JPS5945930A - Ｆｅ３＋イオン還元促進法 - Google Patents
Ｆｅ３＋イオン還元促進法Info
- Publication number
- JPS5945930A JPS5945930A JP15275582A JP15275582A JPS5945930A JP S5945930 A JPS5945930 A JP S5945930A JP 15275582 A JP15275582 A JP 15275582A JP 15275582 A JP15275582 A JP 15275582A JP S5945930 A JPS5945930 A JP S5945930A
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- metal
- ions
- plating
- iron
- ion
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- Pending
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- Compounds Of Iron (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、、ｅ３＋イオンを言む溶液において、Ｆｅ３
＋イオンを高速度で効率よく還元する方法に俟するもの
て、鉄系めつき、２価の鉄化合物の製造、電解鉄の製造
、Ｉｉ’ｅイオンの分析などに適用することができる。
＋イオンを高速度で効率よく還元する方法に俟するもの
て、鉄系めつき、２価の鉄化合物の製造、電解鉄の製造
、Ｉｉ’ｅイオンの分析などに適用することができる。
以下に鉄系電気めっきを主として本発明の詳細な説明す
る。
る。
一般Ｃζ鉄系電気めっきにおいては鉄と亜鉛、カドミτ
１フム、二′ノケル、コバルト、マンガン、モリ７デン
、錫等の１棟又は２種以上を含む鉄系合金めつきが広く
行なわれている。これらのめっきを行なう際にめっき浴
中に含まれるＦｅ イオノは浴中に存在する酸素もし
くは陽極で発生ずる発生機の酸素によって、また陽極表
面の電懺反応（こよっても酸化さ、れＦｅ″−イオンに
変ｆヒする。陽極を可溶性電極とした場合には電４ｉｆ
ｉ４反応あるい（ゴ発生機の酸素による酸ｆヒは非常（
こ小さくその生成昂は比Φ９的少ないか、不溶性電極を
用いた場合には電（１す（反応、発生機の酸素による酸
化か非常に顕著みなりその生成耽は大ｒｌ］＋と上昇す
る。
１フム、二′ノケル、コバルト、マンガン、モリ７デン
、錫等の１棟又は２種以上を含む鉄系合金めつきが広く
行なわれている。これらのめっきを行なう際にめっき浴
中に含まれるＦｅ イオノは浴中に存在する酸素もし
くは陽極で発生ずる発生機の酸素によって、また陽極表
面の電懺反応（こよっても酸化さ、れＦｅ″−イオンに
変ｆヒする。陽極を可溶性電極とした場合には電４ｉｆ
ｉ４反応あるい（ゴ発生機の酸素による酸ｆヒは非常（
こ小さくその生成昂は比Φ９的少ないか、不溶性電極を
用いた場合には電（１す（反応、発生機の酸素による酸
化か非常に顕著みなりその生成耽は大ｒｌ］＋と上昇す
る。
電解液中に１・ｅ イオンの生１．’＋７量かふえて
くる古、（１） 電解効率が大巾；ご低下する。これ
は］１；５極表面でＦｅ ＋ｅ −Ｆ’ｅ の反応
かおこって析出のため電気量の一部が消費さ１”Ｌるた
めである。
くる古、（１） 電解効率が大巾；ご低下する。これ
は］１；５極表面でＦｅ ＋ｅ −Ｆ’ｅ の反応
かおこって析出のため電気量の一部が消費さ１”Ｌるた
めである。
（２）陰極に析出する電析物の外観かわるくなり性能も
低下する。これは陰極表面のｐＨか電解により上昇する
がＩパｅ（（用）３ はｐＨか２あたりＱ）低いところ
でもすでに沈澱し′電析物の中に一部とりこまれるもの
と考えられる。
低下する。これは陰極表面のｐＨか電解により上昇する
がＩパｅ（（用）３ はｐＨか２あたりＱ）低いところ
でもすでに沈澱し′電析物の中に一部とりこまれるもの
