CN111647937A - 一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法，所述电解柱包括壳体、设置在壳体内的阴极和阳极，所述阴极包括基材，所述基材为具有多孔网状结构的塑料，所述塑料表面涂覆有导电胶层，所述导电胶层的表面电镀有金属层；所述电解除杂装置包括水泵、电控器、电解槽及净化槽，所述电解槽内可拆卸连接有电解柱，所述水泵的输入端与电镀槽连通，水泵的输出端与电解柱的入水口连通，所述电解柱的阴极和阳极均与电控器电性连接，所述装置还包括净化槽，所述电解槽设有连通净化槽的溢流口，所述净化槽设有出水口，所述出水口连通电镀槽；所述除杂方法包括电解除杂步骤和杂质的回收步骤，具有简单易行，除杂效果好的特点。

Description

一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法

技术领域

本发明涉及电镀液除杂技术领域，特别涉及一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法。

背景技术

电镀镍工艺中，不管是电镀暗镍、半光镍，还是光亮镍、沙丁镍等镀种，都会带入一些铜、铅、铁、锌等金属杂质，而镀镍液中杂质含量的多少会直接影响到镀层的质量及稳定性，特别是铜离子，直接影响镀层的亮度及致密性，因此对镀镍液除杂显得尤为重要。现有的镀镍液除杂方法有化学除杂法和电解除杂法，化学除杂法通常在镀镍液中添加化学试剂将铜离子净化去除，但是除杂过程需停机，造成无法连续生产，并且操作繁琐；电解除杂为通过外置的除杂仪，除杂仪通过管路连通电镀槽，将镀镍液循环，在循环的过程中，通过电解将铜离子还原析出。但是现有的除杂仪为瓦楞板(又叫波浪瓦版)，无法选择性吸附杂质，电解过程中镍的损耗较多，并且瓦楞板的表面积较小，而且也无法降到特低的低电区，因此杂质吸附较少且慢，电解除杂不够彻底，另外，在使用一段时间后，吸附在阴极板上的金属杂质，通过水洗的方式，直接排入污水池，不但无法回收利用，而且还加大污水处理的难度。可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法，旨在解决现有的电解除杂装置效率不高，除杂后的杂质无法回收的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种镀镍液电解除杂用电解柱，其中，所述电解柱包括壳体、设置在壳体内的阴极和阳极，所述阴极包括基材，所述基材为具有多孔网状结构的塑料，所述塑料表面涂覆有导电胶层，所述导电胶层的表面电镀有金属层。

所述镀镍液电解除杂用电解柱中，所述金属层为镀镍层。

所述镀镍液电解除杂用电解柱中，所述塑料为PP。

所述镀镍液电解除杂用电解柱中，所述阴极的形状为空心圆柱状。

所述镀镍液电解除杂用电解柱中，所述阳极包括钛篮和填充在钛篮中的镍块。

所述镀镍液电解除杂用电解柱中，所述壳体包括壳身和盖接在壳身两端的封盖A和封盖B，所述封盖A设有入水口、安装槽A和安装槽B，所述入水口设置于封盖A的中心位置，所述安装槽A和安装槽B设置于封盖A正对壳身的一面，所述阴极与安装槽A卡接，所述阳极与安装槽B卡接，所述封盖B设有若干个过水孔。

一种镀镍液电解除杂装置，所述装置包括水泵、电控器、电解槽，其中，所述电解槽内可拆卸连接有电解柱，所述电解柱为如上所述的电解柱，所述水泵的输入端与电镀槽连通，所述水泵的输出端与电解柱的入水口连通，所述电解柱的阴极和阳极均与电控器电性连接，所述装置还包括净化槽，所述电解槽设有连通净化槽的溢流口，所述净化槽设有出水口，所述出水口连通电镀槽。

一种镀镍液电解除杂方法，所述方法采用如上所述的镀液电解除杂装置，其中，所述方法包括：将镀镍液电解除杂装置与电镀槽连通，开启水泵，当电解槽充满电镀液时，开启电控器，设定电解电压及电流密度，启动电解。

