JPS6227600A - 電気亜鉛メツキ浴液の処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気亜鉛メッキ浴液の処理方法に係り、特に電
気亜鉛メッキ浴液中の鉄イオンを効率的に除去し、処理
液を再使用することができる電気亜鉛メッキ浴液の処理
方法に関する。

［従来の技術］ 電気亜鉛メッキ鉄板の製造に用いられる電気亜鉛メッキ
浴としては、従来より硫酸亜鉛浴、塩化物浴、ホウフッ
化物浴、シアン化物のアルカリ性浴、ピロリン酸浴等が
知られているが、これらのうち、メー、キ液の管理が容
易であることから、硫酸亜鉛浴が最もよく用いられてい
る。

ところで、硫酸亜鉛メッキ浴のｐＨは、通常、亜鉛を溶
解させるために低くしている。そのため、被メツキ鉄板
、電解タンク等から鉄が溶出して、該メッキ浴の鉄イオ
ン濃度が増し各種の問題が起きる０例えば、得られる電
気亜鉛メッキ鉄板の製品表面特性を劣化させたり、電解
タンク、配管、ポンプ等の金属の溶損を早めたりするの
である。

従来、電気亜鉛メッキ浴液から鉄イオン除去する方法と
しては、電気亜鉛メッキ浴液をキレート性イオン交換樹
脂を充填した交換塔に通液し、鉄イオンを吸着除去する
方法（特公昭５７−２７９６０）が提案されている。こ
の方法によれば、電気亜鉛メッキ浴液から鉄イオンを選
択的に除去することが可能である。

［発明が解決しよとする問題点］ しかしながら、キレート性イオン交換樹脂による方法で
は、原水である電気亜鉛メッキ浴液中の鉄イオン濃度（
１０００〜１００００ｐｐｍ）及びイオン交換樹脂の吸
着量（０，２〜０．８モル／ｌ−樹脂）から考えて、原
水と同量程度の再生廃液が発生し、その処理が必要とな
る。また、吸着速度が遅い（ＳＶ＝　１　ｈｒ’程度）
ため、多量の樹脂を必要とし、装置が大型化する等の欠
点もある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、 鉄イオンを含む電気亜鉛メッキ浴液と、−級〜四級アミ
ンの少なくとも１種を含む抽出剤とを固体膜を介して接
触させた後、抽出剤を鉱酸と接触させて鉄イオンを逆抽
出することを特徴とする電気亜鉛メッキ浴液の処理方法
、 を要旨とするものである。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の電気亜鉛メッキ浴液の処理方法に従っ
て、抽出及び逆抽出を各々独立した装置で行う例を示す
系統図である。

本発明においては、まず電解亜鉛メッキ浴ｌから排出さ
れる鉄イオンを含むメッキ浴液を、配管６により固体膜
２で仕切られた抽出装置３の抽料室３ａに送給し、抽出
剤室３ｂの一級〜四級アミンめ少なくとも１種を含む抽
出剤と固体１１２を介して接触させる。

この抽出処理において、抽料であるメッキ浴液のｐＨが
３以上であると沈殿物が析出して固体膜に付着し抽出効
率を低下させることがある。このため、処理するメッキ
浴液のｐＨは３未満とするのが好ましい。

本発明において用いる抽出剤は、第一級〜第四級アミン
の少なくとも１種を石油系炭化水素等の希釈剤で、アミ
ン濃度１〜８０重量％程度に調整したものが好適である
。

使用される第一級〜第四級アミンの好適な具体例として
は、ｔｅｒｔ−アイコシルアミン、１−（３−エチルペ
ンチル）−４−エチルオクチルアミン、１，１，３．３
−テトラメチルブチルアミン、ラウリルアミン等の一級
アミン：ジー（２−エチルヘキシル）アミン、ジラウリ
ルアミン。

３．３，５，５，７．７−へキサメチルオクチルアミン
等の二級アミン；トリヘキシルアミン、トリオクチルア
ミン、トリイソオクチルアミン、トリラウリルアミン、
ジメチルラウリルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン
、メチルジ（トリデシル）アミン、ジメチルオレイルア
ミン、ジメチルココアミン、トリカプリリルアミン、ト
リデシルアミン、ジラウリルベンジルアミン等の三級ア
ミン；メチルトリオクチルアンモニウムクロライド、ジ
メチルジラウリルアンモニウムクロライド、トリメチル
デシルアンモニウムクロライド等の四級アミンが挙げら
れる。

