حذف ناخالصی های محلول نیکل

حذف ناخالصی های محلول نیکل به صورت کلی به روش های ذیل انجام می شود:

1-حذف ناخالصی های نامحلول

– فیلتراسیون: فیلتراسیون پیوسته جهت جلوگیری از وجود مواد نا محلول  در حمام آبکاری ضروری است. ممکن است از طریق ریختن ذرات جامد در حین کار، استفاده از مواد شیمیایی ناخالص، خوردگی قطعات، ذرات موجود در هوا، آند معیوب و…ذرات نامحلولی وارد وان شود. از بین بردن بسیاری از منابع ذرات نامحلول(تا حد امکان) کاری ضروری می باشد؛ برای این منظور از فیلتراسیون استفاده می شود.

فشارسنج، مقدار سرعت یا فشار جریان عملکرد فیلتر را نشان می دهد که آیا فیلتر نیاز به تمیز کردن و یا جایگزینی دارد یا خیر. سرعت فیلتراسیون تا حدودی به میزان ناخالصی، ضخامت نیکل و نوع کار بستگی دارد. به عنوان مثال قطعاتی که در سطح بالاتری هستند امکان زبری بیشتری دارند. حمام های متلاطم نسبت به غیر متلاطم نیاز به تصفیه بیشتری دارند. به عنوان مثال حمام متلاطمی که میزان شارژ آن بیش از یک بار در هر ساعت است باید به نوبه خود و ترجیحا 3-2 بار در هر ساعت فیلتر شود.

عملیات تعمیر و نگهداری از فیلتر تا حدی به تجهیزات به کار رفته در آن بستگی دارد. در برخی از فیلترها کارتریج یا پد فیلتر قابل تعویض هستند که می توانند در طیف وسیعی از میکرون ناخالصی را جذب کنند. بسیاری از فیلترها برای حذف ذرات 5 تا 15 میکرون رضایت بخش هستند.

2-حذف ناخالصی فلزی

– صفحه گذاری

صفحه گذاری عبارتست از آبکاری بر روی ورق و صفحات در چگالی جریان خیلی کمتر از محدوده کار طبیعی. در این روش تعدادی از ناخالصی های فلزی مشترک از جمله مس، روی، سرب و قلع در چگالی جریان پایین تر به صورت پوشش سیاه بر روی سطح می نشینند. در نتیجه مقداری از ناخالصی ها در چگالی جریان پایین بر روی صفحه رسوب می کنند. محدوده چگالی جریان حدود 0/2 تا 0/5 آمپر بر دسی متر مربع است بنابر این ممکن است علاوه بر حذف ناخالصی مقدار یون نیکل نیز کم شود. ورق صفحه گذاری( اغلب 75 میلی متر) یک سطح بزرگ با خم های 45 درجه می باشد تا محدوده چگالی جریان کم را تامین کند. صفحه گذاری پیوسته برای حذف ناخالصی ها بهتر و مفیدتر است.

– حذف ناخالصی فلزی در pH بالا

آهن، آلومینیوم و سیلیکون می توانند به عنوان هیدروکسیدهای خود در 5/5= pH  رسوب و پس از آن توسط فیلتراسیون حذف شوند. در این روش محلول به یک مخزن دیگر منتقل شده و آن را تا دمای 66 درجه سانتی گراد حرارت می دهند و دوغاب کربنات نیکل را تا رسیدن به pH موردنظر به آن اضافه کرده و هم می زنند. در این مرحله محلول به مدت 8 تا 16 ساعت قبل از فیلتر باید در حالت سکون بماند. این روش موثرترین روش حذف آهن در حالت فریک است. برای اکسید یون های آهن، هیدروژن پراکسید ممکن است اضافه شود. هیدروژن پراکسید می تواند در از بین بردن مواد فلزی کمک کند. دمیدن هوا به محلول و در نتیجه تزریق اکسیژن هوا باعث شده که یون های آهن به اکسید آهن تبدیل شوند.

– حذف ناخالصی فلزی در pH پایین

• حذف ناخالصی فلزی با استفاده از هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه)

مراحل این عملیات به شرح زیر است:

• – محلول را با پمپ از میان فیلتر کربنی به وان ذخیره منتقل کنید.
• – به محلول اجازه دهید تا دمای 43-40 درجه سانتیگراد خنک شود و PH را در 3/5 تنظیم کنید.
• – به آرامی و همراه با هم زدن محلول حدود2/5  سی سی بر لیتر هیدروژن پر اکسید 30% به محلول اضافه کنید( محدوده مناسب شامل 5-1 سی سی برلیتر است).
• – در حالی که دمارا ثابت نگهداشته اید محلول را حداقل 2ساعت هم بزنید.
• – به مدت 2ساعت دما را تا 70 درجه سانتیگراد به منظور حذف هیدروژن پراکسید بالا ببرید.
• – سپس مواد افزودنی را به میزان صحیح و طبق دستورعمل ، بعد از کنترل کردن و تنظیمpH به محلول اضافه کنید.