と考えられる。
（３）沈澱物が生成する。３価の鉄をａむ１１／（色の
沈澱が生成してくる。
沈澱が生成してくる。
（４） 装置の腐食を促進する。ｌ’ｃ ２” イ：Ａ
ンθ）みてはほとんど腐食されないが、浴中θ）ｌ’ｅ
イオンの計がふえるとめつき槽、通電バー及びロー
ル等金属部分の爬食が促進される。
ンθ）みてはほとんど腐食されないが、浴中θ）ｌ’ｅ
イオンの計がふえるとめつき槽、通電バー及びロー
ル等金属部分の爬食が促進される。
以上のようにめっきに関し好ましくない現象が生し、長
期間めっきを安定して行なうためにはどうしてもＦｅ
の生成を抑制すると共に生成したＦｅ をＦｅ
に還元する方法をこうじなければならない。
期間めっきを安定して行なうためにはどうしてもＦｅ
の生成を抑制すると共に生成したＦｅ をＦｅ
に還元する方法をこうじなければならない。
Ｆｅ の還元方法として鉄及び合金成分である金属を
用いる方法が提案されている。これは特に不溶性陽極を
用いた場合には金属イオンの補給を行なうことが必要で
、その一つとして硫酸塩、ハロゲンイオン、炭酸塩、硝
酸塩などの塩として補給する方法があるが、めっきが進
むにつれて硫酸イオン、ハロゲンイオン、炭酸イオン、
硝酸イオンなどの酸イオンが浴中に蓄積されて好ましく
ない。
用いる方法が提案されている。これは特に不溶性陽極を
用いた場合には金属イオンの補給を行なうことが必要で
、その一つとして硫酸塩、ハロゲンイオン、炭酸塩、硝
酸塩などの塩として補給する方法があるが、めっきが進
むにつれて硫酸イオン、ハロゲンイオン、炭酸イオン、
硝酸イオンなどの酸イオンが浴中に蓄積されて好ましく
ない。
これに対して金属として補給すれば、酸イオンの蓄積に
よる問題が解消されて好ましいわけである。
よる問題が解消されて好ましいわけである。
そして金属がめつき浴に溶解する場合には、＼４ｅ
−ト ｎ ＩｒＸ −Ｍｅ Ｘ ｎ
ト −１１ｚ °−−−
（ＩＩＭ ｅ Ｘ ｎ →Ｍ ｅ １１層１−ｎＸ−ｒ
＋ｒ Ｘ”−へＩｅ ＋ ｎｌ’ｅ ＝
Ｍｅ” −１ｎｌ’ｃ −・
（２）但し Ｍｅは全国 Ｘは酸イオン 上記（１１、ｆ２）及び（３１の反応がおこり水素を発
生して金属が塩として溶解する反応と共にＦｅ と直
接反応して自身はＭｅ イオンとなりＦｅ はＦｅ
に還元される。
−ト ｎ ＩｒＸ −Ｍｅ Ｘ ｎ
ト −１１ｚ °−−−
（ＩＩＭ ｅ Ｘ ｎ →Ｍ ｅ １１層１−ｎＸ−ｒ
＋ｒ Ｘ”−へＩｅ ＋ ｎｌ’ｅ ＝
Ｍｅ” −１ｎｌ’ｃ −・
（２）但し Ｍｅは全国 Ｘは酸イオン 上記（１１、ｆ２）及び（３１の反応がおこり水素を発
生して金属が塩として溶解する反応と共にＦｅ と直
接反応して自身はＭｅ イオンとなりＦｅ はＦｅ
に還元される。
しかるに一般に金属の溶解反応Ｃまその表面＋１１及び
その表面活性に依存するが表面活性は通常時間と共に低
下して溶解しにくくなる傾向を示す。２）、より卑な金
属である亜鉛、カドミウム、マンカン等を使用する場合
には時間経過と共【こ金属表面（こ鉄イオンが置換析出
して、しかもこの鉄山体表面が不働態化すると考えられ
、溶解速度は？に第に低下してくる。また鉄より肘な金
属の二゛ノケル、モリブテン、錫などは１表面が酸ｆヒ
されて水和酸化物皮膜が形成して不働態化すると考えら
れ、これも次第に還元されにくくなってくる。
その表面活性に依存するが表面活性は通常時間と共に低
下して溶解しにくくなる傾向を示す。２）、より卑な金
属である亜鉛、カドミウム、マンカン等を使用する場合
には時間経過と共【こ金属表面（こ鉄イオンが置換析出
して、しかもこの鉄山体表面が不働態化すると考えられ
、溶解速度は？に第に低下してくる。また鉄より肘な金
属の二゛ノケル、モリブテン、錫などは１表面が酸ｆヒ
されて水和酸化物皮膜が形成して不働態化すると考えら
れ、これも次第に還元されにくくなってくる。
以上のような理由から金属を用いてＦｅ を還元する
方法はＦｅ の生成量が多くなってくると、Ｉ’ｅ
への還元がおいつかなくなってバランスがとれなくな
って来る。特に不溶性陽極を用いてＦｅ２＋イオンの高
