JPS62256996A

JPS62256996A - 亜鉛系メツキ原料

Info

Publication number: JPS62256996A
Application number: JP9917886A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyuki Kasai; 河西　達之
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-11-09

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｚｎ、　Ｚｎ−Ｆｅ、　Ｚｎ−Ｎｉ等のＺｎ
系メッキにおける可溶性陽極を形成する、あるいはメッ
キ液に溶解する原料に関する。

〔従来の技術〕

メッキを行う場合、可溶性陽極を用いる場合と、不溶性
陽極を用いるとともに当該メッキ金属をメッキ液に溶解
する場合とがある。

従来、Ｚｎ系メッキにあたり、可溶性陽極を用いる場合
、ｐｂｂ有量が３０ＰＰＭ程度のものを使用している。

これは、電気亜鉛インゴット中のｐｂｂ有量がその程度
であるからである。

また、亜鉛粉末の一般市版品中のｐｂｂ有量は約２００
ＰＰＭである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

周知のように、メッキ液中にｐｂ分が多く存在すると、
メッキ品質が低下する。したがって、ｐｂ分を除去する
必要がある。

従来、ｐｂ分金含有量多い金属亜鉛を可溶性陽極として
使用する場合、メッキ液に金属亜鉛粒を投入し、イオン
化傾向の差を利用して、亜鉛が溶解するとき、鉛イオン
を金属亜鉛表面に沈着させながら除去する方法、あるい
は商品質メッキの場合には、メッキ液にｐｂｂ有量がＩ
ＯＰＰＭ以下の炭酸亜鉛を溶解し、メッキの続行に伴う
ｐｂ分の蓄積については、炭酸ストロンチューム液など
を添加し、その炭酸ストロンチューム塩の沈澱に鉛化合
物を共沈させる方法がある。

しかし、前者の方法では、多量の金属亜鉛粉を必要とし
、金属亜鉛の利用効率を低くしなければ品質の高いメッ
キ液が得られない根本的な問題がある。

また、後者の方法では、確かにメッキ品質は優れるもの
の、高価な炭酸亜鉛および炭酸ストロンチュームを使用
するので高価である。

そこで、本発明の目的は、ｐｂ除去のために特別の除去
設備が不要となり、また高価な薬剤を使用しなくて足り
経済的である亜鉛系メッキ原料を提供することにある。

〔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、金属材料に亜鉛
系メッキを行うにあたり使用される、可溶性陽極を形成
する原料、あるいは粉末もしくは粒状物の形でメッキ液
に溶解される原料が、鉛含有量が２０ＰＰＭ以下の金属
亜鉛であることを特徴とするものである。

〔作　用〕本発明では、可溶性陽極原料またはメッキ液溶解原料と
して、鉛含有量が２０ＰＰＭ以下の金属亜鉛を用いてい
る。したがって、メッキ液に蓄積するｐｂ分は少ないた
め、後述のように、鉛除去のための専用設備が不安であ
り、また炭酸ストロンチュームなど高価な薬剤を使用し
なくて足りる。

〔発明の具体的な構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明に係る金属亜鉛中のｐｂ含有量は、２０　ＰＰＭ
以下、さらにはＩＯＰＰＭ以下、特には５　ＰＰＭ以下
とするのが望まれる。

この製造に際しては、亜鉛鉱石を硫酸で亜鉛を溶解し、
これを高純度亜鉛粉でイオン交換し、溶液中のｐｂを０
．２　ＰＰＭ程度とし、チタンに白金メッキするか、酸
化ルテニウムまたは酸化パラジウムをコーティングした
不溶性金属電極あるいは黒鉛電極を陽極として、硫酸亜
鉛液を電気分解し、陰極に亜鉛を付着させ、これを引き
上げて溶融しインゴットを作成するか、さらに粉または
粒を作成することによって達成できる。

他方で、ｐｂが３０ＰＰＭの電気亜鉛や精留亜鉛につい
て、不純物ｐｂの除去を図ることによって、ｐｂ分を２
０ＰＰＭ以下にすることも可能ではないけれども、実際
的でない。

次に、本発明原料を用いる場合の利点を、メッキ液の精
製態様を示しながら説明する。

なお、メッキ液中に第２鉄イオンが多量に存在すると、
ｐｂと共にメッキ性状を悪化させることになる。したが
って、ｐｂおよびＦｅ分、少なくともｐｂ分をメッキ性
状を悪化させない程度の濃度まで、好適には５■／ｌ以
下まで低下させることが望まれる。

