[发明专利]一种可再生的化学镀镍工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术，尤其是延长化学镀镍溶液的寿命及减少镀液排放的方法。

技术背景

化学镀镍溶液的再生一直是一个难题，日本Y·Kuboi利用电渗析技术连续选择性地除去亚磷酸盐和硫酸盐，但此工艺需当Na₂HPO₃·5H₂O达到180g/L时才进入稳态，如此高的浓度对大多数化学镀镍溶液来说已接近报废状态。专利CN1094457A在镀液中加入CaCl₂和Ca(CH₃COO)₂等可溶性钙盐，以生成CaHPO₃和CaSO₄沉淀，此工艺带入了Cl^-及CH₃COO^-，这些离子大量富集，会使镀液性能恶化。专利CN1286318A利用CaCO₃过滤床除去亚磷酸盐和硫酸盐，并补加氨水，该方法会引起钠盐及铵盐富集，同样会使镀液老化。专利CN1818133A用低温结晶方法除去Na₂HPO₃和Na₂SO₄，这种工艺需停工处理，镀液中仍残留较高浓度的钠盐，镀液性能不能恢复到原始状态。类似以上的再生工艺还有许多，但真正能在实际生产中普遍应用的还未见报道。

发明内容

本发明解决了化学镀镍溶液的再生利用难题，比其它已发明再生工艺简单实用，具体方法如下所述。

通过添加Ca(H₂PO₂)₂和Ca(HCO₃)₂以除去镀液中HPO₃^2-和SO₄^2-，装置如附图所示。反应如下：

1.375Ca(H₂PO₂)₂+NiSO₄+2.205Ca(HCO₃)₂＝

2.58CaHPO₃+CaSO₄+Ni+0.17P+1.495H₂+4.41CO₂+2.17H₂O

此为一般酸性化学镀镍的化学反应，磷含量约8.24％；Ni和P进入镀层，CaHPO₃和CaSO₄经过滤除去，H₂和CO₂气体排放，镀液中不会残留副产物，理论上可以有无限长的寿命。

Ca(H₂PO₂)₂以商品形式购买，Ca(HCO₃)₂用Ca(OH)₂和CO₂制备：在一密闭反应釜内加入石灰乳和适量水，用二氧化碳高压钢瓶通入CO₂，不断搅拌；当釜内pH值下降到6左右时，直接加入到化学镀镍溶液中。

把常用的纱芯过滤装置下腔做大，上部是纱芯过滤，下部是滤板过滤，内部套上滤袋；当腔内沉淀足够多时，关上进液阀和上部出液阀，通入高压空气，滤液流入镀槽，滤渣取出废弃。

为保证Ca^2-在过滤线路上反应完全，镀液中HPO₃^2-的浓度维持在0.1～0.8mol/L(相当0.5～3个周期HPO₃^2-的含量)，Ca(H₂PO₂)₂和Ca(HCO₃)₂及NiSO₄应缓慢连续加入。选用钙离子稳定常数较低的配位剂如乳酸、乙醇酸、苹果酸等做镍离子的配位剂，以便Ca^2-全部生成沉淀。稳定剂和光亮剂可溶在NiSO₄溶液中补加，pH用Ca(OH)₂溶液或稀H₂8O₄在加料槽中调整。

以下是具体实例：

Ca(HCO₃)₂制备实例

装置如附图所示。

实例一