A. 化学镍的化学法处理办法有哪几种
电镀生产中含镍废水主要来自镀槽翻洗缸角退镀液、化学液、废镀液等,镀镍槽液使用时间长后,铁、铜、锌等离子会积累,另外某些有机添加剂也会破坏而失掉,从而引起镀层的各种质量题目.由于镍资源比较宝贵,大多数电镀厂都尽可能净化回用.
针对含镍废水怎么处理的问题,本文详细介绍一种含镍废水的处理工艺—反渗透膜技术.
膜分离技术作为一门高新技术,因其分离高效、节能、无二次污染、操作方便、占地面积少等优点,逐渐在电镀废水处理中得到广泛应用.
1 工艺流程
该系统由两部分组成,即原水预处理部分和反渗透部分.
1.1 预处理部分
预处理系统由原水池、提升泵、袋式滤器、除油过滤器及保安滤器组成.
废水由原水池经过提升泵进入袋式滤器,运行压力0.35nO.38MPa,滤器内置孔径为5μm 的PP滤袋,可以去除大部分固体悬浮物、大分子胶体等.然后废水经过除油过滤器,在0.3 1 —0.35MPa运行压力下,可以吸附废水中的有机物、油脂和残余氯,也能去除水中的臭味、色度等.最后废水进入保安滤器,运行压力0.28—0.32MPa,保安滤器配有5μm的PP滤芯,对预处理起到最后保安作用,防止管路中微粒进入RO泵,以免损坏RO泵和膜组件.所有预处理工序都是为最大限度地防止和延缓污染物在RO膜面上的沉积,防止胶体物质及固体悬浮微粒的赌赛以及有机物、微生物、氧化性物质等对膜的破坏,以延缓RO膜的水解过程,从而使RO系统在良好状态下工作.
1.2 一级Ro系统
废水经过预处理后,由一级输送泵送入一级RO装置进行连续浓缩.一级浓缩系统的废水处理量为1 m3/h,废水镍离子的浓度约为320—350 mg/L,pH5~7,还有光亮剂等少量有机物.设计运行压力1.5MPa,膜组件通量800L/h.该系统采用杭州水处理技术研究中心自行生产的8英寸聚酰胺抗污染膜元件4只,单支元件的有效膜面积为32m ,脱盐率≥99%.经过该系统的处理,废水中80%的水分被分离出来,产水电导率≤150μS/cm,直接回用到电镀生产作漂洗用水.而绝大部分的金属离子被膜截留在浓缩液中,进入二级浓缩系统,浓缩倍数达到5.
1.3 二级Ro系统
一级RO系统的浓缩液由二级输送泵进入二级RO装置进行循环浓缩.二级浓缩系统的废水处理量为0.2 m3/h,废水镍离子的浓度约为16000—1800mg/L,pH 7.设计运行压力2.5MPa,通量200L/h.该系统采用4支进口的4英寸聚酰胺复合海水淡化膜元件,单支元件的有效膜面积为7m ,脱盐率≥99.5%.经过该系统的处理,二级浓缩液再浓缩了lO倍以上,并送至蒸发系统,两极RO产水均进入RO产水箱回用到生产线上,形成良性的清洁化生产的循环用水系统.浓缩液经蒸发后直接回到电镀槽使用.
2 稳定运行
反渗透膜系统处理后的出水主要回用于镀镍漂洗水,由于镀镍液的工作温度为55—60"C,在电镀过程中有大量水分蒸发,故在RO装置浓液排出的稀镀镍液(量少时)可顺利加入镀镍槽中回用.整个系统从2005年4月运行至今,系统运行平稳,各项指标均基本达到设计要求,从实际运行结果来看,膜法镍回收系统的镍回收率达到99.96%,水回用率达到100%,达到设计要求.本方案对漂洗废水不但对水资源进行了回收,而且回收了镍资源.经膜系统浓缩5O倍后的浓缩液直接回用到电镀槽,作为生产工艺的补充用水.本方案处理工艺简单,维护简单,无二次污染,较彻底地实现了镀镍废水的零排放.
3 RO膜的清洗与维护
在正常操作过程中,RO元件内的膜面会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性有机物质的污染,从而引起膜通量下降,从而导致设备成本上升,产品质量下降等一系列问题.尽管本工艺的预处理系统比较完善,但经过较长时间运行,RO膜面仍不可避免地出现污染问题,这是膜分离技术在实际工程中普遍存在的问题.因此,在实际工程中,要特别注重对膜的维护一膜污染的控制与清洗.2005年lO月份,膜污染较为严重,通量下降约20%,采用加酸和碱的方法进行化学清洗,膜通量恢复率基本能达到设计值的95%左右.
