランスの面から用いることができず、またFe粉等
では溶解し難いため、Fe2+の供給不足となる問題が
ある。Method (3) increases the running cost and
5042+ for ferrous sulfate when supplying 2+
It cannot be used due to the balance of Fe2+, and it is difficult to dissolve with Fe powder, so there is a problem of insufficient supply of Fe2+.
これに対して、(4)の方法では、不溶性陽極を用いて
いるので、高電流密度でのメッキが可能で、浴組成のコ
ントロールが容易であり、さらに原則的に陽極の取替が
不要である利点がある。また陰イオン交換膜隔膜により
陽極室とメッキ浴室とに分離し、Fe2+イオンの陽極
室への移動を極力防止するから、陽極でのFe3+イオ
ンの生成量も少なくなる効果が期待でき、(1)〜(3
)の方法と比較すればはるかに実用的なものである。On the other hand, method (4) uses an insoluble anode, which allows plating at high current density, makes it easy to control the bath composition, and, in principle, does not require replacement of the anode. There are certain advantages. In addition, the anion exchange membrane separates the anode chamber from the plating bath, preventing Fe2+ ions from moving to the anode chamber as much as possible, which can be expected to reduce the amount of Fe3+ ions produced at the anode. (1) ~(3
) method is much more practical.
しかしながら、連続メ・ンキを行う場合、極間距離を通
常電力効率などを考えて小さくしてI/)る関係もあっ
て、走行するストリップの振れ等によりそれが隔膜を損
傷する危険性がある。However, when performing continuous coating, the distance between the poles is usually kept small in consideration of power efficiency, etc., and there is a risk of damage to the diaphragm due to deflection of the running strip. .
本発明は、メツキセルにおいてたとえ隔膜を使用しなく
とも、良好なメッキを達成できる金属イオンの系外還元
処理方法を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide an ex-system reduction treatment method for metal ions that can achieve good plating in Metxel even without using a diaphragm.
[問題点を解決するための手段]
上記問題点を解決するための本発明は、Fe系メッキに
際して、メツキセルとは別体の還元装置を設け、この還
元装置としてイオン交換膜隔膜により陰極を設けた陰極
室と陽極を設けた陽極室とを分離したものを用い、前記
メツキセル内のメッキ液の一部を取出して還元装置の陰
極室に導き、還元装置において電解を行い、陰極室中で
メッキ液中のFe3+イオンをFe2+イオンに還元し
た後、Fe3+イオンが少ないメッキ液として前記メツ
キセルに戻すことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] The present invention for solving the above-mentioned problems includes providing a reduction device separate from the Metsuki cell during Fe-based plating, and providing a cathode with an ion exchange membrane as the reduction device. Using a separate cathode chamber and an anode chamber equipped with an anode, a part of the plating solution in the Metsuki cell is taken out and guided to the cathode chamber of the reduction device, electrolysis is performed in the reduction device, and plating is carried out in the cathode chamber. This method is characterized in that after Fe3+ ions in the solution are reduced to Fe2+ ions, the plating solution containing less Fe3+ ions is returned to the Metsuki cell.
[作用]
本発明法では、メツキセルと別体的に本発明に係る還元
装置を設置し、メッキ液をメツキセlしから抜き出して
、還元装置に導き、その還元装置においてメッキ液中の
Fea+イオンをFe2+イオンに還元した後、Fe3
+イオンが少ないメッキ液をメツキセルに戻すこととし
ている。したがって。[Function] In the method of the present invention, the reduction device according to the present invention is installed separately from the Metxel, and the plating solution is extracted from the Metxel and guided to the reduction device, where the Fea+ ions in the plating solution are removed. After being reduced to Fe2+ ions, Fe3
The plating solution containing few + ions will be returned to Metsukicell. therefore.
