TW460628B - Process and a plant for preparing and replenishing an electrolyte in an electrochemical treatment plant - Google Patents

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460628 第88108448號專利申請案 中文說明書修正頁(90年3月） 五、發明説明（1 ) 先前技藝 US 5,573,652揭示一種用以連續溶解電鍍用金屬粉末 之裝置，其包含一用以溶解該用於電鍍溶液之金屬粉末於 溶劑中之溶解槽，一用以分離含未溶解殘餘物之溶液為未 溶解殘餘物以及濾液之過濾器，一過濾器之收集槽，以及 一用以供應回收濾液於電鍍槽中之電鍍液貯存槽。此引據 案亦提供一種溶解金屬之方法，該金屬具有〇〇〇3 m2/g 或更多之比表面積，其係使用上述裝置而溶解。 於US 5,573,652中，僅溶解純的金屬粉末，而非金屬 鹽類。 本發明有關一種製備及加添電化處理設備中電解質之方 法與設備。於習用之電鍍設備中，通常有具有攪拌器與蒸 汽連接之以製備電解質之額外之槽。此處，將電鍍池 (galvanic bath)用之鹽以特別之序列溶解於熱水中，及然 後轉移至工作槽中β因為該等鹽係以桶、袋、或容器供 應，及在許多例中為毒性或發散出許多粉塵，所以處理此 等電鍍池之鹽不無危險。甚至在以不溶性陽極操作之現代 设備中，要沉積在基材上之金屬仍必須藉由將此等金屬溶 解於电解質中或以賈法尼鹽（galvanic salt)之形式添加。 類似的，因為用以改良電解質之導電性及因此減少電鍍設 備之用電成本之導電鹽隨著電解質一起被拉出製程，所以 必須連續加添。於具有高輸出之大規模設備中，—般使用 自動秤重裝置及配藥單元將此等鹽自貯倉中添加至製備槽 中，然而此等製備槽因為粉塵裝載及增加之溫度之故而亦 本纸張尺度適用中國國 --------^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 4〇〇628 第88108448號專利申請案 中文說明書修正頁(90年3月） 五、發明説明（1a ) 與萃取單元連接。雖然有攪拌器，但當賈法尼鹽溶解及粉 塵沉積在萃取管中時，卻仍有塊狀物在液體中形成，二者 均使操作惡化。若干賈法尼鹽，如：氧化鋅，並不能直接 添加，但必須先懸浮於水中，及然後才可添加至電解質 中。 本發明應避免上述之缺點。 因此本發明之特徵為藉由粉末濕潤機中所產生之真空將 所需之電解質鹽及/或化學藥品添加至電解質中。 本發明之有利之進一步發展之特徵為將所需之電解質鹽 及/或化學藥品經由一或多個秤重裝置自一或多個槽、貯 1^1^1 tinB In 1 * I .¾ i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -4a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 6062

五、發明說明（2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 倉、或容器添加，以便確實檢查所需及 及/或化學藥品之量。 居尼- /發明有利之组態特徵在於連續添加賈法尼鹽及/或化 :樂品，然而或者亦可依據目前之消耗量而循環添加賈法 尼鹽及/或化學藥品。 :發明之有利之進一步發展之特徵爲安裝在粉末潤濕機 厂疋反應槽内之反應時間在】與6 〇分 與1〇分鐘之間。 在1 本發明之有利組態之特徵爲藉由泵將電解質液體帶到粉 末潤濕機中。 ^本，明之有利之進—步之發展之特徵爲藉由㈣電解 只夜體自反應槽中帶回至電解質槽中。 本U(有利组態之特徵爲，在使用粉末潤濕機之前及 後，藉由測量pH、濁度、光度、或導電度之結果， ’以X射錢光分析溶解之離子之結果，而調整賈法尼降 及/或化學藥品之輸入。 風 本％明i有利之進一步發展之特徵爲加添與被處理之表 面積成比例之用過之賈法尼鹽及/或化學藥品，然而亦可 ’』'、/、％鍍s又備中電鍍電流成比例之所之蹄 /或化學藥品。 及 &本發明亦有關一種製備及加添電化處理設備中電解質之 :備根據本發明’特徵在於使用粉末潤濕機將所需之電 角午貝鹽及/或化學藥品添加至電解質中。 本發明（有利之進—步發展之特徵爲將反應槽安裝在粉 5- 私紙張尺度適 297公釐） : -1. 裂·-------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 6〇β28 第88108448號專利申請案 Α7 中文說明書修正頁(90年3月)__Β7五、發明説明（3 ) 末潤濕機下游，其中反應時間在1與6 0分鐘之間，較佳在 1與1 0分鐘之間。 本發明之有利組態之特徵在於將粉末潤濕機安裝在冷卻 迴圈之侧流。 本發明之有利之進一步發展特徵為於粉末潤濕機之前及 /或之後，包括ρ Η測量、濁度測量、光度或導電度之測 量、或以X射線螢光之方式分析溶解之離子，以調整賈法 尼鹽及/或化學藥品之輸入。 圖之簡單敘述 圖1、圖2及圖3顯示當時技藝之設備。 圖4顯示根據本發明之設備。 圖5顯示根據本發明之另一種設備。 圖6顯示適用於本發明中之粉末潤濕機。 圖之主要構成元件符號之敘述

