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（1．廣州超邦化工有限公司，廣東廣州510460;2．肇慶市華良金屬精飾制品有限公司，廣東肇慶526105）
摘要：鋅合金壓鑄件氰化滾鍍銅液常受鋅雜質污染，導致陽極鈍化和鍍層粗糙。分析了陽極鈍化的化學反應過程，闡述了用氨水處理鋅雜質的機理和方法。向鍍液中加1 mL/L 25%的氨水，可促進鋅和銅的共沉積，使鋅雜質的濃度降低，2d后鍍液恢復正常。氨水處理法簡單，便于操作，不影響正常生產(chǎn)，明顯優(yōu)于硫化物沉淀法。
關鍵詞：氰化物；滾鍍銅；陽極鈍化；鋅雜質；氨水；處理
中圖分類號：TG135.12; TG153.14 文獻標志碼：A
文章編號：1004 - 227X (2012) 05 - 0025 - 02
1前言
鋅合金壓鑄件氰化滾鍍銅溶液經(jīng)常受到鋅雜質污染[1-2]，鋅雜質的來源有3個：前處理工序帶入鍍槽；電鍍過程中，包夾在滾桶內部的鍍件在鍍液中溶解；鋅合金壓鑄件掉入鍍槽中被腐蝕。電鍍過程中鋅雜質的引入不可避免，也是鍍液鋅雜質的主要來源。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，氰化滾鍍銅槽中鋅雜質含量達1.5 g/L時，鍍層開始粗糙且發(fā)黑，陽極溶解速率變慢。
本文分析了一次由鋅雜質引起的氰化滾鍍銅陽極封閉和鍍層粗糙故障，并總結了對應的故障處理方法。
2故障分析
2.1故障描述
鋅合金壓鑄件氰化滾鍍銅后鍍光亮鎳。一次，鍍銅槽陽極出現(xiàn)封閉故障，陽極表面生成較致密的黑色氧化銅，外層還附著一層膠體狀沉積物。鍍層粗糙，色澤發(fā)暗，電鍍過程中鍍液pH下降，銅離子濃度不斷降低。分析鍍液，游離氰化鈉濃度正常。向鍍液中補加酒石酸鉀鈉，陽極封閉故障仍不能消除，提高游離氰化鈉的濃度也無濟于事。根據(jù)經(jīng)驗判斷，此次故障是鋅雜質對鍍液的污染所致。
2.2赫爾槽試驗
配制氰化鍍銅溶液，其成分與車間鍍液大體相同，銅離子35 g/L，游離氰化鈉16 g/L，氫氧化鈉4 g/L，碳酸鈉40 gIL,，酒石酸鉀鈉15 g/L，光亮劑按車間工藝補加。分別向鍍液中添加不同含量的鋅雜質進行250 mL赫爾槽試驗，在電流1A下施鍍5 mm，結果見表1。結果表明，鋅雜質會導致氰化鍍銅陽極鈍化，鋅含量為1.8 g/L時，陽極出現(xiàn)明顯的封閉現(xiàn)象。
2.3理論分析
在氰化鍍銅過程中，陽極發(fā)生的主化學反應為銅原子失去一個電子后與氰化鈉生成三氰合亞銅配離子，副反應為水電解生成氧氣和氫離子，氫離子的產(chǎn)生使陽極表面附近鍍液pH降低，小部分氰化鈉被氧化成碳酸鈉，光亮劑中的某些成分也被氧化。當鍍液中含鋅雜質時，鋅離子與游離氰化鈉生成四氰合鋅配離子。隨陽極反應的進行，陽極表面游離氰化鈉濃度降低。由于氰化鈉對鋅離子的配位能力較弱，四氰合鋅配離子可能釋放出全部氰根離子而與碳酸鈉生成碳酸鋅沉淀，或與碳酸鈉和氫氧化鈉同時反應生成堿式碳酸鋅沉淀，四氰合鋅配離子也可能釋放出2個氰根離子而轉化為氰化鋅沉淀。究竟以哪一種反應為主，或還存在其他反應，有待于進一步研究和測試。酒石酸鉀鈉對鋅離子的配位能力較弱，其配合物的不穩(wěn)定常數(shù)為2.4 x 10-8，而碳酸鋅的溶度積為1.45×10-ll，因此，酒石酸鉀鈉不足以阻止陽極表面碳酸鋅等沉淀物的生成[3]。沉淀物吸附在陽極表面生成膠體膜，該層膜阻礙了游離氰化鈉從鍍液向陽極表面擴散，陽極表面因氰根離子得不到補充而主反應受抑制，使金屬銅被氧化成氧化銅，即陽極鈍化。
3對鍍液的處理
3.1氨水處理法
過去一般采用硫化物沉淀法處理氰化鍍銅溶液中的鋅雜質，處理2 000 L鍍液一般需要5 kg硫化鉀，鍍液中生成大量的硫化鋅沉淀，需要過濾較長時間才能除去，對生產(chǎn)有很大的影響。最新研究表明，向氰化物銅一鋅合金鍍液中加入適量氨水，可提高鋅的沉積速率，促進銅與鋅共沉積[4]。在含鋅雜質的氰化鍍銅溶液中加氨水，鋅離子與氨分子的濃度比約為1：1時，四氰合鋅配離子能轉化成[Zn(CN)3NH3]-。試驗表明，后者的電沉積速率比前者更快。因此，在氰化鍍銅過程中采用氨水處理法可有效降低鍍液中鋅雜質的濃度。另外，氨水還可促進氰化鍍銅陽極的溶解[5]。
3.2處理結果
從車間取有故障的氰化鍍銅溶液，用EDTA容量法分析[6]，鋅雜質的質量濃度為1.73 g/L。車間決定采甩氨水處理法降低鍍液中鋅雜質的濃度，向鍍液中加質量分數(shù)為25%的濃氨水1 mL/L，使部分四氰合鋅配離子轉化成[Zn(CN)3NH3]-，以提高鋅的沉積速率。不需加入過多氨水，因受鋅離子擴散速率的制約，即使加入過多的氨水，鋅的沉積速率也不會大幅提高，且氨水的揮發(fā)會污染車間空氣。因此，向鍍液中分批加氨水，以降低電鍍過程中鋅雜質的濃度，每天2班生產(chǎn)，從第2天開始，每天向鍍液中補加0.25 mL/L氨水，連續(xù)測定3d，結果見表2。生產(chǎn)實踐表明，氨水處理法能有效排除鋅雜質引起的氰化鍍銅故障。
4結語
鋅合金壓鑄件氰化滾鍍銅過程中，鍍液難免受到鋅雜質的污染，污染嚴重時會導致陽極封閉和鍍層粗糙等故障。采用氨水處理法降低鋅雜質的濃度是一項創(chuàng)新技術，能夠將鋅雜質控制在允許的工藝范圍之內。氨水處理法簡單，便于操作，不影響正常生產(chǎn)，是一種適用性很高的處理鋅雜質的方法
參考文獻：
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