锌杂质引起镀层发黑，教你怎么处理！（转发）
发布于 2024-08-01 15:15:58
前言
锌杂质影响光亮镀镍溶液的性能，镀液中锌的质量浓度达到 20 mg/L 时，镀层低电流密度区发黑，镀液受到严重污染时，整个镀层都会出现黑色条纹。
锌合金压铸件滚镀光亮镍时，镀液不可避免地会受到锌杂质的污染，而且锌杂质对镀层质量的影响比较严重。
锌杂质的来源主要有两个方面：第一，锌合金件低电流密度区底镀铜层较薄，在滚镀光亮镍时金属锌会溶解到镀液中;第二，掉落到镀镍槽中的锌合金件被镀液腐蚀。
锌杂质对镀镍溶液的不良影响为业内人士所熟知，但对其机理的认识还比较模糊。
本文对一次由于过量使用除锌剂而引起的故障进行分析，并对故障的排除方法进行总结。
故障分析
1. 故障描述
2011 年 4 月中旬，某公司镀镍槽受到了锌杂质的严重污染，镀件低电流密度区镀层发黑，镀不出合格产品。对镀液电解处理 20 h，故障仍未消除，且无明显好转的迹象。
车间用碳酸钠沉淀法处理锌杂质：往液中加碳酸钠调节镀液 pH 至 6.3，在 60 °C 下不断搅拌镀液 1 h，将镀液过滤后试镀，镀件低电流密度区发黑，镀液并无多大好转。
2. 原因分析
电镀行业一般使用一种配位能力较弱的螯合剂作镀镍除锌剂，其在镀镍溶液中优先与锌离子配位，对锌杂质起到掩蔽作用。
目前，在处理被锌杂质污染的镀镍溶液时，电镀厂最常用的方法是以配位型除锌剂处理，其次是采用电解法。
采用配位型除锌剂处理镀液，可使锌离子与除锌剂生成对镀镍层性能无明显影响的锌离子配合物，锌离子与镍共沉积到镀层中而降低镀液中锌离子的浓度，若镀液不再受到污染，则锌杂质会从镀液中完全消除，使低电流密度区镀层发黑的现象消失。
在滚镀锌合金压铸件的镀镍槽中，镀液会不断地受到锌杂质的污染，使用适量的除锌剂抑制锌杂质的干扰，能够使镀镍过程正常进行。
正常情况下，锌的溶解和电沉积达成平衡，锌杂质保持在允许的浓度范围内。
但除锌剂用量过大时，大量的除锌剂将与锌杂质生成较稳定的配合物，使锌的电极电位大幅度负移，锌的电沉积速率变慢，导致锌杂质在镀液中累积。
在这次故障出现之前，镀镍槽受锌杂质的污染较重，要经常向镀槽中加除锌剂以维持生产。
在生产中发现，除锌剂用量越多，镀槽受锌的污染越重，加入除锌剂后，能够暂时消除锌杂质的影响，但当除锌剂消耗完后，锌杂质的影响又会表现出来，而且，随着处理次数的增加，锌杂质的污染越来越重。
由此可见，这次故障是过量使用除锌剂造成的。由于锌杂质生成了较稳定的配合物，因此，用电解法处理时，锌的沉积速率很慢，达不到预期的效果;用碳酸盐沉淀法处理时，镍离子优先生成碳酸镍沉淀，也无法将锌杂质从镀液中去除。
镀液处理
1 .清理镀槽
将镀液从镀槽中抽出，清理掉落到镀槽中的镀件和沉积在镀槽底部的污泥，用稀硫酸和水清洗镀槽，再将镀液抽回镀槽。
2 .过硫酸钠氧化
用双氧水处理镀镍溶液中的有机物是常用的方法，但双氧水的分解速率慢，残留在镀液中的双氧水对处理后补加的光亮剂有破坏作用，同时，双氧水还会使阴极电流效率降低。
过硫酸钠氧化能力强，分解速率快，用过硫酸钠氧化镀镍溶液中的有机物是一种较好的方法，过硫酸钠能够在 50 ~ 60 °C 下迅速氧化除锌剂，过量的过硫酸钠则在较短的时间内分解为硫酸和硫酸钠，对镀镍溶液无影响。随后用活性炭处理镀液，除去除锌剂的氧化产物。
若不加氧化剂处理而直接用活性炭吸附除锌剂，则不能达到预期的处理效果。具体操作为：向镀镍槽中加过硫酸钠 2 g/L，30 min 后加活性炭 1.5 g/L，4 h 后过滤镀液。
3. 电解除锌
在滚桶中加废镀件作阴极，开启设备，用 4 V 电压电解镀液 10 h。取样做赫尔槽试验，试片低电流密度区发黑现象消失，锌杂质已被去除。
4 .试镀
用赫尔槽试验确定光亮剂和辅助光亮剂的补加量。将镀液加热至 55 °C，补加镀镍光亮剂和辅助光亮剂，开启设备试镀产品。经检验，产品合格，这次故障已排除。
结语
向镀镍槽中加除锌剂处理锌杂质，如果用量不当，将会影响镀液的性能。
除锌剂并不能从镀镍溶液中除去锌杂质，而只能通过配位作用抑制锌杂质的不良影响。生产实践表明，除锌剂与锌离子配位后使锌在阴极上的沉积速率变慢，容易造成锌杂质在镀液中的积累。
认为，用配位剂掩蔽金属杂质后，使杂质的电极电位接近于镍离子，从而使金属杂质与镍离子在阴极上共沉积析出，则镀液中的异金属杂质不会过多积累。
这一观点适用于处理铜杂质，但用于处理锌杂质时，锌的电极电位比镍负，加除锌剂与之配位后锌的电极电位更负，沉积速率会明显变慢。
在滚镀锌合金压铸件的生产线上，需要严格控制除锌剂的用量，不能过量使用除锌剂。对受锌杂质污染较重的滚镀镍生产线，在使用除锌剂的同时，还需配合电解法处理。
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