CN112323135A - 一种电镀液的处理方法 - Google Patents

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许文忠
陈谱辉
余波
张丽
段正超
程娟
张雪
王雷
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Abstract

本发明公开了一种电镀液的处理方法，包括：向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，得到氧化后电镀液；氧化后电镀液升温分解残留双氧水；向分解残留双氧水后的电镀液中加入除杂剂除杂；筛除颗粒物；电解除杂；调整添加剂。本发明镀液的大处理方法保证了镀液的稳定性，使镀液能够连续正常生产给生产经营者带来最有效的经济效益。

Description

一种电镀液的处理方法
技术领域
本发明涉及石油与机械工程表面处理领域，特别是一种电镀液处理方法。
背景技术
表面防腐处理是对于管材表面常用的防护方式之一，包括有机涂层，镍磷化学镀层，镀锌、镀铬等。镍磷化学镀层主要采用化学镀工艺。镀液在电镀生产中的作用犹如血液一样，在镍磷合金电镀过程中随着产量日积月累的增加会造成镀液中各种杂质日益增加。这里所说的杂质主要分为有机杂质和无机杂质。无机杂质包括如：铁、铜、铅、锌、铬等，无机杂质目前广泛使用的是第二代除杂剂。它是一种鳌合剂，能和铜、铁等金属形成配位体，使其沉积电位与镍的沉积电位接近。与镍共沉积，均匀地分散在镀层中会引起镀层组分的改变。而有机杂质主要是光亮剂的分解产物。当有机杂质积累到一定含量后，会出现两种症状：一是低电流区镀层不光亮，即使加入走位剂作用也不明显。二是高电流区镀层脆性明显加大(镀液中铁杂质多时也有这种现象)。这些现象不仅仅对镀液的日常维护增加了难度，且添加物会对镀液产生二次影响。造成产品质量隐患。每年因镀液维护问题导致产品合格率不及九成，严重的加大了产生单位的作业成本。
传统的镀液大处理技术是在镀液中按照比例向镀液中加入相应的活性炭及金属除杂剂，升温搅拌数小时，然后静置过滤。镀液在生产过程中杂质种类较多，活性炭去除杂质虽经济快捷，但只能去除相应的有机物杂质，及一些颗粒较大的固体杂质。活性炭滤芯的吸附容量很小的,只能是应急或平时的维护。电镀槽液中的电镀添加剂是会分解的,分解产物会累积,生产一段时间后需要大处理将其中的分解产物、添加剂的不平衡组分吸附掉,重新调整添加剂工艺繁琐，且不稳定。更重要的一点,镀液中的无机物杂质如(铁、铜)，活性炭处理法却不能起到任何有效作用。
有人用氧化剂对镀液氧化后再用活性炭做吸附处理。其实电镀镍光亮剂中各组分的消耗速度比例是不一致的，且这种失调是渐变的而不是突变的。现有的镀液大处理后通常会引发光亮剂组分比例严重失调的问题。
发明内容
本发明针对镀液内各种有杂质的去除且不影响镀液主盐含量和其它主要组分，可以便捷有效的处理镀液中影响镀液的无机物及有机物杂质，并灵活补充因镀液处理损失的镀液组成，便于日后正常生产，提高镀液稳定性。
针对上述发明目的，本发明提供一种电镀液的处理方法，包括如下步骤：
(1)向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，得到氧化后电镀液；
(2)将步骤(1)氧化后电镀液升温分解残留双氧水；
(3)向步骤(2)分解残留双氧水后的电镀液中加入除杂剂除杂；
(4)筛除颗粒物；
(5)电解除杂；
(6)调整添加剂。
上述技术方案中，步骤(1)中双氧水的加入量为过量，加入双氧水处理的时间为30分钟以上，优选为30-40分钟。之后，用质量分数为5-10％的稀硫酸将镀液pH值调节至2.5-3。用KI淀粉试纸测试，若试纸变蓝色则表明反应过量。例如，以电镀液的量为基准，双氧水的浓度为化学纯30％，所加入双氧水的量为2-5ml/L。
上述技术方案中，步骤(2)所述的升温分解残留双氧水，优选为将镀液加热至50℃-80℃左右，持续搅拌10-20分钟以上，每隔1-1.5小时再搅拌5-10分钟，如此保温搅拌5小时以上，优选5-8小时。检查镀液中是否有残存双氧水，用KI淀粉试纸测定，若试纸不变蓝色，则表明镀液中已无双氧水。
上述技术方案中，步骤(3)所述的除杂剂为活性炭及除铜粉，以电镀液的量为基准，活性炭加入量为5-8g/L，除铜粉加入量为0.2-0.4g/L。搅拌30-45分钟后静置6-8小时。
上述技术方案中，步骤(4)所述的筛除颗粒物，为筛除活性炭及其它颗粒物。具体包括：用1μm-3μm棉滤芯过滤，滤净活性炭残粉及其它颗粒。
上述技术方案中，步骤(5)所述的电解除杂为调整过滤后镀液的pH＜3；电流密度为0.2-0.4A/dm2；溫度50-60℃；在槽内放入2个阳极和2个瓦楞电极。其阳极为8根长度1m，直径32mm的钛合金管，间隔26cm焊接组成的栏杆装阳极装置，其瓦楞电极是由长1m宽2.4米的钛板延边缘处折成每节15cm长角度120°的瓦楞形阴极装置。接通电源线，打开空气搅拌使杂质和电极有充分的接触机会。分3-5次，每8小时分为一个处理阶段，每一阶段需通过喷砂除锈更换新的瓦楞电极，观察瓦楞电极直至瓦楞电极上不在沉积附着物，则电解除杂完毕。
上述技术方案中，步骤(6)调整添加剂是利用赫尔槽试验分析处理调整完的镀液是否能够正常生产。用赫尔槽试验分析处理的过程为：取电解处理完的镀液，分四次试验依次加入占镀液量体积百分数为4％、8％、12％、16％由20-44g/L亚磷酸和200-250g/L次磷酸钠组成的添加剂。用2-3A电流进行赫尔槽试验7-8分钟，根据试验后试片的耐硝酸性及光亮度的反映挑选合适的次磷酸钠及亚磷酸钠补充量。若试片涂抹硝酸无腐蚀现象，及试片光亮且高区无脆性则调整量最佳。最后根据赫尔槽中的镀液与镀槽镀液的体积比进行添加并循环搅拌。
本发明优点：
1.调整添加剂技术工艺较为科学、合理，实施也较为方便，调整镀液添加剂也较为灵活，结合赫尔槽试验来做出相应的添加，没有生搬硬套。保证了镀液的稳定性，使镀液能够连续正常生产给生产经营者带来最有效的经济效益。
