鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的除去方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高效且簡便地除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在稀土系磁鐵中，特別是R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵（R是包含Y在內(nèi)的稀土類元素中的 至少一種以上且一定包含Nd)的磁特性高，被廣泛使用，但作為主要成分而含有的Nd、Fe非 常容易生銹。因此，以使耐腐蝕性提高為目的，對磁鐵表面實(shí)施防銹覆膜。其中電鍍鎳不僅 硬度高，而且鍍敷工序的管理也比非電解鍍敷簡便，從而也被廣泛應(yīng)用于該體系磁鐵。
[0003] 在利用上述電鍍鎳的鍍膜的生長過程的最初期，有時(shí)在成膜的同時(shí)，被鍍物的成 分溶解于鍍液中。特別是在鍍液的pH傾向于酸性側(cè)時(shí)，被鍍物容易溶解于鍍液中，因而被 鍍物作為雜質(zhì)蓄積在鍍液中。
[0004]R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的情況下，作為主要成分的Nd等稀土類元素、Fe溶解于鍍液中 成為雜質(zhì)。因此，若繼續(xù)進(jìn)行鍍敷處理，則作為磁鐵原材料的主要成分的Nd等稀土類雜質(zhì)、 Fe持續(xù)溶解蓄積于鍍液中。為了以無雜質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行鍍敷，需要在每次鍍敷處理時(shí)建立新 的鍍液。在制造工序中在每次鍍敷處理時(shí)建立新的鍍液會導(dǎo)致成本升高而難以實(shí)現(xiàn)?？梢?說實(shí)際上是不可能的。
[0005] 電鍍鎳的情況下，通常如果在鍍液中含有雜質(zhì)，則容易發(fā)生光澤的變化、與被鍍物 的密合不良、燒灼（燒焦）等。例如，稀土類元素在鍍液中作為雜質(zhì)蓄積達(dá)到一定量以上 時(shí)，在鍍膜與磁鐵原材料之間密合性降低而發(fā)生剝離；或者發(fā)生雙重鍍敷、即因鍍膜成膜中 的電流通斷所引起的層內(nèi)剝離。
[0006]是否會密合性降低而發(fā)生雙重鍍敷這樣的不良取決于鍍液的組成、鍍敷條件等， 但根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，稀土類雜質(zhì)量超過700ppm(主要是Nd雜質(zhì)）時(shí)，這些不良容易發(fā) 生。另外，基于筒鍍方式的鍍敷中，由于局部性地有大電流流經(jīng)被鍍物，因此容易發(fā)生雙重 鍍敷。
[0007] 以工業(yè)性量產(chǎn)規(guī)模實(shí)施電鍍鎳的情況下，維持鎳電鍍液中完全沒有稀土類雜質(zhì)的 狀態(tài)從制造成本的觀點(diǎn)出發(fā)也是不現(xiàn)實(shí)的，通常不被采用。但是，從品質(zhì)管理的觀點(diǎn)出發(fā)， 期望在稀土類雜質(zhì)量不超過700ppm的范圍內(nèi)管理得較低。
[0008] 作為除去溶解于鎳電鍍液中的Fe等雜質(zhì)的方法，通常進(jìn)行如下方法：向鍍液中添 加碳酸鎳等鎳化合物，提高鍍液的pH(也有時(shí)同時(shí)添加活性炭除去有機(jī)雜質(zhì)），進(jìn)一步進(jìn)行 空氣攪拌，由此使雜質(zhì)析出，然后，進(jìn)行過濾的方法；將鐵網(wǎng)、鐵板浸漬在鍍液中，以低電流 密度進(jìn)行陰極電解的方法。這些方法作為除去溶解于鎳電鍍液中的鐵、有機(jī)物雜質(zhì)的方法 是有效的，但作為除去稀土類雜質(zhì)的方法，效果小。
[0009] 日本特開平7-62600號公開了如下方法：使用用于稀土類金屬的純化、分離的試 劑，從鎳電鍍液中除去稀土類雜質(zhì)。該方法作為減少鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的方法之一， 被認(rèn)為是有效的。但是，為了實(shí)現(xiàn)該方法，需要采用復(fù)雜的工序，并非高效，而且需要特別的 試劑，因此并不現(xiàn)實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011] 因此，本發(fā)明的目的在于提供無需采用復(fù)雜的工序、且無需特別的試劑、能夠比較 簡便且高效地除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的方法。