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂 1 工作槽 2 管 3 管 4 泵 5 溶解管柱塔 6 泵 7 槽 8及8 1 貯倉 9 泵 10 氧化鋅 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 τ — 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 .-m i 五、發明説明（3a ) 11 冷凝器 12 粉末饋入或粉末潤濕機 1 3及1 3， 閥 14' 稱重槽 反應槽 粉末入口 液體出口 液體入口 運轉器 460628 第8810S448號專利申請案 中文說明書修正頁(90年3月） _充 、输、咖丨，"二 | , 15 16 17 18 19 ;作f例： 依據技藝之狀況： 實例1 a : 製備及加添連續電解條鍍鋅設備用之鋅電解質：（第1圖） 將體積為50 m3之工作槽1填充來自管2之40 m3去礦物質 水’加熱至5 5 °C，及連續量測來自管3之濃硫酸至槽中。 當此開始時，在相同時間藉由泵4將酸液循環通過填充著 鋅粒之溶解管拄塔5，及鋅被酸溶解。以此種方式量測循 環量，使溶解程序期間來自溶解管柱塔之排氣中不超過 4〇% UEG(氣體混合物之低爆炸界線，對於氫於空氣中而 言=4體積％)之氫濃度。在電解質達到所欲之每升 115gZn2+之鋅濃度之前經過之溶解時間為7 〇小時。 在電解鍍鋅開始後，溶解程序繼續，且與沉積在條上之 /ί'裝 訂 ，ίν, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 46〇62a A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 鋅量成比例調整流經溶解站之流量。 實例1 b : 製備及加添連續電解條鍍鋅設備用之鋅-鎳電解質：（第2 圖） 將體積爲50 m3之工作槽1填充來自管2之40 m3去礦物質 水，加熱至5 5 C ,及連續量測來自管3之濃硫酸至槽中。 當此開始時’在相同時間藉由泵4將酸液循環通過填充著 鋅粒之溶解管柱塔5，及鋅被酸溶解。以此種方式量測循 %量，使落解程序期間來自溶解管柱塔之排氣中不超過 40% UEG (氣體混合物之低爆炸界線，對於氫於空氣中而 s = 4體積❶/。）之氫濃度。在電解質達到所欲之每升55gZn2+ 之鋅濃度之前經過之溶解時間爲4 〇小時。在此之後，將 鋅溶解站用之泵4關閉，開啓體積爲10 m3之槽7之進一步 之泵6 ,及充滿此槽。當填充程序完成後，將來自貯倉8 之粉末狀碳酸鎳經由秤重裝置（未顯示）及饋料裝置添加， 其中里測輸入量’使得當碳酸鎳溶解完全時不超過2·5之 p Η値。在此之後，藉由泵9將溶液泵回工作槽，及重複程 序’直到在電解質中獲得8〇 g Ni2+所欲之鎳濃度爲止。此 程序又花費4 0小時。 在電解鍍鋅開始後，溶解程序繼續，且與沉積在條上之 鋅量成比例調整流經溶解站之流量^間歇性加添沉積在條 上之鎳量’且與沉積在條上之鎳量成比例填充槽7、自野 倉8添加碳酸鎳、及然後藉由泵9再次將溶液泵回工作 槽0 -----:---:1----. - 裝--------訂---------線 f請先閱讀背面之注意事項#,f¥本頁} 460628