＃度浴で電解する場合、Ｆ”ｅ の生成反応かＦｅ−
Ｆｅ の還元反応を上まわってバランスかとれなくな
り前述のような問題を生じてくる。
方法はＦｅ の生成量が多くなってくると、Ｉ’ｅ
への還元がおいつかなくなってバランスがとれなくな
って来る。特に不溶性陽極を用いてＦｅ２＋イオンの高
＃度浴で電解する場合、Ｆ”ｅ の生成反応かＦｅ−
Ｆｅ の還元反応を上まわってバランスかとれなくな
り前述のような問題を生じてくる。
本発明者らは−Ｆ記の金属を用いて還元する方法におい
て、金属表面を常に活性に保つ方法を種々検討した結果
、金属の溶解時に１０１＜ＩｒＺ〜５００ＫＩＩＺの超
音波を印す１１することによってＦｅ−＋Ｆｅ の還
元反応が大巾に促進されることを認めた。
て、金属表面を常に活性に保つ方法を種々検討した結果
、金属の溶解時に１０１＜ＩｒＺ〜５００ＫＩＩＺの超
音波を印す１１することによってＦｅ−＋Ｆｅ の還
元反応が大巾に促進されることを認めた。
これは金属表面Ｃζ形成された皮膜は超音波により破壊
され常に新鮮で活性な而′があらイっれてくるためと考
えら３する。しかもまた前述の反応（こおいて理由は未
解明であるが、水素の発生がおさえられて効率よく高速
度でＦｅ がＦｅに還元されることを認めた。
され常に新鮮で活性な而′があらイっれてくるためと考
えら３する。しかもまた前述の反応（こおいて理由は未
解明であるが、水素の発生がおさえられて効率よく高速
度でＦｅ がＦｅに還元されることを認めた。
この場合使用できる金属としては鉄、’ｌｌｊ Ｚｉ＞
、カドミウム、二゛ノケル、コバルト、マンカフ、錫、
モリブテン、ｏ、＞ ＄５＜系合金めっきに電析される
金属の他場合により自身は析出せず還元たけ（（作用す
るアルミニτリム、マクネンウ１３等を用いることがで
きる。金属の形状、とし、て（オ表面、晴をてきるたけ
大きく粉末状が好ましいか、線状、病状、千′ノグ状の
形態もとることができる。
、カドミウム、二゛ノケル、コバルト、マンカフ、錫、
モリブテン、ｏ、＞ ＄５＜系合金めっきに電析される
金属の他場合により自身は析出せず還元たけ（（作用す
るアルミニτリム、マクネンウ１３等を用いることがで
きる。金属の形状、とし、て（オ表面、晴をてきるたけ
大きく粉末状が好ましいか、線状、病状、千′ノグ状の
形態もとることができる。
印加する高周波としては１０１＜１１７．から５０ Ｆ
目＜１１Ｚで好ましくは１５１（ＨＺから５０ＫＩＩＺ
で良好な結果かえられる。■旧＜ＩＩＺ以下ては音波域
（ζ入り金属表面の酸化ないし水利酸化物皮１トΔを破
壊するに十分でなく、その効果が認められない。一方５
００Ｋ Ｈ２以上ではその振動が大きすぎて溶成自体（
こ気泡を生じ、これもまた全１ドパ表面皮１莫を破購す
るには効果が認められなくなる。
目＜１１Ｚで好ましくは１５１（ＨＺから５０ＫＩＩＺ
で良好な結果かえられる。■旧＜ＩＩＺ以下ては音波域
（ζ入り金属表面の酸化ないし水利酸化物皮１トΔを破
壊するに十分でなく、その効果が認められない。一方５
００Ｋ Ｈ２以上ではその振動が大きすぎて溶成自体（
こ気泡を生じ、これもまた全１ドパ表面皮１莫を破購す
るには効果が認められなくなる。
本発明の適用はまためっきにかきらず例えはＦｃ 化
合物を共晶として製置する方法、ｌｌｉ ＩＱ’＃ ＞
’）、全製造する方法、あるいはまた１・゛Ｃイオンを
分析４−る際＋（吉まれるＦｅ を全てＦｅ に還
元してから過マンガン酸カリ溶液で滴定する方法など巾
広い範囲に通用することが可能である。
合物を共晶として製置する方法、ｌｌｉ ＩＱ’＃ ＞
’）、全製造する方法、あるいはまた１・゛Ｃイオンを
分析４−る際＋（吉まれるＦｅ を全てＦｅ に還
元してから過マンガン酸カリ溶液で滴定する方法など巾
広い範囲に通用することが可能である。
以下に図面をもとに本発明を鉄系めつきに適用した場合
？（ついて具体的に説明する。第１図１と超音波を利用
したＦｅ、 還元装置を示す。■はめつきセル、２は
めつき液が流れる管、３は還元槽でその開口部４から金