[0012] 用于解決課題的方法
[0013] 鑒于上述目的進(jìn)行深入研究，結(jié)果本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，向含有稀土類雜質(zhì)的鎳電鍍液 添加稀土類化合物，在加熱至60°C以上的狀態(tài)下保持一定時(shí)間，由此稀土類雜質(zhì)析出，通過 過濾能夠容易除去該稀土類雜質(zhì)，從而想到了本發(fā)明。
[0014] 除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的本發(fā)明的方法的特征在于，向含有稀土類雜質(zhì)的 鎳電鍍液添加稀土類化合物，在加熱至60°C以上的狀態(tài)下保持一定時(shí)間后，將通過上述加 熱而析出的析出物與添加的稀土類化合物一起通過沉降和/或過濾從上述鎳電鍍液中除 去。
[0015] 上述稀土類化合物優(yōu)選為稀土類氧化物。
[0016] 構(gòu)成上述稀土類化合物的稀土類元素優(yōu)選為釹。
[0017] 優(yōu)選在上述鎳電鍍液的加熱時(shí)，對鎳電鍍液進(jìn)行攪拌。
[0018] 上述攪拌優(yōu)選為通過空氣而進(jìn)行的攪拌、通過攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的攪拌、或 者通過利用栗使液體循環(huán)而進(jìn)行的攪拌。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在不采用復(fù)雜的工序、且不使用特別的試劑的情況下比較簡便 且高效地除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)特別是針對R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的 電鍍鎳的品質(zhì)穩(wěn)定化和成本降低。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示實(shí)施本發(fā)明的除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的方法的電鍍鎳裝置的 一例的示意圖。
[0022] 圖2是表示實(shí)施本發(fā)明的除去鎳電鍍液中的稀土類雜質(zhì)的方法的電鍍鎳裝置的 其他例的示意圖。
[0023] 圖3是表示利用ICP發(fā)光分析裝置對過濾后鍍液中的作為稀土類雜質(zhì)的Nd量進(jìn) 行測定，針對每種保溫溫度的情況相對時(shí)間進(jìn)行繪圖的結(jié)果的曲線圖。
[0024] 圖4是表示利用ICP發(fā)光分析裝置對過濾后鍍液中的作為稀土類雜質(zhì)的Nd量進(jìn) 行測定，針對每種保溫溫度及有無添加稀土類雜質(zhì)的析出物的情況相對時(shí)間進(jìn)行繪圖的結(jié) 果的曲線圖。
[0025] 圖5是表示利用ICP發(fā)光分析裝置對過濾后鍍液中的作為稀土類雜質(zhì)的Nd量進(jìn) 行測定，針對每種鍍液的濃度的情況相對時(shí)間進(jìn)行繪圖的結(jié)果的曲線圖。
[0026] 圖6是表示利用ICP發(fā)光分析裝置對過濾后鍍液中的作為稀土類雜質(zhì)的Nd量進(jìn) 行測定，相對時(shí)間進(jìn)行繪圖的結(jié)果的曲線圖。
[0027] 圖7是表示利用ICP發(fā)光分析裝置對過濾后鍍液中的作為稀土類雜質(zhì)的Nd量進(jìn) 行測定，相對時(shí)間進(jìn)行繪圖的結(jié)果的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 從鎳電鍍液除去稀土類雜質(zhì)的本發(fā)明的方法的特征在于，向含有稀土類雜質(zhì)的鎳 電鍍液添加稀土類化合物，在加熱至60°C以上的狀態(tài)下保持一定時(shí)間后，將析出的析出物 和稀土類化合物進(jìn)行沉降和/或過濾，從上述鎳電鍍液中除去上述析出物和稀土類化合 物。
