فرایند آبکاری سیانوری
مراحل و نکات عملیات آبکاری روی سیانوری
جهت فرایند ابکاری روی سیانوری حتما مراحل زیر را باید مد نظر داشته باشید
لیست مطالب
- جدول الکترولیت و افزودنیها:
الكتروليتهاي سيانيدي بر حسب درصد سيانيد به سه دسته تقسيم ميشوند كه اجزاي آنها در جدول ذيل آورده شده است:
اجزای الکترولیت |
مقدار مجاز در نوع سیانید بالا |
مقدار مجاز در نوع سیانید متوسط |
مقدار مجاز در نوع سیانید پایین |
فلز روی |
g/l 40-30 |
g/l 25-12 |
g/l 12-6 |
سیانید کل |
g/l 140-75 |
g/l 67-30 |
g/l 24-6 |
سود |
g/l 85-65 |
g/l 85-65 |
g/l 85-65 |
نسبت سدیم سیانید به روی |
1 : 5/3 -5/2 |
1: 7/2 -0/2 |
1: 0/2 – 0/1 |
براقی SA20300 |
ml/l 5/1 -5/0 |
ml/l 5/2 -5/1 |
ml/l 8/3 -5/2 |
- شرایط عملیاتی:
پارامتر |
دامنة قابل قبول |
مقدار بهینه |
دما |
oC 45-18 |
oC 30-20 |
دانسیته جریان کاتدی در وان ثابت |
A/dm2 6-1/0 |
A/dm2 5/2-5/1 |
دانسیته جریان کاتدی در وان گردان |
A/dm2 3-1/0 |
A/dm2 6/1-5/0 |
نسبت سطح آند به کاتد |
2:1-1:1 |
1:1 |
توضیح:
3-1- در صورت استفاده از همزن مکانیکی در وانهای ثابت (به صورت پمپاژ آرام الکترولیت یا با استفاده از حرکات رفت و برگشتی آرام کاتد)، کیفیت پوشش بهبود قابل ملاحظهای خواهد یافت.
3-2- در صورت فیلتراسیون الکترولیت در مقاطع معین (در صورت مات شدن الکترولیت)، کیفیت پوشش بهبود قابل ملاحظهای خواهد یافت.
تجهیزات مورد نیاز:
- وان آبکاری : برای ساخت وان آبکاری میتوان از استیل کمکربن استفاده نمود، اما به منظور حذف جریانهای سرگردان بهتر است وان و اتصالات آنرا با یک پوشش مناسب عایق نمود.
2- آند روی : جنس آند را میتوان از تختههای روی با خلوص 97/99 درصد استفاده نمود.
3- تسمه آندی : این تسمهها بهتر است از آهن کم کربن باشند. در صورت استفاده از تسمههای مسی، باید این تسمهها به قدر کافی از سطح الکترولیت فاصله داشته باشند و بخشهای غیر عملیاتی آنها با پوشش پلاستیکی پوشانیده شده یا با نیکل پوشش داده شده باشند.
4- همزدن : به طور معمول حرکت رفت و برگشتی کاتد به صورت ملایم در الکترولیت برای وانهای ثابت توصیه میشود. در غیر اینصورت میتوان محلول الکترولیت را به آرامی و با استفاده از پمپ جابجا نمود. (این جابجایی نباید باعث متلاطم شدن الکترولیت گردد).
5- فیلتراسیون : توصیه میشود با استفاده از فیلترهای 15-5 میکرون پلی پروپلین، محلول الکترولیت به طور مستمر یا حداقل در مقاطع نه چندان با فاصله فیلتر گردد، به طوری که الکترولیت همواره شفاف دیده شود. در صورت مستمر بودن و یکنواختی پمپاژ در طول وان عملا کار همزدن الکترولیت نیز انجام میشود و در اینصورت نیازی به تکان دادن کاتد نیست.
6- یکسو کننده جریان : معمولاً یکسو کنندههای با توان ایجاد حداقل 12 ولت برای این منظور مناسب میباشد.
7- اتصالات فلزی: باید تحمل جریانهای بالا را داشته باشد و در اثر جریان بالا داغ و در نتیجه اکسید نشوند.