メッキに必要なFe2+イオンを十分保有し、Fe3+
イオンが少ないメッキ液をメツキセルに補充することが
できるから、メツキセルにおいて適正なFeイオン濃度
のメッキ液として管理でき、連続的なメッキが可能とな
る。It has enough Fe2+ ions necessary for plating, and Fe3+
Since the plating solution containing few ions can be replenished into the Metsuki Cell, the plating solution with an appropriate Fe ion concentration can be managed in the Metsuki Cell, making continuous plating possible.
還元装置では、イオン交換膜隔膜により、陰極室を陽極
室から分離し、そこで電解を行うから、Feg+イオン
をFe2+イオンに還元できる。In the reduction device, the cathode chamber is separated from the anode chamber by an ion exchange membrane diaphragm, and electrolysis is performed there, so that Feg+ ions can be reduced to Fe2+ ions.
[発明の具体例] 以下本発明をさらに具体的に説明する。[Specific examples of the invention] The present invention will be explained in more detail below.
まず、第1図によって、本発明法を概略的に説明する。First, the method of the present invention will be schematically explained with reference to FIG.
1は電解槽、10はメツキセルで、別体となっている。1 is an electrolytic cell, and 10 is a metsuki cell, which are separate bodies.
電解槽1は、イオン交換膜隔膜2、たとえば陰イオン交
換膜隔膜によって、陽極室3と陰極室4とに分離されて
おり、それぞれ陽極5および陰極6が配されている。陽
極室3の上部には。The electrolytic cell 1 is separated into an anode chamber 3 and a cathode chamber 4 by an ion exchange membrane diaphragm 2, for example an anion exchange membrane diaphragm, and an anode 5 and a cathode 6 are disposed in each of the anode chamber 3 and the cathode chamber 4, respectively. At the top of the anode chamber 3.
02ガス出口を有する気液分離室7が設けられている。A gas-liquid separation chamber 7 having a 02 gas outlet is provided.
他方、メツキセルには、Pb合金等からなる陰極11お
よび鋼板等からなる陽極12が配置されている。On the other hand, a cathode 11 made of a Pb alloy or the like and an anode 12 made of a steel plate or the like are arranged in the Metsuki cell.
本発明では、メツキセル10からメッキ液の一部を取出
し、電解槽lの陰極室4に導き、電解槽(陰・陽極をも
含むものが還元装置となる)において電解を行うことに
より、陰極室4においてFe3+イオンをFe2+イオ
ンに還元し、Fea+イオンが少なくFe2+イオンが
多いメッキ液として、直接またはメッキ浴タンク20を
介してメツキセル10に戻すものである。In the present invention, a part of the plating solution is taken out from the Metsuki cell 10, guided to the cathode chamber 4 of the electrolytic cell 1, and electrolyzed in the electrolytic cell (the one containing the cathode and anode serves as a reducing device). In Step 4, Fe3+ ions are reduced to Fe2+ ions, and the plating solution is returned to the Metxcell 10 directly or via the plating bath tank 20 as a plating solution with less Fe2+ ions and more Fe2+ ions.
ところで、Feイオンの酸化還元反応は(6)式であら
れされる。By the way, the redox reaction of Fe ions is expressed by equation (6).
Fe”、=:Fe3++e 0.* (6)一
般に、酸化還元反応はその電位の依存すること自体は知
られている。Fe”, =:Fe3++e 0.* (6) It is generally known that the redox reaction depends on the potential.
本発明者らは、いま対象としているFeメッキにあって
その酸化還元反応に対して電位がはたしてどのように作
用するものであるか、そしてその電位範囲外であるとど
のような結果を招くかについて実験と考究を繰り返した
ところ次のことが明らかとなった。The present inventors have investigated how potential actually acts on the oxidation-reduction reaction of the Fe plating that we are currently targeting, and what consequences will occur if the potential is outside of that range. After repeated experiments and studies, the following became clear.
