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植酸钠溶液在提高地下水水质及用于电镀液的试验

时间:2019-07-19 00:53  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

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  植酸钠溶液在提高地下水水质及用于电镀液的试验

  (1.成都会机投镇会所花圃A3–02–202,四川 成都 610045;2.成都会郫县连合电镀厂,四川 成都 611745) 摘要:植酸钠溶液对地下水中的钙、镁及少量重金属有优良的 沉淀结果;对氯化物镀锌液及锌酸盐镀锌液无较着结果,以至 有副感化;用于暗镍液除铜的结果欠安,但能较着消弭亮镍液 的不良影响。环节词:植酸;植酸钠;地下水;电镀液 也鲜有报道。目前比力分歧的见地是,植酸对 Fe 有强的配位能力(当pH 相关植酸或植酸钠使用的专利已较多,但多限于金属防腐上的使用。国内期刊对它们间接使用于电镀 上的报道很少。陈天然、张粤鹏 简单报道过植酸在电镀中的使用,周和平 也引见过植酸在金属概况处中图分类号:TQ085.4; TQ153 文献标记码:A 文章编号:1004 227X(2011) 03 04Test sodiumphytate solution groundwaterquality platingbaths YUANShi-pu*, YU Xiao-ping, ZHANG Bang-lun, YUAN Lin-chun Abstract: sodiumphytate can precipitatecalcium, magnesium smallamount heavymetals from groundwater, evenbad effect zincatezinc plating baths. Its addition exhibits unsatisfactory effectiveness copperfrom dark nickel plating bath, adverseeffect brightnickel plating bath. Keywords: phytic acid; sodium phytate; groundwater; plating bath First-author’s address: A3–02–202 Huisuo Residential Garden, Jitou Town, Chengdu 610045, China 理中的一些使用环境,但多限于配方引见;胡会利等研究过镀锌植酸钝化膜的耐蚀性;沈品华等 援用别人的论文,认为在锌酸盐镀锌液中植酸的使用结果好; 王国良 引见了植酸在侵蚀与防护中使用的研究进展,并供给了无限的配离子 lgK 数据。 笔者对植酸与植酸钠溶液在电镀上的使用进行了 试验,发觉尝试成果与文献报道的不尽不异,但能够 必定的是,植酸在提高地下水水质上的使用结果显著。 水的硬度含有可溶性钙、镁离子较多的水被称为硬水(hard water),以硬度(hardness)来表征水中 Ca 少。硬度有德国硬度、法国硬度、英国硬度等之分。我国采用德国硬度,划定 100 mL 水中含钙 者称为软水。除去水中钙、镁,使硬水变为软水的过程称为硬 水的软化。可煮沸软化的硬水(含 CaHCO3、MgHCO3) 称为临时性硬水,反之称为永世性硬水,后者需要用 其他方式软化。地下水一般硬度都高,城市自来水依 水源分歧,其硬度也纷歧样,但均未作软化处置。除 酿造工业外,硬水不宜作为其他工业用水 。利用硬水的最大问题是发生水垢。 C6H18O24P6,相对分子质量为660.08,是一种从动物皮、 果实皮(如米糠壳)及酒糟等物质中提取的天然低毒物 (经去除重金属杂质后可用作食物添加剂)。因有 12 可离解或可被Na 等代替的氢离子,故其水溶液呈酸性。