4 结论
采用两级RO膜系统对含镍250~350 mg/L的漂洗废水进行处理,对镍的截留率达99.9%以上,经两年多运管行考察,系统运行平稳,各项指标基本达到设计要求,经济效益较为明显,年净收益达43.34万元,且出水可达到回用要求.总之该工程在技术上可行,而且还产生了良好的经济效益、社会效益和环境效益,对电镀行业的可持续发展具有重要意义.
B. 化学镀镍镀层会起泡,是哪些原因造成的
化学镀镍镀层起泡原因:
(1)基体表面的微观不平而发生的机械结合
(2)多孔造成油脂等杂质聚集未干净
(3)反常(过度)的热胀冷缩行为
(4)当镀层较薄时,镀层中 P、H含量相对厚镀层时少,因而镀层韧性较好,应力相对较低。若镀层太厚,基本无孔隙,则氢气释放不出来,就会慢慢积聚,在镀层结合力较差的地方鼓起气泡。此外,当镀层太厚时,镀层中 P、H含量较多,则应力较大,脆性增大 ,容易导致起泡脱皮。
C. 光镀镍脆性大怎么办
硬的东西脆性都是比较大的,只要不起皮就好
D. 使用镀镍光亮剂生产过程中,工件镀层脆性大是什么原因导致的呢
我们在使用镀镍光亮剂的生产过程中,如果工件镀镍层的脆性大,镀层就容易脱落。一般出现这种现象的原因主要有:
1、镀液中光亮剂过量。2、镀液中硼酸的浓度过低。3、镀液温度太低。
4、镀液中有机杂质多。5、镀液中金属杂质过多。
E. 前处理不好造成的镀镍层起泡,脱皮,要怎么处理
有时会出现表面起皮起泡现象,严重影响产品质量,这是什么原因导致的呢?
铭丰工程师结合十几年工作经验和镀镍光亮剂特性分析以下几点:
1、加强工件的镀前处理,当工件在前处理不彻底或水洗不干净时,进入镍槽时表面有残留的氧化皮等污物,就会造成镍层的起皮、起泡等现象,因此,我们在生产时应加强工件的镀前处理工艺,严禁工件表面残留氧化皮货油污进入镍槽。
2、控制好添加剂的补加配比,添加剂在补充过程中应按照说明书的配比进行补充,当光亮剂浓度较高而柔软剂浓度较低时,镍层的内应力增大,从而导致镀镍层出现起皮、起泡的现象,当镀液中添加剂的比例是失调时,一般是采用双氧水-活性炭联合处理的方法,再配合赫尔槽打片实验,来调整好镀液中添加剂的比例平衡。
3、定时处理镀液中的锌杂质和铜杂质,当镀液中有锌、铜杂质时,会使镍层出现黑色条纹的现象,还会增大镀层的内应力,使镀层发脆,从而出现起皮、起泡的现象,因此,我们在生产过程中应定期使用电解法去除镀液中的锌、铜杂质。
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下一篇:镀镍添加剂应用过程中,杂质对工
F. 我们在使用化学镀镍液生产时工件镀层发脆是什么原因呢
我们在使用化学镀镍液的生产过程中,导致工件镀层发脆的原因主要有这两个:
1、化学镍镀层厚度太厚。
2、化学镍镀层出现氢脆的现象。
G. 使用化学镍添加剂后镀层脆性大,热处理后容易变色,这该怎么办呢
镀后水干净是前提,镀液中的某些物质残留在镀片上,用水不易清洗,随着时间延长,这样的物质发生变化,也就表现在镀片上。当然,也有一种可能,你放置的环境比较潮湿,或者高温,这样就要在镀镍后做镍保护。
H. 亮镍镀层脆性大的原因是什么如何改善
一:牌号n4纯镍镍板纯镍
二:化学成分:
Ni%=99.5%-99.6% C%=0.10%Max
纯镍的耐腐蚀性能
特别能耐碱的腐蚀,不论在高温或熔融的碱中都比较稳定,所以主要用于制碱工业。在常温下,镍在海水和盐类溶液及有机介质(如脂肪酸、酚、醇等)中极为稳定。不耐无机酸腐蚀,在醋酸和蚁酸中也不稳定。
三:应用范围应用领域:
用途:充电电池组中的连接片、极耳、引出片、截流片、镍氢电池,锂电池,极耳,电动工具,组合电池、聚合物电池、动力电池、电子产业、手提电脑、手机、无绳电动工具、电动自行车。电动助力车、传呼机、MP3、数码相机及录像机、镍镉、镍氢、镍电池、组合电池及仪器仪表,电讯、电真空、特种灯泡等。
四:概况:
纯镍在许多酸性和碱性的环境中都表现出良好的耐蚀性,多被应用在还原性介质中。