すなわち、(6)式において左方への反応、すなわちF
e”+イオンをF62+イオンに還元するには、陰極の
電位を水素電極基準(マs、NHE)で(+0.77+
0.04Mog(Fe”)/ (Fe2+))Vよりも
卑の電位、好ましくは下限として(−fL44J1og
(Fe2”))V(7)電位に、飽和カロメル電極基準
(vs、5CE)で(+0.53 +0゜04uog(
Fe”)/ (Fe2+))Vよりも卑の電位、好まし
くは下限として(−0,68+0.031og (F
e”) ) Vの電位に保持すればよいことが判明した
。That is, in equation (6), the reaction to the left, that is, F
To reduce e”+ ions to F62+ ions, the potential of the cathode is set to (+0.77+) with reference to the hydrogen electrode (mass, NHE).
A potential more base than 0.04Mog(Fe”)/(Fe2+))V, preferably as a lower limit (-fL44J1og
(Fe2”) V(7) potential, (+0.53 +0°04uog(
A potential more base than Fe”)/(Fe2+))V, preferably as a lower limit (-0,68+0.031og (F
It was found that it is sufficient to hold the potential at V.
そして、この場合、」二限値は数式で示したように、鉄
イオン濃度比r= (Fe””)/ (F e”)によ
って変動する。通常メッキ浴での濃度比rは1以下とな
ることが多いので、通常は電位の前側の値は+0.77
V(マs、NHE)より卑とする必要がある。たとえば
、(Fe2+)=50g/文、(F e3+) = 5
g/ 文(1)場合には、+0.73V(マs、NH
E)より卑とする必要がある。もしかかる上限値を超え
ると、F e 3+ + e −+ F e 2+の反
応は生ぜず、電気が流れない結果となる。In this case, the two-limit value varies depending on the iron ion concentration ratio r = (Fe"")/(Fe"), as shown in the formula. Normally, the concentration ratio r in a plating bath is less than 1. Therefore, the value on the front side of the potential is usually +0.77.
It needs to be lower than V (mas, NHE). For example, (Fe2+) = 50g/sentence, (Fe3+) = 5
g/ In case of statement (1), +0.73V (mass, NH
E) It needs to be made more base. If this upper limit is exceeded, the Fe 3+ + e −+ Fe 2+ reaction will not occur, resulting in no electricity flowing.
他方、下限値も数式で示したようにFe2+濃度に依存
し、通常のメッキ浴では−0,44V(マS。On the other hand, the lower limit also depends on the Fe2+ concentration as shown in the formula, and in a normal plating bath -0.44V (MaS.
’ NHE)よりも責となる。電位のこの下限値より稈
であると、Fe3+の還元反応(Fe”+e+Fe2+
)ノほかに、水素発生反応(H” + e −+ 1/
2H2)と共に鉄の電析反応(Fe2++2e+Fe)
が生じてしまう問題がある。'NHE) is more to blame. When the potential is lower than this lower limit, the reduction reaction of Fe3+ (Fe''+e+Fe2+
) In addition to hydrogen generation reaction (H” + e −+ 1/
2H2) and the electrodeposition reaction of iron (Fe2++2e+Fe)
There is a problem that occurs.
またFe3+の還元反応は、拡散律速反応であるため、
実際的にも陰極でのメッキ液の撹拌が大きいほど好まし
いことも明らかとなった。In addition, since the reduction reaction of Fe3+ is a diffusion-limited reaction,
It has also become clear that, in practice, the greater the agitation of the plating solution at the cathode, the better.
