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电镀锌杂质污染故障分析及排除方法
发布时间0:2011/10/13 15:51:38   

 

1 故障状况

  某电镀车间一直使用氰化电镀锌工艺,共有两槽氰化镀锌溶液约1 000L。年初,1号槽镀液逐渐泛黄,溶液粘稠、浑浊,锌沉积速度很慢,锌镀层灰暗。用30%硝酸溶液出光后,镀件表面呈黑褐色,彩钝后表面呈雾状,且无光泽。按电镀过程中带入铬酸,产生六价铬的污染问题处理,加入0.1 g/LNa2S2O4,未见好转,又加入2g/L Na2S和2g/L活性炭进行沉淀吸附过滤,锌镀层也未见有明显好转,而且生产故障继续恶化。
  连续生产的2号镀液槽,不久又出现了同样的故障。重新配制500 L镀液,生产一段时间后镀液的颜色又逐渐变黄,锌镀层灰暗,无论是硝酸出光,还是低铬酸出光,表面均呈黑褐色,零件孔眼部位呈亮白色,钝化后严重发雾,无光泽,不足1月已经很难镀出合格产品。操作者按1.5 g/L加入Na2S也未有大起色,已无法正常生产。

2 故障诊断

  镀液外观颜色异常,是否是操作带入铬酸所致?为此,作者做了如下工艺试验:吸取镀液5
ml,用蒸馏水稀至50ml,以1∶1硫酸酸化破坏锌络合物,用20%氢氧化钠溶液调整pH值在9左右,使锌生成氢氧化锌沉淀,并过滤。将滤液用100%硫酸调pH值至5~6后,加入二苯碳酰二胺(0.1g溶于50 ml乙醇溶液加入10%硫酸200ml)铬显色剂5ml。结果滤液无明显颜色变化,这说明没有六价铬污染。同时,在三种镀锌液中试镀锌20min,严格控制电流密度等工艺参数,还是出现了镀层灰暗,硝酸出光后表面有黑褐膜,钝化处理后膜呈黑雾花斑状,且无光泽。对氰化电镀溶液的各主要成分分析发现,氧化锌、氰化钠、氢氧化钠的含量均在规定的范围内,且溶液各主要成分的比例基本正常。这说明故障并非由镀液各主成分比例严重失调所致。
  所使用的锌阳极表面溶解成蜂窝状,在清洗槽中挂有镀镍铁板的部分镍层已不完整,原因是锌阳极已使用3月,约有1/3是不溶性镀镍铁阳极。
  当时的镀液温度为5~6 ℃。在1号槽和储备槽的槽壁、槽底均有明显的白色及灰白色结晶状沉淀物。
  初步分析认为,故障是由杂质(无机或有机)含量累积超标而引起的;1号镀液和储备槽中的原2号镀液中CO2-3严重超量。进一步工艺试验证实,故障确由这两种情况所引起。

3 故障排除

  (1) 将2 g/L锌粉缓缓加入氰化镀锌溶液,充分搅拌,加入2 g/L活性炭,搅拌,静置,沉淀异金属杂质。镀液冷却至0 ℃以下(冬天可利用自然低温)使碳酸盐结晶充分析出,滤除CO2-3及其他有害金属杂质离子等沉淀物,必要时进行两次过滤。依据镀液分析结果调各成分至规定范围。
  (2) 由于镀液温度低,用置换法沉淀分离镀锌溶液中的异金属杂质效果较差,故必须采用低电流密度电解处理。首先更换本批锌阳极,选用瓦楞形大阴极,以0.1~0.8A/dm2电流密度进行电解,通电1 h,将电流密度提高0.1~0.2A/dm2,并随时清洗瓦楞形阴极上的海绵状沉积物。通电处理时间常控制在24~48h。
  (3) 此外,还可以按1.0~1.5g/L加入CK-778净化剂,充分搅拌,静置过滤,以便有效地去除有害异金属杂质离子。

4 操作注意点

  (1) 高度重视锌阳极。轧制的锌阳极比铸造的好,但成本高。锌阳极必须满足电镀锌阳极技术要求。合格的锌阳极生产时表面应均匀溶解,颜色基本一致。若杂质含量高,由于其溶解电位不一致,表面往往呈蜂窝状不均匀溶解。若溶解不正常,应定性或定量分析杂质含量,金属杂质含量超标,锌阳极必须更换。使用不溶性铁阳极时,要控制铁阳极板的阳极电流密度,避免电化学溶解造成大量铁杂质而影响锌镀层的质量。

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