電鍍鎳溶液中雜質的影響和去除

• 來源：原創更新時間：2015-10-20點擊：1435次

• 鍍鎳溶液的純凈度要求較高，受外來雜質污染后，電鍍鎳層質量會有很大的影響。 例如某廠鍍鎳零件的大電流處泛有黑色小點（鍍件的下面部位及其周邊），而小電流處呈灰黑色（鍍件的中心部位和深凹部位），廠方錯誤地認為是受到有機雜質污染進行處理，結果鍍鎳層故障未見好轉。其實這種情況并不是溶液中有有機物，因為有機雜質會使鎳鍍層烏亮、結合力明顯降低，而電鍍鎳層表面出現黑點和灰黑色有可能受到金屬雜質的污染，尤其是受到鉛雜質的污染可能性更大。現場考察發現鍍槽是老式鉛襯里槽，液面以下部位發現附有一層黃褐色可擦去的掛霜（鉛的氧化物），此鉛襯里槽與一塊鎳板斜倚在槽壁，使得上部陽極鎳板正好觸及這塊鎳板的腰部，當電流通過陽極板傳到掉入槽底鎳板上，然后又把電流傳到鉛襯槽，此時鉛襯槽就成了陽極，受到氧化產生黃褐色的氧化鉛，其中部分鉛離子就進入鍍液，產生鍍層發黑的故障。鍍鎳液受鉛離子污染目前多按電解法處理。先將溶液抽出來，把槽壁和陽極表面的氧化鉛洗刷干凈，然后將溶液過濾后回入槽內，以0.1A/dm2～0.2A/dm2的電流密度先處理3晝夜，到第4天按正常工藝條件試鍍，故障排除。 這個實際故障說明電鍍溶液的維護與保養是很重要的，尤其是鍍液雜質的影響、雜質的來源非常復雜，出了故障要慎重考慮故障原因，加強檢查和分析，才能采取相應措施，決不可盲目處理，否則必然會走彎路，電鍍故障得不到及時排除。 1 銅雜質的影響和去除 鍍鎳液中銅雜質含量低可使低電流密度區鍍鎳層灰暗、粗糙；含量高可使低電流密度區鍍層發黑，出現海綿狀鍍層。二般光亮鍍鎳液中銅雜質含量不允許超過0.01g/L；普通鍍鎳液由于pH值稍高，也不超過0.3g/L。對少量銅雜質鍍鎳液，可用電解法去除（pH＝2左右，Dk＝0.1A/dm2～0.3A/dm2）。較多銅雜質可用亞鐵氰化鈉化學方進行處理： 2Cu2＋＋Na4[Fe(CN)6]→Cu2[Fe(CN)6]↓十4Na＋ 去除方法是向故障鍍鎳液中加入溶解好的亞鐵氰化鈉溶液，劇烈攪拌約30min，然后過濾除去沉淀即可試鍍。 2 鋅雜質的影響和去除 鍍鎳液中鋅雜質在0.02g/L～0.06g/L之間，獲得的電鍍鎳層亮而發脆；當鍍液中鋅雜質含量大于0.06g/L時，低電流密度區鍍層呈灰黑色，更高含量鋅可使電鍍鎳層產生條紋和針孔。鋅雜質也可用電解法處理，但效果不明顯。鍍液中若鋅雜質含量少可用市售掩蔽劑進行掩蔽，如鍍鎳液中含鋅l2.5mg/L～50mg/L，可用0.8mg/L～2mg/L的NT掩蔽劑進行處理。一些新的掩蔽劑既可以掩蔽鍍鎳液中的鋅雜質，又可以掩蔽銅雜質。當鍍鎳液被鋅雜質或鋅雜質和銅雜質同時污染時，加入這種掩蔽劑，就可以排除鍍鎳液中鋅和錒雜質的影響。 當鍍鎳液中鋅雜質含量較高時，可先用CaCO3（或BaCO3），提高鍍液pH至5.5左右，再用NaOH[或Ni(OH)2]提高鍍液pH值至6.2，加熱至65℃～70℃，攪拌30min～60min，靜置后過濾。 若采用CaCO3，提高鍍液的pH值，反應后可生成CaSO4，在低溫時硫酸鈣溶解度大（0℃時為0.75，100℃時為0.15），所以應趁熱過濾。如待鍍液冷卻后再過濾，則沉淀的硫酸鈣將重新溶解，這種溶解的硫酸鈣，在電鍍時將會使鍍鎳層產生類似針狀的粗糙表面。 3 鐵雜質的影響和去除 因為鍍鎳液中的鐵在pH＞4.7時就能形成氫氧化物沉淀，并夾雜在鍍鎳層中而使鍍層粗糙、出現針孔和脆性增大，鍍層的孔隙率增加，光亮度下降。