CN109183090B - 一种酸性光亮镀锡溶液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酸性光亮镀锡溶液的处理方法，首先将镀锡溶液加热至70‑80℃，保温4h，溶液分层后，自然冷却至30‑40℃，去除上层油污，搅拌状态下加入絮凝剂，继续搅拌加入活性炭，之后静置24h，溶液再次分层，过滤保留上层清液，即为澄清的酸性光亮镀锡溶液。通过本发明的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，可以先除掉大部分有机杂质，仅剩余偏锡酸胶体和少量残余的有机杂质，有利于并能确保絮凝剂对偏锡酸胶体的絮凝沉淀，同时减少活性炭的使用量，镀液也能反复循环利用。
Description
技术领域
本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种酸性光亮镀锡溶液的处理方法。
背景技术
锡是一种柔软的银白色金属，富有良好的延展性，具有较高的的化学稳定性，在大气中不易变色，与硫及硫化物不起作用，在硫酸、硝酸、盐酸的稀溶液中几乎不溶解，只在热浓酸和强碱溶液中才缓慢溶解。
酸性镀锡是60年代发展起来的一种电镀工艺。镀锡具有毒性低，环保性能好，沉积速度快，电流效率高及耐蚀性好等优点，在国内外逐渐获得了推广应用。硫酸盐镀锡工艺，成分简单，原料易得，成本低廉，沉积速度快，电流效率高，对设备腐蚀小，并可在室温下工作，过程控制容易，因此，成为酸性光亮镀锡层的首选。
但是酸性光亮镀锡工艺中，由于镀液中Sn2+被氧化成Sn4+，Sn4+水解后生成偏锡酸导致镀液浑浊且不能过滤除去，造成镀液性能下降，再者由于生产过程中需要不断补充有机添加剂，而有机添加剂在电镀过程中，本身的分解和氧化而成为有机杂质，镀液会变黄，颜色也越来越深，镀液恶化会导致生产出的产品质量下降，如出现镀层发黑、粗糙等不良现象。当镀液刚开始出现浑浊时，还可以施镀一段时间，但变成胶体后，则必须加入处理剂进行净化处理。目前通常是通过添加絮凝剂沉降偏锡酸胶体，添加活性炭吸附有机杂质，并过滤溶液。
如封勇在光亮酸性镀锡工艺综述，《机电元件》，2005年6月第2期，中有介绍到当镀液使用时间过长，镀液中有机杂质过多时，需要定期处理镀液，具体为先将镀液加热到40℃左右，加入SY-800处理剂30ml/L和活性炭充分搅拌，静置，过滤，化验，调整成分。但是由于待处理镀液中有机杂质较多，会导致有时偏锡酸胶体难以絮凝沉淀，且由于活性炭的吸附能力有限，会增加活性炭的用量且吸附不彻底，增加过滤困难，溶液不能反复循环利用，一般处理2-3次后镀液就必须废弃，造成资源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能使偏锡酸胶体沉降完全、减少活性炭的用量，并能使镀液循环反复使用的酸性光亮镀锡溶液的处理方法。
本发明的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将酸性光亮镀锡溶液加热至70-80℃，保温，溶液分层；
(2)自然冷却至30-40℃，去除上层油污，搅拌状态下加入絮凝剂；
(3)继续搅拌加入活性炭，之后静置，溶液再次分层；
(4)过滤保留上层清液，即为澄清的酸性光亮镀锡溶液。
优选的，将镀锡溶液加热至75℃。
优选的，所述保温时间为4h。
优选的，自然冷却至35℃。
优选的，所述絮凝剂为SY-800、聚丙烯酰胺或聚乙烯酰胺的一种。
所述絮凝剂的加入量为10-40g/L，具体加入量与酸性光亮镀锡溶液的浑浊情况有关，溶液越浑浊，絮凝剂的加入量越大。
优选的，所述活性炭的加入量为3-5g/L，进一步优选为4g/L。
优选的，加入活性炭后的静置时间为至少24h。
酸性光亮镀锡工艺中，镀液中的Sn2+会被氧化成Sn4+，Sn4+水解后生成偏锡酸(SnO2·xH2O)胶体导致镀液浑浊且不能过滤除去，造成镀液性能下降；再者生产过程中不断补充的有机添加剂在电镀过程中，本身的分解和氧化而成为有机杂质。因此为了保证镀层质量，需要定期处理镀液中的杂质。