属が送入され６が金属の充填部３＋ でここでめっき障との接触が行なわれ、Ｆｅ の還元
反応がおこる。この反応を促進するため（・こ外部から
５の発振器により超音波を印加する。Ｐが循環ポンプで
還元されたＦｅ は配管７を通ってめっきセルに送り
こまれる。
？（ついて具体的に説明する。第１図１と超音波を利用
したＦｅ、 還元装置を示す。■はめつきセル、２は
めつき液が流れる管、３は還元槽でその開口部４から金
属が送入され６が金属の充填部３＋ でここでめっき障との接触が行なわれ、Ｆｅ の還元
反応がおこる。この反応を促進するため（・こ外部から
５の発振器により超音波を印加する。Ｐが循環ポンプで
還元されたＦｅ は配管７を通ってめっきセルに送り
こまれる。
この際にめっき浴の金属イオン、成分濃度、ｐＨ１温度
加える金属の種類と表面積、印加する超音波の周波数及
び強度、めっき浴の循環速度により１ｉ’ｅ の還元
速度は変ｆヒするので、その条件に応じて最適条件を決
めることが望ましい。
加える金属の種類と表面積、印加する超音波の周波数及
び強度、めっき浴の循環速度により１ｉ’ｅ の還元
速度は変ｆヒするので、その条件に応じて最適条件を決
めることが望ましい。
次Ａこ実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
基本成分としてＺｎＳＯ４・７１ｒ２０１５０９／ Ｉ
ｔ、（ＮＨ４）２ Ｓ Ｏ，＋ ３０９ ／ ｊ２、Ｆ
ｅ５（１，１及びＦ ｃ２ （Ｓ Ｏ，１）３ とし
てＦｅ イオンが１００９ ／ 、１． Ｆｅ か
３０９ 、／ Ｉｔ １３１１１．５．４０°Ｃの鉄亜
鉛合金めつき溶成に表面ｉＩ’（か３ ｎ？／ ｇの亜
鉛粉末をめっきｍｈ＝ｌｏｏｙ＋こ対して４ｇ加えて還
元を行なった。この際に外から２６Ｋｌ（Ｚ 、 １．
５０Ｗの超音１皮を印加した」場合としなかった場合の
比較を第２図に示す。
ｔ、（ＮＨ４）２ Ｓ Ｏ，＋ ３０９ ／ ｊ２、Ｆ
ｅ５（１，１及びＦ ｃ２ （Ｓ Ｏ，１）３ とし
てＦｅ イオンが１００９ ／ 、１． Ｆｅ か
３０９ 、／ Ｉｔ １３１１１．５．４０°Ｃの鉄亜
鉛合金めつき溶成に表面ｉＩ’（か３ ｎ？／ ｇの亜
鉛粉末をめっきｍｈ＝ｌｏｏｙ＋こ対して４ｇ加えて還
元を行なった。この際に外から２６Ｋｌ（Ｚ 、 １．
５０Ｗの超音１皮を印加した」場合としなかった場合の
比較を第２図に示す。
第２図でＡは超音波を印加した場合、ＲＩ；を印υ［１
しなかった場合であり、超音波により１・゛ｃ０〕還ｌ
ｌｔ速度が、大巾に」二月することを示している。史Ｃ
ζ特徴あることはＢの反応ては溶解した１１”、 鉛の
うち２１％は水素発生に消費されたのσこ対しＡの反応
では水素の発生はなく溶解した亜鉛の全てが、、ｅ：ｌ
＋の還元に消費されていた。
しなかった場合であり、超音波により１・゛ｃ０〕還ｌ
ｌｔ速度が、大巾に」二月することを示している。史Ｃ
ζ特徴あることはＢの反応ては溶解した１１”、 鉛の
うち２１％は水素発生に消費されたのσこ対しＡの反応
では水素の発生はなく溶解した亜鉛の全てが、、ｅ：ｌ
＋の還元に消費されていた。
実施例２
基本成分としてＮ１ｐ（１１・６１１□（１２００ｙ
／ ｉ、（ＮＨ４）２ Ｓ ０４が４０ｙ／ノ、 Ｉｉ
” ｅ Ｓ ０４及びｌ’ｅ （８０４）３としてＦｅ
が４０９ ／ 、Ｌ Ｆｅ ’が２０２／ノてｐＨ
２，５゜°０の５０ｇのめつき浴を用い第１図に示す装
置を用いてＦｅ の還元を行なった。この際にめっき
浴の循環速度を５１７分、反応槽は５９ｍｍφ長さ２０
０ｍｍの円柱中に２．５９ ／ ｎ／の鉄粉を５００ｇ
充填し入側及び出側にＰ布をおいて粉末が糸外に流出し
ないようＡこした。この時反応槽に４５ＫＩＩＺ、６０
０Ｗの超音波を印加した場合及びしなかった場合の比較
を行なった。
／ ｉ、（ＮＨ４）２ Ｓ ０４が４０ｙ／ノ、 Ｉｉ
” ｅ Ｓ ０４及びｌ’ｅ （８０４）３としてＦｅ
が４０９ ／ 、Ｌ Ｆｅ ’が２０２／ノてｐＨ
２，５゜°０の５０ｇのめつき浴を用い第１図に示す装
置を用いてＦｅ の還元を行なった。この際にめっき
浴の循環速度を５１７分、反応槽は５９ｍｍφ長さ２０
