Mạ điện

Mạ Điện_Bài 16: Mạ kẽm dung dịch ZINCAT

ma-kem-dung-dich-zincat3

MẠ KẼM DUNG DỊCH ZINCAT

Dung dịch mạ kẽm Zincat gồm có ZnO, NaOH, chất hoạt động bé mặt, chất làm bóng. Ưu điểm của dung dịch mạ loại này là: thành phần đơn giản, phạm vi công nghệ rộng, khả năng phân bố tốt, lớp mạ kết tinh mịn, bóng, dung dịch mạ không ăn mòn thiết bị, xử lý nước thải dễ, không độc.

Nhược điểm là: Khi độ dày lớp mạ lớn, tính giòn tăng, khi tỷ lệ chất phụ gia cho vào không đúng, dễ sinh ra lớp mạ rộp. Mặc dù vậy, mạ kẽm zincat vẫn được sử dụng rộng rãi.

1. Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ

Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ xem bảng 6 – 3

ma-kem-dung-dich-zincat1

2. Tác dụng các thành phần dung dịch

a,  ZnO

– Hàm lượng kẽm trong dung dịch tương đối lớn. Hàm lượng ZnO trong khoảng 6-20 g/l có thể sản xuất bình thường. Khi hàm lượng kẽm cao, có thể dùng mật độ dòng điện lớn, tốc độ kết tủa nhanh. Nhưng nếu cao quá, ở biên lớp mạ thô, dễ cháy. Khi hàm lượng thấp, lớp mạ mịn bóng, khả năng phân bố tốt. Nếu quá thấp, phạm vi sử dụng mật độ dòng điện hẹp, hiệu suất dòng điện giảm, tốc độ kết tủa chậm. VI vậy, hàm lượng ZnO trong khoáng 8 – 12 g/l.

b. NaOH

– NaOH là chất tạo phức với kẽm, đồng thời còn làm tăng độ dẫn điện và hòa tan anôt. Nếu hàm lượng cao, anôt hòa tan nhanh, hàm lượng kẽm tăng cao, lớp mạ thô và bay ra nhiều khí gây kích thích. Nếu hàm lượng quá thấp, độ dẫn điện giảm, điện áp cao, anôt dễ thụ động hóa, lóp mạ lối. Thông thường phải khống chế tỷ lệ Zn : NaOH = l : 8 – l : 10 (theo trọng lượng).

c. Chất phụ gia

– Chất phụ gia là chất hoạt động bề mặt, dễ hòa tan trong nước. Trong quá trình mạ có tác dụng hấp phụ, làm cản trở dòng điện, làm giảm sự chuyến dịch ion và tốc độ phóng điện, nâng cao phân cực anôt. Nhưng nếu hàm lượng quá cao, anôt hòa tan chậm, lớp mạ giòn, rộp.

3. Ảnh hường các điều kiện công nghệ

a. Nhiệt độ dung dịch

– Ở nhiệt độ 10 – 40°c đều được lớp mạ tốt. Khi nhiệt độ dung dịch thấp, phạm vi sử dụng mật độ dòng điện nhỏ, tốc độ kết tủa chậm. Khi nhiệt độ cao, khá năng phân bố giảm, tốc độ hòa tan anôt nhanh, kết tinh lứp mạ thô.

b. Tùy lệ diện tích catôt, anôt

– Tỷ lệ diện tích catôt, anôt là l : (2 – 3), anôt là kẽm cán tinh khiết, anôt đúc hàm lượng tạp chất nhiều. Để đề phòng nồng độ ion kẽm tăng cao, có thể dùng anôt không hòa tan thay thế anôt kẽm.

Ví dụ: tấm titan, tấm thép không gỉ.

c. Mật độ dòng điện catôt

– Mật độ dòng điện thường khống chế trong khoảng l – 3 A/dm:. Khi nhiệt độ là thành phần dung dịch mạ kẽm trong phạm vi quy định, dùng mật độ dòng điện catôt cao, được lớp mạ tốt. Mật độ dòng điện catôt thấp hoặc quá cao đều ảnh hướng không tốt đối với lớp mạ.

d. Tạp chất

cr, NO- ,Cr042

– Đều ảnh hưởng rõ rệt dối với dung dịch. Khi đạt đến hàm lượng nhất định, hiệu suất dòng điện giảm. Ớ mật độ dòng điện thấp không có lớp mạ, có thể loại bỏ bằng cách điện phấn với mật độ dòng điện nhỏ. Tạp chất Cu+2, Pb+\ Fe+: tích lũy trong dung dịch với hàm lượng nhất định làm cho lớp mạ tối, đen, có vệt, khả năng phân bốgiảm, ở biên lớp mạ cháy. Phương pháp xử lý: cho vào dung dịch Na2S l – 3 g/l để sinh thành hợp chất sunfua kết tủa.