镍的特点是耐碱性介质的腐蚀,如苛性钾,苛性钠等,此被广泛应用于离子膜烧碱工艺。与大多数合金相比,镍在干燥的氟中的耐蚀性良好。镍还成功应用于常温到540℃的干燥氯气和氯化氢中。也可应用在静止的氢氟酸溶液。具有优秀的力学性能和优良的耐腐蚀性,较高的热和电导率,低气体含量和
I. 使用锌镍合金光亮剂生产时工件镀层脆性大、有麻点,该怎么办呢
我们在使用碱性锌镍合金光亮剂的生产过程中,如果镀层的脆性大、有麻点小泡的现象时,会严重影响工件的镀层性能。一般出现这种现象的原因有这4个:
1、工件前处理不干净。
2、光亮剂过量。
3、镀液中有机杂质过多。
4、镀液温度低而电流密度过大。
J. 化学镀镍生产时,镀液的管理和维护需要注意什么
化学镀在表面处理技术中占有重要的地位。化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在经催化剂活化的表面上还原析出成金属镀层的一种化学处理方法。可用下式表示:
M2++2e(由还原剂提供)--->M
在化学镀中,溶液内的金属离子是依靠得到所需的电子而还原成相应的金属。例如,在酸性化学镀镍溶液中采用次磷酸盐作还原剂,它的氧化还原反应过程如下:
Ni2++2e--->Ni(还原)
(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+2e+2H+(氧化)
两式相加,得到全部还原氧化反应:
Ni2++(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+Ni+2H+
还原剂的有效程度可以用它的标准氧化电位来推断。由上述可知,次磷酸盐是一种强还原剂,能产生一个正值的标准氧化一还原电位。但不应过分地信赖E°值,因为在实际应用上,由于溶液中不同离子的活度、超电位和类似因素的影响,会使E°值有很大的差异。但氧化和还原电位的计算仍有助于预先估算不同还原剂的有效程度。若全部标准氧化还原电位太小或为负值,则金属还原将难以发生。
化学镀溶液的组成及其相应的工作条件必须是反应只限制在具有催化作用的制件表面上进行,而溶液本身不应自发地发生还原氧化作用,以免溶液自然分解,造成溶液很快失效。如果被镀的金属(如镍、钯)本身是反应的催化剂,则化学镀的过程就具有自动催化作用,使上述反应不断地进行,这时,镀层厚度也逐渐增加,获得一定的厚度。除镍外,钴、铑、钯等都具有自动催化作用。
对于不具有自动催化表面的制件,如塑料、玻璃、陶瓷等非金属,通常需经过特殊的预处理,使其表面活化而具有催化作用,才能进行化学镀。
化学镀与电镀比较,具有如下优点:
①不需要外加直流电源设备。
②镀层致密,孔隙少。
③不存在电力线分布不均匀的影响,对几何形状复杂的镀件,也能获得厚度均匀的镀层;
④可在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。
化学镀与电镀相比,所用的溶液稳定性较差,且溶液的维护、调整和再生都比较麻烦,材料成本费较高。
化学镀工艺在电子工业中有重要的地位。由于采用的还原剂种类不同,使化学镀所得的镀层性能有显着的差异,因此,在选定镀液配方时,要慎重考虑镀液的经济性及所得镀层的特性。
目前,化学镀镍、铜、银、金、钴、钯、铂、锡以及化学镀合金和化学复合镀层,在工业生产中已被采用。
如何进行化学镀镍
化学镀镍是化学镀应用最为广泛的一种方法,所用还原剂有次磷酸盐、肼、硼氢化钠和二甲基胺硼烷等。
目前国内生产上大多采用次磷酸钠作还原剂,硼氢化钠和二甲基胺硼烷因价格较贵,只有少量使用。
1.镀层的用途
化学镀镍层的结晶细致,孔隙率低,硬度高,镀层均匀,可焊性好,镀液深镀能力好,化学稳定性高,目前已广泛用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。
