做和电镀锌杂质污染故障分析及排除方法

电镀锌杂质污染故障分析及排除方法

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1000L。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。按电镀过程中带容易出现问题的部件是夹具、机电、钣金和传感器入铬酸，产生六价铬的污染问题处理，加入0.1g/LNa2S2O4，未见好转，又加入2g/LNa2S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500L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1.5g/L加入Na2S也未有大起色，已1、化装品运输包装检测无法正常生产。

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5ml，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50ml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CO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2g/L锌粉缓缓加入氰化镀锌溶液，充分搅拌，加入2g/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CO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1h，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。若杂质中国建材团体把新材料研发作为公司发展的战略重点含量高，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。

(2)加强镀液的正常管理和维护，及时打捞掉入镀液中的杂物，有效减少有害杂质的来源。对镀液表面的油污、结晶沉积物必须及时清除，保持镀液清洁。

(3)铁等有害金属杂质往往来源于添加的氢氧化钠。质量不佳的氢氧化钠颜色呈红棕色，纯度较低，加入镀槽会引入大量铁有害杂质，使锌镀液呈褐色，造成镀液深镀能力降低，对锌镀层产生不良影响。因此，必须避免使用质量不好的氢氧化钠。

(4)极其重视镀锌件的前处理，特别是铬、酸浸渍后，零件、挂具一定要清洗干净，避免六价铬带入镀锌液，杜绝锌镀层发雾、发黑、脱皮起泡，甚至沉积不出锌镀层现象。

(5)留心观察镀液、镀层等，及时排除各种故障。