王宗雄 *，儲(chǔ)榮邦，王超

（1.寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會(huì)，浙江 寧波 315199；2.南京市虎踞北路4 號(hào)6 幢501 室，江蘇 南京 210013）

1 硝酸根雜質(zhì)的來(lái)源及其危害

硝酸根在鍍鎳液中的含量只要達(dá)到0.2 g/L，就會(huì)產(chǎn)生不良影響：零件的高電流密度區(qū)(棱角尖端處)發(fā)生燒焦、起皮且有黑色條紋，但不會(huì)像六價(jià)鉻那樣會(huì)導(dǎo)致高電流密度區(qū)不燒焦而發(fā)脆；低電流密度區(qū)出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。硝酸根含量稍高，會(huì)波及整個(gè)陰極表面鍍不上鎳。其原因在于硝酸根是強(qiáng)氧化劑，能在陰極上還原，降低鍍鎳的陰極電流效率，甚至排斥鎳離子的沉積。因而在赫爾槽試驗(yàn)中只要見(jiàn)到試片的低電流密度區(qū)無(wú)鍍層，高電流密度區(qū)出現(xiàn)黑色條紋，就要考慮鍍液中有硝酸根離子。硝酸根一般來(lái)自劣質(zhì)的硫酸鎳，這是由于硫酸鎳在生產(chǎn)中使用硝酸而未除盡所致。其次是銅零件鍍前酸洗液中含有的硝酸根未洗凈而帶入鎳槽。

2 硝酸根雜質(zhì)的定性檢驗(yàn) [1]

雜質(zhì)的快速定性檢驗(yàn)可有效判斷故障，以便采用適當(dāng)?shù)姆椒ǔルs質(zhì)，使鍍液在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。

(1)試劑，即10%二苯胺溶液：將1 g 二苯胺溶于100 mL 化學(xué)純濃硫酸(不含硝酸鹽)中，溶液應(yīng)無(wú)色，當(dāng)天配制當(dāng)天用。

(2)分析方法：吸取鍍液15 mL 置于試管中，緩慢沿試管壁注入1%二苯胺溶液5 mL，此時(shí)溶液分為兩層。如有硝酸鹽存在，在兩液層中間生成藍(lán)色環(huán)。注意：勿搖動(dòng)試管，否則兩液層混合后藍(lán)色即消失。

3 鍍液中硝酸根雜質(zhì)的赫爾槽試驗(yàn)判斷

取故障鍍液250 mL 于赫爾槽中，用10%硫酸調(diào)pH至3.5～4.0，溫度50°C，以電流0.2 A 靜止鍍10 min。

若鍍液中含有硝酸根雜質(zhì)，則赫爾槽試片的特征為：低電流密度端漏鍍，高電流密度端有黑色條紋(與六價(jià)鉻的高電流密度端不發(fā)黑而是脆裂有所區(qū)別)；如果整片都鍍不上鎳層，表明鍍液已被硝酸根嚴(yán)重污染；同時(shí)，鍍鎳層即使有鎳，光亮度也極差。由此可以判斷鍍液被硝酸根所污染。

4 硝酸根雜質(zhì)的去除方法

4.1 電解還原法 [2]

4.1.1 原理

硝酸根是強(qiáng)氧化劑，可利用陰極還原原理通電處理。分解過(guò)程的反應(yīng)方程式如下：

由上式可知：在電解過(guò)程中要消耗氫離子，要求電解液的pH 較低；產(chǎn)生的氣體NO2需逸出，要求鍍液溫度高些；電流密度適當(dāng)大些有利于分解反應(yīng)，但H+放電也不可避免。NO2的沸點(diǎn)為21.2°C，在熱溶液中會(huì)揮發(fā)。

所以，電解去除鍍鎳液中的硝酸根時(shí)，以低pH和高溫為好。

4.1.2 操作步驟

(1)加10%硫酸調(diào)pH為1～2，并在電解過(guò)程中一直保持。

(2)加熱鍍液至60～70°C。

(3)先用1～2 A/dm2電解10 h，然后檢測(cè)的含量，可酌情降低至0.2 A/dm2，直至檢測(cè)不出硝酸根，并且試鍍或赫爾槽試片達(dá)到正常為止，總共耗時(shí)可能達(dá)到24 h。