2.电解除杂技术工艺能够有效去除金属杂质，且不添加任何除杂剂，避免金属杂质与镍共同沉积，对镀层组分造成影响。作业时采用除锈工艺更换阴极板方便快捷，可有效处理至阴极不在沉积附着杂质。而被还原的金属杂质，不会二次影响镀液。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明方案进行进一步阐述。应当理解实施例只为更好地说明发明内容，并不对发明的保护范围构成任何限制。
实施例1
本实施例提供一种电镀液的处理方法，具体操作步骤及条件如下：
向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，得到氧化后电镀液。具体操作为：向镀液槽内加入化学纯30％双氧水3ml/L，并用质量分数为5-10％的稀硫酸将镀液pH值调节至2.5-3，搅拌镀液30分钟。之后用KI淀粉试纸测试，试纸变蓝色表明反应过量，双氧水充足且过量，槽内杂质添加剂完全氧化。
将氧化后电镀液升温分解残留双氧水：将镀液加热至50℃左右，持续搅拌15分钟以上，每隔1小时再搅拌5-10分钟，如此保温搅拌2小时。检查镀液中是否有残存双氧水，用KI淀粉试纸测定，试纸变蓝色，表明镀液中仍残存双氧水。继续保温搅拌3小时，检查镀液中是否有残存双氧水，用KI淀粉试纸测定，试纸不变蓝色，表明镀液中没有残存双氧水。
向分解残留双氧水后的电镀液中加入活性炭及除铜粉除杂：以镀液的量为基准，加入细颗粒状活性炭5g/L，加入除铜粉0.2g/L搅拌30分钟后静置6小时。
筛除活性炭及其它颗粒：用1μm棉滤芯认真翻槽过滤，滤净活性炭残粉。
电解除杂；所述电解除杂是使金属杂质在阴极板上沉积夹附还原成相对无害的物质。调整过滤后镀液的pH＜3，在槽内放入2个阳极和2个瓦楞电极。其阳极为8根长度1m，直径32mm的钛合金管，间隔26cm焊接组成的栏杆装阳极装置，其瓦楞电极是由长1m宽2.4米的钛板延边缘处折成每节15cm长角度120°的瓦楞形阴极装置，接通电源线，正常电流密度的1/4以下，电流密度为0.2A/dm2；溫度50℃打开空气搅拌使杂质和电极有充分的接触机会。作业时如果瓦楞电极附着物较多，则需除锈更换新的瓦楞电极，观察瓦楞电极直至瓦楞电极上不再沉积附着物，则电解除杂完毕。
调整添加剂：取电解处理完的镀液250ml于赫尔槽中，分四次试验依次加入10ml、20ml、30ml、40ml，浓度为30g/L亚磷酸和250g/L次磷酸钠组成的添加剂。用2-3A电流进行打片7分钟，根据试片的耐硝酸性及光亮度的反映挑选合适的次磷酸钠及亚磷酸钠补充量，若试片涂抹硝酸无腐蚀现象，及试片光亮且高区无脆性则调整量最佳。最后根据赫尔槽中的镀液与镀槽镀液的体积比进行添加并循环搅拌。
结果显示：镀液内金属杂质及有机杂质较少，添加剂各组分均衡，符合电镀生产技术要求，是一种功效显著，简易变行的方法。处理完的镀液基本可达到新开槽镀液的要求，镀液可反复使用4000次，且保证镀层光亮平整、结合力优异，为电镀生产提供最有效的质量保障。
实施例2
向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，得到氧化后电镀液，具体操作为：向镀液槽内加入化学纯30％双氧水3ml/L，搅拌镀液35分钟。之后用KI淀粉试纸测试，试纸变蓝色表明反应过量，双氧水充足且过量，槽内杂质添加剂完全氧化。
将氧化后电镀液升温分解残留双氧水：将镀液加热至70℃左右，持续搅拌10分钟以上，每隔1小时再搅拌5-10分钟，如此保温搅拌6小时以上。检查镀液中是否有残存双氧水，用KI淀粉试纸测定，试纸不变蓝色，表明镀液中已无双氧水。
向分解残留双氧水后的电镀液中加入活性炭及除铜粉除杂：以镀液的量为基准，加入细颗粒状活性炭8g/L,加入除铜粉0.3g/L搅拌45分钟后静置8小时。
筛除活性炭及其它颗粒：用2μm棉滤芯认真翻槽过滤，滤净活性炭残粉。
电解除杂及调整添加剂同实施例1。
结果显示：镀液内金属杂质及有机杂质较少，添加剂各组分均衡，符合电镀生产技术要求，是一种功效显著，简易变行的方法。处理完的镀液基本可达到新开槽镀液的要求，镀液可反复使用4000次，且保证镀层光亮平整、结合力优异，为电镀生产提供最有效的质量保障。
实施例3
向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，及筛除活性炭及其它颗粒：同实施例1。
电解除杂；所述电解除杂是使金属杂质在阴极板上沉积夹附还原成相对无害的物质。调节过滤后镀液的pH＜3，在槽内放入2个阳极和2个瓦楞电极。其阳极为8根长度1m，直径32mm的钛合金管，间隔26cm焊接组成的栏杆装阳极装置，其瓦楞电极是由长1m宽2.1米的钛板延边缘处折成每节15cm长角度90°的瓦楞形阴极装置，接通电源线，正常电流密度的1/4以下，电流密度为0.4A/dm2；溫度60℃打开空气搅拌使杂质和电极有充分的接触机会。作业时如果瓦楞电极附着物较多，则需除锈更换新的瓦楞电极，观察瓦楞电极直至瓦楞电极上不再沉积附着物，则电解除杂完毕。
调整添加剂同实施例1。
结果显示：镀液内金属杂质及有机杂质较少，添加剂各组分均衡，符合电镀生产技术要求，是一种功效显著，简易变行的方法。处理完的镀液基本可达到新开槽镀液的要求，镀液可反复使用4000次，且保证镀层光亮平整、结合力优异，为电镀生产提供最有效的质量保障。
比较例1
同实施例1，区别仅在于未实施升温分解残留双氧水的步骤。结果导致镀液日常维护添加的有机物遭到破坏。如：亚磷酸钠、次磷酸钠及糖精导致镀液组分比例失调，镀层出现毛刺、粉脱、严重影响镀层结合力，镀液不经过继续处理很难维护正常生产。
比较例2
同实施例1，区别仅在于未实施电解除杂的步骤。随着电镀次数增加，镀液中的金属杂质会日益增加，导致镀层发黑，出现絮状镀层，镀层针孔脆性增加，镀液反复使用1000次左右就亟需处理。