8- سیستم تنظیم دما : پیشنهاد میشود وانها مجهز به سیستمهای لوله کشی جریان سرد یا گرم کننده باشند تا در صورت افزایش یا کاهش خارج از انتظار دما بتوان دمای وان را در محدوده مجاز کنترل نمود.
9- سیستم تهویه : به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن در کاتد، لازم است سیستم تهویه در بالای وان (ترجیحا بالای کاتد) پیش بینی و اجرا شود. این سیستم علاوه بر کمک به وضعیت تنفسی کارگران، احتمال جمع شدن گاز هیدروژن و متعاقبا انفجار آن را مرتفع مینماید.
مراحل کار:
6-1- زنگزدايي با استفاده از فروكلين
6-2- شستشو با آب
6-3- شستشو با آب
6- 4- چربیگیری و غبارزدایی از قطعات مورد آبکاری با استفاده از چربیگیر گرم ویژه 13120
6-5- شستشو با آب
6-6- چربیگیری آندی قطعات جهت اطمینان از برداشته شدن برادههای فلزی از روی آنها با استفاده از چربیگیری الکتریکی 13210
6-7- شستشو با آب
6-8- آبکاری
6-9- شستشو با آب
6-10- شستشو با آب
6-11- غوطه وری در محلول نیتریک اسید 5/0 درصد (حداکثر 3 ثانیه)
6-12- کروماته کردن قطعه
6-13- شستشو با آب
6-14- شستشو با آب
6-15- خشک کردن
- نحوه راهاندازی وان آبکاری:
7-1- نیمی از وان آبکاری تمیز با آب مقطر پر میشود.
7-2- مقدار g/l 200 از نمک آماده روی سیانیدی 40210 به آرامی به آن اضافه میشود.
7-3- مخلوط مستمر همزده شود تا ضمن انحلال نمک، دمای آن نیز پایین آید.
7-4- پس از پایین آمدن دما تا دمای محیط، کم کم به اندازه g/l 2/0 از سدیم سولفاید (که قبلاً در مقدار کمی آب محلول شده) به وان اضافه میشود و هم زده شود.
7-5- وان به مدت 12 ساعت استراحت داده میشود و سپس با استفاده از فیلتر مناسب صاف میشود.
7-6- مقدار آب باقیمانده تا حجم نهایی به وان اضافه شده و محلول کاملا یکنواخت میگردد.
7-7- به محلول اخیر میزان مورد نیاز از براقیSA20300 اضافه شده و هم زده ميشود.
7-8- الکترولیت از نظر میزان اجزاء تشکیل دهنده آنالیز شده و تست هول سل انجام میگيرد. در صورت عدم وجود مشکل میتوان با آسودگی آبکاری قطعات را آغاز نمود.
توجه: جهت راهاندازی وانهای قلیایی سیانیدی استفاده از دستکش، عینک، پیش بند و چکمههای لاستیکی مناسب الزامی است.
- آلایندهها:
فلزاتی نظیر آهن، نیکل، کادمیم و مس در الکترولیت بسیار کم محلول هستند و به ویژه در اثر استفاده از افزودنی تصفیه رسوب خواهند کرد. با توجه به اینکه ناخالصیها به سختی از الکترولیت خارج میشوند، بهتر است از ورود آنها به وان جلوگیری شود.
فلزاتي غیر از روی را که از راههای مختلف به محلول آبکاری راه ميیابند ميتوان با روش خالصسازی الکتریکی (صفحهگذاري) به شرح ذيل به طور ثمر بخشی از محلول خارج نمود:
ورقههای آهنی تاخورده و موجدار در قسمت کاتد قرار گرفته و شدت جریانی معادل 3/0 آمپر بر دسیمتر مربع اعمال میگردد و سطح آند را به کمترین حد ممکن کاهش میدهیم. همزدن محلول، به انجام ثمر بخش این روش کمک بسیار خواهد کرد. آلودگی ناشی از کروم فقط از روشهای خاص قابل برطرف شدن میباشد که با مراجعه به آزمایشگاه شرکت سپهر افروز شیمی میتوان مشاوره لازم را گرفت.
آلودگی ناشی از سرب را میتوان با روش رسوب دادن توسط محلول تصفیه حذف نمود.