五、發明說明（5 實例1 c : (請先閱讀背面之注意事項再^f本頁) 製備及加添連纟|電解條鏡鋅設備用之鋅電解質：（第3圖） 將體積爲5〇 m3之工作槽1填充來自管2之20 一去礦物質 X加，:.、土 5 5 C，及連續量測來自管3之濃硫酸至槽中。 在另=7中，使氧化鋅1 0懸浮在溫度爲至少6 〇 π之熱水 中’以提供1 0至2 〇 〇/0鋅氧7jc合物懸浮液。藉& $ 9將此懸 浮液添加至工作槽，及重複此程序，直到在電解質中獲得 115 g Zn2+所欲之最後鋅濃度爲止。 在電解鍍鋅開始後，繼續此程序，且與沉積在條上分辞 里成比例添加氧化鋅懸浮液。然而因爲隨著懸浮液之添加 而使水連續添加至電解質中，及無法維持所欲之鋅濃度， 所以必須藉由使用冷凝器1 1固定自部份電解質移除水。 當然，能夠再使用此水製備懸浮液，然而，冷凝程序並不 涵括可觀之成本。 實例1 d : 在不銹鋼電解酸漫期間，使用水溶液（一般爲硫酸鈉）作 爲非接觸性電流轉移用之導電鹽。亦將此溶液使用於具有 搖盪機或饋料螺桿之葉輪型混合器。此處，來自熱溶液之 蒸汽又導致饋入之鹽形成塊狀物及阻塞饋料螺桿。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製， 根據本發明之眚你丨· 實例2 a: 製備及加添連續電解條鍍鋅設備用之鋅電解質：（第4圖） 將體積爲50 m3之工作槽1填充來自管2之40 m3去礦物質 水，加熱至5 5 °C，及連續量測來自管3之濃硫酸至槽中。 -8 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 46〇628

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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4li^7^ 然後使粉末饋料機12循環50至701113/小時之酸溶液及如 此所產生疋25,000 pa (0·025 Mpa)眞空將氧化鋅自貯倉8 吸入。粉末饋料或粉末潤濕機12像泵一樣操作，自槽（工 作槽1)中拉引溶液，但不像聚，它在葉輪（轉子）處產^低 壓，及使用此低壓能夠將粉末自槽中引入。由於高轉子速 度，所以被引入之粉末微細的分佈及立即溶解於液體中。 視電解質之溫度而定，可將第：處理槽放£在粉末潤濕機 (下游’以達到適當之反應時間。氧化鋅在酸溶液中大致 上立即反應，及形成電解所需之硫酸鋅。由於產生25〇〇〇

Pa(〇.a25MPa)眞空，所以在粉末入口管中並無阻塞:爲 了檢查所添加之氧化鋅量，能夠使用秤重槽“而將粉末 自秤重槽引入。事實上，4入士 a $上丄 、 ，$上叔末 < 添加僅在填充秤重槽時所 花費之時間上被打斷。當已添加計算量之大約8〇%時， 將連續馈料轉換成批式馈料，人口 «啓⑴G秒及關閉 1至60秒，直到全部氧化鋅均已被添加。 當已添力口 &計算《量及鋅濃纟已達到所欲之每升 115gZn2+心量時，電解質即備好以供電鍍使用。結果，能 夠將製備電解質所需之時間減少 # 了 u成v至2 4小時。藉由在粉末 潤濕機之入口或在工作描，、al θ τ 作枱測ΙΡΗ値或導電度、或藉由 使用X射線勞光分析溶解夕雜工 奋％ <離子，能夠輕易使此程序自動 化。 在後、η鍍條期間’藉由粉末饋料機維持循環效果，及將 氧化鋅之化學計量循環添加？泰 、 衣】加至呢~質中，此乃視條上所沉 積之鋅量而定。此處，氺早沉4,丨、& .丨 疋了利I測量ρ Η値或導電度、 -9- x 297公釐） “ ^ 11 裝--------訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項本頁) ,, 4 60628

五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或使用X㈣㈣分析溶解之離子。 使用此为法’不因氧化鋅被溶解而形成氫，&亦能夠更 :❹電解質供電錄。類似者，此處能夠省略實mc中 除卜 斤需心水(然後必須藉由冷凝器將該水移 實例2 b :

