Главная»В помощь технологу»Гальванические технологии»Цинкование»Щелочная ванна гальванического цинкования, не содержащая цианидов Protolux 3000

Щелочная ванна гальванического цинкования, не содержащая цианидов Protolux 3000

Описание продукта

Ванна блестящего цинкового покрытияProtolux 3000 – это щелочной, не содержащий цианидов электролит для осаждения покрытий блестящего цинка на изделиях, закрепленных на подвесках и насыпных изделий массовой загрузки.

Покрытия имеют равномерный блеск и обладают хорошей адгезией.

Оснащение ванны

Емкости для раствора		Листовая сталь с футеровкой из эбонита, ПВХ, материала ПВХ/Сложный полиэфир - типа сэндвич, полиэтилена, полипропилена.
Вытяжка		Необходима
Движение изделий/электролита		Необходимо, для применения более высоких показателей плотности тока. Движение можно заменить подачей воздуха или применять комбинированно.
Число оборотов барабана		2 - 8 оборотов в минуту
Аноды		Электролитический цинк, не менее 99,99 %, держатели анодов из стали. При химическом дополнительном растворении цинка - аноды из листовой стали или никелированные стальные аноды. (Необходима емкость для растворения цинка размером на 15% от объема ванны.) Комбинация анодов из цинка и анодов из стали не рекомендуется.
Фильтрование		Необходимо; 2 – 3 объема ванны/час; Размер фильтровальных ячеек: 10 – 20 µм
Нагрев/охлаждение		Мягкая сталь, графит, титан, ПТФЭ. Рекомендуется, начиная с нагрузки на ванну 0,6 A/л.

Исходный состав ванны

Приготовление 100 л электролита блестящего цинка Protolux 3000	Исходный состав I для изделий, закреплен-ных на подвесках		Исходный состав II для насыпных изделий массовой загрузки
	литров	килограмм	литров	килограмм
Вода, глубокообессоленная	~ 85		~ 85
Окись цинка, 99,5 %^**		1,25		1,75
Гидроокись натрия, техн.		12,0		14,0
Добавочный раствор Protolux 3000	0,5	0,51	0,5	0,51
Блескообразующая добавка Protolux 3000	0,4	0,41	0,4	0,41
Раствор исходного состава Protolux 3000	0,4	0,42	0,4	0,42
Модификатор Protolux	3,0		3,0

** макс. 0,001 % Pb, макс. 0,0005 % Cd, макс. 0,005 % S

При выполнении всех видов работ с Protolux 3000 необходимо соблюдать предписания по обращению с едкими щелочными растворами!

Приготовлять исходный состав необходимо лучше всего в чистой емкости из листовой стали. В случае применения других материалов необходимо учитывать термостойкость!
В ванну заливают примерно 1/4 количества воды, необходимого для приготовления исходного состава, и быстро и интенсивно размешивают в ней окись цинка и гидроокись натрия до полного растворения соли.
При этом смесь нагревается до 80 - 90 °C, что обязательно необходимо для растворения окиси цинка.
Затем добавляют оставшееся количество воды и дают ванне охладиться до комнатной температуры.
Альтернативно исходный состав можно приготовить с применением основного электролита цинка.
При комнатной температуре при интенсивном перемешивании сначала добавляют необходимое количество модификатора Protolux, затем соответствующее количество добавочного раствора Protolux 3000, а затем раствор исходного состава Protolux 3000 и блескодобавкуProtolux 3000.

Технологические параметры

Содержание металла		Ванны с подвесками 10,0 (8 – 12) г/л Zn Ванны с барабанами 14,0 (12 – 14) г/л Zn Соотношение цинк : гидроокись натрия при обработке изделий на подвесках ни в коем случае не должно быть меньше чем 1 : 12. Для изделий в барабанах соотношение может быть 1:10.
Плотность ванны		1,12 г/см3при 20 °C
Температура ванны		24 °C (18 – 28 °C)
Напряжение на ванне		2 – 6 в для изделий на подвесках 6 – 12 в для насыпных изделий массовой загрузки.
Плотность тока		На катоде: 2 A/дм2(1 - 3 А/дм2) для изделий на подвесках 0,75 А/дм2(0,5 - 1 А/дм2) для изделий в барабанах, исходя из общей поверхности обрабатываемых изделий. На аноде: макс. 2 A/дм²; при слишком низкой плотности тока содержание металла в электролите повышается. Слишком высокие показатели плотности тока на аноде вызывают явления пассивации и снижение содержания металла.
Выход по току		50 – 95 %

Скорость электролитического осаждения при 10 г/л цинка и 24 – 28 °C

Плотность тока	0,5 А /дм²	1 А /дм²	2 А /дм²
Продолжительность гальванизации при толщине покрытия 1 µм	8 мин.	4 мин.	3 мин.