これに対して、前述の方法があるけれども、その難点は
前述の通りである。そこで、本発明者は、特願昭６０−
１６７０３０号として、次の３つの方法を提案した。

すなわち、その第１発明は、亜鉛を含むメッキ液に、炭
酸亜鉛を添加し亜鉛飽和濃度が８０％以上のスラリーと
し、そのスラリー中の固形物を除去することを特徴とす
るものである。

また、第２発明は、亜鉛を含むメッキ液に、炭酸亜鉛を
添加し、亜鉛飽和濃度が８０％以上のスラリーとすると
ともに、その添加の過程でまたはその後酸化を行い、そ
の後スラリー中の固形物を除去することを特徴とするも
のである。

この方法によれば、ｐｂを５　ＰＰＭ以下、操作条件を
工夫すると、ＮＤとすることができるし、Ｆｅ”除去効
果もきわめて高い。しかしながら、同法は基本的に炭酸
亜鉛による処理であり（その後Ｚｎ粉末を添加すること
もあるが）、かつ炭酸亜鉛は高価であるので、必ずしも
経済的なプロセスではない。

そこで、次記の改良技術が優れていることを本発明者は
見出した。この改良技術法は、次の順に従う工程からな
る。

（１）　　亜鉛を含むメッキ液に金属亜鉛を添加して溶
解させる工程。

（２）　　このスラリーまたはこれから固形物を除去し
た後の一部あるいは全部に炭酸亜鉛を添加する工程。

（１）→（３）→（２）の３通りの順序を含む。

（４）スラリー中の固形分除去する工程。

この改良技術では、主としてｐｂおよびＦｅ’°の除去
によってメッキ液を精製せんとしている。そこでまずメ
ッキ液に金属亜鉛（粉末、溶解時間を長く取れば粒でも
可能）を添加すると、Ｚｎのイオン化傾向によってｐｂ
が析出除去される。しかるに、Ｚｎ粉末の添加だけでは
、Ｆｅ分を除去できないので、（塩基性）炭酸亜鉛の添
加および酸化を行う。これによってＦｅ分の除去を確実
に達成できる。

ところで、−ｉにメッキ液に対して、金属亜鉛および炭
酸亜鉛のＺｎ分で合計約１０％程度のＺｎを溶解できる
。また、金属亜鉛に対して炭酸亜鉛の価格は、実情では
１．７〜２．０倍程度である。しかるに、先願提案技術
では、Ｚｎ分基準で、およそ炭酸亜鉛を９９％、金属亜
鉛を１％使用するが、この改良技術では炭酸亜鉛を５〜
１５％、金属亜鉛を９５〜８５％の使用でよい。したが
って、添加剤コストとして著しく低減できる。

第１図は改良技術の工程図を示したもので、まずＺｎを
含むメッキ液１に対して、金属亜鉛２を添加し、その溶
解を行い、Ｚｎのイオン化傾向を利用して主としてｐｂ
の析出３を行う。その過程またはその後、スラリーから
固形物除去４し、未溶解金属亜鉛に沈着した金属鉛５を
取除く。

その後、酸化剤６、たとえば空気、酸素、過酸化水素等
による酸化７、ならびに炭酸亜鉛８の添加によるＺｎ溶
解・沈澱析出９を行う。この場合、酸化７は、ケース（
Ａ）〜（Ｃ）のように、Ｚｎ溶解・沈澱析出９の前、ま
たはその過程中、あるいは後のいずれの段階であっても
よい。

この反応機構は、十分明らかでないが、各処理段階での
液色や沈澱物等を目視するところによれば、およそ次の
通りであると考えられる。いま、メッキ液が硫酸浴であ
るとする。

２ＺｎＣＯｘ　　・３Ｚｎ（ＯＨ）ｚ＋ＨｚｓＯａ　　
−ＺｎＳＯ４＋２ＣＯｚ＋４ＨｚＯ・・・（１）また、酸化により、その後、スラリーを濾過１０して水酸化第２鉄および鉛
化合物１１を除去し、精製液１２を得る。

この精製液１２はメッキ工程へ戻す。

一方、実装置では、第２図または第３図の態様を採るこ
とができる。

通常の金属亜鉛、すなわち約２００ＰＰＭ鉛を含む場合
には、第２図のように、Ｚｎ溶解を溶解槽とシックナー
とを組み合わせたものを複数段、図示例では２段組合せ
たもの３Ａ、、３Ｂ＋　、３Ａｚ。

