化學法的退鍍液配方
上一篇 / 下一篇 2012-10-06 12:17:13 / 精華(3)/ 置頂(3)/ 個人分類:精細化工
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化學法的退鍍液配方
1. 背景
鍍件在電鍍或化學鍍過程中,由于各種原因造成鍍層質量不好,出現各種缺陷,如結晶粗糙或不均、起泡、色澤不好、發暗,有些鍍層發現有裂紋、針孔或斑點等。當鍍層存在缺陷時,應該將鍍層退除、重新再鍍,以獲得良好的鍍層質量。常用的鍍層退除方法有化學退除法、電解退除法、機械退除法。
2.化學法退鍍簡介
2.1 化學法退鍍概念
化學法退鍍機理比較成熟。主要是通過強氧化劑或酸來溶解度層金屬,對于Cu/Ni/Cr鍍層的退鍍,化學法一般分步進行,先用稀鹽酸將鉻層溶解,然后用濃硝酸氧化法將鎳和銅溶解。
傳統的化學法脫除Cu/Ni鍍層主要有兩類:濃硝酸( 加氯化鈉) 氧化法和硝基化合物( 防染鹽)法。濃硝酸法成本較低,退除速率快,但產生大量的氮氧化物氣體,而且容易導致基體金屬過腐蝕;防染鹽即間硝基苯磺酸鈉,雖然對基體無腐蝕,但需高溫退除,時間長,效率低; 而且若與劇毒物質氰化鈉同時使用,操作不當,危害也很嚴重。
化學法退鍍鉻層,常用的是常溫下與稀鹽酸反應。但是由于掛具結構復雜,形狀各異,即使退除鍍層時不斷攪拌,總有退除不干凈的部位,尤其是一些凹坑、拐角處。
2.2.化學法退鍍機理
化學法退鍍機理比較成熟。主要是通過強氧化劑或酸來溶解鍍層金屬,對于Cu/Ni/Cr 鍍層的退鍍,化學法一般分步進行,先用稀鹽酸將鉻層溶解,然后用濃硝酸氧化法將鎳和銅溶解,其反應機理文獻中都有論述。為了防止鐵基體的過腐蝕,通常引入六次甲基四胺、乙二胺、硫脲等作為緩蝕劑。
防染鹽法的反應機理很復雜: 第一步是硝基(NO2)還原為亞硝基(NO),這一步通常是比較緩慢的,因為反應過程伴隨著相當高的活化電位。第二步還原反應是迅速的,反應過程中伴隨著較低的活化過電位,還原的過程是由亞硝基還原成羥胺基) NH2OH+ 。隨后的步驟則取決于退鍍液是酸性還是堿性 。
2.3 化學退鍍液的組成
化學退鍍液主要由氧化劑、絡合劑、促溶劑、緩蝕劑和表面活性劑等組成。傳統的混合硝酸法雖然退速快,毒性較低,但產生大量有害的NOx氣體,俗稱(黃龍),稍有不慎就會導致基體過腐蝕; 氰化法則存在污染嚴重的問題,其退除過程中產生的HCN氣體不僅污染大氣,還嚴重危害操作人員的健康,且氰化法退液中含CN- ,不經處理不允許排放,對高濃度氰化鈉廢液進行處理極其昂貴,且稍有疏忽,便會導致公害。
目前我國在S-防染劑(間硝基苯磺酸鈉)為主要成分,加乙二胺、檸檬酸為輔助成分的額化學退鎳方面,研究及應用較多,其主要原理是基于:2RNO2+3Ni+3H2O+9N2H-CH2-CH2-NH2 RNO=NR+3Ni(NH2-CH2-CH2-NH2)3+6OH-
其中,乙二胺不僅是鎳的穩定絡合劑,對基體鐵也有良好的吸附緩釋性,而檸檬酸(作為絡合劑)的添加,可提高退鍍速率。鐵劑緩蝕劑多以有機胺類化合物為主,如:六次亞甲基四胺、亞硝基二丁胺、尿素、硫脲等,脂類的報道較少。
3. 應用案例
3.1 傳統硝酸型化學退鍍液
3.1.1錫鎳合金退鍍液配方:
組成 | 投料量 | 成分作用 |
硝酸(工業級) | 300~350mL/L | |
鹽酸(工業級) | 15~20mL/L | |
六次亞甲基四胺 | 35~45g/L | 緩蝕劑 |
水 | 加至1L |
3.1.2 快速錫鉛合金退鍍液
組成 | 投料量 | 成分作用 |
氟化氫銨 | 150~220g/L | 腐蝕劑 |
過氧化氫 | 20~50g/L | 氧化劑 |
檸檬酸 | 30~45 /L | 絡合劑 |
水 | 加至1L |
3.2除鎳劑配方
目前的除鎳劑主要由氧化劑、絡合劑、促進劑、抑制劑和表面活性劑等組成。在除鋼上鎳層時,與堿性溶液聯合使用;在除銅、黃銅上鎳層時、與酸性溶液聯合使用。但是除鎳劑正在向中性溶液方向發展,因為后處理比較方便,這也是今后主要的研究方向。
3.2.1堿性除鎳劑:
組成 | 投料量 | 成分作用 |
間硝基苯磺酸鈉 | 55~70 g /L | 防染劑 |
氰化鈉 | 120~180 g/L | / |
氫氧化鈉 | 0~25 g/L | / |
水 | 加至1L | |
槽液溫度: 60~80℃ |
3.2.2 胺型
組成 | 投料量 | 成分作用 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
硝基芳香族化合物 | 30~40g /L | 防染劑 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NH4OH(28%) | 0.2~0.5g/L | / | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(NH4)2
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