メッキ浴液中の鉄イオンは、抽出装置３における抽出に
より、抽出剤に抽出されて除去される。

鉄イオンが除去されたメッキ浴液（抽残液）は、配管７
により電解亜鉛メッキ浴１に返送され、再使用される。

このように処理されたメッキ浴液を電解亜鉛メッキ浴で
再使用する場合、メッキ浴中に抽出剤が混入して含有さ
れていると不都合が起こる。このため、ミキサーΦセト
ラー型、スプレー塔等の抽料（即ち、メッキ浴液）と抽
出剤が直接接触する抽出方式を採用するのは好ましくな
い０本発明においては、抽出剤損失の少ない固体膜接触
方式で抽出を行なうため、抽残液のメッキ浴液中への抽
出剤の混入が殆どなく、メッキ浴液の再使用が可能であ
る。

本発明において、抽出装置３の固体ｓ２としては、平膜
型、チューブラ−型、ホローファイバー型等、各種の形
態のものが用いられる。

また、固体膜は多孔質のものであれば良く、例えばポリ
テトラフルオロエチレン（以下ｒＰＴ　ＦＥ」という）
、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ポ
リプロピレン、ポリアミド等の半透膜が挙げられるが、
特にＰＴＦＥが好ましい、一般にＰＴＦＥは耐薬品性、
疎水性に優れ、また抽出速度も極めて高く、固体膜とし
て採用するに好適な性質を備える。多孔質ＰＴＦＥ膜は
。

使用する抽出剤等によって、その膜厚、孔径等を選定す
る。

なお、ＰＴＦＥ固体膜の抽出速度が速い理由は明らかで
ないが、その網目状構造や極端な疎水性（親油性）によ
り、抽料と油剤との接触部が孔だけではなく、膜面全体
にわたることとなり、膜内における拡散も速いためと推
定される。

抽出装置３において鉄イオンを抽出した抽出剤は、これ
を配管８により逆抽出装置４に送給し、逆抽出を行なう
６本発明において、塩酸は逆抽出剤として不適であるた
め、逆抽出剤としては塩酸以外の硫醸、硝酸等の鉱酸を
用いる。

逆抽出装置４における逆抽出剤と抽出剤との接触は、固
体膜を介して行なっても良く、固体膜を介さず直接接触
させても良い、一般に固体膜を介して接触させれば、エ
マルジョン化等が防止され良好な抽出が実施でき、また
、固体膜を介さずに直接接触させる場合にぽ°抽出速度
が速く、固体膜への結晶付着等の可能性がないという利
点がある。

逆抽出後の抽出剤は、廃液処理又は省資源の面から、可
能な限り循環再使用するのが好ましい。

本発明の方法においては、抽出剤中のアミンは。

鉱酸による逆抽出によりアミンの鉱酸塩となっており、
抽出剤としての性能が低下している。このため、逆抽出
後の逆抽出剤は、配管９よりアルカリ洗浄塔５に送給し
、水酸化ナトリウム浴液等の任意のアルカリ剤で洗浄し
、アミン鉱酸塩をアミンにもどした後、配管１１より抽
出装置３に循環再使用するのが好ましい。

一方、逆抽出剤を配管１３により循環使用することによ
り、逆抽出された鉄イオンは逆抽出剤中に高濃縮される
。この場合、鉄イオンは鉄塩の結晶物として、逆抽出剤
中から晶析回収することも可能である（第１図の配管１
５）、このようにすることにより、特公昭５７−２７９
６０に開示されているイオン交換樹脂による処理方法に
おける。イオン交換樹脂の再生廃液に相当する。逆抽出
剤液量は極めて少量で足り、廃液処理等の問題も解消さ
れる。

以上は１本発明の方法を、独立した別個の抽出装置及び
逆抽出装置を用いて実施する場合について説明したが、
本発明の方法は、抽出機能及び逆抽出機能を兼備した三
液暦タイプの装置を用いても、容易に実施し得る。

