SE446197B - Forfarande for framstellning av metallkomplexlosningar, lempad att anvendas vid stromlos metallavskiljning - Google Patents

Description

”w (X1 30 RO 7803186-1 metallen verkar kaïalvtiskt på oxidationen ocn därmed den vidare metallavsättníngen, så kallade autokatnlytiskn mvtalliseríngshad.

Vid drfft av kemiska mdtalliseríngsbad uppträder för- brukning av muta1l,onur samt av reduktionsmedel och andra be- ståndsdelar. Delta ieder till minskning av avsättníngshasiígheten och slutligen till att metalliseringsförlopnet upphör.

Man komnlvtterar därför sådana had antingen med konti- nuerliga eller i intervall genomförda tillsatser av de förbrukade beståndsdelarna.

Styrningen av tillsatserna kan ske antingen på grund av vanlig analys eller medelst automatiska analvserings- och doseringe- anordningar.

Vid tillsats av badbeståndsdelar måste därföï åtgärder vidtagas, att det inte bildas lokala betingelser, som leder till badinstabilitet respektive till bildning av groddar av metall respektive metallföreningar, som då i sin tur verkar katalytiskt i sjalva lösningen och leder till okontrollerad metallavsättning respektive till badsönderfall. I Vidare har det vid praktisk drift visat sig vara svårt att undvika införandet av störande främmande joner genom kemikalie- tillsatser, speciellt komplettering av metalljoner, respektive säkerställa det under ekonomisk försvarsbara betingelser.

En annan betydande nackdel med de kända förfarandena för drift av kemiska metallíseringsbad betíngas därav, att kemi- 'kalietillsatsen leder till ökning av badvolymen, så att badvätska, som i sig själv är användbar, måste uttagas respektive avlägsnas på annat sätt. Han har redan föreslagit att minska volymökningen genom badtillsatser i form av koncentrerade lösningar. Det har emellertid visat sig, att detta endast är möjlígtiringa omfattning.

Orsaken till detta är, att tillsatsen av metallsaltet gör en annan tillsats av den för inställning av pH-värdet använda föreningen erforderlig, och att som biprodukter motsvarande salter bildas, som leder till ökning av badets densitet.

K vanliga kemiska förkoppringsbad med alkaliskt pH- värde uppstår, beroende på det använda konnarsaltet, exempelvis alkalisulfal respektive kloríd; vidare bildas i sådana bad formi- nter som biprodukter, när exempelvís'formaldehyd användes som reduktionsmedel.

Eftersom hadets sätt att reagera Liksom kvaliteten av den till avsättning bríngade metallen påverkas ofördelaktigt 15 20 30 35 H0 'J 7805186-1 av höga densitetsvärdrn, har del visat sin vara fördelaktigt, att hilla haddwnfiilrlvn lonnranl inom ell hestäml intervall. För att uppnå detta, würlufl i regel dessutom vallen lill hadlösningen, vilket med nödvändighet leder till vtterligare_ökning av volymen och därmed ytterligare hadförlusl.

Det är även känt, att för förbättring av lönsamheten och samtidigt för avloppsvatLen~hehandlinq för miliöskvdd nr hräddavloppet återvinna metallen, exempelvis nickel eller koppar, samt komplexbildaren och att avskiljs respektive förstöra stör- ande beståndsdelar. Sådana anordningar komplicerar driften av kemiska metalliseringsanläggningar och ökar kostnaderna.

Syftet med föreliggande uppfinning är att möjliggöra drift av kemiska metalliseringsbad under långtgående elíminering av de uppträdande,i det föregående beskrivna nackdelarna, och med högre lönsamhet.

Enligt uppfinningen användes ett elektrolytiskt fram- ställt komplex av metallen för badkomplettering med metallen, som skall avsättas. Som komplexbildare användes här lämpligen den som även finner användning i det motsvarande kemiska metallíseríngsbadet.

För framställning av metallkomplexet framställes en lösning av komplexbildaren. I en behållare med denna anordnas en eller flera anoder av metallen; som skall komplexbindas, samt en eller flera katoder. Katoderna kan antingen vara framställda av samma metall eller av grafit eller ett annat, mot badlösningen ínert material. 'i ' Lämplígen kan till lösningen för drift av kemiska av- Skiljningsbad sättas vanliga tillsatser; pH-värdet inställes på vanligt sätt, företrädesvis på det av motsvarande kemiska metal- liseringsbad. Vid påläggning av en lämplig spänning går metallen på anoden i lösning och bindes. Vid föreliggande förfarande av- skíljes en mindre mängd av metallen på katoden, så att lösningen anrikas med metallkomplexföreningen. I Utan att därmed vilja begränsa uppfinningen, antages, att de skilda lösnings- och avskiljningshastigheterna av metallen och därmed inriknlngen av lösningen med metallkomplexet är en funk- tion av komplexets stabilitet. ben med metallkomplexet anrikade lösningen kan an- vändas för komplettering av det kemiska metalliseríngshadet.

