根據廢液中鎳離子的濃度,加入適量的NaOH,使鎳離子沈澱成Ni(OH)2而去除。用絡合劑去除廢液中的鎳,首先用CaO調節廢液的pH值至8左右,除去大部分有機酸絡合劑,然後向廢液中加入CaO或NaOH,調節廢液的pH值至11 ~ 12,使廢液中大部分鎳離子與其它重金屬離子反應,然後加入適量的高分子絮凝劑,加速不溶物的沈降。加入合適的氧化劑(高錳酸鉀、過氧化氫或氯氣等)。)去除廢液中的次磷酸鹽和亞磷酸鹽有利於鎳離子的沈澱,降低廢水的化學耗氧量(COD)。(1)機制
化學鍍鎳是用還原劑將溶液中的鎳離子還原並沈積在具有催化活性的表面上。多種還原劑可用於化學鍍鎳。目前工業上應用最廣泛的化學鍍鎳工藝是以次磷酸鈉為還原劑,其反應機理壹般公認為“原子氫理論”和“氫化物理論”。
1)原子氫理論
原子氫理論認為,溶液中的Ni2+被次磷酸鈉(NaH2P02)釋放的原子活性氫還原成金屬鎳,而不是H2PO2-和Ni2+之間的直接相互作用。
首先,在加熱條件下,次磷酸鈉在催化表面釋放出原子氫,或通過H2O 2-催化脫氫生成原子氫,即
然後,吸附在活性金屬表面的H原子將Ni2+還原成金屬Ni,並將其沈積在被鍍零件的表面上。同時,次磷酸鹽被原子氫還原生成磷,或者發生自身的氧化還原反應沈積磷。H2的沈澱既可以通過H2POf的水解產生,也可以與原子氫結合產生。
2)氫化物理論
根據氫化物理論,次磷酸鈉的分解並不釋放原子氫,而是釋放出還原能力更強的氫化物離子(氫的負離子H-1),鎳離子被氫的負離子還原。
在酸性浴中,H2PO2-在催化表面與水反應。
在堿性浴中,它是
鎳離子被氫離子還原,即氫離子H能同時與H2O或H+反應放出氫氣;同時,磷被還原沈澱。
⑵特點
化學鍍鎳的發展至今已有50多年的歷史。經過半個多世紀的研究和發展,化學鍍鎳已經進入成熟階段,其現狀可以概括為:技術成熟、性能穩定、功能多樣、應用廣泛。
化學鍍鎳層具有壹些不同於電沈積的特性。
(1)用次磷酸鈉作還原劑時,磷和鎳析出,所以化學鍍鎳層是磷彌散分布的鎳磷合金鍍層,鍍層中磷的質量分數為1% ~ L5%。通過控制磷含量獲得的鎳磷鍍層致密、無孔,遠優於電鍍。以硼氫化物或氨基硼烷為還原劑時,化學鍍鎳層為鎳硼合金鍍層,硼含量為1% ~ 7%。只有用肼作還原劑得到的鍍層才是純鎳層,鎳含量可達99.5%以上。
②硬度高,耐磨性好。電鍍鎳層的硬度只有L60 ~ 180 HV,而化學鍍鎳層的硬度壹般為400 ~ 700 HV。經過適當的熱處理,可以進壹步提高到接近甚至超過鍍鉻層的硬度,所以耐磨性好。更難得的是,化學鍍鎳層同時具有良好的耐蝕性和耐磨性。
③化學穩定性高,塗層附著力好。在大氣等介質中,化學鍍鎳層的化學穩定性高於化學鍍鎳層。對普通鋼、銅等基材具有良好的附著力,附著力不低於電鍍鎳層與基材的附著力。
(4)由於化學鍍鎳層的磷(硼)含量不同,鍍後熱處理工藝不同,鍍鎳層的物理化學性能,如硬度、耐蝕性、耐磨性、電磁性能等。,有豐富多彩的變化,這在其他鍍種中是不多見的。因此,化學鍍鎳的工業應用和工藝設計具有多樣性和特異性的特點。傳統上,化學鍍作為壹種表面處理方法,屬於電鍍,是電鍍的鍍種。但化學鍍不同於電鍍,主要是因為化學鍍不需要外接電源,操作方法也不同於電鍍,其特點如下:
⑴鍍層厚度均勻,化學鍍液分散度接近100%。化學鍍本身是壹個自催化氧化還原過程。催化底物只要與溶液接觸,就可以被電鍍,幾乎是對底物形狀的復制,達到了復制的程度。不像電鍍,不會出現電源線分布不均勻導致鍍層厚度不均勻的情況。
