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电解镍工艺

    对许多材料的表面进行电解镍工艺是明显提高材料表面性质的沿用已久的一种方法。所以,在航空业、汽车业、化工业、电子业、石油、天然气、采矿业和纺织业进行电解镍有着广泛的应用。

    镍镀层通过化学还原作用生成,并不是通过电镀形成(例如在电镀镍方法中)。化学镀镍形成的镍层厚度均匀,即使在结构复杂的物体表面的镀镍层也一样均匀。非电镀镍工艺通常采用次磷酸盐离子作为还原剂,因此镀层为镍-磷合金而不是纯镍。这使得镀层的化学成分可以控制(通常磷含量可控制在2 ~ 13%之间),因此镍镀层使得材料具有不同的性质,包括极大的硬度,良好的耐腐蚀性及美丽的外观。

    但是,电解镍工艺已经表现出其不利的一面:由于反应中镍和次磷酸盐离子会不断地被消耗,为反应能够连续进行,必须不断地补充新的反应物,通常为硫酸镍和次磷酸钠,反应中会产生不可避免的副产品,因此该工艺下生产通常运行时间并不长。即使在现代的设计工艺下,当镍离子补充了4到6次之后,反应液就必须排放掉。该工艺除了工艺上对环境产生不利的影响,随着化学废物排放成本的增大,运用该工艺的成本也越来越高。

    人们已经通过尝试各种技术例如离子交换、沉淀、阴极直接还原法及加入和排除法等来延长溶液寿命。最近Atotech新开发了一种名为EDEN的工艺,该工艺表现出巨大的潜力,其通过运用连续不断的在线电渗析将无用的和有用的阴阳离子进行分离,并将无用的阴阳离子从该工艺中排除掉。

    在德国生产企业,该工艺已可成功地对原硫酸盐含量进行130次补充,极大地降低了排放废液的成本,对环境影响较小。在该工艺技术下,当加入补充反应物时生产溶液可达到稳定平衡的状态,但是在传统工艺下溶液则出现一定的波动。在新型工艺下溶液的稳定性为关键沉淀性质提供了更连续的控制,例如对磷含量、沉淀速度及内部压力和光泽度的控制等。另外,尽管工艺中不可避免地会产生一些废物,但是相对传统的工艺方法废物量已经减少很多,而且从化学上角度分析,新型工艺下废物排放量是可接受的。新型工艺不但在德国全面应用于生产而且在澳大利亚、英国、日本、西班牙和美国也已应用。

    电解镍工艺的重大进步表明:为保证工业中的关键技术在环境上可行,同时在可接受的成本范围内提供高质量技术,镍行业中表面工程领域对新观念和新技术方面进行了巨大投入。
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