鈦陽(yáng)極在鍍鉻、銠鍍、鍍鎳、蝕刻液回收銅中的應(yīng)用
1、鍍鉻(六價(jià)鉻、三價(jià)鉻): 鍍鉻層的種類有:①防護(hù)-裝飾性鍍鉻,可以防止基體金屬銹蝕,且具有裝飾性光亮外觀,廣泛用于汽車、自行車、縫紉機(jī)、鐘表、儀器、量具、日用五金等零件上;②硬鉻(耐磨鉻),機(jī)械零件鍍硬鉻,可提高耐磨性延長(zhǎng)使用壽命;③乳白鉻鍍層,乳白鍍鉻層孔隙很小,抗蝕性能好,而硬鉻稍低,在乳白鉻鍍層上加鍍光亮耐磨鉻鍍層,既能提高抗蝕性能又達(dá)到耐磨目的,稱為防護(hù)-耐磨雙層鉻鍍層,在飛機(jī)、船舶零件及槍炮內(nèi)膛上得到廣泛應(yīng)用;④松孔鍍鉻層;⑤黑鉻鍍層等。 鍍鉻時(shí)使用的陽(yáng)極材料有DSA鈦陽(yáng)極、PbSn、PbAg、石墨、鈦基二氧化鉛電極,這些材料都有能力把鉻離子氧化成鉻酸離子。在使用不溶性鈦陽(yáng)極時(shí),陽(yáng)極的氧化過(guò)電位比鉛電極約低450mV,節(jié)約電能消耗。同時(shí)鈦陽(yáng)極可以大電流密度運(yùn)行,使用壽命超長(zhǎng),鉻鍍層與基體結(jié)合牢固,表面光亮潔凈。
三價(jià)鉻電鍍具有白亮的顏色,硬度很高而且機(jī)械性能優(yōu)良,它的分散性能和覆蓋能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于六價(jià)鉻,同樣的電流密度情況下它的沉積速度是六價(jià)鉻電鍍的兩倍,電流效率也很高等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò),三價(jià)鉻電鍍最主要的優(yōu)點(diǎn)是它的毒性只有六價(jià)鉻的100分之一,而且易于處理,是一種代替廣泛使用但嚴(yán)重污染環(huán)境的六價(jià)鉻電鍍的最具有前途的電鍍工藝之一。但是,三價(jià)鉻電鍍也存在著一些問(wèn)題,主要是由于它的雜質(zhì)容忍性很低,從而造成它的穩(wěn)定性不好,甚至不能投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。在陽(yáng)極產(chǎn)生的六價(jià)鉻離子會(huì)嚴(yán)重影響鍍層的質(zhì)量,以至完全不能鍍出合格的產(chǎn)品。例如鋅、銅和鎳在三價(jià)鉻鍍槽中累積達(dá)到10~100ppm 的濃度,鍍層質(zhì)量就要下降。按照一般的槽液配比不能鍍厚鉻層等。三價(jià)鉻電鍍的這些問(wèn)題嚴(yán)重制約著它的推廣和應(yīng)用。但是,最近幾年以來(lái),三價(jià)鉻電鍍技術(shù)的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,在克服六價(jià)鉻、雜質(zhì)污染和實(shí)現(xiàn)厚鍍層等方面取得了突破性進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定的三價(jià)鉻電鍍,已經(jīng)大規(guī)模的投入了生產(chǎn)應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在三價(jià)鉻電鍍過(guò)程中,由于陽(yáng)極的氧化作用,將產(chǎn)生六價(jià)鉻離子。六價(jià)鉻離子嚴(yán)重影響鍍層的質(zhì)量,升高槽壓,以至無(wú)法進(jìn)行電鍍。為此,必須設(shè)法防止六價(jià)鉻離子對(duì)于三價(jià)鉻電鍍的影響。我公司開(kāi)發(fā)出三價(jià)鉻電鍍用不溶性鈦陽(yáng)極,經(jīng)過(guò)多個(gè)生產(chǎn)廠家使用,陽(yáng)極對(duì)三價(jià)鉻的氧化很低,產(chǎn)品質(zhì)量、性能與國(guó)外產(chǎn)品相當(dāng),價(jià)格低于國(guó)外同類產(chǎn)品;
2、鍍銠: 鍍銠層呈銀白色。到目前鍍銠工藝絕大多數(shù)采用硫酸銠鍍液,主要用于首飾行業(yè)、用于滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)接觸件、印刷線路開(kāi)關(guān)、通訊設(shè)備以及高頻開(kāi)關(guān)元件上。含有硒酸的鍍銠液和含有氨基磺酸鎂的鍍銠液,其鍍層應(yīng)力都很低。利用這些鍍液,可得到厚度25μm的鍍層,一般工業(yè)上要求銠鍍層厚度為0.1~0.2μm。鍍銠工藝中,可以使用鉑、鈦基鍍鉑以及DSA涂層鈦陽(yáng)極。
