电镀液的处理(一):电解法

档饭糗茹

净化镀液通常有以下几种方法：
电解法
2 E# s) x0 z  s1 c2 W% h, Q电解处理亦是电镀过程，所不同的只是在阴极上不吊挂零件，而是改为吊挂以去除杂质而制作的电解板(又称假阴极)。在通电的情况下，使杂质在阴极电解板上沉积、夹附或还原成相对无害的物质。在少数情况下，电解去除杂质也有在阳极上进行的，使某些能被氧化的杂质，在通电的情况下，到达阳极上氧化为气体逸出或变为相对无害的物质。
电解法适用于去除容易在电极上除去或降低其含量的杂质。
5 A9 @( m& X9 s* ^(1)电解条件的选择。这里所指的电解，目的是要去除镀液中的杂质，但是在电解去除杂质的同时，往往也伴随有溶液中主要金属离子的放电沉积。为了提高去除杂质的速率，减慢溶液中主要金属离子的沉积速率，就要注意电解处理的操作条件。
5 q- t' z* c5 C' O/ ?& z: i①电流密度：电解处理时，以控制多大的电流密度为好，原则上要按照电镀时杂质起不良影响的电流密度范围。也就是说，在电镀过程中，若杂质的影响反映在低电流密度区，那么电解处理时应控制在低电流密度下进行，假使杂质的影响反映在高电流密度区，则应选用高电流密度进行电解；如果杂质在高电流密度区和低电流密度区都有影响，那么可先用高电流密度电解处理一段时间，然后再改用低电流密度电解处理，直至镀液恢复正常。在一般情况下，凡是用低电流密度电解可以去除的杂质，为了减少镀液中主要放电金属离子的沉积，一般都采用低电流密度电解。事实上，电镀生产中，多数杂质的影响反映在低电流密度区，所以通常电解处理的电流密度控制在O．1 A／dm2～O．5 A／dm2之间。
②温度和pH值：电解处理时温度和pH的选择，原则上也是要根据电镀时杂质起不良影响较大的温度和pH范围。例如镀镍溶液中的铜杂质和NO3-杂质，在pH较低时的影响较大，所以电解去除镀镍溶液中的铜杂质和NO3-杂质时，应选用低pH进行电解，在这样的条件下，去除杂质的速率较快。有些杂质在电解过程中会分解为气体(如NO3-在阴极上还原为氮氧化物或氨，Cl-在阳极上氧化为Cl2，等，这时就应选用高温电解，使电解过程中形成的气体挥发逸出(气体在溶液中的溶解度，一般随温度升高而降低)，从而防止它溶解于水而重新沾污镀液。
! Y8 f" d& G9 S按照一般规律，随着镀液温度的升高，电解去除杂质的速率也增大，所以当加温对镀液主要成分没有影响时，电解处理宜在加温下进行。但究竟以控制在什么温度为好，最好通过小试验确定。
③搅拌：电解处理既然是依靠杂质在阴极(或阳极)的表面上反应而被除去，那么就应创造条件，使杂质与电极表面有充分的接触机会。搅拌可以加速杂质运动，使它与电极的接触机会增多，所以为了提高处理效果，电解时应搅拌镀液。国外资料介绍，在电解处理时用超声波搅拌镀液可提高处理效果。因此，有条件的单位，电解处理时应尽量加速对镀液的搅拌。
(2)电解处理的要求
①首先要查明有害杂质是否来源于电解过程：电解处理可以去除某些杂质，但有时也会产生杂质。例如有害杂质来源于不纯的阳极，电解处理时仍用这种阳极，那么随着电解过程的进行，杂质会越积越多；又如杂质来源于某些化合物在电极上的分解，那么电解将使这类分解产物逐渐增多。这样的电解处理，不但不能净化镀液，反而会不断加重镀液的污染。因此，在电解处理前，要进行必要的检查，预防处理过程中产生有害杂质。
@电解用的阴极(假阴极)面积要尽可能大：用电解法去除杂质，大多是在阴极表面上进行的，所以增大阴极面积，可以提高去除杂质的效率n同时为了在不同的电流密度部位电解去除镀液中不同杂质或同一种杂质，要求电解用的阴极做成凹凸的表面(如瓦楞形)，这样可以提高电解处理的效果。但阴极上的凹处不宜太深，以防止电流密度过小而使杂质不能在这些部位沉积或还原。
5 T! L/ C2 O. G' [③电解过程中，要定时刷洗阴极：由于电解处理的时间一般都比较长，在长时间的电解过程中，阴极上可能会产生疏松的沉积物，它的脱落会重新沾污镀液，所以在电解一段时间后，应将阴极取出刷洗，把阴极上疏松或不良的沉积物刷去后再继续电解。
④电解处理前，最好先做小试验估计一下电解处理的效果和时间：有些杂质，用电解处理很难除去，若盲目地采用电解处理，可能花了很长时间也不能使镀液恢复正常。
/ V9 d* C/ K3 g由于小试验所取的镀液少，杂质的总量也少，往往在通入足够量的电量，在不长的时间里就能看出电解处理是否有果。例如取2 L有故障的镀液，挂人2dm2左右的阴极(瓦楞形)，电流2A，电解4h镀液基本好转，5h镀液恢复正常，则小试验表明：每升有故障的镀液，通入5A·h电量就能使镀液恢复正常。
" t. F: c( z( k6 x6 b/ H7 T8 E( O; n$ r由此可以估计，若需要处理的有故障的镀液为1OOOL，则需通人5OOOA·h左右的电量。假如电解处理时控制电流为1OOA，那么约需电解5Oh。由于小试验与大槽电解时的操作条件不完全相同，因此小试验不能作为大槽电解处理的依据，只能作为一种预先的估计，做到心中有数。
(3)电解处理操作方法。电解处理可以用间歇法和连续法两种。间歇法是当镀液被杂质沾污到影响镀层质量时，就停止生产，阴极上改为吊挂电解板，进行电解处理，直至镀液恢复正常后再转为正式电镀生产。
连续法是在电镀槽旁边，放置一个小型的辅助槽，这个辅助槽专用于电解去除杂质，其中用一台泵把需要电解处理的镀液从电镀槽抽人辅助槽，同时在辅助槽上面开一个溢流口，使经过电解处理的镀液返回到电镀槽内，以保持镀槽中镀液恒定地来回循环。连续法可以使电镀和电解处理同时并行，不必停止生产。此法适用于电镀过程中杂质含量会逐渐增长的操作，例如锌制品镀镍，镀镍液中锌杂质容易增长；光亮硫酸盐镀铜后镀镍，镀镍液中铜杂质容易增长，假使在这类镀镍槽旁边放置一个辅助电解槽，进行连续电解，可以抑制锌或铜杂质的增长，防止造成故障。
连续法只能在杂质含量还未上升到影响产品质量时进行，否则，若杂质含量已到达影响镀层质量，那么只得先用间歇法把杂质的含量降低至允许范围内，然后再转为连续法进行电解。
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