偏锡酸胶体可以通过添加絮凝剂絮凝沉积，有机杂质可以通过活性炭吸附除去。偏锡酸胶体絮凝沉淀物不能直接通过过滤除去，但是可以附着在活性炭表面，与吸附有机杂质后的活性炭一起沉积，最终通过过滤除去。
现有的常规除杂做法是，将镀液加热至40℃左右，再加入絮凝剂和活性炭，因为40℃条件下可以提高活性炭的吸附效率，提高其吸附效果，如果温度过高，活性炭的吸附能力变弱，影响吸附效果。
当镀液的温度升高，会导致镀液中有机添加剂和部分有机杂质的分解，进而带来更多的有机杂质，加重除杂负担，因此现有做法中通常只将镀液维持在低于35℃的温度，最优的电镀温度为5-25℃(酸性光亮镀锡工艺的研究，欧阳双，电镀与环保，2002年7月，第22卷第4期)，将镀液进行处理，是想要恢复镀液的电镀功能，保留其有用成分，除去其有害成分，因此，一般来讲，不会对镀液的处理温度设定过高，防止有机物质的分解。本发明将待处理镀液加热到70-80℃并保温，配合絮凝剂和活性炭的处理，实验发现镀液中有机杂质和四价锡去除得更为彻底。发明人研究发现，发生这种情况可能的原因为：虽然会分解一部分有机添加剂和有机杂质，增大有机杂质的量，但是同样也会促使镀液中的大部分有机杂质变性，其可能和四价锡或者其水解产物相互作用，从而在加热后上浮，出现分层，去除上层有机杂质后，镀液中就仅剩偏锡酸胶体和极少量的有机杂质。此时再加入絮凝剂和活性炭，由于有机杂质很少，所以基本可以使偏锡酸胶体完全沉降，同时也可以大大减少活性炭的用量，偏锡酸胶体絮凝沉淀物附着在活性炭表面后，也可以顺利过滤掉。因此具有更好的效果。
本发明的有益效果：
本发明在处理镀液杂质时，首先将镀液加热至70-80℃，再保温4h，通过升高温度使镀液中的大部分有机杂质上浮，至有明显的分层现象，再分离去除上层油污，以此除去镀液中的大部分有机杂质，此时镀液中只有偏锡酸胶体和少量残余的有机杂质。再利用絮凝剂沉降偏锡酸胶体、利用活性炭吸附残余的有机杂质，最终沉淀物附着在活性炭表面，有利于活性炭吸附有机杂质后沉积，活性炭与沉淀物同时沉积下来，通过滤清溶液，使溶液得到再生利用。
本发明将待处理的镀液加热至70-80℃并保温4h后，自然冷却至30-40℃，是因为在30-40℃温度条件下，有利于活性炭对有机杂质的吸附，提高吸附效率。
通过本发明的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，可以先除掉大部分有机杂质，有利于并能确保絮凝剂对偏锡酸胶体的絮凝沉淀，同时减少活性炭的使用量。得到的镀液补加添加剂，小电流电解后，即可继续进行电镀反应，且不影响镀层质量，实现镀液的反复循环利用。
具体实施方式
需要说明的是，本发明中所述的镀液即酸性光亮镀锡溶液；待处理镀液即已经电镀一段时间，因镀液中偏锡酸胶体和有机杂质较多而导致镀液浑浊影响镀层质量，故必须进行除杂处理的镀液，一般通过测定镀液中Sn4+浓度和透光率来判断镀液是否需要除杂处理。当镀液中Sn4+浓度高于30g/L或透光率低于60％即需处理；处理后镀液即对待处理镀液进行除杂处理之后的镀液，也即澄清的酸性光亮镀锡溶液。
下述实施例和对比例中，待处理镀液相同，其Sn4+浓度为30g/L，透光率为57％。
实施例1
取1L待处理镀液，加热至75℃并保温4h，自然冷却至35℃，分层后，去除上层油污，边搅拌边缓慢加入30ml SY-800絮凝剂；继续搅拌，加入3g活性炭，静置24h以上，过滤上层清液，即得处理后镀液，测定其Sn4+浓度和透光率，结果见表1。
向上述处理后镀液中加入光亮剂、稳定剂等添加剂，小电流电解后，继续电镀反应。观察镀件的镀层，结果见表1。
实施例2
取1L待处理镀液，加热至70℃并保温4h，自然冷却至30℃，分层后，去除上层油污，边搅拌边缓慢加入40g聚丙烯酰胺絮凝剂；继续搅拌，加入5g活性炭，静置24h以上，过滤上层清液，即得处理后镀液，测定其Sn4+浓度和透光率，结果见表1。
向上述处理后镀液中加入光亮剂、稳定剂等添加剂，小电流电解后，继续电镀反应。观察镀件的镀层，结果见表1。
实施例3