所述镀镍液电解除杂方法中，所述电解除杂方法还包括杂质的回收，具体包括：待阴极吸附金属杂质饱和后，将阴极取出，烘干，然后高温焙烧，得到金属氧化物。

所述镀镍液电解除杂方法中，所述电解电压为1～1.5V，电流密度为10～11A。

有益效果：

本发明提供了一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法，所述电解柱设有阴极和阳极，所述阴极的基材为具有多孔网状结构的塑料，所述塑料的表面设有有导电胶和金属层，所述多孔网状结构的阴极具有较大的比表面积，导电性能好，能提高电解除杂的效率和加大对金属杂质的吸附量，并且以塑料作为基材，具有成本低，造孔效果好，且吸附金属杂质饱和后易于去除，便于金属离子的回收利用，提高杂质的经济价值。

附图说明

图1为本发明提供的镀镍液电解除杂用电解柱的结构示意图。

图2为阴极的结构示意图。

图3为封盖A的结构示意图。

图4为镀镍液电解除杂装置的结构示意图。

图5为图4沿A-A方向的截面图。

具体实施方式

本发明提供一种镀镍液电解除杂用电解柱、电解除杂装置及除杂方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-5，本发明提供一种镀镍液电解除杂用电解柱，所述电解柱1包括壳体2和设置在壳体内的阴极3和阳极4，所述壳体可以是圆柱状，也可以是方柱、棱柱，但不限于这几种形状，优选为圆形柱状，现以圆柱状举实施例。所述壳体包括壳身2.1和盖接在壳身两端的封盖A2.2和封盖B2.3，所述封盖A设有入水口2.21、安装槽A2.22和安装槽B2.23，所述入水口2.21设置于封盖A2.2的中心处，用于连通电镀槽，所述安装槽A2.22和安装槽B2.23均设置于封盖A2.2正对壳身的一面，并且依次环绕入水口2.21，所述安装槽A2.22用于固定连接阴极3，所述安装槽B2.23用于固定连接阳极4，所述封盖B2.3设有若干过水孔2.31，工作时，镀镍液从入水口2.21进入电解柱1中，通过阴极3的电解还原，去除镀镍液中杂质，使镀镍液得到净化，然后净化后的镀镍液从过水孔2.31流出，回到的电镀槽中。

具体的，所述阴极3包括基材及附着在基材表面的导电胶层和金属层，所述基材为具有高密度、多孔网状结构的塑料，其多孔结构，能够增加阴极的比表面积，提高电解除杂的效率，以及吸附氧化还原后的杂质；所述塑料的表面涂覆有导电胶层，即，基材的表面及内部网孔的表面均涂覆有导电胶，所述导电胶层的表面电镀有金属层。选择塑料作为基材，具有成本低，能发泡成多孔结构，且固化时易于制备成各种形状的特点，同时，塑料材质容易通过高温氧化分解的方式去除，因此阴极吸附饱和时，便于杂质的回收。但是，由于塑料为绝缘材料，不能导电，而附着在基材表面的导电胶层能使基材表面导电，便于电子传递，从而能对基材进行表面处理，电镀金属层。同时，导电胶层也方便电解除杂时电子的传递，提高电解的效率。所述导电胶层表面的金属层能提高阴极的导电性和选择性，使电解除杂更高效快速和有针对性。

优选的，所述塑料为PP材质。PP材质具有耐酸耐碱耐腐蚀性好的特点，能在高温条件下氧化分解，因此当阴极吸附饱和时，PP材质便于后续杂质回收。回收时，只需通过烧结，就可轻易将PP去除，非常方便快捷。

优选的，所述金属层为镀镍层。所述镀镍层除了能导电，还能提高阴极的选择性，降低镍的电势能，从而使得镀液中的镍离子不被还原析出。本发明电解除杂的原理为电动势原理，利用金属离子在电解过程中是按一定顺序析出的，析出电位越正的离子先析出，析出电位越负的离子后析出，铜的标准电势能为+0.345，而镍的标准电势能为-2.250，当选择镍为阴极时，能使阴极表面的选择性更好，使镀液中的镍离子不消耗。

具体的，上述结构的镀镍液电解除杂用电解柱，所述阴极的形状可以是空心圆柱状，也可以是方形管状，但不限于这两种结构。优选为空心圆柱状，对应的，所述电解柱1也为圆柱体，所述封盖A2.2和封盖B2.3均为圆形盖，所述安装槽A2.22为环形的凹槽，凹槽的大小与阴极3的管口适配，使用时，将阴极卡接在安装槽A中，即可将阴极固定在电解柱中，非常的方便快捷。设置阴极3为空心圆柱状，能使流入电解柱1的镀镍液较均匀的分布在阴极中，从而使得阴极对金属离子的吸附更为均匀，提高阴极的利用率。

