JPS6263691A - 鉄又は鉄合金めっき液中の3価の鉄イオンの除去方法 - Google Patents

鉄又は鉄合金めっき液中の3価の鉄イオンの除去方法

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JPS6263691A
JPS6263691A JP60289001A JP28900185A JPS6263691A JP S6263691 A JPS6263691 A JP S6263691A JP 60289001 A JP60289001 A JP 60289001A JP 28900185 A JP28900185 A JP 28900185A JP S6263691 A JPS6263691 A JP S6263691A
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soluble metal
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iron
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metal
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JP60289001A
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Hiroki Uchida
廣記 内田
Yoshiomi Aoyanagi
青柳 義臣
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Uemera Kogyo Co Ltd
C Uyemura and Co Ltd
Original Assignee
Uemera Kogyo Co Ltd
C Uyemura and Co Ltd
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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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 本発明は種々の溶液中に含まれる3価の鉄イオン(Fe
”)を2価の鉄イオン(Fe”)に還元する方法に関し
、例えばFe”十を主成分とする鉄めっき液や鉄合金め
っき液中のFe3+不純物をFe”に還元してこれらめ
っき液を再生する場合などに好適に採用される3価の鉄
イオンの還元方法に関する。
来の技術及び発明が解決しようとす6 r、t M 、
a従来より、鉄めっき或いは鉄合金めっきが種々の用途
に使用されている。これら鉄めっきや鉄合金めっきは、
めっき液中のFe24′を金属鉄に還元、析出すること
をめっき原理とするもので、Fe”をめっき金属源とす
るものである。しかし、鉄めっき液或いは鉄合金めっき
液中のFe”+は空気酸化、電解酸化等によりFe”に
酸化され、めっき液中にFe”が蓄積されていくが、鉄
めっき液や鉄合金めっき液中のF e3+の増加はめっ
き被膜の物性を低下させる等の問題を生じさせ、電気め
っきの場合においては電流効率を低下させる。また、こ
のような溶液中のFe3+は水酸化物の生成による沈殿
、その他亜リン酸やリン酸等との難溶性塩の生成による
沈殿などを引き起こす。
このため、溶液中のF 6”、特にFe”+を必要成分
又は無害成分とし、Fe”十を特徴とする特許っき液、
鉄合金めっき液等の溶液中のFe3+は、これをFe”
に還元したり、除去することが望まれる。
従来、このようなFe:+4のFe”への還元方法とし
ては、電解法や金属粉末添加法などが知られており(例
えば特開昭59−25991号公報、同59−4593
0号公報)、またFe’十の除去法としてはイオン交換
法、溶媒抽出法が知られている。
しかし、従来のこれらの方法は、装置が大型化、複雑化
し、設備費用が高価なものになり、また操作も比較的面
倒であり、簡便なものではなかった。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、設備費用も安
価であり、かつ操作も簡単な3価の鉄イオンの還元方法
を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段及び作用 即ち、本発明者は上記目的を達成するため鋭意研究を行
った結果、Fe3+を含む溶液中に負極として可溶性金
属を浸漬すると共に、正極として不活性電極を浸漬し、
これら可溶性金属と不活性電極とを直接又は導体により
接続して電池を形成した場合、溶液中のFe”がFe2
+に還元され、これにより溶液中のFe3+が減少する
ことを知見し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明はFc3+を含む溶液中に可溶性金属と
