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1、鍍鎳溶液凈化工藝0摘要本文在總結前人研究的基礎上,結合四年的實踐經驗,提出了一種鍍鎳液凈化新工藝。赫爾槽試驗和微量元素分析試驗結果表明:該工藝凈化效果好,適用于解決鍍鎳層出現(xiàn)毛刺、針孔等缺陷。關鍵詞:鍍鎳液;凈化1前言19世紀末,鍍鎳技術已獲得廣泛應用。據統(tǒng)計,每年鍍鎳消耗的鎳量約占世界鎳總產量的1/10。這與鍍鎳層優(yōu)良的物理、化學性質是分不開的。鍍鎳在汽車、自行車、鐘表、醫(yī)療器械和日用五金等方面應用廣泛。在鍍鎳生產中,由于種種原因,鎳液中的各種雜質會不斷積累,而雜質對鍍液的影響非常敏感,因此,對鎳液的定期凈化顯得尤其重要。當鍍鎳液中含有
2、鐵、鋅、銅等雜質,和加工殘留的切削液、防銹油、拋光油脂、灰塵、電鍍添加劑的分解物時,鍍層出現(xiàn)針孔、麻點、粗糙、發(fā)黑、條紋,甚至脫皮等疵病(亮鎳鍍液對雜質尤為敏感)。此時,應對鍍液進行凈化。傳統(tǒng)鎳液的凈化是用稀釋的氫氧化鈉調節(jié)鍍液pH值到6左右,使氫氧化鈉與三價鐵反應生成氫氧化鐵膠體沉淀,以除去鐵雜質。此方法會使鍍鎳液引入Na+,當Na+的含量積累到一定數值時,會對鍍層的物理、化學性能帶來不良影響,如鍍層內應力增加,脆性增大,發(fā)霧等。由于目前還沒有除去鍍液中的Na+離子的方法,而且此方法不能有效去除添加劑的分解物、油脂和鋅、銅等雜質,因此對
3、鎳液不能起到全面徹底的凈化作用。本文介紹了一種全面凈化鎳液的工藝。2電鍍鎳工藝介紹本文所介紹的全面凈化鎳液的工藝可操作性強?,F(xiàn)僅介紹筆者所在鎳—鎳—裝飾鉻自動生產線的電鍍鎳工藝。鍍鎳液配方及工藝條件:a.半光亮鎳鍍液配方和工藝條件硫酸鎳260~300g/L氯化鎳38~45g/L硼酸40~50g/L電流密度2~5A/dm2pH值3.7~4.0溫度50~55℃光亮劑SB—M1.5mL/Lb.光亮鎳鍍液配方和工藝條件硫酸鎳260~300g/L氯化鎳38~45g/L硼酸40~50g/L電流密度2~5A/dm2pH值3.8~4.0溫度50~55光亮
4、劑N—1120mL/LN-222mL/L3鍍鎳液的凈化3.1鍍鎳液凈化裝置鎳液凈化的頻度可根據待鍍工件的表面狀態(tài)以及生產的實際情況來確定。本文是按產量來確定鎳液凈化的額度。當生產量達到20~30dm2/L時凈化一次。為使本槽能夠得到清理,每個鍍鎳槽都必須配備一個預備槽。預備槽與本槽之間通過三進式過濾機連接。如圖1所示。另外預備槽必須配備攪拌裝置(如空氣攪拌),最好還能配備恒溫加熱裝置。半光亮鎳本槽過濾機半光亮鎳預備槽光亮鎳本槽過濾機光亮鎳預備槽3.2鎳液凈化的步驟鎳液凈化的具體步驟為:①用三進式過濾機將本槽液體移送到預備槽,打開空氣攪拌。
5、②用精制H2SO4調節(jié)槽液pH值對到3左右(有利于氧化還原反應);加入0.5~1.5mL/L35%(質量分數)的精制H2O2,充分攪拌,使Fe2+(主要金屬雜質)氧化成Fe3+,有機雜質氧化成易于被活性炭吸附的物質。H2O2十2FeSO4十H2SO4→Fe2(SO4)3十2H2O從上述反應式可以看出,在硫酸存在下,氧化還原反應容易進行。③將槽液升溫至60~70℃,并保溫1h,使之充分氧化,同時使殘余的雙氧水分解、揮發(fā)。邊攪拌,邊加入碳酸鎳的懸濁液,調整槽液的pH值≥5.5,使Fe3+形成氫氧化鐵沉淀。Fe3+十3OH-→Fe(OH)3↓以
6、上過程同時也可去除Cu2+、Zn2+。采用碳酸鎳調整pH值,應注意以下幾點:a用線外的容器(如桶)溶解碳酸鎳,不能將碳酸鎳直接投加到槽液中。b按2~4g/L的添加量,用熱的槽液將碳酸鎳溶解在容器中,攪拌成懸浮液。c在攪拌條件下,將碳酸鎳懸濁液緩慢加入預備槽。d保溫1h,測定pH值。如果pH值低于5.5,仍應繼續(xù)添加碳酸鎳懸浮液至所需pH值。NiCO3十H2O→Ni2+十HCO3-十OH—④將2~4g/L精制粉末活性炭加入預備槽中,攪拌5h以上,使有機雜質充分吸附。關閉空氣攪拌,將槽液靜置8h以上,使氫氧化鐵及活性炭充分沉淀。⑤將本槽充分刷
7、洗,陽極袋,陽極鈦藍和陽極鎳塊用稀鹽酸浸泡刷洗后再回用,以除去吸附在上面的紅褐色鐵銹。⑥用過濾機將槽液抽回本槽(過濾機必須添加助濾劑)。抽完液后必須更換、清洗濾布。如有多臺過濾機,則每臺過濾機及其濾布都應定期清洗。預備槽使用6~8次后應清理一次。⑦用燒杯采樣觀察或用過濾的方法確認抽回本槽的液體是否混有活性碳,如有,必須重復以上步驟。⑧用精制H2SO4在本槽槽液加熱、攪拌的狀態(tài)下調整pH至正常工藝范圍,用瓦楞形電解板(大陰極)以小電流(0.25~1A/dm2)模擬電解3~5h,除去剩余的銅、鋅等金屬雜質,以電解板瓦楞波峰和波谷不見灰色沉淀物
8、為止。為了在電解時使鎳的損失最低而雜質去除效率最高,模擬電解條件如下:低pH值、低電流密度、攪拌、加溫等;另外還要定時清除電解板表面海綿狀的疏松鍍層。⑨補充光亮劑,進入電鍍作業(yè)。光亮劑的添加量