I en annan utföringsform av föreliggande uppfinning kan den elektrolytiska lösningen och komplexbildningen av metallen PÜILÜDR QUALITY" 1:) 3G \.~ LD H0 7805186-1 "- nke i siälva det kvm ska meralli'eringsbadet respektive í metal- liseríngsbadlösninqun.

Het har vina! sig vara fördelaktigt lit under den elektro- lytiaka lösningen ^~h komplexbíldníngen omrñra lösningen, t.ex. med Hn mekanífik blandare. ' _ M 'Vidare har man kunnat fastställa, att inverkan av luft, t.ex. genom ínblåsníng el*er på annat sät+, förbättrar komplex- níldníngrns verkningsgrad och förhindrar praktiskt bildningen av icke önskade metallföreníngar respektive metallfällnínear.

Om föreliggande metalliseringsbad. kompletteras i sin metallhalt, kan det vara fördelaktigt, att den elektrolytiska lösnineen och komplexbíldnlngen utföres i en sidobehållwre och badlösningen bytes mellan behållarna genonlkontinuerlíg eller dis- kontinuerlig pumpníng. Det är fördelaktíntzom ett filter är anord- nat i pumpvägen.

För att utnyttja den på anoden eller anoderna avsatta metallen, är det tillräckligt om man då och då växlar anoderna och katoderna. _ Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning kan den kemiska metalliseringsbadlösningen först användas för upp- byggnad av ett etrömledande skikt på elektriskt isolerande material, för att därefter koppla det med detta ledande skikt försedda före- mål som ytterligare eller enda katod, så att samtidigt med komplex- bildningen av metallen på anoden ett galvaniskt metallskikt upp- bygges på det ledande flkíkret, för att på detta nätt acvelererat tygga upp denna till den önskade tjockleken.

T det följande belyses föreliggande uppfinning ytter- ligare med exemnel, utan att därmed inskränka uppfinningen.

I en behållare, som exempelvis består av polypropylen, anordnas tvåkatoder av koopar och en anod. Den senare består av en korg av flätat titan, :om är fylld med koppargranulat. I stället för denna anod kan man även använda en anod av massiv koppar. Lika- så kan katoden nrfiättas med katoder av grafit eller ett annat lämp- ligt mitßrïaï. , Behållaren *vller med en lösning, som innonåller 55 ell hHTü H*h varf UH-vïrlfl lv inställt pd l2,&. Över vlnkrvnlnflna lïflgfi vn znïnníng, nom ~x~mp»!vis under de angivna hvtínqvlserna ufgör 315 V “Ch leder till en sïrömdensitet av IH A/dmï lär den önskade koppa~koncen1ratíonen är Lppnådd kan lösningen användas för komplet- terfïg av det strämlönt metalliserande kopparbadnt.

PÛOR QUALITY ?Û wJ (h 7803186-1 nn d»Lh>lhehållnre, um rymmer 16 lífer och som består av en del för den k míflka metdllšwuringen och en æídodel För den elfllrrolvtisla m~F|ilLompl~xbíldrínn0n, ívílwn med vn kemiek för- Loypríngfilñuníng m~í don följnndf sammnnnïT*nin¶vn: '“1¶(¶I-R'ngl 11 rg/l nfnff- »z - 'I mI/x EDTA 55 Q/1 r-ïfl-fße! ' m mg/l pH .e 12,» I Jidodelen av behållaren befinner sig två katoder av l mm koppar med dimensionen 10 cm X 25 cm och en ancdkorg av fífafl' tråd, som är fylld med kopnargranulat. Badvätskan ompumpas ständigt mellan huvud- och sídobehå1lare¿ I sídobehållaren befinner sig en mekanisk omrörare. I 7 íellan anoden och katoden pålägges en spänning av 5,5 volt, som åstadkommer en strömdensitet av 10 A/dmz.

Y huvndhehållnren ínbríngns för kemisk metallíseríng förberedda plattor nv isolerande maferíal, d.v.s. med en be- lastning av 7 dm?/l.

På dessa avsättas ett kopparskíkt med en hastighet av _,?% um/h. Samtidig* bildas det i Sídobehållaren koppar/EDTA- _komplwx, som genom Lmpumpningen ersätter den kemiskt avsatta koppar- mängdøn. Vid de aigívna värdena erhålles en konfitant kopparkon~ centratíon.

Den fil? hadlösningen satta kopparmängden kan in- ntällas på enkel? sätf genom reglering av fitrömdensiteten. Detta kan med fördel göras automa+iskf, t.ex. som funktion av en fort- löpande genomförd, nutomatísk, kolorímvtrink analys av koppar- halfen.

