(57)【要約】セチルピリジニウム塩、塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）を、工業用亜鉛電解採取プロセスの水素発生抑制剤（電流効率改善剤）として使用する。（ａ）アンチモンを含む、（ｂ）アンチモンとにかわを含む、亜鉛電解採取組成物を試験した。濃度０．０５ｍＭのＣＰＣを電解採取液に添加すると電流効率はどちらの電解質についても上昇した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された亜鉛電解採取の方法であって、セチルピリジニウム塩添加剤を亜鉛電解採取電解質に添加することを含む、改良された亜鉛電解採取の方法。
【請求項２】
前記セチルピリジニウム塩はハロゲン化セチルピリジニウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハロゲン化セチルピリジニウムは塩化セチルピリジニウムである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記塩化セチルピリジニウムは前記亜鉛電解採取の溶液における濃度が０．０５ミリモル（ｍＭ）である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記亜鉛電解採取電解質は硫酸亜鉛を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記亜鉛電解採取電解質はアンチモンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記亜鉛電解採取電解質はにかわを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記にかわは動物性にかわである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記動物性にかわはゼラチンである、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本発明は、亜鉛電着における水素発生を抑制かつ／または電流効率を改善する、亜鉛電解採取のための添加剤、特にセチルピリジニウム系添加剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
亜鉛電解採取プロセスにおいて亜鉛の析出と平行して起こる寄生水素発生反応を抑制することによりエネルギ効率を高めることは、技術的および工業的に主要な関心事項である。陰極水素発生を最小限に留める１つの方法は、水素発生過電圧を選択的に大きくする、一般的には有機化合物である添加剤を使用することである。マッキノン（Mackinnon）他（Journal of Applied Electrochemistry, Volume 20, pp. 728-736, 1990）およびスコット（Scott）他（Journal of Applied Electrochemistry, Volume 18, pp. 120-127, 1988）は、動物性にかわをアンチモンと組合せて使用すると、添加剤を含まない電解質と比較して、亜鉛電解採取のエネルギ効率が上昇すると述べている。
【０００３】
亜鉛電解採取中の水素発生を最小限にするとともに、従来の添加剤と比較して性能が同じまたは向上した添加剤が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、水素発生を最小限にするとともに性能が従来の添加剤と同じまたはより向上した亜鉛電解採取のための改良された添加剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）、セチルピリジニウム塩を、亜鉛電解採取プロセスにおいて、異なる２つの亜鉛電解採取電解質組成物すなわち１）アンチモンを含む組成物ならびに２）アンチモンおよびにかわ双方を含む組成物の添加剤として試験した。
【０００６】
ＣＰＣ添加剤は、アンチモンの存在下でまたはアンチモンとにかわとの組合せの存在下で最も重要な影響を及ぼし、電流効率をそれぞれ２３．２％および７．６％向上させた。さらに、０．０５ｍＭのＣＰＣの存在による全セル電圧の上昇はなかった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
詳細な説明
方法および装置
工業用の電解採取電解質（溶液）が入った工業用のビーカー試験セルを電源に接続し３７℃の水槽の中に置いた。陽極および陰極はそれぞれ鉛およびアルミニウムからなるものであった。研究所から提供されたＭＳＤＳシートには、その電解質の組成が、硫酸亜鉛２８−３４重量％、硫酸マグネシウム９−１５ｇ／ｌ（グラム／リットル）およびマンガン１．５−２．５ｇ／ｌと示されていた。
【０００８】
試験セル内の温度が所望の温度の３７℃に達した後、４５０アンペア／ｍ2という電解採取電流密度に相当する定電流０．０４５Ａを、撹拌していない電解質に対し、４時間または２０時間印加した。実験終了後、電極アセンブリをガラスビーカーから取出し、蒸留水ですすぎ、陰極の堆積物を注意深く剥がしてデジタルメトラーＡＥ１００分析天秤を用い４桁の精度で計量した。試験セルは、有機添加剤の痕跡を除去するために、蒸留水およびアセトンで実験と実験との間にすすいだ。反復も行ない標準偏差を概算した。
【０００９】
亜鉛電着電流効率はファラデーの法則に基づいて計算した。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
塩化セチルピリジニウム（ＣＰＣ）（たとえば米国シグマアルドリッチ社（Sigma-Aldrich, U.S.））は以下の構造を有していた。
【００１２】
【化１】
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【実施例】
【００１３】
例１
アンチモンが存在する亜鉛電解採取液
濃度０．０４ｍｇ／ｌ（ミリグラム／リットル）のアンチモン（Ｓｂ）を酒石酸アンチモンカリウムとして亜鉛電解採取電解質に添加した。４時間および２０時間の実験双方を行なった。４時間の実験結果は表１に要約されている。
【００１４】
電解質にＣＰＣ添加剤が存在しない場合、Ｓｂは電流効率に悪影響を及ぼした、すなわち、６５．１％（セル番号１５）と７４．７％（セル番号１４）の間であった。ＣＰＣ添加剤がない場合の平均電流効率は６９．９％であった。ＣＰＣを添加すると電流効率は平均２３．２％上昇した、すなわち、６９．９％から９３．１％に上昇した。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
時間が長い方の（２０時間）実験におけるＣＰＣの効果は表２に示されている。ＣＰＣ添加剤がない場合、セル番号１５の電流効率は僅か３６．６％であったのに対し、０．０５ｍＭのＣＰＣが存在する場合の亜鉛電解採取電流効率は５８．９％であった。このように、ＣＰＣ添加剤がある場合、電流効率は２２．３％高い。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
例２
アンチモンおよびにかわ双方を含む亜鉛電解採取液
例１と同様の実験を、０．０４ｍｇ／ｌのＳｂおよび１０ｍｇ／ｌのにかわ（たとえばニューヨーク州ジョンズタウンのハドソン社（Hudson Industries)の「パールグルー（pearl glue）」）を含む電解質を用いて行なった。４時間および２０時間の実験双方を行なった。４時間にわたる実験での亜鉛電解採取電流効率に対するＣＰＣ添加剤の効果は表３に示されている。
【００１９】
にかわの存在はアンチモンのマイナス効果をある程度最小にし、電流効率は８８．９％と９０％の間となる。しかしながら、０．０５ｍＭのＣＰＣを添加すると電流効率はさらに高まり、ＣＰＣがない場合の平均値８９．４％から、ＣＰＣがある場合は９７％となった（表３）。
【００２０】
【表３】
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【００２１】
２０時間の実験（表４）は、濃度０．０５ｍＭのＣＰＣがセル番号１６の電流効率を７７．２％から８７．３％に引き上げたことを示している。
【００２２】
【表４】
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【００２３】
セル電圧は、電解採取プロセスにおけるもう１つの価値ある重要な数値である。セル電圧の上昇は、必要なエネルギ量の増大、したがって電解採取プロセス効率の低下を示す。表５は、０．０５ｍＭのＣＰＣをＳｂおよびにかわと共に用いると、セル電圧が上昇しないことを示している。
【００２４】
【表５】
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【００２５】
このように、本発明を例示となる実施形態との関連で説明してきたが、この説明は限定的な意味で解釈されることを意図したものではない。本発明の上記例示として挙げた実施形態および他の実施形態の種々の変形も、当業者にとってはこの説明を読めば明らかになるであろう。したがって、前傾の特許請求の範囲が、本発明の範囲に含まれる上記のような変形または実施形態をカバーすることが意図されている。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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