非金属材料上应用化学镀镍越来越多,尤其是塑料制品经化学镀镍后即可按常规的电镀方法镀上所需的金属镀层,获得与金属一样的外观。塑料电镀产品已广泛用于电子元件、家用电器、日用工业品等。
化学镀镍在原子能工业,如生产核燃料系统中的零件和容器以及火箭、导弹、喷气式发动机的零部件上已采用。
化工设备中压缩机等的零部件为防腐蚀、抗磨,而用化学镀镍层是很有利的。
化学镀镍层还能改善铝、铜、不锈钢材料的焊接性能,减少转动部分的磨耗,减少不锈钢与钛合金的应力腐蚀。
对镀层尺寸要求精确的精密零件和几何形状复杂的零件的深孔、盲孔、腔体的内表面,用化学镀镍能得到与外表面同样厚度的镀层。
对要求高硬度、耐磨的零件,可用化学镀镍代替镀硬铬。
2.镀层的组成和特性
<1>镀层的组成
用次磷酸盐作还原剂的化学镀镍溶液中镀得的镀层含有4%~15%的磷,是一种镍磷合金。以硼氢化物或胺基硼烷作还原剂得到的镀层才是纯镍层,含镍量可达99.5%以上。刚沉积出来的化学镀镍层是无定型的,呈非晶型薄片状结构。
镀层中磷含量主要决定于溶液的pH值,随着pH值降低,磷含量增大。常规的酸性化学镀镍溶液中沉积出的镀层含磷量为7%~12%,而碱性溶液中沉积的镍层含磷量为4%~7%。此外,溶液的组成及各组分的含量和它们的相对比率,以及溶液的工作温度等都对含磷量有一定的影响。
<2>镀层的特性
①硬度
化学镀镍层比电镀镍层的硬度高得多,而且更耐磨。电镀镍层的硬度仅为HV160~180,而化学镀镍层的硬度一般为HV300~500。
用热处理方法可大大提高化学镀镍层的硬度,在400℃加热1小时后,硬度的最高值约可达HV1000。若继续提高热处理温度,如提高到600℃时,则硬度反而降低为HV700。
热处理前的化学镀镍层是非晶型的无定型结构,热处理后则转变成晶型组织,镀层中有Ni3P相形成。Ni3P相的析出量随着热处理温度的升高而增加,其最大析出量则决定于镀层的含磷量。
为了提高镀层硬度,合适的热处理规定是:温度380~400℃,时间为1小时。为防止镀层变色,最好有保护气氛或用真空热处理。在不具备保护气氛条件时,适当降低热处理温度(如280℃)和延长处理时间,同样可以提高硬度值。
当镀层具有最大硬度时,脆性亦增大,因而不适宜在高载荷或冲击的条件下使用。选择恰当的热处理条件,可使镀层既有一定的硬度又有延展性。
一般钢制工件的化学镀镍层在200℃温度下处理2小时,可提高镀层结合力和消除应力。而铝制工件以在150~180℃下保持1小时较为合适。
②磁性能
化学镀镍层的磁性能决定于含磷量和热处理温度。含磷量超过8%的镀层是弱磁性的;含磷量在11.4%以上,完全没有磁性;含磷量低于8%的镀层才具有磁性,但它的磁性比电镀镍层小,经热处理后磁性能有显着提高。
例如,在碱性化学镀镍液中所得的镀层,未经热处理时其磁性能为矫顽磁力H0=160A/m,经350℃热处理1小时后为H0=8800A/m。
③电阻率
化学镀镍层的电阻率与含磷量有关,一般含磷量越高,则电阻率越大。在碱性溶液中所获得的化学镀镍层,其电阻率约为28~34μΩ·cm.在酸性溶液中所获得的化学镀镍层,其电阻率约为51~58μΩ·cm,比电镀镍层高数倍(纯镍的电阻率为9.5μΩ·cm)。化学镀镍层的电阻率经热处理后会明显下降。例如,含磷量为7%的化学镀镍层,经600℃热处理后,电阻率从72μΩ·cm降至20μΩ·cm。含硼量1.3%~4.7%的镍硼化学镀层,其电阻率为13~15μΩ·cm.用二甲胺基硼烷还原的镍镀层,含硼量为0.6%时,电阻率为5.3μΩ·cm,比纯镍的电阻率低。
④热膨胀系数和密度
化学镀镍层的热膨胀系数一般为13×10-6℃-1。
化学镀镍层的密度一般为7.9g/cm3左右,化学镀镍层的密度随含磷量提高而降低。
化学镀镍层的综合性能见表4-24:
表4-24化学镀镍层的综合性能化学镀镍层的综合性能镍磷合金层(含磷量8%-10%)
硬度(HV)热处理前500
400℃热处理后1000
密度(g/cm3)7.9
熔点(℃)890