- تست هول سل:
تست هول سل یکی از ابزارهای مهم در تشخیص سلامت و عملکرد وانهای آبکاری است. لذا با شبیهسازی شرایط آبکاری صنعتی در قالب تست هول سل میتوان ضمن تشخیص وضعیت وان در کنار آنالیز شیمیایی و آگاهی از پیشینه وان، راه کار بهبود آنرا تعیین نمود.
برای تست هول سل تجهیزات زیر مورد نیاز است:
- هول سل
- صفحه روي به ابعاد 7×5 سانتی متر به عنوان آند
- صفحه آهنی گیلانس شده به ابعاد10×7 سانتیمتر به عنوان کاتد
- یکسو کننده
- مدت آبکاری: 10 دقیقه
- دما: دمای محیط
- هم زدن: نیاز نیست
روش تست هول سل: 250 میلی لیتر از محلول مورد تست به درون هول سل ریخته میشود (بدین ترتیب cm 5 از آند و کاتد درون محلول قرار میگیرند). آند و کاتد کاملا چربیزدایی و جرمزدایی شده و تمییز درون آن گذارده میشود. پس از اتصال آند به قطب مثبت و کاتد به قطب منفی یکسو کننده، دانسیته جریان مطابق شرایط فرایند صنعتی اعمال میگردد و به مدت 10 دقیقه آبکاری انجام میشود. پس از پایان آبکاری، کاتد را به ترتیب با آب، نیتریک اسید ٪5/0 و مجددا با آب شستشو داده و کاملا خشک میکنیم.
حال ظاهر پوشش در سطح کاتد که قاعدتا باید براق و بدون عیب باشد مورد بررسی قرار میگیرد. در صورتی که ظاهر پوشش خوب باشد میتوان گفت کیفیت وان خوب بوده و میتواند به کار خود ادامه دهد وگرنه باید مورد رفع اشکال قرار داده شود.
اشکال قابل دید |
علت بروز اشکال |
رفع اشکال |
پوشش دارای حباب هوا میباشد. |
قطعه خوب تمیز نشده است. پرده سفید فیلم مانند در سطح قطعه خوب زایل نشده است. میزان سیانور آزاد یا NaOH بالاست. نمک فلز نامطلوب اضافه شده است. |
تمام عملیات تمیز کاری دقیقاً مورد بررسی قرار گیرد. قطعه بهتر است بعد از شستشو خشک شود.
بعد از تجزیه الکترولیت سیانور روی آن اضافه شود. سود سوز آور اضافه شود. |
پوشش بعد از مدتی از سطح قطعه پوسته میشد. |
عملیات پیش از آبکاری ناقص بوده یا مدت زیادی در پساب قرار گرفته است. |
عملیات چربیگیری و شستشو کنترل شودو زمان پساب کوتاه شود. |
گاز به شدت متصاعد میشود. |
سیانور آزاد زیاد است. |
اکسید روی اضافه شود. |
درصد سیانور آزاد در الکترولیت دائماً تغییر مییابد. |
ترکیبات پساب اسیدی وارد الکترولیت شده. |
قطعات بعد از پساب محلول 15 گرم در لیتر هیدرواکسید سدیم خنثی شوند. |
سطح پوشش زبر است. |
میزان درصد فلز روی در الکترولیت بالاست . |
آند کم شود و به جای آن آهن آویزان شود. |
پوشش سیاه و کدر است. |
تراکم جریان A/dm2 بالاست . سیانور آزاد کم است. مواد ناخالص وارد الکترولیت شده. ترکیبات براق کننده در الکترولیتها کاهش یافته است. فلزات غریبه الکترولیت را ناخالص نموده است. |
تراکم جریان A/dm2 پایین آورده شود . سیانور سدیم اضافه شود. مدتی با آمپر پایین کار شود. مواد براق کننده اضافه شود. قطعات در محلول 3/0 درصد اسید نیتریک رنگش باز شود و با سولفید سدیم و فلزات غریبه انداخته شود. |
قطعه به آهستگی پوشش میشود یا به طور کلی آب نمیگیرد و یا پوشش ضعیف است. |
تراکم جریان پایین است. |
تراکم جریان بالا برده شود. سطح آند بیشتر شود. سیانور روی اضافه شود. هیدروکسید سدیم اضافه شود. الکترولیت از طریق سرد کردن و یا با سیانور باریم، کربنات انداخته شود. |
