化学镀镍溶液再生的方法

摘要 ： 用氢氧化钙 沉淀法去 除化 学镀镍液 中的亚磷 酸根 、 酸根 等有 害 离子 ， 用氟化物 去除 多余 采 硫 并 的钙 离子 ， 实现镀 液 的循环 利 用。分 析 了亚磷 酸根 去 除率与钙 离子添加 量、 淀 时间、 可 沉 温度 的关 系，
实验 结果表 明循 环利 用的镀 液 能维持 较 高的镀 速。 关 键 词 ： 学镀镍 液 ；氢氧化钙沉 淀法 ； 生 化 再 文献标 识码 ： Ｂ 中图分 类号 ： Ｑ ５ ．２ Ｔ １３ １
离 。氢 氧化 钙 的添 加 量 要 与 亚 磷 酸 钠 的 生成 量 相 对 应 。添加 氢氧化 钙处 理后 ， 液 的 ｐ 镀 Ｈ上 升 ， 碱 呈 性 ， 淀物 的量 很 大 。要 调 整 ｐ 就要 添 加 大 量 的 沉 Ｈ， 硫 酸 ， 加 了溶液 中的有害 杂质硫 酸钠 的生 成量 。 增 ４ 氧化 法 。是 向 老 化 的 镀 液 添 加 过 氧化 氢 水 ）
丙 酸
ｐ Ｈ
２ Ｌ ８ ２ ／ ４ｇＬ ２ Ｌ ７
２５ Ｌ ．
４． ～５． ０ ０
Βιβλιοθήκη Baidu
酸 还原 为 次 磷 酸 ， 是 这 方 面 的 研 究 存 在 两 个 问 但 题， 一是 还原 效率 低 ， 是需 要选择 最合 适 的隔膜 。 二
５ 扩 散 透 析 法 。采 用 阳离 子 交 换 膜 与 阴 离 子 ） 交 换膜 进 行 扩 散 透 析 来 从 废 液 中 回 收 酸 的 方 法 。 它 是利用 离 子交换 膜 两 边 的 离 子浓 度 差 进 行 工作 ， 因而非 常节省 能 源 。一 般 用 这 种 方 法 处 理硫 酸一 硫
果很 好 ， 但是 对于 处 理组 成 复 杂 的化学 镀 镍 液 来 说
电子 分析 天平 （ 上海 虹 桥精 密 仪器 有 限公 司 ） ，
存 在一个 透过 性 的问题 。 ６ 电渗析 法 。Ｍａｎ ａＧ和 久 保井 义 夫 等 都认 ） ｄ Ｂｙ 为 电渗 析 法 是 处 理 化 学 镀 镍 液 的 最 佳 方 法 。该 法 的原理 和扩散 的原 理 相 同 ， 是 它 在膜 的两 端 设 置 但
了电极 ， 电场 的 作 用 下 对 盐 溶 液 进 行 浓 缩 与 稀 在
磁离 子搅 拌 器 （ 海 民桥 仪 器 厂 ） 直 流 稳 压 电源 ， 上 ，
电热恒 温水浴 锅 ， Ｈ 一 Ｃ精 密 ｐ Ｐ Ｓ３ Ｈ计 ， ２ — Ｆ电动 Ｄ ５２
搅拌 器 （ 杭州仪 表 厂 ） 。
３ 实验 结 果 与 分 析
至 于在镀 液循 环 利 用 的研 究 方 面就 更 少 了。 因此 ， 研 究低 能耗 、 污 染 ， 环 利 用 化 学 镀 镍 液 的方 法 无 循
是 很有 必要 的 。
原 因 。当镀 液 中 的亚 磷 酸 钠 达 到 一 定 浓 度 时 ， 与 将 镍 离 子反 应 生成亚 磷 酸 镍 ， 导致 镀 层 光 亮 度 下 降 并
０
９ ～９ ℃ ０ ５
将 ５ｅ × ｍ ×２ｅ ｍ ５ｅ ｍ铁 片 用砂 纸 打 磨 、 洗 、 水
碱液 除 油 、 洗 、 液 除 锈 、 洗 、 干 称 量 ， 化 ， 水 酸 水 吹 活 化学 镀镍 。