本発明において、還元装置の陰極として適宜のものを使
用できるが、エキスバンドメタルまたはラスを電極基材
とし、チタン上の白金メンキや白金〜イリジウム酸化物
系のコーティングを施したものは好適な例である。電極
基材をエキスバンドメタルまたはラスとすると、電極面
状での、メッキ液の拡散が大となり、上記のFe3++
e−+Fe2+の還元反応が促進される利点がある。ま
た鉄板やラス状の鉄を陰極として用いてもよいが、メッ
キ浴のPHが低い場合には、Feの溶出があり、これが
ため度々取替が必要となり不利である。In the present invention, any suitable cathode can be used as the cathode of the reduction device, but suitable examples include those made of expanded metal or lath as the electrode base material and coated with platinum coating on titanium or platinum to iridium oxide. It is. When the electrode base material is expanded metal or lath, the diffusion of the plating solution on the electrode surface becomes large, and the above Fe3++
There is an advantage that the reduction reaction of e-+Fe2+ is promoted. Further, an iron plate or lath-like iron may be used as the cathode, but if the pH of the plating bath is low, Fe may be eluted, which is disadvantageous as it requires frequent replacement.
陽極としては、チタン等の耐食性材料に鉛やAgを1%
程度含む鉛合金をコーティングしたもの、あるいはチタ
ンやニオブ上に白金をクラッドしたものが望ましい、そ
の電極形状としては、エキスバンドメタル状、ラス状、
さらに間隔お置いた傾斜電極が、陽極で発生する酸素ガ
スを抜くために望ましい。For the anode, 1% lead or Ag is added to a corrosion-resistant material such as titanium.
It is preferable to use a lead alloy coated with a lead alloy containing aluminum or titanium or niobium clad with platinum.The electrode shapes include expanded metal, lath,
Additionally spaced tilted electrodes are desirable to remove oxygen gas generated at the anode.
隔膜としては、Fe2+イオンの透過を防止できるイオ
ン交換膜隔膜であればよく、たとえばSeleimio
n AMV、C3V、CMV(旭硝子(株)製、Ac
1plex CK−1,CA−1(旭化成(株)製)
、Neosepta AY−4T、CL−25T、C
H−45T、AF−4T(徳山曹達(株)製)を用いる
ことができる。The diaphragm may be any ion exchange membrane diaphragm that can prevent the permeation of Fe2+ ions, such as Seleimio
n AMV, C3V, CMV (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Ac
1plex CK-1, CA-1 (manufactured by Asahi Kasei Corporation)
, Neosepta AY-4T, CL-25T, C
H-45T and AF-4T (manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.) can be used.
ところで、メツキセルでは、バッチ式にメッキを行って
いても、連続的に移動する鋼板に対する連続メッキであ
っても、いずれでもよい。還元装置では、公知の定電位
電解装置を用いて、陰極の電位が所定範囲内に保持され
る。この場合、〔Fe2+〕 と(Fe3+)の濃度比
を管理しながら電解電位を設定する。陰極におけるFe
E+に対する還元反応に対して、陽極室を0.1−1O
N程度の高濃度のHz S O4で満たすと陽極ではH
20→2H+1/202+ 2 eの反応が起る。した
がって、陽極室の上部に気液分離器を設けてガス抜きを
行いながら、陽極室液を再使用するのがよい。さらに、
本発明に係る還元装置は、後述する実施例のように、陽
極室を兼用する多重方式を採ることもできる。By the way, in Metsukicell, plating may be performed in a batch manner or continuous plating on continuously moving steel plates. In the reduction device, the potential of the cathode is maintained within a predetermined range using a known constant potential electrolyzer. In this case, the electrolytic potential is set while controlling the concentration ratio of [Fe2+] and (Fe3+). Fe at the cathode
For the reduction reaction to E+, the anode chamber is 0.1-1O
When filled with Hz SO4 at a high concentration of about N, H at the anode
The reaction 20→2H+1/202+ 2 e occurs. Therefore, it is preferable to provide a gas-liquid separator above the anode chamber to remove gas and reuse the anode chamber liquid. moreover,
The reduction apparatus according to the present invention can also adopt a multiplex system in which the anode chamber also serves as an embodiment, as will be described later.
[実施例]
次に実施例および比較例を示し本発明をさらに詳述する
。[Examples] Next, the present invention will be explained in further detail by showing Examples and Comparative Examples.
(実施例1)
第1図に示すように、メツキセル10と還元装置とを組
み合せた電気メツキシステムにより、電気メッキを実施
するとどもに、還元も行った。(Example 1) As shown in FIG. 1, electroplating was carried out and reduction was also carried out using an electroplating system that combined the Metsuki cell 10 and a reduction device.
メツキセル10の陽極11としては、Pb合金電極を用
い。陰極12としては鋼板を用い、鋼板12にFe−Z
nメッキを行った。メツキセルでのメッキ浴としては、
F e S04 ・7 H20= 300g/l、Zn
5O+ ・7HzO=150g/i、N az S04
= 7’5 g/1(1)組成で、p)(= 2.5
0″C,Fe3+濃度がIg/jLのものを用いた。As the anode 11 of the Metsuki cell 10, a Pb alloy electrode is used. A steel plate is used as the cathode 12, and the steel plate 12 is coated with Fe-Z.
n plating was performed. As a plating bath in Metsukicel,
F e S04 ・7 H20= 300g/l, Zn
5O+ ・7HzO=150g/i, N az S04
= 7'5 g/1 (1) composition, p) (= 2.5
0″C and Fe3+ concentration of Ig/jL was used.
メッキの電流密度は4OA/dゴであった。メッキに伴
って、メツキセル内のFe3+g度は増大する傾向にあ
り、メッキ液の出側ではFe3+g度度が2.5g/J
Lであった。The current density for plating was 4OA/d. Along with plating, the Fe3+g degree in Metxel tends to increase, and at the outlet side of the plating solution, the Fe3+g degree is 2.5 g/J.
It was L.
このメッキ液は、電解槽lの陰極室4に導き、還元を実
施した。ただ、陰極の電位は、+o、1v(vs、5C
E)に保持した。還元装置では、12A /drn’の
電流密度の電気量が流れ、メッキ浴のFe3+濃度は1
g/lに低下した。この還元済のメッキ液は、メッキ浴
タンク20に貯めた後、メツキセルlOに戻した。また
還元装置の陽極5としては、Pb多孔質板を用いた。陽
極室では、HzOが電気分解され、02ガスが発生し、
Hが生成され、このH“カ(隔膜2を透過する5042
−イオンのバランスを保つために、陽極室3で生成した
H 2 S O4をメッキ浴室4ヘリターンさせねばな
らないが、本例では陽極室液として高濃度のH2SO4
を用いている関係上、陽極室液を一旦pH調整槽30で
HzOの添加によりPHを調節のうえ、メッキ浴タンク
20に導き、そこでFe、Znの粉粒状物を添加し、そ
れらの金属溶解の後、メツキセル10に導いた。この場
合、金属の溶解は、メッキによって系外に持ち出される
金属イオンの供給源となる。This plating solution was introduced into the cathode chamber 4 of the electrolytic cell 1 and subjected to reduction. However, the potential of the cathode is +o, 1v (vs, 5C
E). In the reduction device, electricity with a current density of 12 A/drn' flows, and the Fe3+ concentration in the plating bath is 1.
g/l. This reduced plating solution was stored in the plating bath tank 20 and then returned to Metsukicell IO. Furthermore, a Pb porous plate was used as the anode 5 of the reduction device. In the anode chamber, HzO is electrolyzed and 02 gas is generated.
H is generated, and this H" force (5042
- In order to maintain the balance of ions, H 2 SO 4 generated in the anode chamber 3 must be returned to the plating bath 4, but in this example, a high concentration of H 2 SO 4 is used as the anode chamber solution.
Since the anode chamber solution is used, the pH of the anode chamber solution is adjusted by adding HzO in the pH adjustment tank 30, and then led to the plating bath tank 20, where Fe and Zn powder and granules are added and the metals are dissolved. After that, Metuxel 10 was introduced. In this case, the dissolution of the metal becomes a source of metal ions that are carried out of the system by plating.
