亚硝酸锌水溶液及其制造方法技术

本发明专利技术的亚硝酸锌水溶液，是实质上不含钙（Ｃａ）离子的亚硝酸锌水溶液，以该亚硝酸锌［Ｚｎ（ＮＯ＃－［２］）＃－［２］］水溶液的浓度作为ＮＯ＃－［２］是１０重量％换算时的溶液中钠（Ｎａ）离子浓度为２００～２０００ｐｐｍ，并且，硫酸（ＳＯ＃－［４］）离子浓度为２０ｐｐｍ以下。该亚硝酸锌水溶液以锌化合物和亚硝酸碱金属盐作原料，以离子交换膜作为隔膜通过复分解反应进行电解合成制造的。提供一种钠离子降低的，特别是实质上不含硫酸根离子和钙离子的，可极有效的良好的进行金属表面处理的亚硝酸锌水溶液。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及可极有效地进行金属表面处理，降低钠离子量，特别是实质上不含硫酸根离子及钙离子，所以特别是可以实现金属化(学)成(膜)处理的封闭系统化的。
技术介绍
众所周知，当亚硝酸锌在空气中缓慢加热时，在100℃前后分解放出氧化氮。另外，还已知，该亚硝酸锌可溶于水而且易水解，当蒸发水溶液时变成含氧亚硝酸锌。有关亚硝酸锌的一般制造方法，是将硫酸锌和亚硝酸钠的乙醇溶液混合，把滤出沉淀的滤液进行蒸发、浓缩，得到结晶的方法。(参见，《化学大辞典》昭和59年3月15日，共立出版株式会社发行)。然而，该法是利用亚硝酸锌和硫酸钠的溶解度差分离、除去硫酸钠的方法，但由于必须使用乙醇，和蒸发、浓缩的操作，所以成为工业上成本上升的原因，另外，钠离子残留也是个问题。因此，目前的现状是，工业上难以得到高纯度的亚硝酸锌或其水溶液。另外，作为一般的在金属表面进行涂饰时的前处理工序，是由脱脂→水洗→被膜化成处理→水洗→干燥的各工序构成。作为被膜化成处理的方法之一，一般采用在钢铁表面形成磷酸锌被膜的处理方法，作为该目的的被膜剂，是把锌溶于磷酸、用水稀释后作为处理液。将其称作“金属表面处理”。另外，为了促进被膜的化成反应，往被膜剂中添加亚硝酸钠、氯酸钠等药剂，通常称这些为“促进剂”。通过添加该促进剂，化成处理温度可以用较低的温度，且有效缩短被膜化成处理时间。但是，原来的亚硝酸钠、氯酸钠等钠盐在长时间使用处理浴中，钠离子浓度升高，结果导至处理浴的pH上升，化成被膜的成分在处理浴中作为淤泥有发生沉淀的问题。另外，回收老化的处理液加以再生时，当处理浴中的Na离子积存时，发生的问题是浴内平衡受破坏，必须从回收的处理液中除去钠离子。通常的情况是，含钠离子的处理液不得不作为工业废弃物进行处理。另外，近几年来，金属表面处理液的业界注意力都集中在环境问题上，探讨处理浴的封闭系统化技术。因此，此前人们一直在探讨淤泥发生少的金属表面处理方法。本专利技术人曾提出(特愿2000-141893号)，先使硫酸锌和亚硝酸钙反应，然后加以精制，得到作为实质上不含钠离子及硫酸根离子的金属表面处理用被膜化成促进剂的有用的亚硝酸锌水溶液。另外，众所周知，当在被膜化成促进剂中存在钙离子时，例如，和磷酸锌化成处理液混合时，作为磷酸钙在表面处理液中进行淤泥化。通常，该淤泥需定期回收，使在处理浴中不产生蓄积。可是，这种淤泥回收操作繁琐，工业上不利。本专利技术人对作为金属表面处理用被膜化成促进剂有用的硝酸锌水溶液进行反复研究的结果发现一种钠离子降低，特别是实质上不含硫酸根离子和钙离子的亚硝酸水溶液。即，本专利技术的目的是提供一种，可进行效率极好的金属表面处理的、钠离子含量降低的、特别是实质上不含硫酸根离子和钙离子的。专利技术的公开在上述情况下，本专利技术以锌化合物和亚硝酸碱金属盐作为原料，以离子交换膜作为隔膜，通过复分解反应进行电解合成，在得到的亚硝酸锌水溶液中，实质上不含硫酸根离子和钙离子，钠离子也达到500～2000ppm，另外，通过把该亚硝酸锌水溶液用作金属表面处理用被膜化成促进剂，可以降低淤泥的产生，可进行效率极好的金属表面处理，基于这些发现完成了本专利技术。即，本专利技术的第1点是提供一种亚硝酸锌水溶液，该水溶液是实质上不含钙(Ca)离子的的亚硝酸锌水溶液，其特征在于，以该亚硝酸锌水溶液的浓度作为NO2是10重量％换算时的溶液中钠(Na)离子浓度为200～2000ppm，并且，硫酸(SO4)离子浓度为20ppm以下。另外，本专利技术的第2点是提供一种上述亚硝酸锌水溶液的制造方法，其特征在于，以锌化合物和亚硝酸碱金属盐作为原料，以离子交换膜作为隔膜，通过复分解反应进行合成。