２ ．３ 实验仪 器设 备
酸 铜 ， 酸一 硫 硫酸 镍 等 成 分 比较 简 单 的 溶液 ， 且 效 而
将其 分 离 的方 法 。氢 氧 化 钙 的添 加 量 要 与 亚 磷 酸 钠 的生成 量相 对 应 。添加 氢 氧 化 钙 处理 后 ， 液 的 镀 ｐ Ｈ上 升 ， 调 整 ｐ 就 要 添 加 硫 酸 ， 加 了溶 液 中 要 Ｈ 增 有 害杂质 硫酸钠 的生成量 。
钙使其 和亚 磷酸 根 生成 亚 磷 酸 钙沉 淀 ， 而 将 其 分 进
２１年 ９ ０１ 月
电 镀 与 精 饰
第 ３ 卷第 ９ 总 ２２ ３ 期（ ２ 期）
・ １・ ２
文章编 号 ：０ １３ ４ （０ １ ０ —０ １０ １０ ・８ ９ ２ １ ）９０ ２ —３
化 学 镀 镍 溶 液 再 生 的方 法
梅天庆 ， 何 冰
２０１ ） １０６ （ 京航空航 天大学 材料学 院 ， 南 江苏 南京
引 言
目前 ， 学镀镍 工 艺 大 多采 用 次 磷 酸 钠 为 还 原 化
剂 ， 学镀 镍 过 程 中亚 磷 酸 钠 和 硫 酸 钠 的 生 成 ， 化 特 别 是 亚磷 酸 钠 的 生 成 是 导 致 镀 液 老 化 失 效 的重 要
理 进行 了诸 多 研 究 ， 目前 还 没 有 一 套 成 熟 的 、 但 行 之 有效 的 、 成 本 、 能 耗 、 单 易 行 的处 理 方 法 。 低 低 简
催 化剂 的选 择范 围很 窄 ， 而且 会 给 镀 液 的稳 定 性 带 来 不 良影 响 ， 因而 必 须 开发 新 的催 化剂 才 能 使 该 种 方 法具 有 实 用 性 。另 外 采 用 电解 法 也 可 以将 亚磷
２ ２ 实 验镀液 和化 学镀 镍操作 流 程 ． 化学 镀镍溶 液 的组成 及操 作条 件如 下 ： 六水 硫酸镍 次磷 酸钠 乳 酸
生成 麻点 ， 会 引起 镀 液 分 解 。为 防止 亚 磷 酸镍 的 还
１ 延长镀液使 用寿命 的几种方法
延 长化 学 镀 镍 液 的 使 用 寿 命 通 常 有 以下 几 种
方法 ＿ ：
生成 ， 需要 不 断 向镀 液 中添 加 络 合剂 。但 过 量 添加 络 合 剂 ， 降 低 镀 层 沉 积 速 度 ， 能 使 镀 层 性 能 发 会 可
Ａ ｅ ｈ ｄ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔｏ ｆＥｌｃ ｒ ｌｓ ｃ ｅ ｌ ｔｎ ｔ Ｍ ｔ ｏ ｆＲｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ Ｎｉｋ ｌＰ ａ ｉ ｇ Ｂａ ｈ
Ｍ ＥＩＴ ａ — ｉｇ，ＨＥ Ｂ ｎ ｉｎ ｑｎ ｉｇ
（ ａｅ ａｓ ｎｔｕｅ Ｎ ｎｉｇＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅｏ ａｔ ｓ＆ Ａ ｔ ｎｕｉｓ Ｎ ｎｉｇ２０ １ ， ｈｎ ） Ｍ ｔ ｉｌ Ｉｓｔｔ， ａｊ ｎｖ ｓｙｏ Ａ ｒｎｕｉ ｒ ｉ ｎ ｅ ｔ ｃ ｓ ｏ ａｔ ， ａｊ １０ ６ Ｃ ｉａ ｒ ｃ ｎ