なお、3042−の隔H2に対する透過に対して、これ
に見合う量を陰極室4またはメツキセル10内にFe5
0+・7H20の形で供給することも可能である。In addition, for the permeation through the gap H2 of 3042-, a corresponding amount of Fe5 is added to the cathode chamber 4 or Metxcell 10.
It is also possible to supply it in the form of 0+.7H20.
(実施例2)
第1図に示す還元装置を用いてメッキ液の還元を行った
。電解槽としては、アクリル樹脂製の縦型2室式の電解
槽lを用い、陰イオン交換膜隔膜2により、陽極室3と
陰極室4とに分離した。陽極5および陰極6の背面に約
501鵬の液重量を取り、陽極室3および陰極室4の底
部にそれぞれ供給メッキ液および供給H2SO4の供給
口を形成するとともに、陽極室3の上部に巾100mm
、高さ100mm、厚さ30mmの気液分離室7を設け
、この分離室7の上部に酸素ガス出口を設けた。(Example 2) A plating solution was reduced using the reduction apparatus shown in FIG. As the electrolytic cell, a vertical two-chamber type electrolytic cell 1 made of acrylic resin was used, which was separated into an anode chamber 3 and a cathode chamber 4 by an anion exchange membrane diaphragm 2 . A liquid weight of approximately 501 mm is placed on the back of the anode 5 and cathode 6, and supply ports for the plating solution and H2SO4 are formed at the bottom of the anode chamber 3 and cathode chamber 4, respectively, and a width of 100 mm is formed at the top of the anode chamber 3.
A gas-liquid separation chamber 7 having a height of 100 mm and a thickness of 30 mm was provided, and an oxygen gas outlet was provided in the upper part of this separation chamber 7.
使用したメッキ浴としては、Fe50+ ・7H20が
300 g/l、ZnSO4・7H20が150g/l
、N a 2 S 04が75 g/fL(1)組成で
、PH= 2で、Fe3+濃度として7.5g/lのも
のである。The plating baths used were 300 g/l of Fe50+ 7H20 and 150 g/l of ZnSO4 7H20.
, a composition of 75 g/fL (1) of Na 2 S 04, a pH of 2, and a Fe3+ concentration of 7.5 g/L.
かくして、定電位電解装置を用い、照合電極として飽和
カロメル電極を用いて、Ti基体のPtクラッドエキス
バンドメタルからなる陰極の電位を+0.2■に保持し
た。その結果、通電量に比例してメッキ液中のFe3+
濃度の低下がみられた。Thus, using a constant potential electrolyzer and a saturated calomel electrode as a reference electrode, the potential of the cathode made of a Ti-based Pt-clad expanded metal was maintained at +0.2■. As a result, Fe3+ in the plating solution is proportional to the amount of current applied.
A decrease in concentration was observed.
またその際の電流密度は、メッキ液の循環量、すなわち
拡散条件によっても異なるが、lO〜25A /dm’
であった。そしてメッキ液の循環量が多いほど還元量も
多くなることが判明した。またFe3+濃度は、10分
後には、0.5g/又に低下し、好適に還元できること
が明らかとなった。The current density at that time varies depending on the amount of circulation of the plating solution, that is, the diffusion conditions, but it ranges from lO to 25 A/dm'.
Met. It was also found that the greater the amount of plating solution circulated, the greater the amount of reduction. Furthermore, the Fe3+ concentration decreased to 0.5 g/m after 10 minutes, making it clear that reduction could be carried out suitably.
一方、陽極室液としては、Naz so4が100 g
/lで、pH=2の溶液を用いたが、陽極しっては通電
に伴ってHz S O4が生成し、pHが低下するため
、PHを一定に保つために、当量分のNaOHを添加し
た。ここでもし、陽極室液として高濃度のHz S O
4を用いる場合には、H2Oを添加し、生成したH2
S04に見合う量をオーバーフローさせて回収するよう
にしてもよい。On the other hand, 100 g of Naz so4 was used as the anode chamber solution.
