但是这 种离子交换树脂属于专利产品

 建材价络     |      2019-02-07 07:20

  由于RoHS及WEEE是禁止使用六价铬的,但是金属铬及三价铬是可使用的。我们来看三价铬

  一)1854年Bunsen发表第一篇关于三价铬电镀的论文至今已有百余年历史,但

  二)直至20世纪70年代,随着现代工业的迅速发展和人们环保意识的增强,三价铬电镀的研究又开始活跃起来。

  三)1974年英国公司研发出三价铬电镀工艺,并于1975年申请了三价铬电镀专利。

  四)1981年英国另一公司开发了双槽电镀的硫酸盐三价铬电镀工艺。同时,美国公司也开发了三价铬镀铬工艺,并且投入了生产。

  五)近年,国内三价铬和三价铬合金电镀的工艺研究已经取得很大的突破,距生产应用已为期不远。

  三价铬镀液采用铬盐、导电盐及添加剂组成,其沉积过程机理与一般的电镀液相似。

  六价铬的极化曲线是四个行程,而三价铬的极化曲线为简单的还原反应和普通的电镀液相似。

  从阳极电极反应或中可以看出Cr3+被氧化Cr6+,Cr6+是三价铬电镀液比较敏感的一种杂质,少量的Cr6+就会导致低电流密度区产生严重的漏镀现象。如何防止Cr3+变成Cr6+呢?

  该方法是英国某公司在三价铬镀液中为控制Cr6+增为,制造的一种特殊阳极篮,形状与镀镍所用的钛篮相似。不过,它们是用塑料而不是用钛制成。塑料篮的表面有一层离子选择性隔膜,分为阳极区和阴极区,中间采用离子隔膜隔离Cr3+,使Cr3+无法通过隔膜进入阳极区,从而不会在阳极上氧化为Cr6+,篮中所用阳极与传统的镀铬用阳极相同(铅锡合金);篮内放入10%硫酸作导电用。这个就是20世纪80年代出现的双槽电镀法。用阳极篮的方法能有效控制Cr3+的产生。但此方法价格昂贵,使用较复杂。

  采用特殊催化阳极使用阳极不产生或少产生Cr6+离子,从而避免槽液的污染。据美国专利阳极含有铱金属氧化物的电极。这种电极有比较低的固有电阻,良好耐蚀性及耐热冲击性。但是这种催化阳极在制造过程中比较复杂及含有特殊的稀土金属氧化物,造价比较昂贵。

  目前,在三价铬镀液方面还是采用高纯度紧密石墨阳极居多。石墨阳极取材方便、价格低廉;在三价铬镀液中添加抑制剂或还原剂,例如溴化铵等,使Cr3+,抑制溶液中Cr6+的增加,反应式如下:

  虽然Br-对镀层外观设有直接影响,但仍是主要成份,Br-主要是能够抑制Cr6+的产生。碘离子溶解度比较低。另外溴离子也能抑制氯的产生。

  三价铬电镀需要克服的另一个问题就是稳定性。三价铬电镀液是一种络合剂型镀液,镀液中三价铬与络合剂生产配位离子比较稳定,难以在阴极析出,致使阴极表面上有大量氢气析出,结果造成阴极表面附近pH值迅速上升,甚至超过8。在此条件下,在阴极表面三价铬离子形成新的多聚配合物或生成胶体物质,使镀层结晶不致密、疏松,甚至脱落无法增厚。

  三价铬镀层比六价铬镀层颜色要暗,呈不锈钢色。但近年来研制的改进型工艺,可得色泽几乎与六价铬基本一致的镀层,并已在部份装饰铬上得到了应用。

  据报导三价铬毒性只有六价铬的百份之一,在电镀过程中不会产生有毒的铬酸雾。

  一般六价铬废水通过加入还原剂(亚硫酸氢钠、硫酸亚铁)将六价铬还原成微毒的三价铬,然后调节废水的PH值,使生成氢气化铬沉淀分离除去。三价铬废水直接调节PH值就可将沉淀除去。据有关的经验,处理三价铬废水的费用是处理六价铬废水的20%左右。

  一般从0.54A/dm2100A/dm2,在高电流密度范围下,铬层不会烧焦。如果比较简单形状的工件,可以挂得更紧更密,提高了工作效率。

  在电镀过程中可以将工件从镀液中取出检查,然后放回镀液中,仍可继续电镀,不影响镀层结合力,也不会发生灰朦、白等现象。

  三价铬镀液对杂质特别敏感,这是它的一大缺点。镀液对金属杂质比较敏感,尤其是Cr 6+ 、Fe3+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等离子,锌、铜和镍在三价铬镀槽中累积达到20mg/L时,镀层质量下降不能任意增厚。由于阳极的氧化作用,将产生六价铬离子影响镀层的质量以至无法进行电镀。

  在生产过程中,无可避免产生或带入金属杂质,杂质来源如下: 一)工件清洗不够彻底,过水槽数量不够或工人不按操作规程工作。

  四)镍镀层要有适当厚度。工件本身有较低凹位,前处理不良的情况下,碱铜未能完全覆盖,在三价铬镀液中溶解出来造成污染。

  五)工件要上挂妥当、牢固。夹具不当,在操作过程中,不慎趺落在镀槽中工件未能及时取出,导致工件溶解。

  采用某种化学试剂将大部分铜、铁、镍、锌等杂质生成不溶物沉淀,然后过滤除去。

  据报道美国的专利蛰合离子树脂对金属杂质具有很强的亲合力,对三价铬离子的亲合力很低。当镀液通过时,10-90%的杂质金属被蛰合离子交换树脂吸附。当树脂吸附的金属杂质离子饱和了,可以采用络合剂矿物酸和氨水来重新活化离子交换树脂。但是这种离子交换树脂属于专利产品,价格极其昂贵。

  据美国的专利介绍,这种蛰合剂对金属杂质进行隐蔽作用,而且能促进金属离子特别是镍和铁离子的共沉积,从而维持槽液中的杂质在正常的可接受的范围。由于这种蛰合剂共沉积的原理,或多或少对镀层的颜色都有影响。

  由于铜、锌、镍的电位较铬的电位较正,更加容易析出。只要有一种行之有效的除杂剂加上低电流电解处理,就可以将三价铬镀液中的金属杂质除去。这里所讲的低电流电解所用阴极就像镍缸除杂用的不锈钢瓦愣型的电解网。首先电解网要镀上一层光镍,然后选择适当的电流密度,加入除杂剂就可以将金属杂质离子电解除去。

  综合所述:在RoHS&WEEE及国内环保法规的修订下,其三价铬装饰性电镀工艺研究逐渐完善成熟,生产应用不断扩大,相信三价铬电镀将会成为大趋势。