[发明专利]镍电镀液的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀技术，特别是一种镍电镀液的再生方法。

背景技术

电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极，金属板作为阳极，接直流电源后，在零件上沉积出所需的镀层。

在工件表面得到所需镀层，是电镀加工的核心工序，此工序工艺的优劣直接影响到镀层的各种性能。 电镀由于工艺和技术成熟，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。电镀的发展分三个时期，第一时期为改善光泽或耐蚀性，第二时期为因劳力不足而迈向胜利化、自动化，第三时期为减轻公害问题。电镀不可避免带来环境污染问题，随著其它污染小的新技术的发展，电镀使用范围正面临著逐渐被压缩的威协。另一方面，电镀本身也正在大力开发污染小新工艺，同时开发能获取新功能镀层的工艺，以拓展自身的生存空间。

但是目前使用的电镀液，大都是磺酸盐或者氰化物体系，而且电镀液里面还含有大量的金属化合物、光亮剂、表面活性剂、稳定剂等物质，配方非常复杂。一般电解液失效后，不仅仅需要耗费大量的资金进行配制新的电解液，废旧的电解液还要进行无害化处理，成本非常高昂。实际上，电解行业一直是高污染行业，主要原因就在于废旧电解液的处理困难。

由于电镀液配方复杂，为避免引入其它杂质，很难像污水处理一样使用沉淀法进行杂质金属处理。实践中，每到一定时期，就需要重新更换电镀液。不仅造成成本增加，而且还存在污染问题。

电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层，其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目的。特别是近年来在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量的10%左右。

电镀镀镍液的类型主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型（低氯化物）即称之谓Watts（瓦特）镀镍液在工业上的应用最为普遍。

电镀镀镍液具有一定的使用寿命，这主要是由于在作为阳极的镍中，不可避免的含有一定的杂质金属，在电镀过程中，杂质金属离子进入电镀液，影响电镀层的质量，最终导致电镀液不能使用。

铬是镀镍液中最敏感的金属元素之一,主要来自镀铬件清洗及镀铬时铬雾扩散.微量铬的存在,使镀液分散能力,电流效率降低,镀层发灰,结合力下降.当六价铬含量达到3-5ml/L时,在低电流密度区镍层难以沉积,如含量达到5ml/L以上时,就会使镀层产生条纹,引起镀层剥落.在低电流密度处无镀层. 镍在PH3.5以上就会产生沉淀,使镀镍层粗糙。一般方法是将六价铬还原成镍,然后用化学沉淀法去除。

铁是镀镍液中最主要的杂质,主要是零件未及时捞出或未镀上锌的部位溶解而成。二价铁可以和镍共沉积，当镀液中PH在3.5以上时，此时阴极区PH更高。三价铁可形成Fe(OH)₃并夹杂于镀层中，使镀层发脆，粗糙，是形成斑点及针孔主要原因。一般铁杂质在较高PH溶液中，应在0.03g/L以下，PH较低时不超过0.05g/L。

当镀镍液中铜离子含量达5mg/L以上,钢铁及锌压铸件电镀时就会产生置换铜,造成结合力不良。

光亮镀镍溶液中如含微量锌所得镀层呈白色，如含量再提高,低电流密度处呈灰黑色,镀层呈现条纹状。在pH较高镀液中，由于锌的存在还会使镀层出现针孔.锌允许极限因光亮剂不同而异,一般在20-100mg/L范围内。

铅杂质类似于铬杂质对镀层质量影响。当镀液中达5mg/L以上时，得到灰色甚至黑色镀层、镀层粗糙、甚至无镀层。

中国专利201010618272.X介绍了一种镍电镀除杂的方法，利用外置的除杂仪对电镀液进行循环处理，将电镀液中的铜离子等杂质电镀沉积在除杂仪内，能有效的降低电镀液中铜离子的含量，在不需要停产的情况下能持续的降低电镀液中铜离子的含量。但是对于溶解的铜，该方法并不适用。