CN1288279C - 一种脱锡液及其制备工艺和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种为各种类型电镀锡机组导电辊脱锡的一种脱锡液及其制备工艺。解决了现有导电辊脱锡容易损伤导电辊表面镀铬层和施工劳动强度工期长的缺陷。提供一种脱锡液，组成是(g/l)：氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种：180～280；乙酸铅80～140；亚铅酸钠和亚铅酸钾中的一种或两种：40～80；硝酸钠和亚硝酸钠中的一种或两种：30～50。其制备工艺是，按上述配比，首先将氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种溶于水中，然后加入乙酸铅，加入亚铅酸钠和亚铅酸钾中的一种或两种，还加入硝酸钠和亚硝酸钠中的一种或两种，然后将溶液搅拌均匀。然后将溶液直接涂抹在粘锡的导电辊辊面上，将产生脱锡反应，使导电辊表面的粘锡层迅速去除，用清水冲洗导电辊后，导电辊即可恢复使用。主要用于电镀锡机组导电辊脱锡。
Description
技术领域：本发明涉及一种电镀锡生产过程中粘结锡脱除，特别涉及为各种类型电镀锡机组导电辊脱锡的一种脱锡液及其制备工艺。
背景技术：电镀锡钢板具有耐蚀、无毒和深加工性能好、机械性能高等特点，已广泛应用于食品和饮料加工等行业。国内外已建成了100多条电镀锡生产线，年生产能力2000万t以上。电镀锡机组采用电阻或感应加热软熔工艺，为镀锡成品提供光亮表面和合适的合金量。软熔导电辊是电镀锡机组上的关键备件，其结构为钢芯辊上镀Cu，以保证导电辊的导电性能，再镀硬Cr，以提高导电辊耐磨性。另外，辊表面进行毛化处理，使辊面具有较高的粗糙度，以改善镀锡板的表面质量。目前软熔导电辊使用前的表面粗糙度一般控制在5.0～8.0μm，但使用10天后，由于电镀锡钢板表面的锡粘附于辊面上，导致粗糙度急剧下降，通常辊表面粗糙度小于1.0μm。辊表面粗糙度小于1.0μm后，镀锡板表面易产生“小白点”缺陷，“小白点”是一种将锡层烧损而伤及或未完全伤及合金层的致命缺陷，它直接影响镀锡板的耐蚀性能和涂层性能。目前，为了消除镀锡板的“小白点”缺陷，主要采取频繁更换软熔导电辊的手段，这样既增加了工人劳动强度，降低了设备作业率，同时也增加了导电辊修复成本和镀锡板生产成本。对粘附于导电辊表面的锡进行脱锡处理，恢复辊表面的粗糙度，对于延长导电辊使用寿命，提高电镀锡机组作业率，降低导电辊修复成本和降低电镀锡钢板生产成本将具有积极的意义。
目前导电辊表面脱锡主要采用机械脱锡法，即使用抛光器或砂布、砂纸在粘锡的导电辊辊面进行研磨，机械脱锡法有一定的脱锡效果，但存在操作时间长、工人劳动强度大、导电辊表面粗糙度均匀性差和导电辊表面镀铬层也发生磨损等不足。CN2144037中公开了一种电热高效吹锡器，它是由能产生吹气流的气筒和电热吹嘴二部分组成，其电热吹嘴可采用内热式结构。该装置主要用于拆卸电子元件时，去除电子元件表面的镀锡层，但用于导电辊表面脱锡，效率低，而且辊面脱锡均匀性差，高温热气流还有可能降低导电辊辊面镀铬层的硬度，从而降低导电辊耐磨性。CN1010767中公开了一种白钨矿药剂处理电选除锡方法，适用于选矿厂分离钨锡金属矿。此法是在电选之前对白钨矿用含钾、钠离子的工业用碱类药剂：氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、无水碳酸钠、碳酸氢钠等进行搅拌处理，清水漂洗后，进行分级干燥、分级电选除锡，可以使钨精矿含锡量在0.2％以下。但直接用含钾、钠离子的工业用碱类药剂除锡速度慢，除锡时间长。CN1005860中公开了一种氯化亚锡的制备方法，用金属锡、氯气和水在盐酸存在下，于30℃至105℃的温度下进行反应，生成氯化锡，然后再加入金属锡作为还原剂，在同样条件下，反应生成氯化亚锡。可见用盐酸也可以去除导电辊表面的粘锡产物，但在冷的稀盐酸中溶解缓慢，而在热的浓盐酸中溶解迅速，发生下述反应：
