KR100352135B1

KR100352135B1 - 아연도금액중의불순물이온제거방법

Info

Publication number: KR100352135B1
Application number: KR1019970075008A
Authority: KR
Inventors: 박정열; 전현철; 이재륭
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 2002-12-11
Also published as: KR19990055101A

Abstract

본 발명은 아연 도금액 중에 포함되어 있는 Ni, Pb 등의 불순물 이온을 제거하여 도금 후의 처리를 원활히 하고 피도금재료의 가공성을 향상시키도록 한 아연 도금액중의 불순물 이온 제거방법에 관한 것으로, Ni 및 Pb 등의 불순물이 함유된 염화물계 아연도금액을 30-80℃의 온도범위로 유지하고, Zn 분말 1-10g/ℓ과 SrCO₃0.5-10g/ℓ이 혼합되어 있는 처리탱크를 통과시킴으로써 Ni 및 Pb 이온을 제거함을 특징으로 하여, 탄산스트론튬을 아연 분말과 혼합하여 사용함으로써 폭넓은 온도범위(30-80℃)에서 단시간에 도금용액 내의 금속 불순물인 Ni과 Pb를 동시에 제거시킬 수 있어 아연-니켈 합금도금을 행한 후 동일 도금조를 사용하여 순수 아연도금을 실시해도 인산염처리 등의 후처리시에 나타나는 색상변화를 방지할 수 있고, 표면품질이 양호한 아연 도금강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

아연 도금액중의 불순물 이온 제거방법{REMOVING METHOD OF IMPURITY ION IN ZINC PLATING SOLUTION}

본 발명은 아연 도금액 중에 포함되어 있는 Ni, Pb 등의 불순물 이온을 제거하여 도금 후의 처리를 원활히 하고 피도금재료의 가공성을 향상시키도록 한 아연 도금액중의 불순물 이온 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기도금에 있어서 도금용액중에 함유된 금속 이온 불순물이나 침전물들은 도금욕의 종류에 따라 다르지만 일반적으로 소량만 첨가되어도 제품의 표면품질에 나쁜 영향을 미친다.

동일 도금조에서 아연-니켈 합금의 도금액으로 전기 도금한 후 순수한 아연 도금액 중에서 전기도금을 행할 경우에도 도금액중의 니켈이온의 농도가 증가하게 된다.

또한, 도금용액중에는 Ni 이외에도 Pb 등 여러 가지 불순물 이온이 혼입되어 있는 것으로 확인되고 있다.

이와 같이 금속 불순물이 함유되어 있는 경우에는 인산염처리 또는 크로메이트처리 등의 후처리성과 재료의 가공성에 악영향을 미치게 되고, 도금조의 통전롤(Conductor Roll) 및 회전롤(Deflector Roll)의 표면에 불순물이 달라붙어 흠(DENT), 스크래치(SCRATCH) 등의 도금 표면결함이 발생되는 문제점이 제기되고 있다.

종래에는 일본특허 소 63-4099호에 나타난 바와 같이 도금액 순환경로중에 설치된 처리조에 아연분말(POWDER)을 투입하고 이 아연 분말을 미량의 Ni 이온을 함유한 도금액에 접촉시키면 치환 석출반응에 의해 아연은 용출하고, Ni은 금속으로 석출하게 되어 여과조에서 여과되도록 함으로써 도금액중의 불순물 이온을 제거하는 방법이 제시되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 방법은 도금용액내의 고온의 온도(90℃)에서 장시간(50시간)이 경과한 후에 치환반응에 의한 Ni이온을 제거시킬 수 있으나저온(30℃)에서는 제거효과가 미흡한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 아연 분말과 탄산스트론튬(SrCO₃)을 혼합하여 사용함으로써 단시간내 넓은 온도범위에서 Ni 및 Pb 등 불순물들을 제거시켜 순수한 아연 도금을 실시함으로써 도금용액의 안정성을 확보하고 표면품질을 향상시킬 수 있도록 한 아연도금액중의 불순물 이온 제거방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도금설비의 개략도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1: 도금조 2: 강판

3: 아연전극 4: 통전롤

5: 순환탱크 6, 11, 15: 펌프

7, 10, 13, 16: 밸브 8: 필터

9: 여과조 12: 처리탱크

14: 교반기 17: 배출밸브

18: 탱크

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, Ni 및 Pb 등의 불순물이 함유된 염화물계 아연도금액을 30-80℃의 온도범위를 유지하고, Zn 분말 1-10g/ℓ과 SrCO₃0.5-10g/ℓ이 혼합되어 있는 처리탱크를 통과시킴으로써 Ni 및 Pb 이온을 제거함을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 아연도금액중의 불순물 이온 제거방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 도금설비의 개략도이다.

도금조(1)에 통판되어지는 강판(2)은 아연전극(3)을 양극으로 하고 통전롤(Conductor Roll)(4)을 음극으로 해서 통과하는 강판(2)의 표면에 아연도금을 실시한다.

상기 도금공정에서 도금액은 순환탱크(5)에서 펌프(6)에 의해 밸브(7)를 통과해서 필터(8)가 설치된 여과조(9)를 통과하고 다시 밸브(10)를 통과해서 순환탱크(5)로 돌아오는 사이클을 반복하여 시행함으로써 도금액중의 부유물질들을 제거한 후 펌프(11)에 의해서 다시 도금조(1)로 공급되어 도금공정에 사용되어 진다.

상기 여과조(9)에서 여과된 도금액을 공급받아 처리하기 위한 처리탱크(12)를 설치하고, 상기 처리탱크(12)내에서 도금액과, 아연 분말과 탄산스트론튬의 혼합물을 혼합하여 처리할 때 사용하기 위한 교반기(14)를 그 교반봉이 상기 처리탱크(12)의 내부에 위치하도록 설치한다.