电阻率(μΩ·cm)60~75
热膨胀系数(℃-1)13×10-6
热导率[W/(m·k)]5.02
延伸率(%)3~6
反射系数(%)50(近似值)
3.工艺条件及镀液配制以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍是目前国内外应用最为广泛的工艺,分为酸性镀液和碱性镀液两大类。酸性化学镀镍溶液的组成和工艺条件,见表4-25:
表4-25酸性化学镀镍溶液的组成和工艺条件
镀液成分(g/l)及工艺条件12345
硫酸镍25-3030202525
次磷酸钠20-2515-25242024
醋酸钠515
柠檬酸钠515
丁二酸516
乳酸80%(ml/l)2525
氨基乙酸5-15
苹果酸24
硼酸10
氟化钠1
(Pb2+)(以醋酸铅形式加入)0.0010.003
pH值4-53.5-5.44.4-4.84.4-4.85.8-6
温度(℃)80-9085-9590-9490-9290-93
沉积速度(μm/h)1012-1510-1315-2248
装载量(dm2/L)11111
镀层中含磷量(%)8-107-118-98-98-11
1号配方溶液的配制方法如下:
在容器中用60~70℃热蒸馏水溶解柠檬酸钠和醋酸,在另一个容器中用热蒸馏水溶解硫酸镍,溶解后在不断搅拌下注入前述溶液中,所得的混合液过滤入槽。进行化学镀时,先把预先溶解好并经过滤的次磷酸钠溶液加入槽内,搅拌均匀后加入蒸馏水至所需体积,最后用10%的稀硫酸或氢氧化钠溶液调整pH值至规定范围上限值。
2、3、4、5号配方的溶液可参照上述方法配制。
但配方3、4中的乳酸溶液要预先用碳酸氢钠溶液中和至pH值为4.6左右,然后才可与其他组分混合。
碱性化学镀镍溶液的组成和工艺条件见下表4-26。
表4-26碱性化学镀镍溶液的组成和工艺条件
镀液成分(g/l)及工艺条件12345
硫酸镍10-2033302530
次磷酸钠5-1515252530
柠檬酸钠30-6050
焦磷酸钠60-705060
乳酸80%(ml/l)1-5
三乙醇胺100
pH值7.5-8.5810-10.510-1110
温度(℃)40-459070-7565-7530-35
沉积速度(μm/h)20-301510
镀层中含磷量(%)7-8约5约4
配方1、5适用于塑料制品金属化底层,一般镀10分钟左右即可。
配方5加入三乙醇胺,除有络合作用外,还能调整pH值,使镀液能在低温下仍有较高的沉积速度。在补加镍盐时,必须先用三乙醇胺与之络合后再加入镀槽,否则会产生沉淀。配制时,硫酸镍与次磷酸钠或焦磷酸钠的比例应大致控制在1:2,这样可以保证镍呈络合态。
配方2适用于铝及铝合金上化学镀镍。
配方4可在较宽的浓度范围内工作,其pH值最好大于10,否则焦磷酸镍络合物将发生分解。补加硫酸镍时,也应先溶解于氨水中后再加入镀槽。
4.化学镀镍溶液的组成和工艺条件的影响
<1>镍盐浓度对沉积速度的影响
①在酸性化学镀镍液中镍离子浓度增加,可以提高镍的沉积速度。特别是当镍盐浓度在10g/L以下时,增加镍盐浓度,镍的沉积速度加快。例如,当镀液中含次磷酸钠20g/L、醋酸钠20g/L、温度为82~84℃、pH=5.5时,镍盐浓度从5g/L至60g/L变化时,对沉积速度的影响见表4-27:
表4-27镍盐对沉积速度的影响
硫酸镍(g/l)5102030405060
层积速度(μm/h)12192421202020
当镍盐浓度达到30g/L时,继续提高浓度,则镀层的沉积速度不再增加,甚至下降。镍盐浓度过高时,会导致镀液的稳定性下降,并易出现粗糙镀层。
②在碱性化学镀镍液中,镍盐的浓度在20g/L以下时,提高镍盐浓度使化学沉积速度有明显的提高;但当镍盐的浓度高于25g/L以上时,虽继续提高镍盐含量,其沉积速度趋于稳定。
提高次磷酸钠浓度,可提高沉积速度。但次磷酸钠浓度增加,并不能无限地提高镍的沉积速度,不同镀液中次磷酸钠浓度。