Содержание технологического процесса

Расход на 10.000 Ач	Изделия на подвесках	Насыпные изделия в массе
Блескодобавка Protolux 3000	2,0 л (1,0 – 3,0 л)	2,0 л (1,0 – 3,0 л)

Исходный раствор Protolux 3000 и добавочный раствор Protolux 3000 добавляют при возможном проведении корректировок. Исходный раствор Protolux 3000 применяется как добавка для улучшения распределения покрытия по толщине и как средство против пригорания в интервале высокой плотности тока.

Добавочный раствор Protolux 3000 служит для улучшения интервала низкой плотности тока. Подробная информация о принципе действия добавок Protolux 3000 дана в инструкции по контролю процесса.

Блескодобавку Protolux 3000 и исходный раствор Protolux 3000 можно, если необходимо, смешивать для дозировки.

Расход модификатора Protolux зависит от заноса. Мерой для измерения степени заноса является расход NaOH. На каждый килограмм добавленного NaOH необходимо добавить
0,2 л модификатора Protolux

Максимальные показатели содержания цинка

Protolux 3000 для изделий на подвесках	12 г/л
Protolux 3000 для изделий в барабанах	14 г/л

Соотношение
цинк : гидроокись натрия в исходном составе для изделий на подвесках во время нанесения слоя покрытия ни в коем случае не должно быть меньше 1 : 12.

При максимальных показателях содержания цинка показатель содержания гидроокиси натрия должен доходить до 150 г/л.

Если содержание цинка превышает названые величины, то может наступить ухудшение рассеяния блеска по глубине и возрастание возможности пригара. В таком случае лучше всего продолжать работу со стальными анодами до достижения нижнего предела содержания цинка.

Практическим правилом для работы только со стальными анодами является: за каждый ампер-час из раствора вырабатывается примерно 1 г цинка.

Работа ванны Protolux одновременно со стальными и цинковыми анодами не приносит желаемых результатов (разный потенциал на анодах).

Рассеяние блеска по глубине ухудшается также, если содержание едкого натра падает ниже показателя 110 г/л.

Указания по технологическому процессу

После покрытия слоем цинка изделия хорошо промывают и погружают в 0,3 - 0,5 % ную азотную кислоту для удаления щелочного слоя.

Последующее хроматирование повышает коррозионную стойкость.

При обработке насыпных изделий массовой загрузки корпус барабана должен быть во время всего технологического процесса полностью покрыт электролитом, чтобы исключить возможность образования гремучего газа, который при определенных условиях может привести к разрушению барабана.

Барабаны и листовая сталь для проработки электролита после применения должны быть полностью очищены от остатков щелочей путем тщательной промывки, чтобы предупредить возгорание возможно имеющихся аморфных слоев цинка при просушке.

Перерывы производства

После длительных перерывов производства раствор исходного состава Protolux 3000 должен быть пополнен по результатам, полученным после контроля с применением ячейки Хулла.

Система растворения цинка (Графическое изображение)

Указания по оснащению ванны и режиму работы

Объем емкости для процесса растворения: 15 - 20 % от объема рабочей емкости
Производительность фильтрующего насоса: общий объем электролита от 1 до 3 раз в час
Фильтрующий блок должен быть установлен между емкостью для процесса растворения и рабочей емкостью (см. эскиз).
Цинк поступает в емкость для растворения в форме напр., цинковых обрезков или цинковых шариков в корзинах из черного металла.
Металл цинка в емкости для процесса растворения должен хорошо омываться электролитом.
Площадь поверхности цинка, необходимую для поддержания постоянного уровня концентрации цинка в электролите, необходимо определять методом проведения анализов при запуске рабочего режима.
На время производственных перерывов электролит необходимо сливать из емкости для процесса растворения в сливную емкость, чтобы исключить увеличение концентрации цинка в электролите.
Корзины с металлом цинка после слива электролита необходимо тщательно промыть.

Обработка сточных вод

Protolux 3000 не содержит сильных комплексообразователей, однако для отвода в общую циркуляционную систему промывочных вод неприемлем. Эти сточные воды необходимо отводить и обрабатывать отдельно.

Промывочные воды

Промывочные воды продукта Protolux 3000, в том смысле, что продукт разбавлен в соотношении 1 : 100, можно обрабатывать методом осаждения нейтрализацией раствором едкого натра и / или известкового молока при pH 9 – 10.