製備及加添連續電解條鍍鋅設備用之鋅-鎳電解質：（第5 圖） V 將體T爲5〇之工作槽1填充來自管2之40 m3去礦物質 t t熱至/ 5 X，及藉由聚自管3添加電解質中鋅濃度所 5、·辰儿酸如刼述之實例所述者，使用粉末備料機12 自、ΐ启8添加所而之氧化鋅量。當達到所欲之鋅濃度時， 添加更多之硫酸及藉由轉換入口分念處之閥13與13，而經 由秤重槽1 4自％倉8 ’添加碳酸鎳至粉末饋料機1 2 ,直到 焱得所攸之最後鎳濃度爲止。因爲碳酸鎳以較慢之速度溶 解，所以在粉末饋料機下游溶液進入工作槽前插入反 15(碳酸鎳可在此完全反應）可爲-優點。當然，亦能夠 改變添加物質（序列，而不會對電解質有任何自面影響。 在具有高輸出之設備中，亦能夠使用二粉末馈料機㈣ 諸電=池鹽平行溶解。此處，也是可藉由在粉末潤濕機之 入口處，測量ΡΗ値或導電度、或藉由溶解之離子之乂射 線螢光測量或溶液中鎳濃度之光度測量而使程序自動化。 此方法不僅將實例lb中製備電解質所需之8〇小時減少 至48小時’ 1亦避免當鋅溶解時氫之形成，以及防止所 -----Γ---:1----:—褒--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項本頁) -10- 46〇628 A7 B7 五、發明說明（8 落解之鎳於更鹼性之鋅上化學黏結。 將此等實例與以至1(1中所述及之實例組合亦爲可能及 可行，但將不於此處再述。 實例2 c : 類似的，當依據實例id製備與加添電解質時，能夠使 用此粉末饋料機，如此防止在所添加之鹽中形成塊狀物及 亦減少所需之時間。 專家清楚可知本文中所提供之實例僅涵蓋少數彼等可能 之全部實例。 (請先閱讀背面之注意事項本頁) 教--------訂--------I-線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - t紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 46〇S2s 第88l〇8448號專利申請案 B8 中文申請專利範圍修正本(9〇年3月）C8 D8

   經濟部中央標準局男工消費合作社印裂 夭、申^??7^圍公告本 ""一广二-種^備及加添電化處理設備中電解質之方法，特徵為 藉由粉末濕潤機中所產生之真空將所需之電解質鹽及/ 或化學藥品添加至電解質中。 2. 根據申請專利範圍第丨項之方法，其中該所需之電解質 鹽及/或化學藥品係經由一或多個秤重裝置自一或多個 槽、貯倉、或容器添加，以便確實檢查所需及所消耗之 賈法尼鹽及/或化學藥品之量。 3. 根據申請專利範園第1或2項之方法，其中該賈法尼鹽 及/或化學藥品係連續地添加。 4_根據申请專利範圍第1或2項之方法，其中該賈法尼鹽 及/或化學藥品係根據電流消耗程度循環添加。 5. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該安裝在粉 末潤濕機下游的反應槽内之反應時間係介於1與6 〇分鐘 之間，較佳在1與1 0分鐘之間。 6. 根據申請專利範圍第1或2項之方法 體係藉由泵帶到粉末潤濕機中。 7. 根據申请專利範圍第1或2項之方法 體係藉由泵自反應槽帶回到電解槽中。 8·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中，在使用粉 末潤濕機之前及/或之後’係使用ρ Η測量、濁度測量、 光度或導電度測量、或以χ射線螢光分析溶解之離子之 結果’而調整賈法尼鹽及/或化學藥品之輸入。 9·根據申請專利範圍第丨或2項之方法，其中該已使用之 -賈法尼鹽及/或化學藥品係以與經處理之表面積成比例 其中該電解質液 其中該電解質液 n 1^1 m n --H in --1 κ - -I HI HI --- ϋ i^n a^i 7,^¾. i (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張从適用中國國家標準（CNS )八4祕（210X297公着） 46〇6扣 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 之量添加。 10. 根據申請專利範園第i或2項之方法，其中該消耗 '西 法尼鹽及/或化學藥品係以與電鍍設備中電鍍電流^焉 例之量添加。 '比 11. 一種製備及加添電化處理設備中電解質之設備，特 使用粉末濕潤機（12)、藉由產生真空而將所需之電解j 鹽及/或化學藥品添加至電解質中。 12. 根據申請專利範圍第1 1項之設備，其包含一反應時間 介於1與6 0分鐘之間、較佳係介於i與i 〇分鐘之間之反 應槽（1 5 ) ’其係安裝在粉末潤濕機（丨2)下游。 13. 根據申請專利範圍第1 1或1 2項之設備，其中該粉末潤 濕機（1 2 )係安裝在冷卻迴圈之侧流。 14. 根據申請專利範圍第【i或丨2項之設備，其中，在粉末 潤濕機（1 2 )之前及/或之後包括p η測量、濁度測量、光 度或導電度測量、或以X射線螢光分析溶解之離子，以 便調整賈法尼鹽及/或化學藥品之輸入。 --------裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 2- 本紙張度適用中國國家揉準（CNS〉Α4規格（210X297公釐）