Det ïr fördelaktigt att Sätra luft till badlösningen vid den elekfrnlvtickn koppunknmpïexhíldníngen. Därutöver kan även Jul* ïíllförwfi nwvnuhehållaren, vilken luft då åstadkommer den uLfl"'1V1 ëefhmllafilrínqwn av 'üwnín¿~n. ”w^~v-Winíngar m~4 dun hwwkrivna anordnínfivn har visat, N F? íÜ“ïr¶Pnšn;-n x” í^rmJlÅuhyl minskar mad virka ?fl procenl Och förbrukningen jv ul Ponlur för upprätthållande av pH-värdet med Û írka ffl prfuent. fiíternom ínnn nulfater flättofl fill badläsningen, < i. ff vid hittills vanlig Luddrifl och »ll kemisky mnlalliseríngs- "PooR Qtrnmï 15 20 25 _l'\ w 7805185-1 E bad på basis av koppnrsulfat var nödvändigt, förhindras bildning av natriumnu1taL_orh dfw genom anrïlwïng av detta hvtinfladfl densi- tetsökningen. Samtidigt_därmed förhindra: långtgående respektive minskas drastiskt balvolymökningen i drift.

Strömdeneítetnn vid den elekirolytiskaVmerallkomplex- bildningen kan ökas väsentligt för att på detta Gått tillföra mera metall till hadlösningen; söndcrdelning iv komnloxvt sker först vid mycket höga strömdensiteter och är därmed lätt att undvika. iiïamlll t en behfillare för komisk mntallíneringslöfining med rektnngnlärt tvärsnitt anordnas utefter de båda langsidorna var sin elektrodkorg av titantrâd, fylld med metallgranulat eller liknande, t.ex. koppargranulat. Tanken fvlles med den kemiska metalliseringsbadlösningen, och en av korgarna k0pplaS SOM flnüë; den andra som katod. Behållaren är dessutom försedd med en anord- ning, som möjliggör, att föremål av isolerande material, t.ex. plattor av laminat, definierat anordnas i rummet mellan elektroderna. _ Kflållaranordningen är utformad så, att den lämnar den för metallisering avsedda ytan fritt; i fallet med plattor, vars yta helt och hållet skall metalliseras, sålunda endast håller dessa vid sidokanterna.

' Vidare är hållaranordningen utrustad med en klämanord- ning, som kan utlösas vid en fritt valbar tidpunkt och är för- sedd med ett elektriskt kontaktdon.

För kemisk metallavsättning på känt sätt förberedda föremål, exempelvis plattor av laminat, bringas i hållaranord- ningen med öppen klämanordning in í badlösningen. Så snart som ett tillräckligt metallskikt är utbildat, igångsätts klämanord- ningen och metallskiktet kopplas som katod i förhållande till den tidigare angivna anoden. _ Eftersom det kemiskt uppbyggda metallskiktet inte utsätts för mekanisk eller atmosfärisk belastning, är relativt tunna skikt tillräckliga, för att tjänstgöra som till- ff. nryc' e_ ledning för galvanisk avsättning.

Man har funnil, att redan efter 5 - 10 minuter en spänning av 1,25 V kan pålägfias vid förkopuring, för att gal- 'vaniukâ avßätåa koppar med utmärkt kvaïiret med en sfrömdensitet 'l av 1 A/dm . Den för kort iid, exempelvis 10 mínuter,genomförda galvaniska utfällningen leder till ett skikttjocklek, som är till- ~räcklíg för at: kunna vidare bearbetas till tryckta kretsar. För 'PooR QUALITY 7 7803186-1 detta ändamål kan kopparytan på Känt sätt förses med en mask, för att därefter uppbvgga ledníngsbanorna i vanliga galvaníska bad.

Därefter avlägsnas maskskiktet och det nu frilagda, tunna metall- skíktet avlägsnas. fienom val av en relativ ringa begvnnelseströmdensitet vid övergång från kemisk till galvanísk respektive av denna under- stödd avsättning och den aktuella skíkttjockleken anpassad ökning av densiteten kan tiden både för den kemiska som den galvaníska avsättníngen förkortas ytterligare.

Användning av elektrodkorgar av samma slag för anod och katod tillåter att man kopplar den först som katod kopplade elektroden under en följande tidslängd som anod och tvärtom, och upprepar denna polväxling. Där-med uppnås att den på den aktuella katoden avsatta metallen åter tíllföres badkretsloppet. '

Claims (4)

15 20 7803186-1 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av metallkomplexlösningar, som är lämpade för framställning och komplettering av strömlöst arbetande metallavskiljningsbad, k ä n n e t e c k n a t av att den för komplexbildning avsedda metallen tjänar som anod- material eller katodmaterial, omväxlande, och bringas i lösning elektrokemiskt och att denna lösning innehåller ett överskott av komplexbildare i förhållande till den för komplexbildning av- sedda metallmängden och att nnder den elektrolytiska upplösning- _en och komplexbildningen lösningen hålls i stark rörelse och för- 10 * ' sätts med luft. I,

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n aitg av att elektroderna består av korgar av inert material, som är fyllda med den för komplexbildning avsedda metallen i form av ett granulat.

3.. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att den elektrolytiska badkompletteringen för- siggår i det strömlöst arbetande metallavskiljningsbadet sam- tidigt med metallavskiljningen. _

4. Förfarande enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k'n a t av att metalljonstillförseln regleras genom regle- ring av strömtätheten.