Для улучшения флокуляции добавляют вспомогательное флокулирующее средство (мы рекомендуем полиакриламид/анионоактивный с молярной массой 4 – 6 миллионов), дополнительно слегка перемешивают и дают выпасть в осадок для лучшей фильтрации.

После фильтрации фильтрат больше не должен иметь контакта с ионами металла.

Концентраты

Концентраты ванны должны отводиться на станцию очистки сточных вод разбавленными промывочной водой, не содержащей медь, в соотношении не менее чем 1 : 3, и могут обрабатываться методом осаждения нейтрализацией, как описано под заголовком «Промывочные воды».

Если при обработке концентрата присутствует медь в более высокой концентрации, то необходимо принимать в расчет обработку сульфидом натрия.

Сначала показатель pH настраивают на величину 6 – 8.
После этого добавляют раствор сульфида натрия (10 – 15 % ного) до тех пор, чтобы при потенциометрическом измерении произошел значительный скачок потенциала или, чтобы бумага на основе ацетата свинца как раз приобретала коричневую окраску.
Спустя 10 минут времени реакции, образовавшийся слабый избыток сульфида удаляют небольшим количеством раствора Fe-III-хлорид (~ 10 % ного).
Теперь бумага на основе ацетата свинца больше не имеет коричневой окраски.

В заключение показатель pH настраивают при помощи известкового молока или раствора едкого натра/известкового молока примерно на величину 9 и проводят фильтрование, как описано под заголовком «Промывочные воды».

Необходимо соблюдать требования местных органов технадзора относительно предельной концентрации токсичных веществ, а также общие требования нормативных актов по опасным материалам!

Необходимая продукция фирмы Atotech для приготовления исходного состава и для корректировки технологического процесса Protolux 3000:

Добавочный раствор Protolux 3000
Блескообразующая добавка Protolux 3000
Раствор исходного состава Protolux 3000
Модификатор Protolux

Технологическая лабораторная карта

Добавки для Protolux 3000	Интервал концентрации	Оказываемое действие
Блескообразующая добавка	4 мл/л зависит от содержания Zn 2 л (1 – 3 л) / 10 кАч	Дозировочная добавка для стандартных условий Блескообразователь
Раствор исходного состава	4 мл/л (2 – 6 мл/л) 0 – 0,5 л / 10 кАч	Улучшает распределение покрытия по толщине Против пригаров в интервале высоких показателей плотности тока
Добавочный раствор	5 мл/л (3 – 10 мл/л) 0 – 0,5 л/10 кАч	Улучшает рассеяние металла и рассеяние блеска по глубине
Модификатор	30 мл/л (10 – 30 мл/л) по величине заноса	Умягчитель воды

Инструкция по проведению анализа

Определение содержания цинка

Издание 2 от 03.02.1999
Заменяет издание 1 от 04.11.1997

Необходимые реактивы: *

Аммиак конц., плотность 0,91
Буферный раствор: 55 г хлорида аммония и 350 мл аммиака конц., заполнен до 1 л
Индикаторная смесь метилтимола голубого: натриевая соль метилтимола голубого с нитратом калия в соотношении 1:100 в растертом виде
Раствор EDTA для объемного анализа 0,05 M (EDTA- динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты)
Формалин 37 % ный

Выполнение:

10,0 мл**раствора электролита помещают в 100 мл мерную колбу, заполняют до отметки дистиллированной водой и хорошо перемешивают.
25,0 мл этого раствора (= 2,5 мл оригинального раствора ванны) смешивают по порядку в 500 мл-колбе Эрленмейера с
200 мл дистиллированной воды
10 мл аммиака (конц.)
20 мл буферного раствора, а также
1 дозой индикаторной смеси на кончике шпателя.
После этого раствор должен иметь светло-голубой цвет. Теперь нужно немедленно титровать
0,05 M ЭДТА-раствором для объёмного анализа до изменения цвета с голубого на бесцветный или слабо-серый. В конце необходимо титровать медленно, т.к. изменение цвета наступает очень быстро (мгновенно).
Если изменения цвета не наступает, то в ванне, возможно, содержится цианид. В этом
во вторую пробу после добавки 10 мл аммиака, 20 мл буферного раствора и индикаторной смеси добавляют
примерно 1 мл формалина. Затем, как уже описано, необходимо титровать 0,05 M ЭДТА-раствором для объёмного анализа.
Израсходованное число миллилитров 0,05 M ЭДТА-раствора для объёмного анализа ***умножают на 1,3 - в результате получается содержание в ванне цинка в г/л.