具体的，上述结构的电解柱中，所述阳极4包括镍块和用于限位用的钛篮，所述钛篮为具有网孔的圆柱状，所述镍块填充于钛篮中，通过钛篮固定连接在封盖A上。采用钛篮作为阳极限位的材料，主要是因为钛篮的耐蚀性好，稳定性高，且不参与反应，不会在电解过程中溶解。

具体的，上述结构的电解柱中，所述壳体2的内径大于阴极3的外径，所述阴极3的内径大于钛篮的外径，所述阴极和钛篮的长度小于壳身的长度，所述阴极3、阳极4固定于壳体2内，但是阴极3、阳极4、壳身2.1之间并不接触，形成由内至外为阳极4、阴极3、壳身2.1的结构。需要说明的是，所述阴极3的外壁与壳身2.1内壁的间距，以及阴极与阳极之间的间距均不可太大，通常保证能相互不接触，并使镀镍液能全面充分接触阴极即可。

在一种实施例中，如图3所示，所述安装槽A2.22和安装槽B2.23中还设有金属弹性夹A2.24和金属弹性夹B2.25，所述金属弹性夹A2.24和金属弹性夹B2.25分别电性连接电源或电控器的负极和正极，当阴极3卡接在安装槽A2.22中时，金属弹性夹A2.24与阴极3抵接，当钛篮卡接在安装槽B2.23中时，金属弹性夹B2.25与钛篮抵接，从而起到将阴极3与电源或电控器的负极相连，将阳极4与电源或电控器的正极相连的作用。

上述结构的镀镍液电解除杂用电解柱，所述电解柱1通过设置阴极3、阳极4及用于固定安装的壳体2，能保证流经的镀镍液充分得到电解还原，具有电解除杂及回收杂质的作用。所述阴极3的多孔结构能大大提高电解除杂的效率，同时能使杂质附着在网孔内，便于杂质的回收；所述基材采用塑料材质，成本低，易通过氧化分解去除，便于杂质的回收；所述壳体2能将杂质较好的束缚在壳体2内，提高电解除杂后的液体的纯净度，同时也便于杂质的回收。所述电解柱1结构紧凑、空间占用小，可直接放置于电镀槽中进行电解除杂，也可以用于电解除杂装置中，使用方便，适用性好。

如图4、图5所示，本发明还公开了一种镀镍液电解除杂装置，所述装置为一种在线电解除杂装置，所述装置包括水泵5、电控器6、电解槽7、净化槽8，所述电解槽7内可拆卸连接有电解柱1，所述电解柱1为如上所述的镀镍液电解除杂用电解柱，电解柱1内设有阴极3和阳极4，所述阴极3和阳极4均与电控器6电性连接，所述电解槽7壁上设有溢流口7.1，所述溢流口7.1连通电解槽7和净化槽8，所述净化槽8设有出水口8.1，所述出水口8.1通过管路与电镀槽连通，所述水泵5的输入端与电镀槽连通，水泵5的输出端与电解柱1的入水口2.21连通。工作时，开启水泵5，电镀槽的镀镍液通过水泵5输入电解柱1中，通过电解柱1的电解作用，将镀镍液中的杂质通过还原去除，镀镍液然后通过过水孔2.31进入电解槽7中，通过电解槽7的净化沉积，上层清液通过溢流口7.1进入净化槽8中，通过净化槽8的进一步净化，上层清液又循环回到电镀槽中。需要说明的是，所述出水口的高度高于溢流口的高度。

具体的，所述水泵5为计量泵，所述计量泵可调节进入电解柱中流量的大小，并且通过控制流量的大小，提高电解除杂的效果。所述电解槽7和净化槽8的底部均设有排水口9，所述排水口9连接有带阀门的排水管9.1，所述排水口9用于将电解槽和净化槽中的液体排出，当使用一段时间后，电解槽7及净化槽8的底部会沉积杂质，需进行清洗，在清洗电解槽和净化槽时，可通过排水口9将液体排尽。

上述结构的镀镍液电解除杂装置，结构简单，使用方便，通过电解柱电解除杂后，以及电解槽和净化槽的多重净化，能大大提高镀镍液的纯净程度，提高电镀的效果。

本发明还提供一种镀镍液电解除杂方法，所述方法采用如上所述的镀镍液电解除杂装置，所述方法包括镀镍液的电解除杂步骤和杂质的回收步骤，通过电解除杂步骤将镀镍液中的金属杂质离子电解还原，通过杂质的回收步骤将电解还原后的金属杂质回收。