[0029] 在本發(fā)明中，稀土類雜質(zhì)是指例如在對R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵（R為包含Y在內(nèi)的稀 土類元素中的至少一種以上且一定包含Nd)進(jìn)行電鍍鎳時(shí)溶解于鍍液中的R成分，在鍍液 中大多以離子狀態(tài)存在，因此難以直接過濾收集。本發(fā)明中，通過使以離子狀態(tài)存在的稀土 類雜質(zhì)變成能夠用過濾器收集的固體析出物，從而能夠通過沉降、過濾將其析出物從鍍液 中分離除去。需要說明的是，本發(fā)明中，對上述R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行電鍍鎳時(shí)，并不限于 除去溶解于鍍液中的R成分，也能夠應(yīng)用于除去同樣地在鍍液中以離子狀態(tài)存在的稀土類 雜質(zhì)。
[0030] 稀土類雜質(zhì)（特別是Nd雜質(zhì)）的量與鍍膜的雙重鍍敷、剝離產(chǎn)生的關(guān)系因鍍敷條 件而改變，但Nd雜質(zhì)的量為200ppm左右時(shí)，觀察不到它們的發(fā)生。因此，以將Nd雜質(zhì)的量 減少為200ppm以下為目的進(jìn)行減少稀土類雜質(zhì)的處理的情況下，可以按照如下所示的溫 度和時(shí)間進(jìn)行處理。
[0031] 除去稀土類雜質(zhì)時(shí)，需要將鍍液加熱至60°C以上。低于60°C時(shí)，除去稀土類雜質(zhì) 耗費(fèi)時(shí)間，不適合工業(yè)生產(chǎn)。液溫越高則稀土類雜質(zhì)（析出物）的除去效率越趨于提高，其 上限無需特別限定，但從操作性、安全性的觀點(diǎn)、以及對鍍液的組成的影響等出發(fā)，優(yōu)選設(shè) 定為低于鍍液的沸點(diǎn)。
[0032] 將鍍液加熱至沸點(diǎn)以上時(shí)，水從鍍液劇烈地蒸發(fā)，構(gòu)成鍍液的成分劇烈地析出。在 此，鍍液的沸點(diǎn)因組成而發(fā)生變動，例如瓦特浴的沸點(diǎn)約為l〇2°C。像這樣鍍液的沸點(diǎn)因摩 爾沸點(diǎn)升高而升高，因此將水的沸點(diǎn)l〇〇°C作為上限進(jìn)行管理時(shí)，還能夠應(yīng)對組成不同的鍍 液的雜質(zhì)除去。根據(jù)上述內(nèi)容，本發(fā)明的方法中的加熱優(yōu)選為60°C~100°C的范圍、更優(yōu)選 為70°C~95°C、最優(yōu)選為80°C~90°C。
[0033] 處理時(shí)間因溫度條件而改變，優(yōu)選為6小時(shí)以上、更優(yōu)選為12小時(shí)以上。時(shí)間的 上限無需特別設(shè)定，但從成本和作業(yè)效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為168小時(shí)以下、更優(yōu)選為72小 時(shí)以下、最優(yōu)選為24小時(shí)以下。
[0034] 稀土類雜質(zhì)（特別是Nd雜質(zhì)）的量與鍍膜的雙重鍍敷、剝離發(fā)生的關(guān)系因鍍敷條 件而改變，但Nd雜質(zhì)的量為200ppm左右時(shí)，觀察不到它們的發(fā)生。因此，可以適當(dāng)設(shè)定上 述溫度和時(shí)間以便能夠使Nd雜質(zhì)的量減少至200ppm以下。
[0035] 但是，加熱時(shí)間（保持時(shí)間）變長時(shí)，與此相伴，需要具有多個(gè)用于除去鍍液雜質(zhì) 的預(yù)備槽。因此，在具有可以將鍍液加熱至90°C以上的設(shè)備的情況下，如后所述，能夠在 24~48小時(shí)內(nèi)使雜質(zhì)變?yōu)閘OOppm以下，因此優(yōu)選。
[0036] 實(shí)施本發(fā)明的稀土類雜質(zhì)的除去方法時(shí)所使用的處理槽需要根據(jù)上述加熱的范 圍（基于加熱的鍍液的溫度）而使用耐熱性高的處理槽，該溫度越高則必然也越會導(dǎo)致成 本升高。在上述溫度范圍、特別是優(yōu)選的溫度范圍內(nèi)實(shí)施，結(jié)果還會有助于抑制成本升高。
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