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化學鍍鎳的發展史化學鍍鎳的歷史與電鍍相比,比較短暫,在國外其真正應用到工業僅僅是70年代末80年代初的事。 1844年,A.Wurtz發現金屬鎳可以從金屬鎳鹽的水溶液中被次磷酸鹽還原而沉積出來。化學鍍鎳技術的真正發現并使它應用至今是在1944年,美國局的A.Brenner和G.Riddell的發現,弄清楚了形成涂層的催化特性,發現了沉積非粉末狀鎳的方法,使化學鍍鎳技術工業應用有了可能性。但那時的化學鍍鎳溶液極不穩定,因此嚴格意義上講沒有實際價值。化學鍍鎳工藝的應用比實驗室研究成果晚了近十年。第二次以后,美國通用運輸公司對這種工藝發生了興趣,他們想在運輸筒的內表面鍍鎳,而普通的電鍍方法無法實現,五年后他們研究了發展了化學鍍鎳磷合金的技術、公布了許多。1955年造成了他們的條試驗生產線,并制成了商業性有用的化學鍍鎳溶液,這種化學鍍鎳溶液的商業名稱為“Kanigen”。在國外,特別是美國、日本、德國化學鍍鎳已經成為十分成熟的高新技術,在各個工業部門得到了廣泛的應用。
中國的化學鍍鎳工業化生產起步較晚,但近幾年的發展十分迅速,不僅有大量的發表,還舉行了性的化學鍍會議,據第五屆化學鍍年會發表文章的統計就已經有300多家廠家,但這一數字在當時應是極為保守的。據推測國內每年的化學鍍鎳市場總規模應在300億元左右,并且以每年10%~15%的速度發展。
化學鍍鎳工藝的反應機理是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上。為提升化學鎳電鍍液的穩定性,化學鍍鎳工藝進行了升級,即向原來只是鎳鹽和次亞磷酸鈉的混合鍍液中添加合適的絡合劑、穩定劑、促進劑、緩沖劑等,形成穩定很高的混合溶液。
隨著化學鍍工藝的成熟發展,化學鍍鎳廢液的處理的難度也增大,尤其是鎳離子的去除,導致化學鍍鎳廢液難處理的主要成分及作用如下:
鎳鹽:提供Ni2 ,一般用NiSO4·6H2O。鍍液中Ni2 的濃度為5-7g/L。
還原劑:常用的還原劑有次亞磷酸鹽。采用其作還原劑獲得Ni-P合金鍍層。
絡合劑:絡合劑能與鍍液中的鎳離子形成絡合鎳,控制可供反應的游離鎳濃度,抑制亞磷酸鎳的沉淀。
對于絡合鎳,湛清研發出新的水處理藥劑—除鎳劑,此類除鎳劑無需經過破絡等復雜環節,可與化學鍍鎳廢液中的絡合鎳直接發生螯合反應,產生沉淀,去除率達98%以上,將廢水中的總鎳含量處理至0.1mg/L以下,穩定達標排放。
化學鍍鎳工藝,是以次磷酸鹽為還原劑,提供鎳離子,次磷酸鈉的還原性比較強,能夠在電鍍過程中提供鎳離子所需要的電子。
化學鍍鎳中,為避免次磷酸鎳沉淀的形成,會使用乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸等絡合劑,絡合劑能夠與鎳離子結合成復雜的絡合離子。
化學鎳廢水主要來源是化學鎳電鍍液的清洗水,化學鎳電鍍液中存在絡合劑以及次磷酸鈉,因此化學鎳廢水的主要構成是次磷酸和絡合鎳,對應電鍍廢水處理指標中的鎳含量以及磷含量。
對于絡合鎳,由于絡合劑與鎳離子能夠穩定結合,加堿沉淀無法將鎳離子完全去除,故采用除鎳劑HMC-M2,能夠與任何形態的鎳離子生成不溶于水的螯合沉淀,將廢水中的總鎳含量處理至0.1mg/L以下。