Извлечение никеля из различных процессов в гальваностегии
Для снижения рН электролита никелирования можно применять серную или соляную кислоты, при этом решение о применении той или другой кислоты принимается на основании данных химического анализа на хлориды, т.е., если хлоридов недостаток, используется соляная кислота, а при их избытке – серная.
При использовании серной кислоты ее необходимо разбавлять до концентрации 20-30%, особенно, если в эл
ектролите имеются блескообразующие добавки. Эта необходимость обусловлена двумя причинами: 1) резким нагревом раствора при контакте концентрированной серной кислоты с электролитом, приводящим иногда к вскипанию и выбросу кислого расмтвора из ванны; 2) способностью концентрированной серной кислоты к локальному осмолению органических добавок, приводящему к снижению их эффективности и появлению в электролите нежелательных побочных продуктов.
При использовании соляной кислоты ее также желательно разбавлять водой 1:1 для снижения летучести паров HCl.
Для повышения значения рН в крайнем случае можно использовать 5-10% раствор едкого натра, однако увеличение концентрации ионов натрия приводит к снижению буферной емкости электролита и более быстрому его защелачиванию, особенно в прикатодном слое, что может привести к охрупчиванию никелевого покрытия и к подгарам на выступающих частях деталей. Поэтому, для повышения рН рекомендуется применять основной карбонат никеля в виде водной суспензии. Он нейтрализует ионы водорода по следующей схеме: (NiOH)2CO3+4H+→2Ni2++3H2O+CO2. При взаимодействии образуются ионы никеля и вода, углекислый газ улетучивается, а в электролит не поступает никаких посторонних ионов.
Таким образом при эксплуатации электролитов никелирования необходимо обеспечивать строгий контроль и поддержание оптимальных условий и режимов электролиза, концентрации основных компонентов, а также следить за накоплением вредных примесей.
Большинству предприятий недоступно дорогостоящее оборудование для количественного определения микроколичеств посторонних веществ (ионы металлов) и органических добавок. Наиболее простой выход из положения заключается в регулярном тестировании электролита при помощи гальванической ячейки с угловым катодом. Такая ячейка с углом катода 51° по отношению к аноду носит название «ячейки Хулла»*. На катодной пластине при средней плотности тока 2,5 А/дм2 реализуются плотности тока от 0,1 А/дм2 на дальнем от анода краю и до 7,5 А/дм2 на ближнем, что охватывает весь диапазон возможных рабочих плотностей тока. По внешнему виду покрытия, т.е. характеру и расположению дефектов на катодной пластине, можно с достаточной долей вероятности судить о причинах брака. В некоторых, наиболее простых случаях причину брака можно установить по внешнему виду покрытия на деталях, полученного непосредственно в электролите никелирования.
Для удобства работы технологов приводим так называемую «карту неполадок», в которой указываются характерные дефекты и их возможные причины.
Таблица. Карта возможных дефектов покрытия и их причин
Дефект |
Возможная причина дефекта |
1. Слабый блеск покрытия |
Недостаток блескообразователя. Занижен рН электролита. Низкая плотность тока. Электролит перегрет |
2. Хрупкий осадок |
Завышен рН. Высокая плотность тока. Избыток блескообразователя. Наличие органических загрязнений. Загрязнения железом. Недостаток H3ВО3 |
3. Питтинг |
Загрязнение электролита железом, органическими веществами. Завышена плотность тока. Занижен рН. Низкая температура элекролита. Слабое перемешивание. Недостаток смачивателя или H3BO3 |
4. Шероховатое покрытие с набросами |
Наличие механических примесей. Загрязнение железом. Завышены рН или плотность тока. Шламование анодов |
5. Вуаль на покрытии, матовые пятна, подгар на участках деталей с высокой плотностью тока. |
Завышена концентрация блескообразователя. Загрязнение электролита нефтепродуктами |
6. Отслаивание покрытия от основы (плохое сцепление) |
Плохая подготовка деталей перед покрытием. Загрязнение электролита нефтепродуктами, свинцом |
7. Покрытие с продольными трещинами, полосчатое. Питтинг |
Загрязнение электролита железом >150 мг/л |
8. Покрытие темно-серое с пузырями |
Загрязнение электролита медью, кадмием >20 мг/л |
9. Темные пятна или полосы, трещины |
Загрязнение электролита цинком >10 мг/л. |
10. Покрытие шелушится, местами отсутствует |
Загрязнение электролита алюминием >200 мг/л, хромом >40 мг/л |
11. Низкая скорость осаждения, отсутствие покрытия на отдельных участках покрываемых деталей. |
Загрязнение электролита нитратами. Плохой контакт деталей с подвесками. Низкие рН электролита, плотность тока или температура. Плохая предварительная подготовка. Взаимное экранирование деталей на подвеске |
12. Низкая рассеивающая способность электролита |
Низкая электропроводность, очень высокая концентрация солей. Загрязнение веществами органической и неорганической природы. Плохой контакт деталей с подвесками. Малая площадь анодов |
13. Аноды покрыты коричневой или черной пленкой. |
Мала площадь анодов, высокая анодная плотность тока. Мало хлоридов в электролите |
ЛИТЕРАТУРА
1. Гальванотехника благородных и редких металлов/П.М. Вячеславов, С.Я. Грилихес, Г.К. Буркат, Е.Г. Круглова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1970.
2. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.
3. Грилихес С.Я. Оксидные и фосфатные покрытия металлов. Л.: Машиностроение, Ленинград, отд-ние, 1978.
4. Грилихес С.Я. Электрохимическое полирование. Л.: Машиностроение. Ленинград, отд-ние, 1976.
5. Дасоян М.А., Пальмская И.Я. Оборудование цехов электрохимических покрытий. Л.: Машиностроение, Ленинград, отдние, 1979.
6. Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.
7. Лобанов С.А. Практические советы гальванику. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.
8. Ямпольский А.М. Гальванические покрытия. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.
9. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.
10. Ямпольский А. М. Электролитическое осаждение благородных и редких металлов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1977.
11. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х т./Под ред. М.А. Шлугера. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.(1)
12. Емелин М.И., Герасименко А.А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации. М.: Машиностроение, 1980.
Другие рефераты на тему «Экология и охрана природы»:
Поиск рефератов
Последние рефераты раздела
- Влияние Чекмагушевского молочного завода на загрязнение вод реки Чебекей
- Влияние антропогенного фактора на загрязнение реки Ляля
- Киотский протокол - как механизм регулирования глобальных экологических проблем на международном уровне
- Лицензирование природопользования, деятельности в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности
- Мировые тенденции развития ядерной технологии
- Негативные изменения состояния водного бассейна крупного города под влиянием деятельности человека
- Общественная экологическая экспертиза и экологический контроль