但铬在热的浓盐酸中也能迅速溶解，发生下述反应：
由于盐酸除锡时损伤导电辊表面镀铬层，因此盐酸不能用于导电辊表面粘锡层的去除。CN1124231中公开了一种硫酸亚锡的制备方法，将锡粉加到含硫酸铜的硫酸溶液中，采用至少两次的置换反应以制取硫酸亚锡。可见用硫酸也可以去除导电辊表面的粘锡产物，但在冷的稀硫酸中溶解缓慢，而在热的浓硫酸中溶解迅速，发生下述反应：
但铬在热的浓硫酸中能迅速溶解，发生下述反应：
由于硫酸除锡时损伤导电辊表面镀铬层，因此硫酸无法用于导电辊表面粘锡层的去除。用其它酸去除导电辊表面的粘锡层也存在低温下粘锡层去除慢，高温下导电辊表面的镀铬层发生溶解的难题。因此开发适合于电镀锡机组导电辊脱锡方法是非常有意义的。
发明内容：本发明需要解决的技术问题是，在不损伤导电辊表面镀铬层的前提下可快速除去粘附于辊面的锡。提供一种脱锡液及其制备工艺以及电镀锡机组导电辊脱锡方法。本发明思路是采用一种含钾、钠离子的工业用碱类药剂如氢氧化钠、氢氧化钾用于与导电辊表面的粘锡层反应，为提高含钾、钠离子的工业用碱类药剂与锡的化学反应速度，同时在含钾、钠离子的工业用碱类药剂中加入氧化剂，促使导电辊表面实现快速脱锡。
本发明可以通过以下措施来实现：
本发明脱锡液的组成是(g/l)：
氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种：180～280；乙酸铅80～140；亚铅酸钠和亚铅酸钾中的一种或两种：40～80；硝酸钠和亚硝酸钠中的一种或两种：30～50。
其制备工艺是，首先将氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)中的一种或两种溶于水中，加入量180～280g/l。然后加入乙酸铅(Pb(CH3COO)2)80～140g/l，加入亚铅酸钠(Na2PbO2)和亚铅酸钾(K2PbO2)中的一种或两种40～80g/l，还加入硝酸钠(NaNO3)和亚硝酸钠(NaNO2)中的一种或两种30～50g/l，然后将溶液搅拌均匀。
使用时将溶液直接涂抹在粘锡的导电辊上，溶液涂抹于导电辊辊面后，将产生以下反应，反应的结果使导电辊表面的粘锡层迅速去除，用清水冲洗导电辊后，导电辊即可恢复使用。
含钾、钠离子的碱类药剂都可以与锡反应，都有脱锡效果，脱锡液选用氢氧化钠和氢氧化钾配制主溶液，主要是这两种原料来源丰富，成本低，另外，它们在100℃(以下与铬和铜不发生反应。这种脱锡液用于导电辊表面的脱锡不会损坏导电辊表面的镀铬层和镀铜层。脱锡液中氢氧化钠和氢氧化钾的加入量过低，溶液浓度低，反应速度慢，脱锡时间长；脱锡液中氢氧化钠和氢氧化钾的加入量过高，导致溶液浓度过高，脱锡反应速度提高不明显，反而由于浓度过高而导致脱锡反应被抑制，此外，脱锡液碱度过高，存放不方便，而且使用中容易损伤操作人员，综合考虑将氢氧化钠和氢氧化钾的一种或两种总加入量控制在180～280g/l。采用氢氧化钠和氢氧化钾配制的脱锡液与锡反应时，将发生式(5)和式(6)所述的反应，但式(5)和式(6)所述的反应的活化能高，在温度低于100℃反应缓慢，脱锡时间很长，无能满足电镀锡生产现场导电辊快速脱锡的要求。而且脱锡液温度过高，脱锡液的涂抹操作困难。在脱锡液中加入乙酸铅、亚铅酸钠、亚铅酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠的主要目的是降低氢氧化钠和氢氧化钾脱锡反应的活化能，提高脱锡反应速度。加入乙酸铅后将发生式(7)和式(8)所述的反应，可以促进脱锡。在脱锡液中加入亚铅酸钠+亚铅酸钾，将发生式(9)和式(10)所述的反应，可以促进脱锡。在脱锡液中加入硝酸钠和亚硝酸钠，将发生式(11)和式(12)所述的反应，可以促进脱锡。导电辊脱完锡后，用清水冲洗导电辊，将导电辊辊面的脱锡产物和残留脱锡液去除。