/l and pH = 2, but at the anode, Hz SO4 is generated as electricity is applied, and the pH decreases, so in order to keep the pH constant, an equivalent amount of NaOH was added. did. Here, if a high concentration of Hz SO is used as the anode chamber solution,
When using 4, H2O is added and the generated H2
An amount corresponding to S04 may be overflowed and collected.
(比較例1)
実施例1に対して、電位を一〇、7V (vs、 5C
E)を変えて還元を試みた。この場合には、たしかにF
e3+の還元反応が生じたが、水素発生反応(H++
e −+1/2 H2)も生じ、鉄の電析反応も生じ、
陰極がFeメッキされることとなった。電流密度として
は、30A/dm’が得られたが、Fe3+を還元する
電流効率の低下があった。(Comparative Example 1) Compared to Example 1, the potential was set to 10.7V (vs, 5C
I tried to reduce it by changing E). In this case, it is true that F
A reduction reaction of e3+ occurred, but a hydrogen generation reaction (H++
e −+1/2 H2) also occurs, and an iron electrodeposition reaction also occurs,
The cathode was to be plated with Fe. Although a current density of 30 A/dm' was obtained, there was a decrease in current efficiency for reducing Fe3+.
(比較例2) 電位を+〇、50V Cvs、 5CE)としてみた。(Comparative example 2) The potential was set to +〇, 50V Cvs, 5CE).
しかし、Fe3+の還元は生ぜず、電流が流れなかった
。However, reduction of Fe3+ did not occur and no current flowed.
(実施例3)
第1図および第2図に示す2室型電解槽を改造して、第
3図に示す3室型電解槽1″を用意し、中間を陽極室3
、両側を陰極室4.4とし、陽極室3を左右の陰極室4
,4に対して共有する構造の還元装置により還元を行っ
た。(Example 3) The two-chamber electrolytic cell shown in FIGS. 1 and 2 was modified to prepare a three-chamber electrolytic cell 1″ shown in FIG.
, both sides are cathode chambers 4.4, and the anode chamber 3 is the left and right cathode chambers 4.
, 4 was reduced using a reduction device having a structure common to both.
陰極6〜隔膜2〜IIM極5の間隔はそれぞれ同一とし
た。使用したメッキ浴としては、Fe50+−7H20
= 300 g / l、Z n S O4・7 HO
4−150g/文、Na2304 =75g/lの組成
で、pH= 2、Fe3+濃度は7.5g/fLO)も
のである。また定電位電解装置1台を兼用化し、その陰
極を左右の陰極室の電極に並列に接続し、陽極を中間の
陽極室の電極に接続した。この際、左に位置する陰極の
電位を、別途電圧計を用い、陰極室中に設置した飽和カ
ロメル電極に対して、電位差を測定する条件で、定電位
電解装置を用いて電流を流した。陰極の電位が+〇、2
V(マS、5CE)となるよう、定電位電解装置をコン
トロールした結果、メッキ液の流速およびFea+濃度
の変動に伴って、電流密度がlO〜25A/drn’の
範囲で変動した。実施例1と同様のメッキ液の流速の下
では、半分の時間つまり5分後に、実施例と同一のFe
”濃度つまり0.5g/iに達した。The intervals between the cathode 6, the diaphragm 2, and the IIM pole 5 were the same. The plating bath used was Fe50+-7H20.
= 300 g/l, Z n S O4.7 HO
4-150g/liter, composition of Na2304 = 75g/l, pH = 2, Fe3+ concentration is 7.5g/fLO). In addition, one constant potential electrolysis device was used, and its cathode was connected in parallel to the electrodes of the left and right cathode chambers, and the anode was connected to the electrode of the intermediate anode chamber. At this time, a current was applied to the cathode located on the left using a constant potential electrolyzer under conditions that measured the potential difference between the saturated calomel electrode and the saturated calomel electrode installed in the cathode chamber using a separate voltmeter. The potential of the cathode is +〇, 2
As a result of controlling the constant potential electrolyzer so that the current density was V (MaS, 5CE), the current density varied in the range of 10 to 25 A/drn' as the flow rate of the plating solution and the Fea+ concentration varied. Under the same flow rate of the plating solution as in Example 1, after half the time, that is, 5 minutes, the same Fe
``The concentration reached 0.5 g/i.