第２図は１本発明の実施に好適な三液層タイプの抽出装
置を示す断面図である。抽出装置にはチューブラ−或い
はホロファイバー型の固体膜が装着されている。

ｆｓｚ図において１０は円筒状の装置ケーシングであっ
て、その上部には２段に設けられた仕切板１２．１４に
よって逆抽出側導入室１６と、該室１６の下面側の抽料
（メッキ浴液）導入室１８が画成されている。また、装
置ケーシング１ｏの下部も、２段に設けられた仕切板２
０．２２によって抽残液排出室２４と、その下側の逆抽
出側排出室２６が画成されている。なお、仕切板１４と
２０との間には、第１め室が設けられ、抽出剤が流通さ
れる抽出剤室２８とされている。そして、抽料導入室１
８と抽残液排出室２４とを連通ずるように、パイプ状の
固体ＷＩ３０が設けられ、その内部に第２の室が設けら
れている。また、逆抽出側導入室１６の下部は、滴下管
３２によって抽出剤室２８の上部と連通されている。ま
た、抽出剤５室２８の下部は連絡管３４によって逆抽出
側排出室２６と連通されている。

抽出剤は導入口３６から第１の室である抽出剤室２８内
に導入され、その中を上向きに流れて抜出口３８に至り
、装置ケーシング１０外に抜き出される。なお抜出口３
８と導入口３６とは、ポンプ４０及びアルカリ洗浄塔５
を有する配管４２によって接続されており、抜出口３８
から抜き出された抽出剤は、この配管４２を通って、途
中アルカリ洗浄塔５でアルカリ洗浄された後、導入口３
６へ戻され、連続して循環される。

抽料のメッキ浴液は、供給口４４から抽料導入室１８内
に導入され、次いで固体Ｂｌｏの内部の第２の室に導入
される。そして、その中を下向きに流れ抽残液排出室２
４に入る。抽料は、このパイプ状固体膜３０内を通る間
に、抽出剤室２８内の抽出剤と固体膜３０の管壁面部を
介して接触する。そして、これにより抽出が行われ、メ
ッキ浴液中の鉄イオンが抽出剤中に移行する。

なお、抽出の行われたメッキ浴液（抽残液）は抽残液排
出室２４内に入り、次いで抽残液の排出口４６から！Ｉ
ｔケーシングｌＯ外へ排出されメッキ浴へ返送される。

逆抽出剤は供給口４８から逆抽出剤導入室１６内に導入
され、次いで滴下管３２を通って抽出剤室２８内に供給
される０本発明において、逆抽出剤は、通常、抽出剤よ
りも大なる比重を有すると共に、抽出剤と溶は合わない
性質を有しているので、Ｗ４下管３２の下端から抽出剤
中に送り出されると、液滴或いは液柱の形（図示の例で
は液滴）となって抽出剤室２８中の抽出剤中を降下し、
抽出剤と直接接触して逆抽出を行う、この直接接触によ
り、抽出剤中の鉄イオンは逆抽出剤中に効率よく移行す
る。

この逆抽出を行った逆抽出剤は、連絡管３４を通り逆抽
出剤排出室２６内に導入され、次いで逆抽出副排出口５
０から装置ケーシング１０外に排出され、処理されるか
、あるいは供給口４８に循環される。なお、前述のよう
に、逆抽出剤の比重は抽出剤よりも大きいので、抽出剤
室２８中の抽出剤が逆抽出剤排出室２６に入り込むこと
はない。

また、逆抽出処理された抽出剤は、アミンがアミンの鉱
酸塩となるが、循環系のアルカリ洗浄塔５においてアル
カリ洗浄されてアミンにもどされるため、抽出効率を低
下させることなく再使用することができる。

なお、第２図においては、−木のパイプ状固体膜を設置
した装置を示したが、固体膜は２本以上の複数本であっ
ても良い、また、滴下管についても複数本設けることも
できる。固体膜あるいは滴下管等を複数本設置すること
により、処理容量を向上させることができる。

［作用］ 電解亜鉛メッキ浴液を一級〜四級アミンの少なくとも１
種を含む抽出剤で抽出処理することにより、メッキ浴中
の鉄イオンを効率良く除去することができる。

また、抽出は固体膜を介して行なうことから、メッキ浴
液中への抽出剤のリークが防止され、抽出処理後のメッ
キ浴液は良好に再使用することができる。

しかも、抽出剤は鉱酸により逆抽出することにより、再
び抽出工程に循環使用することが可能となる。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