取1L待处理镀液，加热至80℃并保温4h，自然冷却至40℃，分层后，去除上层油污，边搅拌边缓慢加入20g聚乙烯酰胺絮凝剂；继续搅拌，加入4g活性炭，静置24h以上，过滤上层清液，即得处理后镀液，测定其Sn4+浓度和透光率，结果见表1。
向上述处理后镀液中加入光亮剂、稳定剂等添加剂，小电流电解后，继续电镀反应。观察镀件的镀层，结果见表1。
对比例1
取1L待处理镀液，参考封勇在光亮酸性镀锡工艺综述，《机电元件》，2005年6月第2期，中的方法，加热至40℃左右，加入30ml SY-800絮凝剂，再加入25g活性炭充分搅拌，静置，过滤，得处理后镀液，测定其Sn4+浓度和透光率，结果见表1。
向上述处理后镀液中加入光亮剂、稳定剂等添加剂，小电流电解后，继续电镀反应。观察镀件的镀层，结果见表1。
表1镀液处理记录表
通过比较实施例1-3可知，实施例1将待处理镀液加热至75℃保温后自然冷却至35℃，之后加入SY-800絮凝剂和活性炭，处理后镀液的Sn4+浓度更低、透光率更高，此时絮凝剂和活性炭的用量也少，所得镀液清澈透明，可持续循环使用，继续电镀反应后，镀层质量好。说明加热至75℃保温后再冷却至35℃为最佳温度条件，实施例1为最佳实施例。
由表1可知，实施例1-3中活性炭的用量远低于对比例1，就可以得到比对比例1更低Sn4+浓度、更高透光率的镀液，即镀液更清澈。说明通过本发明的方法对待处理镀液加热至70-80℃并保温4h，之后分离上层油污，能有效除去其中的大部分有机杂质，只剩余偏锡酸胶体和少量残余有机杂质，加入絮凝剂时，由于有机杂质较少，所以可以确保偏锡酸胶体的絮凝沉淀，之后只需要加入少量的活性炭就能吸附完残余的有机杂质，最絮凝终沉淀物附着在活性炭表面，有利于活性炭吸附有机杂质后沉积，活性炭与沉淀物同时沉积下来，通过滤清溶液，使溶液得到再生利用。加入添加剂继续电镀时，仍可以毫无影响地得到光亮、结晶细致的镀层。
Claims (10)
1.一种酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酸性光亮镀锡溶液加热至70-80℃，保温，溶液分层；
(2)自然冷却至30-40℃，去除上层油污，搅拌状态下加入絮凝剂；
(3)继续搅拌加入活性炭，之后静置，溶液再次分层；
(4)过滤保留上层清液，即为澄清的酸性光亮镀锡溶液。
2.如权利要求1所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述保温时间为4h。
3.如权利要求1所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述加热温度为75℃。
4.如权利要求1所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述自然冷却的温度为35℃。
5.如权利要求1-4任意一项所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为SY-800、聚丙烯酰胺或聚乙烯酰胺的一种。
6.如权利要求5所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂的加入量为10-40g/L。
7.如权利要求6所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂的加入量为20g/L。
8.如权利要求1-4任意一项所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述活性炭的加入量为3-5g/L。
9.如权利要求8所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，所述活性炭的加入量为4g/L。
10.如权利要求1或9所述的酸性光亮镀锡溶液的处理方法，其特征在于，加入活性炭后静置至少24h。
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