Пример:

При титровании 2,5 мл электролита было израсходовано: 5,6 мл 0,05 ЭДТА-раствора для объёмного анализа

Вычисление:

5,6 · 1,3 = 7,3 г/л цинка

При выполнении всех работ необходимо соблюдать общие требования нормативных актов по опасным материалам!

* Если не сказано иначе, то всегда имеются в виду вещества, чистые для анализа.

** Объемы, указанные с точностью до одного знака после запятой, должны отмеряться полной пипеткой.

*** Коэффициент растворов для объемного анализа всегда принимается равным 1,000 и в примерах вычислений не учитывается.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА

Определение содержания гидроокиси натрия (общее)

Издание 3 от 01.11.2000
Заменяет издание 2 от 03.02.1999

Необходимые реактивы^*:

Раствор калиягексацианоферрата (II) (44 г/л K4Fe(CN)6· 3 H2O)
Раствор хлорида бария 1 M (244 г/л BaCl2· 2 H20)
Индикаторный раствор фенолфталеина, 1 % ный в алкоголе
0,5 M Раствор соляной кислоты для объемного анализа

Выполнение:

10,0 мл**раствора электролита помещают в 100 мл мерную колбу, дополняют до отметки глубокообессоленной водой и хорошо перемешивают.
25,0 мл разбавленного электролита (= 2,5 мл оригинального электролита) разбавляют в 250 мл колбе Эрленмейера
100 мл дистиллированной воды и смешивают с
10 мл 1 M раствора хлорида бария.
Далее добавляют раствор калиягексацианоферрата (II) в количестве, немного превышающем число миллилитров, полученное делением содержания цинка в г/л на 4, и несколько капель
индикаторного раствора фенолфталеина. Затем титруют при хорошем встряхивании
0,5 M раствором соляной кислоты для объемного анализа до полного обесцвечивания раствора.
Израсходованное число миллилитров 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа, умножают на 8,0 - в результате получается содержание в ванне гидроокиси натрия в г/л.

Пример:

При титровании 2,5 мл электролита цинка было израсходовано 12,7 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа.

Вычисление:

12,7 · 8,0 = 101,6 г/л гидроокиси натрия (общее содержание)

При выполнении всех работ необходимо соблюдать общие требования нормативных актов по опасным материалам!

* Если не сказано иначе, то всегда имеются в виду вещества, чистые для анализа.

** Объемы, указанные с точностью до одного знака после запятой, должны отмеряться полной пипеткой.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА

Определение содержания карбоната натрия методом прямого титрования

Издание 3 от 01.11.2000
Заменяет издание 2 от 03.02.1999

Необходимые реактивы^*:

Раствор калия гексацианоферрата (II) (44 г/л K4Fe(CN)6· 3 H2O)
Индикаторный раствор фенолфталеина, 1 % ный в алкоголе
0,5 M Раствор соляной кислоты для объемного анализа

Выполнение:

10,0 мл**раствора электролита помещают в 100 мл мерную колбу, дополняют до отметки глубокообессоленной водой и хорошо перемешивают.
25,0 мл разбавленного электролита (= 2,5 мл оригинального электролита) разбавляют в 250 мл колбе Эрленмейера
100 мл дистиллированной воды.
Добавляют раствор калия гексацианоферрата (II) в количестве, немного превышающем число миллилитров, полученное делением содержания цинка в г/л на 4, а также несколько капель
индикаторного раствора фенолфталеина. Затем титруют до тех пор
0,5 M раствором соляной кислоты для объемного анализа, до полного обесцвечивания красного раствора.
От полученного при титровании показателя нужно отнять число миллилитров 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа, израсходованных при определении содержания гидроокиси.
Полученную таким образом величину умножают на 21,2 - в результате получается содержание в ванне карбоната натрия в г/л.

Пример:

При титровании 2,5 мл электролита было израсходовано: 14,9 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа^***

При титровании 2,5 мл электролита для определения содержания гидроокиси было израсходовано: 12,7 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа.

Вычисление:

14,9 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа (расход на гидроокись и карбонат) - 12,7 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа(расход на гидроокись) = 2,2 мл 0,5 M раствора соляной кислоты для объемного анализа (расход на карбонат)

2,2 · 21,2 = 46,6 г/л карбоната натрия

При выполнении всех работ необходимо соблюдать общие требования нормативных актов по опасным материалам!

* Если не сказано иначе, то всегда имеются в виду вещества, чистые для анализа.

** Объемы, указанные с точностью до одного знака после запятой, должны отмеряться полной пипеткой.