无氰电镀工艺
电镀让原本黑黝黝的钢铁和包浆的铜变得光亮夺目,却美化了世界,给社会和生态环境带来了污染和危害。
氰化物和六价铬是电镀工业中最严重的危害。氰化物是剧毒物质,一个人吞下0.3克就会有生命危险。虽然不难处理,但现实情况是通过处理真正达到排放标准的只有少数人,所以问题的严重性不言而喻。
本文将根据实用技术提供一些可靠的无氰电镀工艺,从源头上为电镀创造一个清洁的生产环境。
2.无氰镀锌工艺
氰化电镀主要包括镀锌、镀铜、镀银和合金电镀(如黄铜、铜锡合金和仿金镀层)。还有的是镀金,但其他溶液中氰化物的浓度极低,排出的废水经过多次回收,氰化物含量几乎可以忽略不计。在这些需要氰化钠或氰化钾的镀液中,使用最多的是氰化锌镀。据调查,氰化物镀锌所需氰化钠的用量约占氰化钠总量的70%,即用量约为其他镀种总和的两倍(包括镀镍层的去除)。从技术上讲,氰化镀锌工艺比其他电镀品种更容易实现无氰。
众所周知,我国无氰镀锌技术基础雄厚。氯化物和锌酸盐两种无氰镀锌工艺的技术水平不比国外差。只要不是关键性的,可以说无氰镀锌完全可以替代有氰镀锌。如果对镀锌产品有特殊要求,可采用达克罗工艺。
原来的氰化物镀锌槽液可以逐渐转变为碱性无氰镀锌。具体做法是:
溶液中不再添加氰化钠,使其在电镀过程中逐渐消耗。锌酸盐镀锌工艺可以通过以下步骤逐渐改变,即镀液会从高氰→中氰→低氰→微氰逐渐过渡到无氰。
高氰化物和中氰化物的镀锌溶液可以添加或不添加添加剂。但是,添加剂必须添加到低氰化物、微氰化物和无氰镀锌溶液中。如果你现在使用的高氰或中氰镀液不含添加剂,那么随着镀液中游离氰化物含量的降低,必须及时添加添加剂。
我厂生产的95氰化物镀锌和JZ-04锌酸盐镀锌可配合使用完成转化工作。在高、中、低氰镀液中,只能使用95型,在无氰锌酸盐镀液中,只能使用JZ-04型。在微氰和无氰的过渡阶段,可以加入JZ-04光亮剂。
随着槽液中氰化钠含量的降低,锌离子不能很好地与氰化钠形成络合物,使电极电位变正,即锌层容易放电,在阴极析出,会造成镀层粗糙;为了获得细致光亮的镀层,一方面要及时添加光亮剂,另一方面要适当增加氢氧化钠的含量;因为随着氢氧化钠含量的增加,锌离子与氢氧化钠形成的络合物也会比较稳定。Zn2+与OH-可形成四种配位数不同的络合离子,其中四羟基锌络合物[Zn(OH)4]2-最稳定,其K不稳定性=2.8×10-16,仅比氰化钠锌络合离子小一个数量级。氰化钠锌[Zn(CN)4]2-,k不稳定性=1.3×10-17。所以在转化中,除了添加添加剂,增加氢氧化钠的含量外,还必须降低锌离子的浓度。可以少挂锌板,换成不溶性铁板做阳极。这种改造既不会影响生产,也不会造成浪费,更不会带来污染,真是一举两得。
2.1 JZ-04和JZ-05高性能无氰碱性镀锌工艺
2.1.1功能
JZ-04和JZ-05是最新一代碱性无氰镀锌光亮剂,性能优异,是较新的产品。两种增白剂的区别在于,JZ-04增白剂与柔软剂结合,添加方便;JZ-05光亮剂和柔软剂分开添加,涂层性能(如应力、亮度)可随意控制,对涂层性能要求高的比较适合;它比JZ-04有更宽的电流密度范围。这两种增白剂的特点是:
1)电流密度范围宽,在0.1~15A/dm2范围内可获得光亮镀层;
2)镀液的分散能力和覆盖能力优于氰化镀锌;
3)镀液温度范围宽,45℃可获得光亮镀层;
4)镀层光亮性好,脆性小,应力接近氰化镀锌。