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  2. 化學鍍在功能材料制備中的作用與發展趨勢
    2011-06-01 00:00:00 作者:吳浩 來源:《腐蝕防護之友》 分享至:


    化學鍍用水處理途徑


      化學鍍的前后處理都需要用水,這是不可避免的現實問題,而且溶液總是有使用壽命的,不可避免的要面對老化鍍液的問題。


      化學鍍生產的用水分為三個部分,第一部分是前處理廢水,主要曲除油、酸洗、清洗產生;第二郜分是鍍液老化產生的廢水;第三部分是鍍后漂洗產生的廢水。第一部分和第三部分水已經有成熟的電鍍水處理工藝,通過吸附過濾和反滲透完全可以實現水的回用。第二部分老化鍍液的處理與電鍍溶液不同的地方在于通常化學鍍溶液中添加了大量的有機酸絡合劑、次磷酸鈉還原劑、反應產物亞磷酸鈉、硫酸鈉等。化學鍍鎳溶液體系如果對鍍層質量要求較高,一般控制鍍液的使用周期在6個循環以內,報廢時的鎳含量一般在3-5克/升。這部分溶液直接排放將造成水中鎳含量和COD的嚴重超標,已經越來越受到人們的關注。對鍍液老化問題的研究有許多的報道,大體有幾個方面的處理:電解法、化學沉淀法、離子交換、電滲析法、催化還原法、膜分離法等等。這些方法的處理思路一是盡可能延長鍍液的循環使用周期,減少鍍液排放次數,一是將鍍液中的鎳回收后其余溶液當廢水處理。這些工藝的處理成本和方法各有千秋。


      對于化學鍍鎳老化溶液如果只是從考慮消除環境污染隱患來處理,其處理成本是不得不考慮的一個因素。如果把溶液中的鎳及有機物與無機鹽當成資源加以綜合利用,則可以帶來意想不到的效益。筆者已經做過三年的老化鍍液綜合利用試驗,溶液中的鎳可以95%以上回收利用,目前正在進行溶液中其它資源的利用試驗。


      化學鍍銅的主要用戶電子線路板企業,目前許多企業還是使用甲醛作為還原劑,對操作人員的健康威脅不言自明,企業通常會在通風設施及運行上面大量的投資,單獨使用次亞磷酸鈉是很難獲得銅層的,目前我們已經有無甲醛的化學鍍銅商品濃縮液銷售。


    化學鍍研究與應用的發展趨勢


      與不同基材組合實現功能化需要


      (1)在銅基合金上石蓋化學鍍鎳層,實現高效傳熱與耐蝕


      通過在銅及銅合金表面夜蓋高耐蝕化學鍍鎳層來制造板式換熱器,即可防止因夜蓋層缺陷可能引起的電化學腐蝕穿孔,克服了海水及氯離子環境下板式換熱器的選材困境;由于基材使用銅及合金并結合表面夜蓋層的耐蝕與抗垢作用,使傳熱效率大幅度提高。相對于采用鈦合金板片,可減少換熱面積三分之一以上,設備造價與鈦板式換熱器比較可下降30%以上。
     


      圖1為某石化廠高氨物料換熱現場,采用304不銹鋼材質的列管式換熱器,重10t,換熱面積300m2,需要使用50t的吊車安裝。采用銅基化學鍍鎳板式換熱器,換熱面積約60m2,設備質量小于0.8t,只需16t的吊車就可安裝。


      (2)在陶瓷基體上選擇性石蓋,集多種功能于一體


      通過在陶瓷器件上部分石蓋化學鍍鎳層,滿足導電性、絕緣性、可焊性、耐高低溫沖擊、密封性等多方面的功能性要求。


      圖2是用于航電的基礎器件,基材為95%Al2O3陶瓷,局部覆蓋10~15μm的化學鍍鎳層,較鉬錳法金屬化的產品合格率大幅度提高。
     

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