氯化钾镀锌与氯化铵镀锌的比较
氯化钾镀锌和氯化铵镀锌是现今工业生产中使用较多的两种工艺,其中氯化钾镀锌诞生于上世纪80年代,氯化铵镀锌更是于上世纪70年代便开始在国内广泛使用。下
下文对这两种工艺在多方面进行比较,从而方便大家选择使用。
一. 工作液组成及工艺条件
镀液组成及工艺参数(g/L) | 氯化铵镀锌 | 氯化钾镀锌 |
氯化锌 | 40-70 | 40-70 |
氯化钾 | 180-220 | |
氯化铵 | 180-220 | |
硼酸 | 25-35 | |
温度 | 25-50℃ | 25-35℃ |
PH | 4.5-6.0 | 4.5-5.5 |
从上述参数对比不难看出,单就使用条件来说,铵盐镀锌优势明显:
1. 与钾盐镀锌相比,铵盐工艺使用成本更低,这不单是新配槽液时少投资,而且在日常维护时费用也低;
2. 铵盐对镀液温度的容忍性更好一些,虽然温度上升会导致添加剂消耗量的增加,但该工艺仍适用于那些没有配备冷冻设备的生产线;
3. 铵盐镀锌中不需要使用硼酸,省去了日常硼酸补加和化验分析的麻烦。
二. 镀液的导电及对镀层结晶的影响,
1. 导电性的对比
与氯化钾镀锌相比,铵盐镀锌工艺导电性好很多。从镀液组成看,在导电盐同为200g/L时,折算成摩尔浓度,前者为2.68mol/L,后者是3.74mol/L,为前者的1.4倍。查阅文献可知,18℃时,前者的比电导为0.2677S-1.cm-1,后者为0.3365S-1.cm-1,比前者大26%。
因此,在相同电流负载条件下,铵盐工艺的电阻比钾盐降低1/4,这不仅降低了电费开支,更重要的是电流通过槽液产生的热量大为减少,槽液温度上升幅度变小。从而可减少夏季生产时降温设备的使用,减少添加剂的消耗,其经济效益是明显的。
2. 镀层结晶对比
众所周知,镀层的结晶越细致,其分散能力及深镀能力就越好。而这一切与镀液的电导、极化度有关。极化度越大,溶液比电导越大,分散能力、深镀能力越好。氯化铵镀液比氯化钾镀液电导大,极化度相近。因而可以获得结晶更加细致的镀层,从而获得更好的分散能力和深镀能力。
三. 腐蚀问题
传统观点认为铵盐工艺对设备腐蚀严重。这实际是指70年代的老工艺,因其氯化铵浓度极高,超过300g/L,且含有机络合剂,电流效率相对较低,析氢严重,气雾严重所致。而现今的铵盐镀锌工艺中氯化铵的浓度大为降低,不含有机络合物,析氢极微。且含有防腐功能的表面活性物质,因此不会造成设备的严重腐蚀。
的确,氯化铵较氯化钾有较高的蒸汽压,镀液中氯离子浓度也更高一些,因此在相同条件下对设备的腐蚀前者会较后者厉害一些,但从现场使用的情况反馈,这远不是一个严重的问题。
四. 废水处理
废水难处理一直是制约铵盐工艺使用的一个关键因素。
曾传闻铵盐废水难处理氨三乙酸和NH3都能和许多金属离子形成络合物溶于水,不能沉淀去除。但现行的铵盐工艺不含有毒的氨三乙酸,这一问题得以解决。目前国内对于废水中氨、氮指标的限制才是氯化铵镀锌无法在国内大范围推广的主要原因。
此外,有些工厂废水PH在9.0-10.5范围内,锌的浓度都大于1mg/L,这可能是Zn(OH)2沉淀分离不完全所致。钾盐镀锌废水则没有锌氨络合物干扰,因此,在PH调整到9-10时,就能有很好的效果。
综上所属,从经济效益和槽液性能方面来说,铵盐镀锌工艺都优于钾盐。但废水处理是制约铵盐工艺无法大规模推广的关键因素。这也是行业内污水处理研究未来发展的方向。