Claims (10)

1.一种电镀液的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向电镀液中加入双氧水，对电镀液进行氧化还原处理，得到氧化后电镀液；
(2)将步骤(1)氧化后电镀液升温分解残留双氧水；
(3)向步骤(2)分解残留双氧水后的电镀液中加入除杂剂除杂；
(4)筛除颗粒物；
(5)电解除杂；
(6)调整添加剂。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中双氧水的加入量为过量，加入双氧水处理的时间为30分钟以上，优选为30-40分钟。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，经双氧水处理后，用质量分数为5-10％的稀硫酸将镀液pH值调节至2.5-3。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述的升温分解残留双氧水为将镀液加热至50℃-80℃，持续搅拌10-20分钟以上，每隔1-1.5小时再搅拌5-10分钟，如此保温搅拌5小时以上，优选5-8小时。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的除杂剂为活性炭及除铜粉，以电镀液的量为基准，活性炭加入量为5-8g/L，除铜粉加入量为0.2-0.4g/L。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的除杂的操作条件为：搅拌30-45分钟后静置6-8小时。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述的筛除颗粒物，为用1μm-3μm棉滤芯过滤。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(5)所述的电解除杂为调整过滤后镀液的pH＜3；电流密度为0.2-0.4A/dm2；溫度50-60℃。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(6)调整添加剂是利用赫尔槽试验分析处理调整完的镀液是否能够正常生产。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，利用赫尔槽试验分析处理的过程为：取电解处理完的镀液，分四次试验依次加入占镀液量体积百分数为4％、8％、12％、16％由20-44g/L亚磷酸和200-250g/L次磷酸钠组成的添加剂，用2-3A电流进行赫尔槽试验7-8分钟，根据试验后试片的耐硝酸性及光亮度的反映挑选合适的次磷酸钠及亚磷酸钠补充量。
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