本例では、陽極室を兼用としているので、構造が簡素と
なる。また、本例の3室型に代えて、さらに多重家型と
することも可能である。In this example, since the anode chamber is also used, the structure is simple. Further, instead of the three-room type of this example, it is also possible to use a multiple-house type.
[発明の効果]
以上の通り、本発明によれば、Fe3+イオンをFe2
+イオンに容易かつ経済的に還元でき、メツキセルにお
けるメッキ液のFea+イオン濃度を抑えて、良好なメ
ッキを達成できる。[Effect of the invention] As described above, according to the present invention, Fe3+ ions are converted to Fe2
It can be easily and economically reduced to + ions, and the concentration of Fea + ions in the plating solution in Metsukicell can be suppressed to achieve good plating.
第1図〜第3図は、それぞれ実施例1〜3に用いた実験
装置の概要図である。
1 、 l ’ 、、、、電解槽
2 、、、、陰イオン交換膜隔膜
3 、、、、陽極室
4 、、、、陰極室(メッキ浴室)
5 、、、陽極 6.、、、陰極i o 、
、、、メツキセル 11.、、、陽極12 、、、、
陰極
第1図FIGS. 1 to 3 are schematic diagrams of the experimental apparatus used in Examples 1 to 3, respectively. 1, l', electrolytic cell 2, anion exchange membrane diaphragm 3, anode chamber 4, cathode chamber (plating bath) 5, anode 6. ,,, cathode i o ,
,,, Metuxel 11. ,,,Anode 12 ,,,,
Cathode diagram 1
Claims (1)
元装置を設け、この還元装置としてイオン交換膜隔膜に
より陰極を設けた陰極室と陽極を設けた陽極室とを分離
したものを用い、前記メッキセル内のメッキ液の一部を
取出して還元装置の陰極室に導き、還元装置において電
解を行い、陰極室中でメッキ液中のFe^3^+イオン
をFe^2^+イオンに還元した後、Fe^3^+イオ
ンが少ないメッキ液として前記メッキセルに戻すことを
特徴とする金属イオンの系外還元処理方法。(1) For Fe-based plating, a reduction device separate from the plating cell is provided, and as this reduction device, a cathode chamber with a cathode and an anode chamber with an anode are separated by an ion exchange membrane diaphragm. A part of the plating solution in the plating cell was taken out and led to the cathode chamber of the reduction device, where electrolysis was performed, and Fe^3^+ ions in the plating solution were reduced to Fe^2^+ ions in the cathode chamber. A method for reducing metal ions outside the system, characterized in that the plating solution containing less Fe^3^+ ions is then returned to the plating cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15585385A JPS6152398A (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Out-of-system reduction treatment of metallic ion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15585385A JPS6152398A (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Out-of-system reduction treatment of metallic ion |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13593882A Division JPS5925991A (en) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | Reducing method of metallic ions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6152398A true JPS6152398A (en) | 1986-03-15 |
Family
ID=15614926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15585385A Pending JPS6152398A (en) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | Out-of-system reduction treatment of metallic ion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6152398A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0265887A2 (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-04 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for treating a plating solution |
JPS63114989A (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | Asahi Glass Co Ltd | Treatment of plating solution |
-
1985
- 1985-07-15 JP JP15585385A patent/JPS6152398A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0265887A2 (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-04 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for treating a plating solution |
JPS63114989A (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | Asahi Glass Co Ltd | Treatment of plating solution |
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