钢丝镀铜溶液有机杂质的处理

2010-09-01 11:18:55| 分类： 电线电缆 | 标签： |字号大中小 订阅

钢丝镀铜溶液有机杂质的处理
钢丝镀铜溶液有机杂质的处理
随着铜材价格的上涨,许多由纯铜生产的产品逐步被铜包钢,铜包铝等代替 ,在不影响产品性能的情况下 ,降低了原料成本 ,与此有关的项目一时成为行业的热点.在钢丝电镀生产时,酸性硫酸盐镀铜效率高 ,溶液成分简单 ,溶液相对其他工艺稳定性较好 ,因此 ,在铜包钢加厚镀铜生产中得到应用.但是 ,镀液长期使用后 ,添加剂会分解成有害的有机杂质 ,并会越积越多 ,干涉铜离子的正常沉积 ,大大降低铜包钢丝的镀层质量.有机杂质也是镀液中最常见 ,最容易产生的杂质 ,其含量达到一定的数量时 , 将使电镀生产无法进行.
1 有机杂质产生的原因
在常温下正常镀液是清澈的蓝色 ,而有机物超标时 ,溶液呈混浊的绿色.镀液发绿是有机杂质在镀液中存在的重要症状 :轻度污染时 ,镀液呈蓝绿色 ;污染严重时,镀液呈绿色.有机杂质对镀铜层造成的影响:(1)镀铜层表面光亮度差 ;(2)降低酸性镀铜层与预镀铜层间的结合力;(3)在正常电镀电流状态下 ,电镀铜层容易被烧焦.同时有机杂质还大大降低了添加剂的作用 .
镀铜液中的有机杂质主要来自:(1)添加剂的分解 ,这是镀液中产生有机杂质的重要途径之一. 镀液使用时间太长 ,没有及时进行处理 ,添加剂的分解产物越积越多 ,达到一定的量后 ,对镀层产生破坏性的影响.(2)配液的原材料不纯 ,没有把有机杂质处理干净就配制 ,直接把有机杂质带人镀槽 . (3)生产过程中前道工序的有机杂质没有清洗彻底 ,或由清洗水中的有机杂质带人镀液.(4)镀液温度过高 ,超过工艺规范规定的温度 ,加速了添加剂的分解 .(5)大剂量添加硫酸 (一次性添加达 l0 L) 时 ,集中在镀槽一个固定位置 ,也会造成镀液局部温度升高 ,分解添加剂.
2 有机杂质的处理方法
镀铜溶液中的有机杂质常用氧化 - 还原 、活性炭吸附去除.一般首先使用氧化 - 还原法 ,将镀液中的有机物氧化分解掉,再用活性炭吸附、沉淀,过滤除去 .
2.1 镀铜溶液的氧化处理
使用的氧化剂必须满足 :不能使镀液中的主要成分分解或产生有害的物质,常用的氧化剂有双氧水或高锰酸钾 ;氧化剂本身反应后的产物对镀铜液无害 ,并且容易去除 ;过量的氧化剂也要易于除去 .
双氧水是镀铜溶液有机杂质处理最常用的氧化剂 ,反应后生成物是水 ,过量的双氧水可加热到 70 ℃除去.高锰酸钾的氧化性比双氧水更强,在镀铜溶液中的反应物是 Mn2+ ,对镀铜溶液影响不大.
在要处理的镀液中加入双氧水(一般为 1～2 mL,质量分数 30%),对有机杂质进行充分的氧化分解.加双氧水时 ,应缓慢加入 ,同时充分搅拌 ,此时,溶液内会泛起大量气泡.在气泡减少后 ,将镀液加温至 65～70℃ ,保温 1～2 h,以消除镀液中过量的双氧水 ,为下一步加入活性炭创造条件.这是因为过量的双氧水会与活性炭发生氧化-还原反应 , 同时双氧水还会分解出O2,堵塞活性炭上有吸附能力的微孔 ,降低活性炭吸附能力.这就需要在加入活性炭之前 ,检查一下镀液中是否还残存着双氧水 . 检查方法:(1)称取 5g碘化钾溶于100 mL水中 ,加入 5 g可溶性的淀粉 ,加热至溶解 ;(2)吸取一滴镀液滴在干净的滤纸上;(3)用移液管把二滴碘化钾 -淀粉溶液滴在干净的滤纸上 ;(4)观察颜色. 若在 5 s内出现蓝色 ,则表明有残存的双氧水存在 , 应重复加温 ,直到消除镀液中的双氧水 .碘化钾 -淀粉溶液是不稳定的,最好现配现用.
另外 ,经活性炭吸附处理后 ,若还有多余的双氧水残存在镀液内,由于其还原电位比铜离子高,则会在电镀时首先在阴极上还原 ,干扰铜离子的正常沉积,而且还氧化,分解新加入的添加剂 ,破坏添加剂的平衡 ,给镀液的维护带来较大的困难.
2.2 活性 炭
根据镀液有机杂质的污染程度来确定活性炭的加入量.较少的杂质只需要 1 g/L左右的活性炭就可以了,较多的有机杂质 (镀液显绿色 )需用 8～l0 g/L,甚至更多.在一般情况下 ,用 3～5 g/L进行处理 .若加入量达 5～6 g/L,应分3至 4次加入 ,每隔 30 min加入 1次 ,每次加入后让其全部溶人镀液中, 并充分搅拌 ,静置 8～12 h后过滤 。
在使用活性炭时 ,应选用低杂质的产品,防止活性炭中的锌,氯等离子对镀液的污染.
2.3 过 滤
通过电镀液过滤机 ,把吸附在活性炭表面的有机杂质与活性炭一起从镀液 中清除 ,这是保障镀液质量的一项重要措施.为保证过滤的质量,要满足 : (1)选用的过滤机具有足够的流量,一般选用每小时流量为镀液容积的 5～8倍 ,以提高镀液处理的效率 ;(2)选用滤芯精度为 5～l0μm的 PP滤芯 ;(3) 在活性炭沉淀处理后 ,镀液温度降到室温时开始过滤 ,有利于活性炭对有机杂质的吸附,达到最佳的处理效果 .
在进行双氧水-活性炭处理后 ,要对镀液进行0.5～1.0 h的电解处理 ,将残存在镀液中的双氧水完全清除.另外 ,只有当镀液温度降到工艺范围内时 ,才可按工艺规定的量加入添加剂 ,主要是防止添加剂在高的镀液温度下产生分解.有时在加人添加剂后 ,还要继续小电流电解 0.5 h,使添加剂均匀地分布在镀液中.
3 结语
有机物是酸性镀铜液中最常见的破坏镀铜层质量的杂质 ,及时,正确地对其进行处理 ,不仅能提高镀铜层的质量 ,而且还能延长镀液的使用寿命 ,降低生产成本 ,提高生产效率 .

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