度 、 子交换 树脂 如何 再生 等 问题 。 离 ３ 氢氧 化 钙 法 。向 老 化 的镀 液 中添 加 氢 氧 化 ）
２ 实验 原 理 和 实验 过 程
２ １ 实 验原理 ．
所谓 氢 氧化 钙 沉 淀 法 是 指 向老 化 镀 液 中添 加 氢 氧化钙 使其 和亚 磷 酸根 生 成 亚 磷 酸钙 沉 淀 ， 而 进
计算 出氢 氧化 钙 的添 加量 ， 次 只添 加 计 算 量 的二 每
分之 一 。
溶 液 ， 亚 磷 酸 根 氧 化 为 磷 酸 根 ， 添 加 氢 氧 化 钙 将 再 使 其生 成 磷 酸 钙 沉 淀 而 分 离 除 去 。 由于 镀 液 中的 络 合剂 等物 质 的存 在会 降低 过 氧化 氢 的氧 化 能力 ， 因而需 要 具 有 高 活性 的 催 化 剂 与 过 氧 化 氢 同 时 使 用 。用 作催 化 剂 的 材 料 是 铂 及 其 化 合 物 。但 这 种
２ 离 子 交 换 树 脂 法 。离 子 交 换 树 脂 法 是 采 用 ）
经 过次磷 酸 钠 处 理 过 的 碱 性 离 子 交 换 树 脂 来 处 理
由亚 磷酸 的 积累导 致 的老 化 镀 液 ， 老 化 液 中 的亚 使
・
２ ‘ ２
Ｓ ｐ ０ ｅ ．２ １ １
Ｐａｉｇａ ｎｓ ｉｇ ｌ ｔｎ ｎｄ Ｆｉ ｉｈ ｎ
Ｖｏ． ３Ｎｏ ９ Ｓ ｒａ Ｎｏ ２ ２ １３ ． ｅｉｌ ． ２
磷酸盐 与离 子交换 树脂 上 的次 磷 酸盐 进 行 交 换 ， 以
除去亚 磷 酸 的方 法 。在 这 个 方 法 中需 要 解 决 镍 离 子 的损 失 如何控 制 在最 低 程 度 、 何 更合 理 地 选 择 如 离子交 换 树 脂 的 种 类 与 预 处 理 所 用 的次 磷 酸 钠 浓
显 ， 是在 镀液 不 工作 、 液 降 温 时 ， 可 能 生成 亚 但 溶 有 硫 酸钠 结 晶 ， 会带 来 不 良影 响 。 也 虽 然 国 内 外 的 研 究 者 对 于 化 学 镀 镍 废 液 的处
收 稿 日期 ： ０ ０ １—６ ２ １ —１１ 修 回 日期 ： ０ １０ －９ ２ １－５ １
３ １ 钙 离子质 量浓 度对 亚磷 酸根 去除 率的 影响 ．
释 。虽然 消 耗 电 能 ， 能 够 稳 定 地 选 择 分 离 物 质 ， 但 离 子交换 膜 的寿 命 长 ， 分 离 设 备 简单 ， 仅 能 耐 且 但 热到 ５ ０℃ ， 这对 于工 作 温度 大 约 在 ９ ０℃左 右 的化
生 变化 ， 响镀 层 的 质 量 ， 影 因此 ， 得 不 经 常更 新 镀 不 液 。另外 ， 酸钠 的危 害虽 然 不 像 亚 磷 酸 钠那 么 明 硫
１ 冷 冻 法 。 亚磷 酸 钠 和 硫 酸 钠 在 低 温 时 溶 解 ） 度 比较小 ， 而 可 以在 生 产 过 程 中取 出部 分 溶 液 ， 因 对其 进行 冷 冻并滤 出其 中的结 晶物 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｒｅ ｙ ｌｎ — ｓ ｆｅ ｅ ｔｏｅ ｓ Ｎｉｋ ｌｐ ａｉ ｇ ｂ ｔ ｏ ｌ ｅ ａ ｈｉｖ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｒｍｏ ｉｇ ｐ ｏ ｐ ｉｅ ｓｒ ｃ ｃ ｃｉ ｇ ｕ ｅ ｏ ｌｃｒ ｌ ｓ ｃ ｅ ｌｔｎ ａｈ ｃ ｕ ｄ ｂ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏ ｇ ｅ ｖｎ ｈ ｓ ｈ ｔ ｒｄｉａ ，ｕ ｐ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｌａ ｄ ｏｈ ｒ ｈ ｒ ｕ ｏ ｓ ｂ ｔ ｏ ｆ ｓ ｌ ｂ ｅ ｃ ｃｕ ｓ ｔｐ ｅ ｉ ｉａｉｎ ａ ｄ ｒ ｍｏ ａ ｃ ｓ ｌ ｈ ｔ ａ ｉａ ｎ ｔ ｅ ａ ｍｆ ｌｉｎ ｙ ｍｅｈ ｄ ｏ ｏ ｕ ｌ ａ ｉｍ ａ ｒ ｃｐ ｔｔｏ ｎ ｅ — ｌ ｌ ｌ ｖ ｎ ｘ ｅ ｓ ｃ ｃｕｍ ｏ ｙ ｆｕ ｒｄ ． Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ， ｅａｉｎｓ ｉ ｓ ｂ ｔ ｅ ｈ ｓ ｈ ｔ ａ ｉａ ｅ ｖｎ ａｅ ｉ ｇ ｅ ｃ ｓ ａ ｉ ｌ ｉｎ ｂ ｏ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ ｒ ｌｔｏ ｈ ｐ ｅｗｅ ｎ ｐ ｏ ｐ ｉｅ ｒ ｄｃ ｒｍｏ ｉｇ ｒ ｔ ｌ ｉ ｌ ａ ｄ ｃ ｌｉ ｍ ｏ ｄ ｉ ｇ ａ ｕｎ ， ｅ ｉ ｉ ｔｏ ｉ ｎ ａｃｕ ｉ ｎ ａ ｄ ｎ ｍｏ ｔ ｐｒｃ ｐ ｔ ｉｎ ｔ ａ ｍｅ，ｅ ｅ ａｕ ｅ ｗｅ ｅ ａ ｌｚ ｄ．Ｒｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｒ — ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｒ ｎａｙ ｅ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｃ ｃ ｉ ｇ ｂ ｔ ｏ ｌ ｉｔ ｉ ｉｈ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｒ ｔ． ｙ ｌｎ ａｈ ｃ ｕ ｄ ｍａｎ ａ ｎ ａ ｈ【 ｅ ｏ ｉｉ ａｅ ｇ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｅ ｅ ｔｏｅ ｓ ｎ ｃ ｅ ａ ｉ ａｈ；ｃ ｌｉ ｍ ｙ ｒｘ ｒ ｃｐｉ ｔｏ ｔ ｏ ｙ ｒ ｓ： ｌｃ ｒｌ ｓ ｉｋ ｌｐｌｔ ｎｇ ｂ ｔ ａｃｕ ｈ ｄ ｏ ｙ ｐ ｅ ｉ ｔ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ；ｒ ｇ ｎ ｒ ｔｏ ａ ｅ ｅ ｅ ａｉｎ
但是 氢氧化 钙 主 要 与亚 磷 酸 钠 发生 反 应 ， 乎 几
不 与次磷 酸根 和镍 离 子 反 应 。为 了 进 一 步 减 少 与
次磷 酸根 和镍 离子 发生反 应 的 可能 性 和 ｐ 的 急剧 Ｈ 上升 ， 免镀 液 的分 解 ， 据 亚 磷 酸 钠 的 质 量 浓 度 避 根