本发明有益效果：
①用本发明在导电辊表面脱锡，速度快，工人劳动强度小，脱锡均匀，脱锡后的导电辊表面粗糙度高，均匀性好。
②本发明脱锡液容易配制，原料来源丰富，成本低，脱锡液只对导电辊表面粘锡层有影响，对镀铬层和镀铜层无影响，用本发明脱锡方法可以对电镀锡生产线上的导电辊表面进行在线脱锡处理。
③用本发明可以使导电辊表面粗糙度恢复到4.0μm以上，使导电辊寿命延长80％以上，与导电辊下线磨削、电镀和毛化相比，可降低导电辊修复成本90％以上，还可大幅度节约导电辊更换时间。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1：
首先将片状固体氢氧化钠(NaOH)溶于水中，氢氧化钠加入量220g/l，然后加入乙酸铅(Pb(CH3COO)2)135g/l，加入亚铅酸钠(Na2PbO2)55g/l，加入亚硝酸钠(NaNO2)35g/l搅拌均匀，由于片状固体氢氧化钠溶于水中放去热量，然后将溶液直接涂抹在粘锡的导电辊上。溶液涂抹于导电辊辊面后，将产生式(5)、式(7)、式(9)和式(12)所述反应，反应后，导电辊辊面的粘锡层迅速去除，用清水冲洗导电辊后，导电辊辊面全部恢复为镀铬层，表面光洁，表面粗糙度达到4.2μm，而且粗糙度分布均匀，导电辊用脱锡液处理后，不用下线磨削、电镀和毛化，可以恢复使用，用本发明处理过的粘锡导电辊，使用寿命延长83％，而且对电镀锡板质量无不良影响。
实施例2：
首先将液态氢氧化钠和氢氧化钾溶于水中，氢氧化钠加入量150g/l，氢氧化钾加入量100g/l，然后加入乙酸铅(Pb(CH3COO)2)100g/l，加入亚铅酸钠30g/l，加入亚铅酸钾(K2PbO2)25g/l，加入硝酸钠(NaNO3)20g/l，加入亚硝酸钠(NaNO2)20g/l，然后将溶液搅拌均匀，然后将溶液直接涂抹在粘锡的导电辊上。溶液涂抹于导电辊辊面后，将产生式(5)～式(12)所述反应，反应后，导电辊辊面的粘锡层迅速去除，用清水冲洗导电辊后，导电辊辊面全部恢复为镀铬层，表面光洁，表面粗糙度达到4.5μm，而且粗糙度分布均匀，导电辊用脱锡液处理后，不用下线磨削、电镀和毛化，可以恢复使用，用本发明处理过的粘锡导电辊，使用寿命延长87％，而且对电镀锡板质量无不良影响。
本发明软熔导电辊脱锡方法与现有技术相比有如下优点：
本发明脱锡溶液制备简单，原材料来源丰富，生产成本低，本发明脱锡溶液用于导电辊粘锡层的去除，具有脱锡温度低、速度快、安全和操作简便等优点，用本发明处理过的粘锡导电辊，表面粗糙度恢复到4.0μm以上，而且辊面粗糙度分布均匀。与普通机械脱锡法相比，还具有脱锡均匀、工人劳动强度低等优点，而且对导电辊表面的镀铬层和镀铜层无不良影响，脱锡时间节省80％以上。应用本发明可延长导电辊使用寿命80％以上。
Claims (3)
1、一种脱锡液，其组分组成和配比是：氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种180～280g/l，乙酸铅80～140g/l，亚铅酸钠和亚铅酸钾中的一种或两种40～80g/l，硝酸钠和亚硝酸钠中的一种或两种30～50g/l。
2、权利要求1所述脱锡液的制备工艺，其特征是，首先将氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种溶于水中，加入量180～280g/l，然后加入乙酸铅80～140g/l，加入亚铅酸钠和亚铅酸钾中的一种或两种40～80g/l，还加入硝酸钠和亚硝酸钠中的一种或两种30～50g/l，然后将溶液搅拌均匀。
3、权利要求1所述脱锡液用于电镀锡机组导电辊脱锡的应用。
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