据研究,它能够与除一价金属以外的所有金属离 子连系而生成植酸盐沉淀,也能够与多种金属离子配 位构成可溶性共同物。至于在什么前提下构成沉淀或 共同物,未见具体报道,其所构成的共同物的不变常数 收稿日期:2010–08–13 作者简介:袁诗璞(1944–),男,四川成都人,本科学历,高级工程师, 成都概况处置研究会秘书长,成都概况工程行业协会学术专业委员会主任。 持久处置电镀手艺工作,有丰硕的实践经验。 作者联系体例:(Tel) 028–87423973。 亮光电镀的镀后末级清洗 要求镀层最终亮光度达镜面或近镜面的工件,若用硬水清洗,则镀件干燥(出格是快速烘干)后,镀层 植酸钠溶液在提高地下水水质及用于电镀液的试验概况会因局部发生水垢而呈现发花的水迹,很难擦清洁。 1】某带材持续亮光镀银出产线为免去水迹,工件进入烘道前派专人不断地在两边橡皮滚柱上改换 吸水纸,事后吸干概况的水分。 2】有报道称,较大平面工件在亮光镀锡流动硬水清洗后,要用 3】塑料件粉饰镀铬后不克不及烘干,只要乘工件仍湿时用包装纸包装以吸水,若不及时干燥,易长铜绿。 4】铜排亮光镀锡后不克不及热风吹干,只能将其斜靠在墙边,用干毛巾擦水后天然阴干。 用硬水多级逆流漂洗不克不及处理水迹问题,用纯水 洗要随时换水,成本又太高。若用三级动态软水逆流 漂洗,则结果好,用水量仅为单槽清洗的 10%摆布。 其他 现很多处所已禁烧汽锅。用电加热器加热烫水来洗烫工件时,若用硬水,加热器概况会很快生成一厚 层水垢,若不及时酸洗去除,则导热结果大降,电加 热器内部过热而很快损坏。若用软水,一则不易呈现 此类问题,二则烫干后的工件概况不易发生水迹。 总之,电镀需用软水的场所良多。软水不克不及等同 于纯清水,因软水并未去除此中的阴离子与无机杂质。 软化处置也不克不及强调为“水质净化”。若用离子互换 或多级过滤后再反渗入来制取纯水,占地面积大,要 再生或反冲,投资庞大,设备折旧与维修成本高。例 如一套投资 60 余万元的反渗入设备,一般利用下膜的 寿命不外 年,换一次进口膜就近20 则活性炭为一次性利用,无法再生),一般电镀厂是用不起的,只会赔本运作。若仅要用软水,则投资很小、 制水成本很低。这也是本试验的次要目标。 试验用水及处置剂处置对象为某工场抽取的出产与糊口用地下水两 种,纯水由多级过滤后再反渗入制得。 为了比力分歧植酸的使用结果,采办了 50%,外观为淡黄色黏稠液体,密度为1.44 g/mL(用 100 mL 容量瓶盛装后以电子称测重);植酸 为成都东方公司产,未经脱色处置,标称含量 50%,色棕黑, 亦为黏稠液体,实测密度 1.34 g/mL。 植酸液有强酸性,为不影响水或镀液的 pH 及便于 计量,取 种植酸各100 mL,先用纯水稀释一倍,再 NaOH调高 pH 约需纯NaOH 740 g,中和 约需纯NaOH 300 提高地下水水质的试验冷却用水 水冷式高频开关电源(出格是大功率的)可做到全密封防腐,从而提高靠得住性、耽误利用寿命及缩小体 积。用硬水冷却,内部冷却管(出格是水冷散热器内) 易因结垢而降低冷却结果,以至被堵塞,故宜用软水 冷却,与镀硬铬冷却水夹杂于一槽,经玻璃钢冷却塔 冷却后用管道泵再别离注入冷却安装。如许做有 益处:一是轮回利用,节水较着;二是冷却结果好;三是可削减废水处置量(有的单元将硬水冷却水间接 流入车间地沟)。 汽锅用水 大型电镀厂仍采用蒸汽加热。汽锅水若用硬水,炉膛(出格是火管)上易结很厚的水垢,传热效率下降。 严峻的是厚的水垢因过热俄然开裂,会惹起汽锅爆炸 的恶性变乱。故劳动部分要求每年至多用碱性除垢剂 停炉清洗水垢一次,再作年检。因而,汽锅用水必需 是软水。 锌酸盐镀锌液用水 新配锌酸盐镀锌液必需用纯水,由于该工艺对多种阴、阳离子都敏感。镀液中的碱土金属使镀层致密, 但也会导致灰黑、花斑或针孔。现利用该工艺时,有 间接用植酸 的要求插手“水质净化剂”(能否能去除Cl 1.2mL/L 0.4mL/L 时有大量白 色絮状沉淀生成,搅拌后溶液呈乳白色,天然沉降较 慢,再用定性中速滤纸过滤后,溶液清亮通明。 