Tạp chất hữu cơ

– Tạp chất hữu cơ nhiều, lớp mạ có nhiều lỗ xốp, độ giòn tàng, sau khi thụ động bề mặt có dạng sương mù. Những chất phân hủy hữu cơ, có thể dùng than hoạt tính hấp phụ, đế loại bỏ.

Cần khống chế tốt tỷ số giữa nồng độ kẽm và kiềm

– Thông thường khống chế tỷ lệ Zn : NaOH = 1 : (.11 — 13).

4. Pha chế dung dịch mạ kẽm Zincat 4

– Cho NaOH cần thiết vào trong bế mạ, cho nước đến l/3 thể tích bể, khuấy đều cho NaOH hòa tan hết;
– Trong bế khác, cho một ít nước vào trong ZnO. thành dạng hồ đặc, vừa khuấy vừa cho dần dần ZnO vào trong NaOH nóng, đến khi hòa tan hoàn toàn. Sau đó cho nước đến mức quy định;
– Để nguội dung dịch, cho 1 – 3 g bột kẽm vào trong bể khuấy 30 phút, để yên 4-6 giờ rồi lọc;
– Cho chất làm bóng, khuấy đều, điện phân với dòng điện nhỏ 0,1 – 0,5 A/dnr, mạ thứ.

5. Duy trì dung dịch và khử tạp chất

a. Duy trì dung dịch

– Cần định kỳ phân tích dung dịch. Thông thường một tuần phân tích một lần. Bào đảm tỷ lệ Zn : NaOH vào khoảng l: 10 (theo trọng lượng).
– Nhiệt độ dung dịch phải đảm báo trong phạm vi quy định.
– Sau mỗi ngày làm việc phải lấy vật rơi trong bể mạ, đề phòng tạp chất sắt làm bẩn dung dịch.
– Mỗi năm phải khứ Na2CO3 một lần.

b.  Khử tạp chất

 Tạp chất đồng

Tạp chất đồng làm lớp mạ thô, không bóng, có thể khử bàng cách sau:
– Điện phân với mật độ dòng điện nhỏ: 0,l – 0,2 A/dnr.
– Phương pháp hóa học: Cho 0,5 – l g/l bột kẽm.

Tạp chất chì

– Tạp chất chì trong dung dịch làm cho lớp mạ đen tối. Cho 0,l – 0,2 g/l Na2S để sinh thành PbS kết tủa.

Tạp chất gốc crommat, gốc nitrat

– Làm cho khả năng phân bố kém, có khi không tạo được lớp mạ. Phương pháp khử đi là: khử gốc nitrat bàng cách điện phân với mật độ dòng điện nhỏ.

Tạp chất hữu cơ

– Tạp chất hữu cơ quá lượng làm cho lớp mạ giòn, độ bám chắc không tốt. Phương pháp khử: cho l – 3 nil/1 H202 khuấy đều trong 30 phút, cho 3 – 5 g/1 than hoạt tính, khuấy 1 giờ. để yên 8-12 giờ rồi lọc.

Tạp chất Na2C03

– Hàm lượng Na2C03 vượt quá 50 g/1, độ dẫn điện giảm, tốc độ kết tủa thấp. Phương pháp tốt nhất khử Na2CO3, là làm lạnh dung dịch để hình thành Na2CO3, kết tủa.

Xử lý tổng hợp tạp chất

– Chất xử lý tổng hợp có thể xử lý Cu+2, Ph+2 Cr+6, Fe+2 và tạp chất hữu cơ có bán ờ thị trường.

6. Sự cố thường xảy ra và phương pháp khắc phục

Những sự cố thường xảy ra và phương pháp khắc phục xem bảng 6-4.

ma-kem-dung-dich-zincat2