اختلاف سطح ضخامت طبیعی نیست. |
NaOH الکترولیت کم است. |
NaOH اضافه شود. |
در قطعه آبکاری شده و بعد از خشک شدن، سطح پوشش دارای لکههای نواری شکل یا لکه میباشد. |
شستشو ناقص بوده در خاک اره خشک گردیده و سیانور در سطح پوشش باقی مانده است. |
در زیر آب روان شستشو شود و برای خشک کردن از سانتریفوژ استفاده شود. |
سطح آند سیاه گردیده یا سطح آند شفاف شده است. |
فقدان سیانور آزاد در الکترولیت. افزایش سیانور آزاد در الکترولیت. |
محلول سیانور سدیم اضافه شود. تعادل و نسبت NaOH:NaCN برقرار شود و ZnO به الکترولیت اضافه شود. |
- آنالیز الکترولیت:
8-1- اندازه گیری روی:
مقدار cc 1 نمونه برداشته و به ترتیب به آن cc 50 آب مقطر، cc 20 تامپون، مقدار کمی معرف اریوکروم بلک تی و cc 5/0 فرمالدئید اضافه میکنیم و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول (M 05/0) EDTA تیتر میکنیم. تغییر رنگ محلول از بنفش به آبی نقطه پایان تیتراسیون میباشد.
میزان روی از رابطه زیر محاسبه میگردد:
Zn2+ (g/l) = 3.27*VEDTA
8-2- اندازهگیری سیانید کل:
مقدار cc 5/2 نمونه را برداشته و به ترتیب به آن cc 50 آب مقطر، cc 1 پتاسیم یدات M 1/0 و cc 5/0 أمونياك اضافه ميكنيم و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول نقره نيترات M 1/0 تيتر ميكنيم. تبدیل محلول بیرنگ به رسوب کدر نقطة پایان واکنش میباشد.
میزان سیانيد کل از رابطه زیر محاسبه میگردد:
CN-Total (g/l) = 2.08*VAgNO3
- اندازه گیری سود:
مقدار cc 5/2 نمونه را برداشته و به ترتیب به آن cc 50 آب مقطر و 4 قطره معرف اپسیلون بلو اضافه کرده و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول کلریدریک اسید M 1 تیتر میکنیم. نقطة پایان تیتراسیون تغییر رنگ محلول از بنفش به نارنجی میباشد.
میزان سود از رابطه زیر محاسبه میگردد:
NaOH (g/l) = 16* VHCl
- ایمنی وبهداشت کار:
الکترولیت این فرایند بدلیل داشتن سیانور سدیم بالاترین سمیت ممکن در میان همه فرآیندهای آبکاری را داراست وبه همین دلیل رعایت نکات ایمنی و بالاترین حد بهداشت فردی وبهداشت محیطی را اقتضا مینماید وهر گونه سهل انگاری در این زمینه ممکن است با خسارت های واقعا جبران ناپذیری همراه گردد .
در صورت تماس دست صورت ویا بدن با الکترولیت بی درنگ بمدت5 دقیقه با اب شستشم داده وهمزمان با نوشیدن یک لیوان شیر به پزشک مراجعه نمایید . اشخاصی که با این مواد سر و کار دارند باید همواره از لباس کار مناسب برخوردار بوده و از لوازم و وسایل ایمنی نظیر عینک، کفش، دستکش و نظایر آن که مانع از تماس مواد با اندامهای بدن میشوند استفاده نمایند.
در صورت تماس محلولها با چشم، آنها را حداقل 15 دقیقه با آب سرد دوش چشمی شستشو داده و به پزشک مراجعه گردد. در صورت تماس با پوست حدود 15-5 دقیقه با آب سرد شستشو داده و در صورت نیاز به پزشک مراجعه گردد. در صورت بلعیده شدن مواد سریعاً به پزشک مراجعه گردد.
مطالعه سند MSDS مواد پیش از کار میتواند از بروز بسیاری از سوانح و خسارات جلوگیری نماید.