延长化学镀镍液寿命的方法及优缺点比较

延长化学镀镍液寿命的方法及优缺点比较

化学镀镍是利用镀液中的还原剂将镍离子还原，沉积在固体基体表面的工艺过程。与传统电镀工艺相比，化学镀具有不需要外加电源、基体可以是非导体、镀层厚度均匀、孔隙率低等优点。

从经济和环保角度考虑，目前化学镀镍溶液再生的方法有间液萃取法、沉淀法、冷却法、离子交换法、电解法、电渗析法等。

本文主要介绍延长化学镀镍液寿命的各种方法，并比较它们的优缺点及适用范围。

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正常方法

1.间隔集液法

间隔抽液法是每隔一定时间抽取部分溶液再加入新溶液，以保持化学镀镍溶液的性能。抽液量少，去除有害物质的效果差；抽液间隔时间过长，化学镀镍溶液的性能变化剧烈。因此，控制抽液量和抽液间隔时间非常重要。此外，抽取溶液的处理也不容忽视。

结果表明:间隔取液法可有效延长镀液使用寿命,当取液量大于11%时,镀液中有害离子浓度不超过其临界浓度,镀液可循环使用。

当液量大于15%时，化学镀镍液中有害离子的浓度不超过其临界浓度，化学镀镍液能连续工作，并保持较高的镀速。

虽然间隔液萃取法在化学镀镍厂已经得到广泛的应用，但该技术只是在源头上实现最大限度的减量，废液仍需进行处理。

2.冷却再沉淀法

当废液温度降低到5-10℃时，过饱和的硫酸钠就会析出，但亚磷酸钠等其它钠盐不会析出。

研究了CaO/(NH4)2CO3二次沉淀法再生化学镀镍废液的工艺，结果表明：在投料比1:1、处理时间3.5h的条件下，化学镀镍废液在25~85℃下亚磷酸盐和硫酸盐的去除率分别为95%和57%，镍盐的损失率小于10%，次磷酸盐没有变化，配位剂的损失率为46%~50%。

此法去除硫酸盐效果较差，若与冷却法配合使用，效果会大大提高。采用冷却再沉淀法时，硫酸钠晶体及沉淀的去除需要设计过滤装置或沉淀池等设备，产生的废渣也需再处理。

02

新方法

1.离子交换法

采用离子交换树脂除去H2PO3-或HPO32-，保留H2Po2-，可以延长化学镀镍溶液的寿命。

研究结果表明,在常温下,化学镀镍废液可以依次通过碳酸钙滤床、离子交换柱,去除其中的有害成分,从而进一步净化化学镀镍废液。

如果能找到合适的树脂，用H2PO2处理，就可以对镀液进行处理，使HPO与离子交换树脂上的H2PO进行交换，这样镀液就可以再生。离子交换法的缺点是受交换容量的限制，会造成树脂污染。

2.电解

在酸性条件下亚磷酸根以H2PO3-形式存在，在碱性条件下亚磷酸根以H2PO3-形式存在，电解可将其还原为HPO，可实现清洁闭环生产。通过循环伏安曲线扫描分析，预测了化学镀镍溶液电解再生的可行性。

结果表明，亚磷酸盐确实在一定程度上转化为次磷酸盐，但转化率不足4%，达不到工业生产的要求。由于亚磷酸盐还原时呈惰性，因此很难通过电解将亚磷酸盐还原为次磷酸盐。

3.电渗析

采用电渗析法处理化学镀镍废水，研究了电流密度、老化液pH值、体积流速等工艺条件对处理效果的影响，得到最佳工艺条件为：电流密度65mA/cm.、老化液pH值4.5、体积流速0.022m3/s。同时对再生镀液性能进行检测，结果满足生产要求。

采用三层离子交换膜对某化学镀镍厂废水进行电渗析处理，测定HPO的去除率以及Ni和HPo的损失率。结果表明：异相离子交换膜B的脱盐率和对HPo和HPO的选择性最好；当电流密度为65mA/cm时，化学镀镍废水再生效果最好。研究了不同电渗析结构对提高Na、Soi、HPO的选择性渗透和降低Ni、HPO、RCoO损失的影响。

处理化学镀镍废水的膜模型及不同的电渗析膜结构有3室3流2膜、3室2流2膜、5室2流4膜、5室3流4膜四种。研究发现阴离子膜3475对SO42-具有长期选择性。

结果表明:采用离子交换膜电渗析法是从化学镀镍溶液中分离亚磷酸钠的有效方法;为保证精液和电解液的电导率,需加入30g/L硫酸钠溶液。

该系统由能自动分析镀液并定时自动补液的控制器和装有能阻止亚磷酸钠通过的离子交换膜的电渗析器组成。

电场力是电渗析过程的主要驱动力，电流密度直接影响化学镀镍废液中各离子的去除率和去除速率。当电流密度增大，工作电压升高，离子迁移的驱动力增大，离子的迁移速度加快。离子迁移速度越快，离子去除率越高。

电渗析适用于处理高浓度离子，但电渗析膜的耐久性较低，选择性较差，电渗析可作为化学镀镍的前处理。

4. 次磷酸镍的制备

化学镀镍采用次磷酸镍代替硫酸镍和次磷酸钠，避免了硫酸钠结晶。但次磷酸镍的价格限制了其在化学镀镍中的应用。国内外学者开始研究制备次磷酸镍的新方法，主要是电解法。研究了采用3室、4室、5室电解槽电解制备次磷酸镍。此方法符合清洁生产的要求。

03

综上所述

关于化学镀镍废液再生的研究很多。

其中：冷却再沉淀法原理简单，但产生的废渣不易处理；离子交换法的研究主要集中在寻找合适的阴离子交换柱，突破口在于提高亚磷酸盐的去除率和将次磷酸盐的损失率控制在较低的水平范围内。

通过电解将亚磷酸盐转化为次磷酸盐在理论上是可行的，但效率极低；采用电渗析再生化学镀镍溶液将有很好的应用前景。

化学镀镍以次磷酸镍替代次磷酸钠和硫酸镍，实现了清洁生产，并有望实现闭环连续生产。

暗示：