不活性″4を極とをそれぞれ浸漬すると共に。
これら可溶性金属と不活性電極とを直接又は導体により
接続して可溶性金属を負極、不活性電極を正極とする電
池を形成し、前記可溶性金属を金属イオンに酸化してF
 e’十を含む溶液中に溶解させると共に、この溶液中
のFe”をFe2+に還元させることを特徴とする3価
の鉄イオンの還元方法を提供する。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係るFe”のFe2+への還元方法は、第1〜
3図に示したように、還元槽1内のFe”含有溶液2中
に負極として可溶性金属3を浸漬し、正極として不活性
電極4を浸漬し、これらを導体5で接続して電池を形成
したり(第1図)、この場合絶縁被覆した導体5′をF
e”′含有溶液2中に浸漬した状態で用いて可溶金属3
と不活性電極4とを接続し、電池を形成したり(第2図
)、或いは可溶性金属3と不活性金属4とを直接接触し
て電池を形成するものである(第3図)。
これにより、下式のように負極の可溶性金属が金属イオ
ンに酸化され、Fe3+含有溶液中に溶解すると共に、
正極(不活性電極)においてFe”がFe2+に還元さ
れるものである。
負極:M−ne      →Ml÷−(1)正極: 
F e”+ e     −+ Fe”÷−(2)全体
: M+nFe”4M”+nFe”−(3)(式中Mは
可溶性金属を示す。) この場合、可溶性金属Mを鉄とすると、下式のようにF
e’(可溶性金属)がFe”+に酸化されると共に、F
e’十がFe2+に還元される。
負極: Fe’−2e    −+Fe”  −(1’
 )正極:Fe”+e    →Fe”  −(2’ 
)全体: Fe’ + 2 Fe3+→3Fe2÷−(
3’)この点につき更に説明すると、上述したようにF
e3+の還元方法としては可溶性金属の粉末を添加する
方法が知られているが、これは(3)式により可溶性金
属(M)が金属イオン(Mm+)に酸化され、Fe”含
有溶液中に溶解すると共に。
Fe3÷がFa”◆に還元される反応に基づくものであ
る。しかし、同時にこの反応は可溶性金属(M)が金属
イオン(Ml)に酸化される時に(4)式に示す酸くH
◆)の消耗、それに基づく水素の発生反応も伴い、Fe
3+含有溶液のPHを容易に変動させる。
M+nH+ → M” +  n / 2 H,↑−(
4)ここで、(3)式の反応を促進させるためには、可
溶性金属の表面積が大きいことが好ましく、このため可
溶性金属の粉末が用いられるものであるが、これは同時
に(4)式の反応を促進してしまうことになる。酸溶解
による弊害は、金属イオンの増加、中和に用いる酸の蓄
積があげられる。このような(4)式の反応の抑制は、
特に鉄めっきや鉄合金めっき液等のめっき液の維持又は
再生に対しては強く要望されるものであり、このために
は可溶性金属の表面積を小さくすればよいが、粉末を用
いる限り表面積を小さくすることは困難であり、この場
合粉末の代わりに小片等を用いると(3)式の反応速度
が遅くなる。
これに対して、本発明は、上述したように、Fe”−を
含む溶液中に負極として可溶性金属を浸漬し、かつ正極
として不活性電極を浸漬して電池を形成したことにより
、(4)式の反応を抑制して(3)式の反応を有利に進
行させることができる。即ち、(3)式の反応は、負極
における可溶性金属の溶解反応である(1)式と、正極
における電子供給、この電子による還元反応である(2
)式の反応とに分けられる。(4)式は可溶性金属の表
面積に比例するが、(3)式はカソード反応である(2
)式により律速されている。従来の可溶性金属粉末添加
法においては、同−金属内で(1)式と(2)式の反応
が同時進行し、このため(1)式の反応と(2)式の反
応の制御が行い難い。しかし、本発明にあっては、正極
として可溶性金属の負極とは別途に不活性電極を用いて
電子供給を行わせ、これにより全体として(3)式の反
応を進行させるものであり、この場合負極の面積を小さ
くし、正極の面積を大きくすることができるので、(4
)式の反応を抑制した状態で(3)式の反応を促進する
ことができるものである。
ここで、本発明方法が適用されるFe”含有溶液として
は、Fe3+を不純物又は不要成分とし、Fe”“を必
要成分又は無害成分とする溶液、例えば鉄めっき液、鉄
合金めっき液などが挙げられる。
また、可溶性金属及び不活性電極は全体としてFe3”
含有溶液内でFe3+をFe2+に還元できる組合せに
なるようにする((3)式の反応が進むような組合せに
する)もので、負極として用いられる可溶性金属の材質
としては前記(1)式の電位が(2)式の電位より低け
ればいずれのものでもよく、特に限定されるものではな
いが、Fe3÷含有溶液に溶解しても不純物にならない
もの、例えば鉄めっき液の場合は鉄金属、鉄合金めっき
液の場合であれば鉄金属や鉄と合金化される金属、その
合金が好ましい。また、正極として用いられる不活性電
極としては、単に電子を渡すだけの電極として作用する