実施例１ ｌＦｅ１０００ｐｐ、Ｚｎ９１０００ｐｐｍを含むｐＨ
２，２の電気亜鉛メッキ浴液を第１図に示す装置を用い
て、本発明の方法に従って抽出処理した。

抽出装置３の固体ｆｆ１２としては、面積１５００ｍｌ
のポリテトラフルオロエチレン膜を用い、膜２を介して
、抽料室３ａにメッキ浴１のメッキ浴液を配管６により
１６００ｍ見／　ｍ　ｉ　ｎで通液し、抽出剤室３ｂに
トリイソオクチルアミンを４０ｖｏ見％含むケロシン液
１．４文を１２００ｍ　ｌ　／　ｍ　ｉ　ｎで通液させ
た。抽出剤は、配管８により逆抽出装置４に送給し、逆
抽出剤として２００　ｇ／ｌの硫酸水溶液５００ｍＭを
２００ｍ！Ｌ／ｍｉｎの流速で抽出剤中に滴下して逆抽
出を行なった。逆抽出処理後の抽出剤は、アルカリ洗浄
塔５で炭酸ナトリウム水溶液と接触させた後、再度抽出
装置３に循環した。また、抽出装置３で抽出処理したメ
ッキ浴液は配管７によりメッキ浴ｌへ送給した。

２０時間後、メッキ浴液中の鉄イオン濃度は３９０ｐｐ
ｍとなり、また、抽出剤中に抽出された鉄イオンはほぼ
１００％逆抽出剤中に逆抽出されたことが確認された。

なお、２０時間後のメッキ浴液のＴＯＣ増加量は４２．
ｌｐｐｍであった。ちなみにメッキ浴液５０ｍＪ１とト
リイソオクチルアミン５０ｍｆＬを５分間振とうした後
、２時間静置してメッキ浴液中のＴＯＣを測定したとこ
ろ３９５ｐｐｍであった。これから固体膜を介すると抽
出剤のメッキ浴液側へのリークが僅かですむことがわか
る。

この結果、本発明方法によれば電気亜鉛メッキ浴中の鉄
イオンを極めて効率良く除去することができ、しかも、
固体膜を介して抽出処理するため抽出剤がメッキ浴液側
にリークする量が僅少ですみ、抽出処理後のメッキ浴液
は再びメッキ浴で使用することができることが明らかで
ある。

［効果］ 以上詳述した通り１本発明の電解亜鉛メッキ浴液の処理
方法は、メッキ浴液を一級〜四級アミンの少なくとも１
種を含む抽出剤と固体膜を介して接触させ、また抽出後
の抽出剤は鉱酸で逆抽出するものであって、 ■　電気メツキ浴液中の鉄イオンを極めて効率良く除去
すること力ｔできる。

■　処理後のメッキ浴液は再使用することができる。

■　抽出剤も循環使用することができる。

■　廃液処理すべき廃液量が極めて少ない。

等の利点を有し、工業的、経済的に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明する系統図、第２図は、本発
明の実施に好適な抽出装置の構成を示す図である。 ｌ・・・電解亜鉛メッキ浴、２・・・固体膜、３・・・
抽出装置、　　　　　４・・・逆抽出装置、５・・・ア
ルカリ洗浄塔、 １０・・・装置ケーシング、 １６・・・逆抽出剤導入室、１８・・・抽料導入室。 ２４・・・抽残液排出室、 ２６・・・逆抽出剤排出室。 ２８・・・抽剤室、　　　　３０・・・固体膜。 代　　理　　人　　　弁理士　　　重　　野　　　剛１
１１　　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄イオンを含む電気亜鉛メッキ浴液と、一級〜四
   級アミンの少なくとも１種を含む抽出剤とを固体膜を介
   して接触させた後、抽出剤を鉱酸と接触させて鉄イオン
   を逆抽出することを特徴とする電気亜鉛メッキ浴液の処
   理方法。
2. （２）処理する電気亜鉛メッキ浴液のｐＨが３未満であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の処理
   方法。
3. （３）逆抽出処理した抽出剤をアルカリ剤で洗浄した後
   、抽出剤として再使用することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の処理方法。