上述反应优选在电渗析槽内进行，该电渗析槽配备了具有在阴极、阳极之间通过交替配置阳离子交换膜和阴离子交换膜而形成的1个浓缩室，以及将该浓缩室夹在其中的2个脱盐室的装置。另外，往上述1个脱盐室供给锌化合物水溶液，而往另1个脱盐室供给亚硝酸碱金属盐水溶液，往夹在该脱盐室之间的浓缩室，通过阳离子交换膜导入锌离子，而通过阴离子交换膜导入亚硝酸离子，制造亚硝酸锌的方法是优选的。本专利技术的第3点是，提供一种还含有稳定剂的上述亚硝酸锌水溶液。附图的简单说明附图说明图1是示出本专利技术亚硝酸锌水溶液制造方法中所用的电渗析槽的简图。实施专利技术的最佳方案下面对本专利技术加以详细说明。本专利技术的亚硝酸锌水溶液是以通式Zn(NO2)2表示的成分和H2O以任意的比例加以混合的溶液。另外，把用现有的制造法得到的生成物在工业上加以精制是非常困难的，但是，本专利技术涉及的亚硝酸锌水溶液，其特征在于，钠(Na)离子降低，特别是实质上不含硫酸根离子(SO4)及钙(Ca)离子的溶液。在这里，水溶液中的亚硝酸锌浓度，是测定锌(Zn)离子浓度和亚硝酸离子浓度，作为Zn(NO2)2的浓度。锌离子浓度采用ICP发光分光法，而亚硝酸(NO2)离子浓度采用离子色谱法求出的。另外，钠(Na)离子、硫酸根离子(SO4)、钙(Ca)离子均用ICP发光分光法求出。还有，硫酸根离子(SO4)用硫(S)的测定值换算成硫酸根离子。本专利技术中的钠(Na)离子、硫酸根离子(SO4)及钙(Ca)离子浓度，作为NO2换算成10重量％后算出，钠离子为200～2000ppm，优选500～1500ppm，硫酸根离子为20ppm以下，优选10ppm以下。另外，在本专利技术中，所谓实质上不含钙(Ca)离子，表示钙(Ca)离子在100ppm以下，优选10ppm以下。本专利技术涉及的亚硝酸锌水溶液，其中亚硝酸离子浓度为5～15重量％，优选9～12重量％，Zn离子浓度为5～10重量％，优选7～9重量％，作为Zn(NO2)2浓度为10～25重量％，优选15～20重量％。本专利技术涉及的亚硝酸锌水溶液，由于钠(Na)离子，特别是硫酸根离子(SO4)及钙(Ca)离子浓度降低，所以，将其用作金属表面处理用被膜化成促进剂组合物时可设计出极有效的表面处理体系。下面，对本专利技术的亚硝酸锌水溶液的制造方法加以说明。本专利技术的亚硝酸锌水溶液的制造方法，其特征在于，以锌化合物和亚硝酸碱金属盐作为原料，在水溶液中以离子交换膜作为隔膜，通过复分解反应进行电解合成的。按下法实施本专利技术是优选的。即，在具有通过在阴极、阳极之间交替配置阳离子交换膜和阴离子交换膜形成1个浓缩室，以及将该浓缩室夹在其中的2个脱盐室构成的装置的电渗析槽内，各个脱盐室都是由阴离子交换膜构成阳极侧、由阴离子交换膜构成阴极侧，往阳极侧一方的脱盐室供给原料锌化合物水溶液，而往阴极侧一方的脱盐室供给亚硝酸碱金属盐水溶液，通过通电，在夹在2个脱盐室之间的浓缩室内，通过阳离子交换膜导入锌离子，而通过阴离子交换膜导入亚硝酸离子，在浓缩室内得到作为目的的亚硝酸锌水溶液。锌化合物水溶液是把水溶性的锌化合物溶于水的水溶液，作为锌化合物，例如，可以举出硫酸锌、硝酸锌、氯化锌等，这些可以用1种，也可以用2种以上，其中，从工业上易得到、便宜等考虑，硫酸锌是优选的。该锌化合物水溶液的浓度，没有特别限定，优选在室温下的饱和浓度以下，具体的是0.5～2.0mol/L，优选0.9～1.3mol/L。另外，作为起始原料另一方的亚硝酸碱金属盐水溶液，是水溶性的亚硝酸碱金属盐溶于水的水溶液，作为亚硝酸碱金属盐，例如，可以举出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚硝酸锌水溶液，该水溶液实质上是不含钙（Ｃａ）离子的亚硝酸锌水溶液，其特征在于，以该亚硝酸锌［Ｚｎ（ＮＯ↓［２］）↓［２］］水溶液的浓度作为ＮＯ↓［２］是１０重量％换算时的溶液中钠（Ｎａ）离子浓度为２００～２０００ｐｐｍ，并且，硫酸（ＳＯ↓［４］）离子浓度为２０ｐｐｍ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木瀬丰，畠透，奥野惠理子，
申请(专利权)人：日本化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]