所以在光亮鍍鎳液中，Fe3＋含量不允許大于0．08g/L。 去除鍍鎳液中的鐵雜質，一般也是用高pH值處理。先加30%的雙氧水1mL/L，將Fe2＋氧化為Fe3十，然后加熱至65℃～70℃，加入CaCO3（或BaCO3）提高pH值至5.5左右，攪拌30min～60min，趁熱過濾除去沉淀，再調整鍍鎳液的pH值和成分后，即可正常鍍鎳。 4 六價鉻的影響和去除 鍍鎳液中六價鉻離子會顯著降低陰極電流效率，在六價鉻離子含量達0.01g/L時，陰極電流效率約降低5%～l0%，鍍液中六價鉻離子含量更高時，低電流密度區鍍不上鍍層，高電流密度處鍍層脆裂。嚴重時整個陰極表面上得不到鎳層。 去除六價鉻離子可用保險粉法、硫酸亞鐵法或高錳酸鉀法等。 5 硝酸根的影響和去除 硝酸根對鍍鎳的影響較大，它能顯著降低陰極電流效率。少量硝酸根，能使低電流密度處鍍不上鎳鍍層；稍多一些的硝酸根能使鍍鎳層光澤變差，高電流密度區出現黑色條紋；更多的硝酸根就會使整個零件鍍不上鎳層。 去除硝酸根可以采用電解法，電解去除鍍鎳液中的硝酸根以低pH值和高溫為好。低pH值有利于硝酸根在陰極上的還原，高溫可以使硝酸根還原產生的氣體在溶液中的溶解度降低，防止它溶入后重新污染鍍鎳液，所以一般電解去除硝酸根的條件為：鍍液pH＝1～2，溫度60℃～70℃，陰極電流密度先用lA/dm2～2A/dm2，使NO3-在陰極還原為NH3逸出，然后逐漸降低至0.2A/dm2，直至鍍液正常為止。 但是此法缺點是電解費時費工，對連續生產的自動線或手工生產應付急件，都令人頭痛；鍍鎳液調低pH值容易，要調回到允許值則很麻煩，要么加碳酸鋇后徹底過濾，要么用5%以下苛性鈉稀溶液在強烈攪拌下慢慢加入。此時，鍍液沖稀不少，體積大增；要么急于求成，主鹽鎳離子成氫氧化鎳沉淀損失不少。有人加人對鍍液無害的還原劑（NaHSO3稀溶液），靠氧化還原反應直接去除硝酸根取得了很好效果：第一步，通過霍耳槽試驗確定應加入的NaHSO3量；第二步，按計算量的110%在不斷強烈攪拌下慢慢加入稀NaHSO3溶液（以減少因生成SO2而過量消耗的HSO3-），繼續攪拌約5min；第三步，按lmL/L～2mL/L量加入30%的H2O2，加溫（也可直接在熱的鍍鎳液中處理）到55℃～60℃；攪拌反應約lh，氧化殘存的NaHS03并分解多余的H2O2。無需過濾、調pH值到工藝范圍即可試鍍（光亮劑依情況調整）。大生產應用效果良好，處理一次耗時2h左右，物耗也很小。 6 有機雜質的影響和去除 鍍鎳液中有機雜質的種類很多，影響也不相同，有的使鎳層發霧、發花、變暗，有的卻使鎳層亮而發脆，還有的使鍍鎳層產生針孔或產生橘皮狀。去除鍍鎳液中的有機夾雜可以采取雙氧水一活性炭、高錳酸鉀一活性炭等方法去除。如雙氧水一活性炭處理的具體處理方法為：用硫酸調鍍液pH＝3.5，向其加人30%的雙氧水1mL/L～3mL/L，加熱鍍液至65℃～70℃，攪拌30min～60min；然后再加入3g/L～5g/L活性炭，攪拌30min左右后靜置過濾；分析化驗調整鍍鎳液成分及pH值后試鍍。 7 油類雜質的影響和去除 油類雜質會使鍍鎳層發花、發霧，產生針孔，嚴重時影響鍍層的結合力。這類雜質的去除方法是：將鍍鎳液加熱至60℃左右；在攪拌下加人0.8g/L～1g/L十二烷基硫酸鈉，繼續攪拌60min（使十二烷基硫酸鈉對油類雜質起乳化作用）；再加入3g/L～5g/L活性炭，攪拌30min后靜置過濾；分析化驗調整鍍液成分后試鍍。