فرایند آبکاری سیانوری

1-الکترولیت - شرایط عملیاتی

2-تجهیزات ومراحل کار

3-نحوه راه اندازی وان های آبکاری

4-آلاینده ها ، نحوه کنترل ،رفع عیب

5-آزمایش هول  سل

6- روش انالیز

7-ایمنی وبهداشت کار

 

 

 

 

 

 

 

1. 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

 

 

 

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:

1. 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

 

 

 

 

 

1. 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.

 

 

 

 

 

1. 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.

 

 

 

 

1. 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.

 

 

 

 

1. 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*V_EDTA

 

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*V_AgNO3

 

1. 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* V_HCl

 

 

 

 

 

1. 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.