具体的，所述镀镍液的电解除杂步骤包括：将镀镍液电解除杂装置与电镀槽连通后，开启水泵5，调节水泵5的流量为25～35L/min，当电解槽7充满电镀液时，开启电控器6，设置电解的电流密度为10～11A，电压为1.5V，启动设备，进行恒流电解，在电解的过程中，金属杂质离子还原吸附在阴极上，从而起到净化镀镍液的作用，提高电镀的效果。

所述杂质的回收步骤包括：待阴极吸附饱和后，此时应关闭电源，排尽电解槽中的水，将阴极取出、烘干，然后高温焙烧，塑料基材被氧化成水和二氧化碳挥发掉，得到的固体为金属氧化物。本发明电解除杂采用恒流方式，电解过程中，其电流密度不变，但是电压会随着阴极吸附量的不同发生改变，如果阴极表面未吸附饱和，其电压较稳定，维持在1.5V左右，当阴极吸附饱和时，其电压会急剧下降。因此，可通过电压的变化来判断阴极吸附的情况，当发现电压急剧下降时，表明阴极已经吸附饱和，此时应停止电解，更换阴极。

需要说明的是，当更换阴极时，需检查阳极的镍角是否充足，镍角越充足，电流效率越高，同时对壳体内部及电解槽进行清洗。需要进一步说明的是，即便不更换阴极，电解柱每工作10天，则必须对阳极进行检查，补充镍块。需要再进一步说明的是，所述镀镍液的pH值不能低于2。

上述镀镍液电解除杂方法，为在线除杂方法，操作简单，易于实现，对金属离子的选择性高，能较快较彻底的去除镀镍液中的铜、铅、铁、锌，并且电解除杂过程中不会消耗镀镍液中的镍离子，另外，电解除杂后的金属杂质可得到回收，大大的提高金属杂质的利用价值，降低污水处理的难度和成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述电解柱包括壳体、设置在壳体内的阴极和阳极，所述阴极包括基材，所述基材为具有多孔网状结构的塑料，所述塑料表面涂覆有导电胶层，所述导电胶层的表面电镀有金属层。

2.根据权利要求1所述的镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述金属层为镀镍层。

3.根据权利要求1所述的镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述塑料为PP。

4.根据权利要求1所述的镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述阴极的形状为空心圆柱状。

5.根据权利要求1所述的镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述阳极包括钛篮和填充在钛篮中的镍块。

6.根据权利要求1所述的镀镍液电解除杂用电解柱，其特征在于，所述壳体包括壳身和盖接在壳身两端的封盖A和封盖B，所述封盖A设有入水口、安装槽A和安装槽B，所述入水口设置于封盖A的中心位置，所述安装槽A和安装槽B设置于封盖A正对壳身的一面，所述阴极与安装槽A卡接，所述阳极与安装槽B卡接，所述封盖B设有若干个过水孔。

7.一种镀镍液电解除杂装置，所述装置包括水泵、电控器、电解槽，其特征在于，所述电解槽内可拆卸连接有电解柱，所述电解柱为如权利要求1-6任一项所述的电解柱，所述水泵的输入端与电镀槽连通，所述水泵的输出端与电解柱的入水口连通，所述电解柱的阴极和阳极均与电控器电性连接，所述装置还包括净化槽，所述电解槽设有连通净化槽的溢流口，所述净化槽设有出水口，所述出水口连通电镀槽。

8.一种镀镍液电解除杂方法，所述方法采用如权利要求7所述的镀镍液电解除杂装置，其特征在于，所述方法包括：将镀镍液电解除杂装置与电镀槽连通，开启水泵，当电解槽充满电镀液时，开启电控器，设定电解电压及电流密度，启动电解。

9.根据权利要求8所述的镀镍液电解除杂方法，其特征在于，所述电解除杂方法还包括杂质的回收，具体包括：待阴极吸附金属杂质饱和后，将阴极取出，烘干，然后高温焙烧，得到金属氧化物。

10.根据权利要求8所述的镀镍液电解除杂方法，其特征在于，所述电解电压为1～1.5V，电流密度为10～11A。

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