镀铬溶液中带入氯离子一直是制版电镀比较头疼的问题,镀铬槽中氯离子累积达150ppm以上时,镀铬溶液的电流效率和深镀能力降低,镀层发暗起花斑、针孔、抗腐蚀蚀能力明显降低,出现乳灰色的烧焦镀层,镀出的产品不合格率明显增多,尤其以版辊镀铬层的耐腐蚀性降低最为严重。本文简单介绍氯离子的带入途径及去除方法。
一、带入途径
1、镀铬液加入的纯水质量差,即电导率较高,一般要求镀铬纯水电导率低于10西门子/米(S/m),纯水质量差是制版行业氯离子带入的最主要途径,个别厂使用自来水配制镀铬溶液或者镀槽中直接补加自来水;
2、清洗阳极使用盐酸浸泡时,阳极必须用纯水清洗干净。阳极使用铅板在镀铬过程中容易产生氧化铅,氧化铅在镀铬溶液中又极易转化为铬酸铅,由于这一弊端的存在,影响了镀铬时电流的正常通过,使阳极面积相对减小,进而又促使溶液中三价铬积累。为此,需要定期将铅板取下在稀盐酸中浸泡,这样做不但增加了操作工序,还会严重危害镀铬溶液的纯度,把大量的氯离子带进镀铬溶液中。因为盐酸不可能把铅板表面的氧化铅完全浸泡掉,而且氧化铅与盐酸作用时生成的氯化铅又是微溶物质,附在铅板表面上的氯化铅在水中难以漂洗,这又是增加镀铬溶液中氯离子浓度的原因之一;
3、盐酸退铬后清洗不彻底而将氯离子带入镀铬溶液。目前仍有很多制版厂采用盐酸退铬,退铬后版辊筒又清洗不彻底,尤其是内壁,附着的离子进入镀铬溶液。
二、去除方式
对于镀铬溶液中微量氯离子的去除尚无简单的方法可以使用,目前常用的方法是加热电解法和沉淀法,但很难彻底去除,所以应尽量避免带入。
1、加热电解法
(1)理论依据
对于氯离子的去除一般采用加热电解法,但是电解时水和氯离子都可在阳极氧化生成氧气和氯离子,具体反应方式为:
2H2O—4e→O2↑+4H+
2Cl——2e→Cl2↑
而水与氯离子的放电电位相差很近(理论数据为0.045伏),并且氯离子的导电能力大于水分子所以在阳极上几乎有相等的机会使氯气析出。
(2)具体方法
将镀铬溶液加热到70-80℃(前提是镀槽可以承受),电流密度调整为70-80A/dm2(设备电流允许的前提下),装版辊进行电解,具体电解时间以化验数据、正常镀版版面情况做参考。
(3)弊端
采用高温、高电流电解的方法处理氯离子,一方面增加能耗,另一方面需要考虑设备承受能力。
2、沉淀法
(1)理论依据
当镀铬液中带入较多的氯离子时,也可采用加入碳酸银生成氯化银沉淀的方法去除氯离子,具体反应方式为:
Ag2CO3+2HCl=2AgCl↓+CO2↑+H2O
所以根据上述反应方程式可以计算出理论上一克碳酸银可以去除0.25克氯离子。考虑到镀铬溶液中的铬酸、硫酸同时会与银离子反应生成铬酸银(Ag2CrO4)、硫酸银(Ag2SO4),且二者均难溶于水,但是根据溶度积原理,生成铬酸银、硫酸银沉淀所需要的银离子浓度较生成氯化银沉淀所需要的银离子浓度高很多,所以为了使加入的银离子与氯离子充分反应,应将碳酸银充分研磨,在剧烈搅拌下分批次、均匀加入。
(2)具体方法
将计算量的碳酸银颗粒充分研磨,开启循环泵,将碳酸银粉末分4-6次加入镀铬溶液,并循环24小时以上。期间不定期取液分析化验其中氯离子含量,如果没有达到预期处理量,增加循环时间,直至氯离子含量达到工艺要求。
(3)弊端
采用此方法处理时需要长时间循环镀液,而且碳酸银价格很高,成本很大。
三、综合建议
以上两种处理方式各有优劣,而且操作不好,处理的效果会很差,所以我们需要从源头解决氯离子的带入,保证镀铬层质量。
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