不得而知),因而,镀前清洗与补加用水要用无Cl 污染的软水,液中过多的碳酸盐也不克不及加石灰乳去除,而只能采用冷却结晶法去除。 钢铁件发蓝后的皂化用水 钢铁件发蓝后保守的处置方式是用番笕水作皂化封锁后再浸油。硬水中的钙、镁会与番笕反映,使其 消逝皂化功能 mL/L,有少量白色沉淀生成。滴加植酸钠液 0.4mL/L,即有 植酸钠溶液在提高地下水水质及用于电镀液的试验大量白色絮状物生成,加至 0.6 mL/L 时环境类似;自 然沉降约 1.5 后,上部溶液完全清亮通明,底部有约占烧杯容积 1/10 的沉淀物;往上清液中再滴加植酸钠 溶液 B,无沉淀生成,可见钙、镁已去除殆尽。 文献[2]所谓的“水质净化”,指的是对处置不良 的混浊自来水中的悬浮物(SS)进行净化。因担忧原地 下水可能被污染,工场新打一井用作糊口用水源,地下 泥浆尚未抽净,水略浑黄。取该地下水,插手 0.6 mL/L 植酸钠溶液 B,澄清后水清亮通明,申明确能去除水 中的悬浮物。 用植酸钠溶液时,其用量比间接用植酸时少,成本更低,易生成沉降快的矾花状物。 的结果反而差,可能是由于其净含量不高(与出产原料与工艺相关)。 净化可能被污染的地下水的模仿试验一些电镀厂对车间地坪与水沟等防渗漏的处置不 够注重,因清洗等水渗入地下而形成地下水污染的现 象并不少见。 工业铬酐的纯水液中,无论插手何种植酸与植酸钠溶液,均无沉淀生成,可见它们不 能间接沉淀 Cr 在无色的地下水中插手由经烘烤并精确称量的重铬酸钾制成的六价铬尺度液,使 Cr(VI)的含量为 10 mg/L,溶液呈微黄色,加 0.6 mL/L 植酸钠 天然沉降后白色沉淀之下有少量微黄色沉淀。用滤纸过滤后溶液无色,清亮通明。取过滤清液,用二苯基 碳酰二肼比色法鉴定,Cr(VI)含量低于 0.5 mg/L。植 酸钠溶液之所以能去除地下水中的 Cr(VI),可能是生 成的钙、镁植酸盐絮状物起到了混凝感化。 在地下水中插手100 mg/L Cr(VI),再用安全粉(连 二亚硫酸钠)将 Cr(VI)还原为 Cr ,溶液呈蓝色。加植酸钠 0.6mL/L,搅拌后静置 h,澄清结果欠好。上部浑水用定量中速滤纸过滤后仍不清亮,可见生成 的极微细的 Cr(OH)3 胶体状物能透过滤纸。本地下水 被大量 Cr 污染而呈蓝色时,用植酸钠溶液也难以将其完全去除。 L,插手少量CuSO45H2O NaSO47H2O后搅拌,因 Cu 部门水解为氢氧化物,故液混浊,略呈蓝绿色。加植酸钠溶液 0.6mL/L,搅拌后静置 h,下部生成白而略带蓝绿色的沉淀,上部溶液仍略浑(胶体状氢氧化物等絮凝沉淀不完全),但用滤纸 过滤后,水无色,清亮通明。 处置方案 综上所述,本地下水被少量的Zn 液,搅拌后天然澄清;若重金属离子污染较重,已水解生成氢氧化物沉淀而发浑,则以植酸 液处置后应进行过滤,水才会变得如纯水般清亮,无色通明。本地下水被 Cr 严峻污染而显蓝色时,加植酸钠也无济于事,但一般不会呈现这种环境。 因为各厂点抽取的地下水的硬度及污染程度纷歧 样,即便采用本试验所用的植酸钠溶液 作为处置剂,也应先取少量水样进行试验,求得结果优良的起码用 量。保举以下处置方案: PVC板焊接一个底部呈圆锥形的高位塑料 槽,容积 t。用弯头从锥尖引出一PVC 管后接φ 25 PVC球阀,距底部约 300 mm 处再焊一球阀作引出 软水用。别的,也可在车间的角落上用高标号水泥制 一砖混槽,照样封接出阀门。于槽中注入地下水,按 试验成果插手计较量的植酸钠溶液 B,略为搅拌后静 以上。打开底部球阀,将沉淀物排入废水沟,待流出清水后封闭阀门,从上方阀门放出软水。若地下 纯水,插手少量FeSO47H2O 浊(水解发生了Fe(OH)2),加植酸钠溶液 0.6mL/L 并搅拌,澄清后下部有少量淡黄色沉淀,上部溶液经 滤纸过滤后无色,清亮通明。 在加有少量 FeSO47H2O 纯水中再加少量KMnO4 溶液,Fe 被氧化为Fe ,溶液呈棕黄色。加植酸钠 0.6mL/L,搅拌后静置,下部生成少量淡 黄色絮状沉淀,上部溶液经滤纸过滤后亦无色,清亮 通明。 