⑵化學鍍不僅可以應用於金屬表面,還可以通過特殊的活化和敏化處理應用於非金屬表面。
⑶化學鍍設備簡單,不需要電源和陽極,只要在合理的溫度、pH值等工藝參數條件下,將待鍍零件浸入鍍液中即可。
⑷化學鍍的結合力和耐蝕性優於電鍍。壹些化學塗層還具有特殊的物理和化學性質。
5.硬度高,耐磨性好。熱處理後,化學鍍鎳層硬度達到Hv1100,鍍鎳後工模具壹般使用壽命提高3倍以上。
[6]抗腐蝕性強。化學鍍鎳層在酸、堿、鹽、氨和海水中具有良好的耐蝕性,其耐蝕性優於不銹鋼。
化學鍍包括鍍鎳、鍍銅、鍍金、鍍錫等多種鍍層,但以化學鍍鎳應用最為廣泛。與電鍍鎳層相比,化學鍍鎳層的性能有如下許多優點[3]:
⑴以次磷酸鈉為還原劑通過化學鍍鎳獲得Ni-P合金,通過控制鍍層中的磷含量可以獲得Ni-P非晶態結構鍍層。鍍層致密,孔隙率低,耐蝕性優於電鍍鎳。
⑵化學鍍鎳層的鍍態硬度為450~600HV,經過合理的熱處理後可達到1000-1100HV,在某些情況下甚至可以代替硬鉻使用。
⑶根據鍍層中的磷含量,可以控制鍍層為磁性或非磁性。
⑷鍍層的摩擦系數低,可達到無油潤滑狀態,其潤滑性和金屬耐磨性也優於電鍍。
⑸低磷塗層具有良好的可焊性。
當然,像許多技術壹樣,化學鍍鎳本身也有許多缺點:
⑴與鍍鎳相比,鍍液成分復雜,某些原材料要求更高。
⑵化學鍍的操作比較麻煩,需要在施鍍過程中不斷分析和補充調整pH值。
⑶化學鍍溶液本身是壹個熱力學不穩定的體系,容易發生分解等事故。
⑷與電鍍相比,化學鍍的鍍速較慢,大部分鍍速在10-30μ m/h之間..
5]很多化學鍍的工作溫度都在90℃左右,維持這個溫度也要消耗很多能量。
【6】化學鍍層裝飾性不如電鍍,亮度不足。化學鍍鎳因其優異的鍍層性能,如高硬度、優異的耐磨性和耐腐蝕性,越來越被制造商所接受。以中磷化學鍍為例,鍍層性能為:磷含量6% ~ 9%的非晶態Ni-P合金,非磁性熔點860 ~ 880℃,鍍層狀態硬度450 ~ 550 HV (45 ~ 48 HRC),對鋼或鋁的結合力950 ~ 1050 HV。遠高於鍍鎳、鍍鉻的鋼材上內應力低於7MPa,電阻率約75μω·cm,耐蝕性6 ~ 8微米,可通過5% NaCl溶液24h9連續鹽霧試驗測試化學鍍鎳的技術特性和功能;
1,耐腐蝕性強:經此工藝處理的金屬表面為非晶態鍍層,具有優異的耐腐蝕性。通過硫酸、鹽酸、燒堿和鹽水的逐年試驗,腐蝕率低於1cr18Ni9Ti不銹鋼。
2.耐磨性好:由於催化處理後的表面是非晶態,即處於基本平面狀態,具有自潤滑性。因此,它的摩擦系數低,不粘著性好,耐磨性高,可以在潤滑條件下代替硬鉻使用。
3.光澤度高:催化鍍制件表面光澤度LZ或▽8-10,與不銹鋼制品相當,呈現潔白光亮的不銹鋼色澤。工件鍍膜後,表面光潔度不受影響,不需要進壹步加工和拋光。
4.表面硬度高:經過該工藝處理後,金屬表面硬度可提高壹倍以上,在鋼、銅表面可達到Hv570。熱處理後,塗層硬度達到Hv1000,工模具壹般使用壽命提高3倍以上。
5.結合強度高:經該工藝處理後的合金層與金屬基體的結合強度增加,壹般在350-400Mpa條件下,不脫皮、不脫落、不起泡,與鋁的結合強度可達102-241Mpa。
6.復制性能好:在尖角或邊緣凸出部分沒有明顯增厚,即具有良好的復制性能,鍍後無需打磨,沈積層厚度和成分均勻。
7.工藝技術適應性強:盲孔、深孔、管件、轉角、縫隙等內表面均可獲得均勻電鍍,因此無論妳的產品結構多麽復雜,這項技術都能遊刃有余,無漏鍍。8.低電阻和良好的焊接性。
9.耐高溫:催化合金層的熔點為850-890度。