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電鍍鋅雜質(zhì)污染故障分析及排除方法

  
評論: 更新日期:2011年02月15日

 1故障狀況
  
  某電鍍車間一直使用氰化電鍍鋅工藝,共有兩槽氰化鍍鋅溶液約1000L。年初,1號槽鍍液逐漸泛黃,溶液粘稠、渾濁,鋅沉積速度很慢,鋅鍍層灰暗。用30%硝酸溶液出光后,鍍件表面呈黑褐色,彩鈍后表面呈霧狀,且無光澤。按電鍍過程中帶入鉻酸,產(chǎn)生六價(jià)鉻的污染問題處理,加入0.1g/LNa2S2O4,未見好轉(zhuǎn),又加入2g/LNa2S和2g/L活性炭進(jìn)行沉淀吸附過濾,鋅鍍層也未見有明顯好轉(zhuǎn),而且生產(chǎn)故障繼續(xù)惡化。連續(xù)生產(chǎn)的2號鍍液槽,不久又出現(xiàn)了同樣的故障。重新配制500L鍍液,生產(chǎn)一段時(shí)間后鍍液的顏色又逐漸變黃,鋅鍍層灰暗,無論是硝酸出光,還是低鉻酸出光,表面均呈黑褐色,零件孔眼部位呈亮白色,鈍化后嚴(yán)重發(fā)霧,無光澤,不足1月已經(jīng)很難鍍出合格產(chǎn)品。操作者按1.5g/L加入Na2S也未有大起色,已無法正常生產(chǎn)。
  
  2故障診斷
  
  鍍液外觀顏色異常,是否是操作帶入鉻酸所致?為此,作者做了如下工藝試驗(yàn):吸取鍍液5ml,用蒸餾水稀至50ml,以1∶1硫酸酸化破壞鋅絡(luò)合物,用20%氫氧化鈉溶液調(diào)整pH值在9左右,使鋅生成氫氧化鋅沉淀,并過濾。將濾液用100%硫酸調(diào)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)鉻顯色劑5ml。結(jié)果濾液無明顯顏色變化,這說明沒有六價(jià)鉻污染。同時(shí),在三種鍍鋅液中試鍍鋅20min,嚴(yán)格控制電流密度等工藝參數(shù),還是出現(xiàn)了鍍層灰暗,硝酸出光后表面有黑褐膜,鈍化處理后膜呈黑霧花斑狀,且無光澤。對氰化電鍍?nèi)芤旱母髦饕煞址治霭l(fā)現(xiàn),氧化鋅、氰化鈉、氫氧化鈉的含量均在規(guī)定的范圍內(nèi),且溶液各主要成分的比例基本正常。這說明故障并非由鍍液各主成分比例嚴(yán)重失調(diào)所致。所使用的鋅陽極表面溶解成蜂窩狀,在清洗槽中掛有鍍鎳鐵板的部分鎳層已不完整,原因是鋅陽極已使用3月,約有1/3是不溶性鍍鎳鐵陽極。當(dāng)時(shí)的鍍液溫度為5~6℃。在1號槽和儲備槽的槽壁、槽底均有明顯的白色及灰白色結(jié)晶狀沉淀物。初步分析認(rèn)為,故障是由雜質(zhì)(無機(jī)或有機(jī))含量累積超標(biāo)而引起的;1號鍍液和儲備槽中的原2號鍍液中CO2-3嚴(yán)重超量。進(jìn)一步工藝試驗(yàn)證實(shí),故障確由這兩種情況所引起。
  
  3故障排除
  
  (1)將2g/L鋅粉緩緩加入氰化鍍鋅溶液,充分?jǐn)嚢?,加?g/L活性炭,攪拌,靜置,沉淀異金屬雜質(zhì)。鍍液冷卻至0℃以下(冬天可利用自然低溫)使碳酸鹽結(jié)晶充分析出,濾除CO2-3及其他有害金屬雜質(zhì)離子等沉淀物,必要時(shí)進(jìn)行兩次過濾。依據(jù)鍍液分析結(jié)果調(diào)各成分至規(guī)定范圍。
  
  (2)由于鍍液溫度低,用置換法沉淀分離鍍鋅溶液中的異金屬雜質(zhì)效果較差,故必須采用低電流密度電解處理。首先更換本批鋅陽極,選用瓦楞形大陰極,以0.1~0.8A/dm2電流密度進(jìn)行電解,通電1h,將電流密度提高0.1~0.2A/dm2,并隨時(shí)清洗瓦楞形陰極上的海綿狀沉積物。通電處理時(shí)間常控制在24~48h。
  
  (3)此外,還可以按1.0~1.5g/L加入CK-778凈化劑,充分?jǐn)嚢?,靜置過濾,以便有效地去除有害異金屬雜質(zhì)離子。
  
  4操作注意點(diǎn)
  
  (1)高度重視鋅陽極。軋制的鋅陽極比鑄造的好,但成本高。鋅陽極必須滿足電鍍鋅陽極技術(shù)要求。合格的鋅陽極生產(chǎn)時(shí)表面應(yīng)均勻溶解,顏色基本一致。若雜質(zhì)含量高,由于其溶解電位不一致,表面往往呈蜂窩狀不均勻溶解。若溶解不正常,應(yīng)定性或定量分析雜質(zhì)含量,金屬雜質(zhì)含量超標(biāo),鋅陽極必須更換。使用不溶性鐵陽極時(shí),要控制鐵陽極板的陽極電流密度,避免電化學(xué)溶解造成大量鐵雜質(zhì)而影響鋅鍍層的質(zhì)量。
  
  (2)加強(qiáng)鍍液的正常管理和維護(hù),及時(shí)打撈掉入鍍液中的雜物,有效減少有害雜質(zhì)的來源。對鍍液表面的油污、結(jié)晶沉積物必須及時(shí)清除,保持鍍液清潔。
  
  (3)鐵等有害金屬雜質(zhì)往往來源于添加的氫氧化鈉。質(zhì)量不佳的氫氧化鈉顏色呈紅棕色,純度較低,加入鍍槽會引入大量鐵有害雜質(zhì),使鋅鍍液呈褐色,造成鍍液深鍍能力降低,對鋅鍍層產(chǎn)生不良影響。因此,必須避免使用質(zhì)量不好的氫氧化鈉。
  
  (4)極其重視鍍鋅件的前處理,特別是鉻、酸浸漬后,零件、掛具一定要清洗干凈,避免六價(jià)鉻帶入鍍鋅液,杜絕鋅鍍層發(fā)霧、發(fā)黑、脫皮起泡,甚至沉積不出鋅鍍層現(xiàn)象。
  
  (5)留心觀察鍍液、鍍層等,及時(shí)排除各種故障。

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