３８ｚを用いて行うとともに、第２シツクナー３８ｚか
らの沈澱分を第１溶解槽３Ａ＋に返送し、向流的な接触
溶解を行い、第１シフクナ−３Ｂ＋から未溶解金属亜鉛
に沈着した金属鉛５はシックナー２０に導き、精澄液は
返送路２１によりシックナー３Ｂ＋に戻した後、沈降分
はタンク２４および真空ポンプ２５が付設された濾過機
２２により濾過し、残渣２３を除去し、その濾液も返送
路２６によりシックナー３Ｂ＋　に戻すようにしである
。

この構成としであるのは、金属亜鉛中に約２００ＰＰＭ
程度多く鉛を含んでいるので、金属亜鉛を全量溶解する
と、含有する鉛がメッキ液中に溶解してしまいメッキ液
を汚染し、結局精製処理量が増加する。そこで、全部溶
解しないで残すように金属亜鉛スラリーとメッキ液とを
向流に接触させるとともに、未溶解金属亜鉛表面に鉛を
沈着させたまま沈澱させ系外に排出することにより、後
記実施例にもみられるように、ｐｂを確実に除去しよう
とするものである。

一方で、本発明の原料に係るｐｂ含有量が２０ＰＰＭ以
下の金属亜鉛を添加する場合には、本改良技術に従えば
、Ｆｅおよびｐｂ除去効率がきわめて優れているので、
全部溶解しても、溶液中の鉛濃度があまり上昇しないの
で、第３図のように、前述の系外取出しは不要である（
行ってもよいが）。

いずれの場合も、その後、溶解槽９および酸化槽７を用
いそれぞれ炭酸亜鉛８の溶解および酸化を行い、必要に
よりシックナー２７を用いて沈澱を返送路２８を介して
返送し、その後濾過機２９、濾液タンク３０および真空
ポンプ３１の組合せで濾過を行い、精製液１２を得る。

ところで、金属亜鉛と炭酸亜鉛の使用量割合は、金属亜
鉛だけを溶解亜鉛原料とした場合、ｐＨが上っても酸化
できずＦｅを除去できないので、まず、８５〜９５％を
金属亜鉛の溶解で行い、残余の１５〜５％に対して、亜
鉛の飽和溶解量を上回り、好ましくは炭酸亜鉛の結晶が
酸化操作後も、少量残る程度の炭酸亜鉛を補給して酸化
を行うと、メッキ液中のＦｅを水酸化第２鉄として析出
させ、これに鉛化合物を共沈させることができ好適であ
る。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

（実施例１）先願提案技術に相当する実験を、結果と共に示す第４図
のように行った。同法でも、かなりのＦｅ。

ｐｂ除去効果が明らかであろう。

（実施例２）第５図に示すようにＦｅ９２０ｍｇ／　Ｉｔ、Ｐｂｌ　
４ｇ／ｌのメッキ液２１を攪拌しながら６ｇの金属亜鉛
粉末を６０分間隔で４回計２４ｇ投入し、　　１２０分
２回目の亜鉛投入では、ｐｂはＮＤとなったがＦｅは９
１０ｍｇ／ｊ！で不変であった。２２時間後Ｆｅ８９０
■／ｌでＦｅは落ちていない。

この液を３分割して過酸化水素をそれぞれＦｅの５０％
、１００％５２００％当量添加し、９０分攪拌したが溶
解Ｆｅは９６０，９６０，９５０ｍｇ／ｊ２となり鉄を
除去することはできなかった。

このそれぞれの液に炭酸亜鉛６ｇを添加し、９０分間攪
拌後分析したところ、それぞれＦｅ　６７９ｑ／１．Ｐ
ｂＮＤ、Ｆｅ３６８Ｎ／ｊ！、ＰｂＮＤ、Ｆｅ８■／ｌ
、ＰｂＮＤとなり、Ｆｅを大幅に低下することができた
。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の原料を使用すると、メッキ液中の
Ｆｅの除去・精製過程で、鉄性澱物にｐｂを付着除去す
る方法のみで、メッキ液中のｐｂを十分にメッキ性状を
阻害しない程度に低下させることができ、鉛除去設備と
して特別なものが不要であり、しかも炭酸ストロンチュ
ームなどの高価な薬剤が不要で、きわめて経済的である
。

なお、前述の通り、本発明原料と前述の改良技術とを組
合わせると、効果的であることが注目される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明原料を用いた場合のメッキ液精製の工程
図、第２図および第３図は例示的プロセスのフローシー
ト、第４図は比較例の実験手順図、第５図は本発明例の
実験手順図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属材料に亜鉛系メッキを行うにあたり使用され
る、可溶性陽極を形成する原料、あるいは粉末もしくは
粒状物の形でメッキ液に溶解される原料が、鉛含有量が
２０ＰＰＭ以下の金属亜鉛であることを特徴とする亜鉛
系メッキ原料。