ものが好ましく、Fe3+含有溶液の種類等によって適
宜選択され、特に制限されないが、金、白金、チタン、
ニオブ、タンタル、ジルコニウム、鉛、ステンレススチ
ール、炭素、黒鉛、カーボンペースト、グラッシーカー
ボン、炭素繊維などを有効に使用することができる。
この場合、負極と正極との表面積比は適宜選択されるが
、(4)式の反応を抑制して(2)式の反応を有利に行
わせる点から負極を1とした時に正極を1以上、特に5
以上の表面積比とすることが好ましい。
本発明方法は、以上のようにFe3+をF eiに還元
すべき溶液中に可溶性金属及び不活性電極を浸漬し、電
池を形成すればよく、その実施態様は特に制限されない
。例えば、鉄めっき液や鉄合金めっき液中のFe3+不
純物をFe2+に還元する場合は。
めっき槽中で直接電池を形成するようにしてもよいが、
第4,5図に示したようにめっき槽6とは別個に還元槽
1を配設し、これら両槽1,6間をめっき液送出管7及
びめっき液返送管8により接続し、返送管8にポンプ9
を介装して、めっき液(Fe”含有溶液)2をポンプ9
により両槽1,6間に循環させながらFe3“をFe2
+に還元させつつめっきを行うようにすることもできる
6なお1図示していないが、めっき槽中には陽極板等の
必要なめっき設備が設置される。
次に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発
明は下記の実施例に制限されるものではない。
去」I引1 第4図に示す如き装置を使用し、下記組成の鉄めっき液
を用いてFe”+濃度変化を調べた。
象尭ユi丘■犬 FeSO4・7H,0250g/Q (NH4)、So、      100  ’pH2,
1 なお、還元槽の負極の可溶性金属としては鉄を使用し、
正極の不活性電極としては多孔性カーボン板を使用し、
これら両極を接続する導体(導線)に電流計を介装した
その結果、鉄めっき液建浴直後のFe”濃度は250m
g/Qであり、また可溶性金属(鉄)と不活性電極(カ
ーボン板)との電池形成による初期電流値は約0.05
A/Qであったが、電流値は徐々に低下し、−晩放置に
より電流値は約0、OIA/Qに低下し、Fe”十濃度
は93mg/Qに低下した。更に、この状態で一週間放
置したが、Fe3+の濃度変化は殆どなく5本発明法に
よりFe3+の増加を抑え、Fe3+を低濃度に維持す
ることが認められた。
なお、比較のため同じ鉄めっき液(F e’十濃度25
0mg/ Q )を−週間放置したが、その場合のFe
3+濃度は600mg/ Qであった。
失胤槻芙 第5図に示すごとき装置を使用し、実施例1と同様の鉄
めっき液を用いてFe3+濃度変化を調べた。
この場合、還元槽の正極の不活性電極としては、カーボ
ン板にドリルで貫通孔を設けたものを使用し、負極の可
溶性金属としては鉄製のボルトとナツトを使用し、カー
ボン板の貫通孔にポル1−を挿入し、ナツトで締めるこ
とにより電池を形成した。
その結果、鉄めっき液建浴直後のFe3+濃度は250
ag/Qであったが、−晩放置によりFe”濃度は71
11g/Qに低下した。更に、この状態で一週間放置し
たが、Fe”の濃度変化は殆どなく。
本発明法によりFe3+の増加を抑え、Fe’+を低濃
度に維持することが認められた。
なお、比較のため同じ鉄めっき液(Fe3+濃度250
mK/Q)を−週間放置したが、その場合のFe’+濃
度は550rag/ Qであった。
見汎夏免来 以上説明したように、本発明によれば単に可溶性金属と
不活性電極とをFe3+含有溶液に浸漬し、電池を形成
するだけでよいので設備費用が安価であり、またこれら
可溶性金属と不活性電極とを溶液に浸漬するだけでFe
3+がFe”今に還元するので、非常に簡便に実施でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図はそれぞれ本発明の実施に用いる装置
の一例を示す概略図である。 1・・・還元槽、   2・・・Fe34−含有溶液、
3・・・可溶性金属、 4・・・不活性電極、5.5′
・・・導 体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、3価の鉄イオンを含む溶液中に可溶性金属と不活性
    電極とをそれぞれ浸漬すると共に、これら可溶性金属と
    不活性電極とを直接又は導体により接続して可溶性金属
    を負極、不活性電極を正極とする電池を形成し、前記可
    溶性金属を金属イオンに酸化して3価の鉄イオンを含む
    溶液中に溶解させると共に、この溶液中の3価の鉄イオ
    ンを2価の鉄イオンに還元することを特徴とする3価の
    鉄イオンの還元方法。
JP60289001A 1985-05-10 1985-12-20 鉄又は鉄合金めっき液中の3価の鉄イオンの除去方法 Granted JPS6263691A (ja)

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