电镀废水处理技术：含磷酸盐镀液配方详解

电镀废水处理技术：含磷酸盐镀液配方详解

电镀废水处理技术是工业生产中不可或缺的重要环节，特别是含磷酸盐镀液的配方和工艺规范，对于提高电镀质量和减少环境污染具有重要意义。本文将详细介绍焦磷酸盐镀铜、三价铬钝化、镍磷合金电镀等工艺的具体参数和操作要点，并探讨化学镀镍磷合金的技术特点和应用前景。

镀锌层的三价铬钝化

三价铬钝化工艺中常用的化合物包括次磷酸钠（络合剂）、硝酸钠、硼酸和添加剂等。其中，次磷酸钠可以替代传统的六价铬盐钝化工艺，具有更好的环保性能。具体工艺参数如下：

• 次磷酸钠（络合剂）：24～50g/L
• 硝酸钠：12～25g/L
• 硼酸：8～15g/L
• 添加剂：1～5g/L
• 温度：室温
• pH值：2～4.5
• 时间：1～2min

焦磷酸盐镀铜

原理

焦磷酸盐镀铜溶液主要由焦磷酸铜、焦磷酸钾及一些辅助络合剂和光亮剂组成。在溶液中，焦磷酸钾作为主络合剂，二价铜以[（Cu2P2O7）2]6-形式存在。电镀过程中的电极反应如下：

• 阴极反应：[（Cu2P2O7）2]6-+2e-=Cu+2P2O47-，2H++2e-=H2↑
• 阳极反应：Cu+2P2O47--2e-=[（Cu2P2O7）2]6-

阳极表面生成的氧化膜会导致阳极钝化，因此需要加入酒石酸盐、柠檬酸盐、氨三乙酸盐、草酸盐等辅助络合剂来改善阳极溶解性。

溶液成分的作用和影响

1. 焦磷酸铜：作为主盐供给铜离子，浓度应控制在25～35g/L（光亮镀液）或20～25g/L（一般镀液）。
2. 焦磷酸钾：作为主络合剂，保持P2O47-与Cu2+的比值在（7～8）∶1之间，低于7∶1时阳极溶解性差，高于8∶1时阴极电流效率下降。
3. 辅助络合剂：柠檬酸盐、酒石酸盐、氨三乙酸和氨盐等可以改善镀液分散能力，促使阳极溶解，其中柠檬酸盐效果最好。
4. 光亮剂：2—巯基苯并咪唑和2—巯基苯并噻唑可以提高镀层光亮度和整平性。
5. 二氧化硒：可以降低镀层内应力，但含量过多会导致镀层发暗。

工艺条件的影响

1. pH值：保持在8.0～9.0之间，可用氢氧化钾或氨水调整。
2. 温度：提高温度可增大电流密度但氨易挥发，低温时分散性好但镀层易烧焦。
3. 电流方式：采用周期性换向电流或间歇电流，周期2～8s，间歇1～2s。
4. 搅拌：频率25～30次/min，行程100mm。
5. 阳极：选用坚实、结晶细致的电解铜板，阳极与阴极面积比为2∶1。

电镀法镀镍磷合金

镍磷合金电镀液主要有两种类型：镍盐碱-亚磷酸型和镍盐-次磷酸钠型。

镍盐碱-亚磷酸型

• 低pH值下进行，阴极电流效率较低，不能单独使用镍阳极。
• 镀液组成及操作条件见表5-8。

镍盐-次磷酸钠型

• 阴极电流效率可达100%，镀层光亮度较好。
• 镀液组成及操作条件见表5-9。

化学镀镍磷合金

化学镀镍是以次磷酸盐（或硼氢化钠，或二甲氨基硼烷DMAB）为还原剂，经过自催化的氧化还原反应而沉积出Ni-P（或Ni-B）合金镀层的工艺。其分类与特点如下：

1. 碱性化学镀镍：pH值8～9，温度35～45℃，主要用于非金属材料的金属化。
2. 酸性化学镀镍：pH值3.0～5.0，应用最广泛，按磷含量分为高磷、中磷、低磷三大类。

化学镀镍-磷合金镀液的典型组成及工艺条件见表5-11。

化学镀具有优良的分散能力和覆盖能力，设备简单、操作方便，但沉积速度、镀液稳定性、成本和最大厚度方面不如电镀。

结论

电镀废水处理技术是工业生产中不可或缺的重要环节，特别是含磷酸盐镀液的配方和工艺规范，对于提高电镀质量和减少环境污染具有重要意义。通过优化工艺参数和选用合适的镀液类型，可以实现高效、环保的电镀生产。