此方法的缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)工，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的自動(dòng)線或手工生產(chǎn)應(yīng)付急件時(shí)，都令人頭痛，不能如期交付產(chǎn)品。鍍鎳液調(diào)低pH 容易，但是調(diào)回到允許值則很麻煩，要么加碳酸鋇后徹底過(guò)濾，要么用5%以下苛性鈉稀溶液在強(qiáng)烈攪拌下慢慢加入。此時(shí)，鍍液沖稀不少，體積大增。如果急于求成，鎳離子會(huì)生成氫氧化鎳沉淀，造成損失。

4.2 化學(xué)還原法[3]

4.2.1 原理

用亞硫酸氫鈉(NaHSO3)或焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)處理鍍液中的硝酸根，其氧化還原反應(yīng)如下：

上述反應(yīng)要消耗氫離子，溶液的pH 最好控制在3.0～3.5，在60°C 攪拌有利于NO2的逸出。從反應(yīng)物相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算，1 g 亞硫酸氫鈉可除去1.2 g 硝酸根，1 g 焦亞硫酸鈉則能除去1.3 g 硝酸根。一般情況下，溶液中硝酸根的含量都很少，因此亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉的用量不會(huì)很大。

4.2.2 操作步驟(以加亞硫酸氫鈉為例)

(1)用冷純水將亞硫酸氫鈉配成5%的溶液：稱取5 g 亞硫酸氫鈉(AR 級(jí))溶于100 mL 純水中(1 mL 溶液中會(huì)有0.05 g 亞硫酸氫鈉)。亞硫酸氫鈉溶液不穩(wěn)定，不能久存，要現(xiàn)配現(xiàn)用。

(2)用10%硫酸將鍍液pH 調(diào)至3.0～3.5。

(3)向1 L 鍍液中加入1 mL 5%亞硫酸氫鈉溶液，攪拌30 min，同時(shí)加熱鍍液至60°C。

(4)取250 mL 鍍液在赫爾槽中，放入試片，以0.5 A 電流攪拌試鍍。如果低電流密度區(qū)不出現(xiàn)漏鍍，表示硝酸根已去除；如果低電流密度區(qū)出現(xiàn)漏鍍，則有2種可能──亞硫酸氫鈉過(guò)量或不足。此時(shí)向赫爾槽中加入一兩滴雙氧水，攪拌10 min 后再做赫爾槽試驗(yàn)。如果仍然漏鍍，表示亞硫酸氫鈉不足，如步驟(3)再加亞硫酸氫鈉1 mL/L 后重做赫爾槽試驗(yàn)，直至亞硫酸氫鈉加夠?yàn)橹埂?/p>

(5)根據(jù)赫爾槽試驗(yàn)最終累計(jì)的亞硫酸氫鈉用量計(jì)算出在鍍槽中的總用量，一邊不斷強(qiáng)烈攪拌，一邊將亞硫酸氫鈉溶液緩慢加入鍍槽中，加熱至50～60°C，攪拌30 min。

(6)向鍍液加入0.5 mL/L 雙氧水，在50～60°C下攪拌15 min，以氧化殘留的亞硫酸氫鈉，同時(shí)分解多余的雙氧水。

(7)以0.5 A/dm2的電流密度在50～60°C、pH為3.5～4.0 的條件下電解處理15 min 后觀察，直至故障消失。

(8)根據(jù)鍍鎳層情況，適當(dāng)調(diào)整光亮劑與濕潤(rùn)劑。

該法對(duì)光亮劑的影響不大，處理時(shí)間短，鍍液損耗較少。

[1]上海市輕工業(yè)研究所.電鍍?nèi)芤悍治龇椒╗M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1965.

[2]張炳乾,何長(zhǎng)林.電鍍液故障處理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1987.

[3]袁詩(shī)璞.電鍍知識(shí)三十講[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.