-حذف ناخالصی فلزی با افزودن پرمنگنات پتاسیم

در این روش یک محلول از پرمنگنات پتاسیم در pH پایین به وان اضافه می شود. مقدار پرمنگنات پتاسیم مورد استفاده با درجه آلودگی تغییرخواهد کرد، در نتیجه این مقدار باید توسط آزمایشگاه اندازه گیری شود.

برای اکسیداسیون با پرمنگنات باید عملیات زیر انجام شود:

• – محلول را به یک وان کمکی و تمیز منتقل کنید.
• –pH محلول را بین 3/5-3 تنظیم کنید.
• – دمای محلول را بین 67-65 درجه سانتیگراد تنظیم کنید.
• – قبل از اختلاط، پرمنگنات مورد نیاز را در مقداری آب حل کنید( هر 100 گرم در 1لیتر آب حل شود). این محلول را به آرامی و همراه با هم زدن به محلول آبکاری اضافه کنید و همزدن محلول را تا 2ساعت ادامه دهید.
• – حدود 1 ساعت یا بیشتر به محلول اجازه دهید تا ته نشین شود و در این میان وان های آبکاری و کیسه آندها را تمیز کنید. بهتر است آندهای کوچک و کیسه آند های پوسیده تعویض شوند.
• – محلول را با استفاده از یک فیلتر از پیش پوشش داده شده به وان اصلی و تمیز شده آبکاری برگردانید.
• – سطح محلول، pH و غلظت افزودنی را در محدوده بهینه آن تنظیم کنید.

3- حذف ناخالصی های آلی

از آنحایی که مواد آلی بر روی سطح کربن فعال جذب می شوند می توان طیف گسترده ای از مواد آلی را حذف نمود. هرچه سطح اسفنجی ذرات پودر کربن، فعال تر باشد جذب بیشتر است.

به همین منظور باید محلول را به مخزن جداگانه ای منتقل و کربن فعال را به آن اضافه کرده و محلول را هم بزنیم. مقدار کربن مورد نیاز کربن فعال توسط یک تست آزمایشگاهی معمولا 4 تا 8 گرم بر لیتر است. درجه حرارت به طور معمول حدود 66 درجه سانتی گراد بوده و محلول باید به مدت یک ساعت همزده شود و به مدت 8 تا 16 ساعت ساکن مانده و در نهایت فیلتر شود. توجه داشته باشید که ذرات کربن باید به خوبی فیلتر شده تا از زیر شدن سطح جلوگیری شود.

کربن فعال علاوه بر ناخالصی های آلی برخی از افزودنی ها مانند براقی و نرم کننده ها را نیز حذف می کند در نتیجه پس از فیلتراسیون و قبل از شروع عملیات آبکاری افزودنی های موردنیاز باید به وان اضافه شوند. در بسیاری از فرایندهای آبکاری نیکل براق بهتر است که به محلول در فواصل زمانی منظم و به طور مکررکربن فعال اضافه شده و سپس فیلتر شود. با این روش به طور مداوم ناخالصی ها آلی این محلول حذف می شود.

–ترکیب عملیات کربن زنی همراه با افزودن پرمنگنات پتاسیم

در این روش یک محلول از پرمنگنات پتاسیم همراه با کربن به وان اضافه می شود که مقدار پرمنگنات پتاسیم مورد مصرف با درجه آلودگی تغییر خواهد کرد. در نتیجه این مقدار باید توسط آزمایشگاه اندازه گیری شود.

برای اکسیداسیون با پرمنگنات باید عملیات زیر انجام شود:

• – محلول را به یک وان کمکی و تمیز منتقل کنید.
• – pH محلول را بین 3/5 -3 تنظیم کنید.
• – دمای محلول را بین 67-65 درجه سانتیگراد تنظیم کنید.
• – قبل از اختلاط، پرمنگنات مورد نیاز را در مقداری آب حل کنید( هر 100 گرم در 1لیتر آب حل شود). محلول را به آرامی و همراه با همزدن به محلول آبکاری اضافه کنید و همزدن محلول را تا 2ساعت ادامه دهید.
• – ادامه عملیات را دقیقا طبق عملیات کربن زنی همراه با افزایش pH ادامه دهید.
• – در نهایت مواد نامحلول را توسط فیلتر خارج سازید.