그리고 상기 처리탱크(12)에서 처리된 도금액을 펌프(15)를 통해 여과조(9)로 다시 보내도록 하고 이의 제어를 위한 밸브(16)를 설치한다.

한편, 상기 여과조(9)에서 침적된 슬러지 등은 배출밸브(17)를 통해 하부의 탱크(18)에 저장되도록 설치되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 도금설비를 사용한 본 발명 아연도금액중의 불순물 이온 제거방법의 작용을 상세히 설명한다.

아연도금액중에 포함된 Ni 및 Pb 불순물을 처리하기 위해 설치된 처리탱크(12)에 아연 분말 및 탄산스트론튬(SrCO₃)을 넣고 이 혼합 물질에 상기 미량의 Ni 및 Pb 이온을 함유한 도금액을 접촉시키면, 이온화열의 상위의 금속인 아연이 이온화열의 하위인 Ni²⁺염의 수용액에 담겨진 결과가 되어 상위의 금속인 아연은 Zn²⁺로 되어 용출하고, 하위의 Ni²⁺이온은 금속으로 석출됨에 의해 Ni 이온이 여과되는 것이다.

이 과정에서 탄산스트론튬은 에너지 배리어(Energy Barrier)를 감소시키는 역할을 하여 치환 석출반응을 촉진시키므로 불순물인 니켈 이온을 단시간내에 넓은 온도범위(30-80℃)에서 제거할 수 있도록 한다.

이하, 종래의 방법과 본 발명에 따른 실시예들을 통하여 본 발명의 작용, 효과를 상세히 설명한다.

실시예에 있어서 처리시간은 5분으로 동일하게 한 상태에서 처리탱크(12)내의 처리 조건을 아연 분말량, 탄산스트론튬량, 도금액온도의 세가지 조건을 변화시키면서 아연도금액중에 남게 되는 불순물의 양을 알아보았고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

＜비교예 1＞

아연 분말 10g/ℓ, 도금액온도 25℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 120 PPM, Pb 이온이 15 PPM으로 아연도금액중 불순물 함량이 많은 것으로 나타났다.

＜비교예 2＞

아연 분말 5g/ℓ, 도금액온도 90℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 40 PPM, Pb 이온이 3.5 PPM으로 아연도금액중 불순물 함량이 상기 비교예 1보다는 다소 감소한 것으로 나타났고, 이는 도금액온도를 증가시킨 결과이다.

＜비교예 3＞

아연 분말 5g/ℓ, 도금액온도 60℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 60 PPM, Pb 이온이 8 PPM으로 아연도금액중 불순물 함량이 상기 비교예 2 보다는 다소 증가한 것으로 나타났고, 이로써 아연 분말만을 사용하여 처리하는 경우에는 도금액온도를 고온으로 유지하는 것이 필요함을 알 수 있다.

＜비교예 4＞

아연 분말을 사용하지 않고 도금액온도 60℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간을 5분으로 한 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 150 PPM, Pb이온이 30 PPM으로 아연도금액중 불순물 함량이 현격히 높은 것으로 나타났다.

＜발명예 1＞

아연분말 5g/ℓ, 탄산스트론튬 5g/ℓ, 도금액온도 30℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 30 PPM, Pb 이온이 1.5 PPM으로 아연도금액중 불순물 함량이 비교예들보다는 현격히 감소한 것으로 나타났다.

＜발명예 2＞

아연 분말 7g/ℓ, 탄산스트론튬 3g/ℓ, 도금액온도 80℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 10 PPM, Pb 이온이 0.5 PPM으로 상기 발명예 1 보다도 불순물이 감소한 것으로 나타났다.

＜발명예 3＞

아연 분말 1g/ℓ, 탄산스트론튬 3g/ℓ, 도금액온도 50℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 20 PPM, Pb 이온이 1.0 PPM으로 나타났다.

＜발명예 4＞

아연 분말 10g/ℓ, 탄산스트론튬 5g/ℓ, 도금액온도 60℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 10 PPM, Pb 이온이 0.4 PPM으로 대폭 감소한 것으로 나타났다.

＜발명예 5＞

아연 분말 2g/ℓ, 탄산스트론튬 0.5g/ℓ, 도금액온도 70℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 30 PPM, Pb 이온이 3.0 PPM으로 나타났다.

＜발명예 6＞

아연 분말 5g/ℓ, 탄산스트론튬 10g/ℓ, 도금액온도 60℃, 처리탱크(12)에서의 처리시간 5분의 처리조건에서 실험을 행한 결과 아연도금액중 불순물로 Ni 이온이 10 PPM, Pb 이온이 0.5 PPM으로 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 아연도금액중의 불순물 이온 제거방법을 사용하면, 탄산스트론튬을 아연 분말과 혼합하여 사용함으로써 폭넓은 온도범위(30-80℃)에서 단시간에 도금용액 내의 금속 불순물인 Ni과 Pb를 동시에 제거시킬 수 있어 아연-니켈 합금도금을 행한 후 동일 도금조를 사용하여 순수 아연도금을 실시해도 인산염처리 등의 후처리시에 나타나는 색상변화를 방지할 수 있고, 표면품질이 양호한 아연 도금강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

Ni 및 Pb 등의 불순물이 함유된 염화물계 아연도금액을 30-80℃의 온도범위를 유지하고, Zn 분말 1-10g/ℓ와 SrCO₃0.5-10g/ℓ이 혼합되어 있는 처리탱크를 통과시킴으로써 Ni 및 Pb 이온을 제거함을 특징으로 하는 아연도금액중의 불순물 이온 제거방법.