０ｍｍの円柱中に２．５９ ／ ｎ／の鉄粉を５００ｇ
充填し入側及び出側にＰ布をおいて粉末が糸外に流出し
ないようＡこした。この時反応槽に４５ＫＩＩＺ、６０
０Ｗの超音波を印加した場合及びしなかった場合の比較
を行なった。
えられた結果を第１表に示す。表からイっかるようにめ
っき浴のＦｅ は超音波を加えたことにより大巾に減
少することを示している。
っき浴のＦｅ は超音波を加えたことにより大巾に減
少することを示している。
第１表 めっき浴中ＦＣの経時変化
第１図は本発明σ目パｅ イオ′／の還元装置の模式第
２図はＦｅ イオンθ）苫（元に及ぼす超音θにの印
加の効果を示す図である。 茅 ２−１父 及ん８−％内
２図はＦｅ イオンθ）苫（元に及ぼす超音θにの印
加の効果を示す図である。 茅 ２−１父 及ん８−％内
Claims (1)
- Ｆ ｅ イオンを含む溶液において金属を用いて１＋
’ｅ”＋イオンを１・ｅ イオンに還元する際に、ｌ
０ＫＨｚから５００ＫＨｚの超音波を印ｔｙｔ＋ して
行なうことを特徴とするＦｅ イオン還元促進法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15275582A JPS5945930A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Ｆｅ３＋イオン還元促進法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15275582A JPS5945930A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Ｆｅ３＋イオン還元促進法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5945930A true JPS5945930A (ja) | 1984-03-15 |
Family
ID=15547452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15275582A Pending JPS5945930A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | Ｆｅ３＋イオン還元促進法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945930A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161985A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-17 | Showa Denko Kk | 電解鉄の製造方法 |
| JPS6465024A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Nisshin Steel Co Ltd | Accelerating method for reducing iron ion |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP15275582A patent/JPS5945930A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161985A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-17 | Showa Denko Kk | 電解鉄の製造方法 |
| JPS6465024A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Nisshin Steel Co Ltd | Accelerating method for reducing iron ion |
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