3、鍍鈀: 鍍鈀呈銀白色,20世紀(jì)70年代,在電子工業(yè)中,以鈀代替金的電鍍工藝得到風(fēng)速發(fā)展。鍍鈀液最常用的是氨性體系,鈀以氨絡(luò)合物的形式存在,如Pd(NH3)2(NO2)2 (俗稱P鹽), Pd(NH3)2Cl2。 一般鈀鍍層較易獲得,但往往容易產(chǎn)生裂紋,因?yàn)樵陔姺e鈀的電位范圍內(nèi),氫往往產(chǎn)生共同電積現(xiàn)象,使鈀鍍層吸氫,在放置過(guò)程中氫氣慢慢會(huì)釋放出去,形成鍍層的裂紋。鍍鈀的陽(yáng)極可使用鉑、鈦基鍍鉑、DSA鈦陽(yáng)極。
4、鍍釕: 釕的硬度高、耐磨,鍍釕用于電接點(diǎn)代替價(jià)格貴的鍍銠是很有意義的。但是國(guó)內(nèi)直到最近,其應(yīng)用仍然很少。鍍釕陽(yáng)極可以使用鉑、鈦基鍍鉑、DSA涂層鈦陽(yáng)極。
5、鍍金:金作為一種貴金屬,具有良好的可焊性,耐氧化性,抗蝕性,接觸電阻小,合金耐磨性好等等優(yōu)良特點(diǎn);目前使用的鍍金溶液有氰化物鍍金液和無(wú)氰化物鍍金液,例如線路板電鍍金主要為檸檬酸金槽浴,以其維護(hù)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單方便而得到廣泛應(yīng)用;鍍金陽(yáng)極原來(lái)使用純金、鉑、鈦基鍍鉑以及316不銹鋼;鍍金工藝使用鉑以及鈦基鍍鉑電極存在以下問(wèn)題:①把一價(jià)金離子氧化成三價(jià)金離子,降低電流效率;②氧化檸檬酸緩沖劑,破壞鍍液的穩(wěn)定性;③鉑、鈦基鍍鉑電極價(jià)格昂貴,幾乎是DSA涂層電極的1倍;不銹鋼316容易溶解,導(dǎo)致鎳鐵鉻等金屬污染金缸,造成鍍金發(fā)白,露鍍,發(fā)黑等缺陷;DSA鈦陽(yáng)極可以克服以上幾種陽(yáng)極的缺陷,真正稱得上物美價(jià)廉。
6、鍍鎳以及泡沫鎳生產(chǎn): 鍍鎳和泡沫鎳生產(chǎn)中,陰陽(yáng)極電流效率不匹配,造成鍍液中鎳離子濃度的慢慢增多,影響鎳鍍層和泡沫鎳的質(zhì)量,為了匹配陰陽(yáng)的電流效率,需要使用不溶性的輔助陽(yáng)極,可以使用的陽(yáng)極有鉑、鈦基鍍鉑、DSA涂層鈦陽(yáng)極。
7、防止鍍銅液銅離子濃度升高: 在鋼鐵制品表面電鍍銅層屬陰極性鍍層,對(duì)基體沒(méi)有電化學(xué)保護(hù)作用,一般不做為防護(hù)性的裝飾性鍍層使用,通常主要用于多層鍍層的底鍍層或中間鍍層,如電鍍銅/鎳/鉻,或電鍍鎳/銅/鎳/鉻等;此外,還用于恢復(fù)零件尺寸,防止局部滲碳,印刷電路和電鑄等方面;另外,還廣泛作為提高鋅壓鑄件,鋁合金壓鑄件,鋁件及鋁錫合金等制品的多層裝飾性電鍍鍍層的結(jié)合強(qiáng)度的預(yù)鍍層。可見(jiàn),電鍍銅是一個(gè)十分重要的鍍種。 電鍍銅常用的工藝種類有堿性氰化物鍍銅、硫酸鹽鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅、檸檬酸鹽鍍銅和HEDP鍍銅等。 鍍銅時(shí)由于陰陽(yáng)極的電流效率不匹配,會(huì)造成鍍銅液中銅離子濃度升高,致使鍍層質(zhì)量受到影響,為了保持銅離子濃度的恒定,目前一般的做法是定期排放鍍液,然后再添加電鍍助劑,一方面使排放的鍍液成為廢棄物影響環(huán)境,另一方影響連續(xù)生產(chǎn)的進(jìn)行,同時(shí)浪費(fèi)鹽酸、硫酸、有機(jī)添加劑等有用資源;如果使用我公司的不溶性電鍍輔助鈦陽(yáng)極就可以完全解決銅離子升高的難題,使鍍液離子濃度保持恒定,為用戶節(jié)約大量的寶貴資源,同時(shí)再也不用停機(jī)排放鍍液,可以完全達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)的目的。
8、電解法從酸性鍍銅廢水中回收銅: 電解法直接回收金屬銅是比較經(jīng)典的方法,但從稀溶液中電解回收比較困難。鍍件從鍍槽中出來(lái)后首先在回收槽中浸洗,隨著生產(chǎn)的進(jìn)行,回收槽中銅的含量逐漸增加,因而鍍件從回收槽帶入漂洗槽的銅離子也增加,在回收槽的旁邊設(shè)置一只電解槽,將回收槽中的浸洗液連續(xù)循環(huán)通過(guò)電解槽,進(jìn)行電解回收銅。通過(guò)電解不僅可以直接回收金屬銅,而且使回收槽中銅離子濃度維持較低水平0.4g/L,大大節(jié)約了漂洗水用量。采用本工藝,銅的回收率為鍍件帶出量的90%~95%,銅的純度可達(dá)95%以上,電流效率65%,回收1kg銅總耗電低于15kW/h,消耗電遠(yuǎn)低于回收銅的價(jià)值,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
9、內(nèi)孔鍍鉻、鍍金、鍍鎳、鍍銅、鍍鋅、鍍錫等用不溶性鈦陽(yáng)極: 該用途鈦陽(yáng)極外形為管狀、棒狀、絲狀等。作用、原理同上。
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