L,插手少量ZnCl2 后搅溶,天然水解 发生 Zn(OH)2 白色沉淀。加植酸钠液 0.6mL/L 植酸钠溶液在提高地下水水质及用于电镀液的试验水已有较多重金属污染,在软水排放球阀上串一标称 流量 以上的小过滤机,过滤去除少量可能呈胶体状的金属氢氧化物后再利用。 用于电镀液的试验成果对镀液的试验表白,2 种植酸及其植酸钠溶液的使 用结果无较着不同,且都不生成沉淀。 杂质良多、液色已发黑的镀液在约 55 250mL 赫尔槽中采用分歧的电流搅拌镀 min。除铜试验 成果与暗镍液不异,几乎无结果。掩蔽 Fe 钢铁件(出格是家具之类的管件)间接镀亮镍,易引入铁杂质。Fe 能与Ni 共堆积构成微铁镍合金而影响不大,但 Fe 被氧化为Fe 后,在工作的pH 前提下 也会构成 Fe(OH)3 沉淀。悬浮于镀液中的较大堆积物 使亮镍层发生非气体针孔、麻点,以至套铬后即生锈 性下降。原工作液在 电流下的赫尔槽试片显示,镀层的亮光整平性尚可。插手少量 KMnO4 溶液将 Fe 后再镀,亮光整平性下降及亮光范畴缩窄,但尚无毛刺、粗拙。再插手 mL/L植酸钠液 拌后,在同样前提下镀,镀层的亮光整平性大大提高;0.5 电流下55 min,试片亮光整平性较着提高,向低电流密度区延长的整平范畴加宽。 文献[2]在亮光镍铁合金电镀液中插手植酸后效 果优良,从道理上讲是准确的。因无该工艺及响应的 对提高无污染或有轻度污染的地下水水质及制取软水有优良的结果,具有实 用价值。 氯化钾镀锌液 取出产中尚可使用但含铁多的液色较着呈棕黄色的镀液,别离插手分歧的植酸或植酸钠后做赫尔槽试 验。成果:(1)对提高镀液机能与镀层亮光性几乎不起 感化;(2)插手后镀液棕黄色变淡,申明植酸根对 Fe 的强配位能力能将Fe Fe(OH)3中篡夺出来而构成 无色配离子,但 电流下250 mL 赫尔槽试片经稀硝 酸出光后高中电流密度区发生竖状黑条纹,及间接低 铬彩钝后黑色与灰绿色相间的范畴加宽,其缘由是植 构成的配离子在高中电流密度区会间接放电还原,反而突显出铁杂质的风险。 锌酸盐镀锌液 试验地点的厂用价钱相对廉价的单液型SLP-323 年之久。别离以用纯水与120 阐发纯NaOH、10 mL/LSLP-323 前提下,在250 mL 赫尔槽中对 种物质进行了上百次试验。成果:(1)间接插手植酸,在室温下高电流密度 区的烧焦略为减小,但改加植酸钠液后结果并不较着, 其缘由是插手强酸性的植酸中和了部门 NaOH,形成锌 碱比略有减小,这并非植酸的特殊功能;(2)无论插手 植酸仍是植酸钠,对镀液与镀层机能的改善以及杂质 的掩蔽几乎没有感化,以至有副感化;(3)在加温的条 件下对提凹凸电流密度区镀层的亮光性略有益处。在 试验过程中,并未显示文献[5]中提到的浩繁长处。 植酸钠溶液对去除亮镍液中Fe 的不良影响 有较着的结果,而将其插手氯化钾镀锌液中则无害无益。 分歧厂家出产的植酸及以其配制的植酸钠溶液的使用结果可能相差很大。本文的试验成果与一些 文献的报道相左,可能源于此因。希日后颁发的论文 能指明所用试剂是植酸仍是植酸钠,并申明出产单元, 便于利用者验证。 参考文献: 文献[2]认为植酸对暗镍液除铜有特异结果。笔者取出产上仅用于亮光酸性镀铜前作钢铁件预镀的暗镍 液,赫尔槽小电流试验成果显示此中根基不含铜。以 阐发纯 CuSO45H2O 的形式定量插手 80 mg/L Cu 别插手植酸或植酸钠,在不异的前提下试验,发觉它们对改善低电流密度区因 Cu 影响而呈现镀层发暗、发雾、发黄的现象并无较着结果,还不如插手 ATP 王国良.植酸在侵蚀与防护中使用研究的进展[J]. 武钢手艺, 1996, 34 44-46,11. 陈天然, 植酸在电镀工业中的使用[J].材料庇护, 1992, 25 41-42.周和平. 植酸在金属概况处置中的使用[J]. 电镀与环保, 2002, 23 镀锌植酸钝化膜耐蚀性的研究[J].电镀与环 2005,25 电镀锌及锌合金[M].北京: 机械工业出书社, 2002. 化学工业部化工设想公司. 情况庇护辞典[M]. 北京: 石油工业出书社, 1983.