氰化鍍銅槽液分析故障處理一例

胡素榮，　李雪源

(中國(guó)工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所，四川 綿陽(yáng)　621900)

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氰化鍍銅槽液分析故障處理一例

胡素榮，李雪源

(中國(guó)工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所，四川 綿陽(yáng)621900)

在對(duì)氰化鍍銅槽液分析化驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)氰化亞銅含量偏低及氫氧化鈉出現(xiàn)黑色沉淀的故障。采用原子吸收光譜法分析銅含量，結(jié)合原理分析，確定氰化亞銅含量偏低是因?yàn)檫^(guò)硫酸銨失效。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)鍍液對(duì)比試驗(yàn)，確定氫氧化鈉分析中出現(xiàn)黑色沉淀是由于游離氰化鈉含量過(guò)高，分析中加入的硝酸銀過(guò)量太多的原因。通過(guò)調(diào)整分析方法后，該現(xiàn)象得到解決，分析正常。

氰化鍍銅; 氰化亞銅; 氫氧化鈉; 分析故障

引言

氰化鍍銅作為常用的打底性鍍層，仍廣泛應(yīng)用在軍工品生產(chǎn)中，保證槽液各成分在工藝范圍是獲得良好鍍層的關(guān)鍵。本文討論的是槽液分析中的一次故障原因及解決措施，對(duì)同行遇到類似問(wèn)題有參考意義。

1　故障現(xiàn)象

本單位生產(chǎn)線上的三個(gè)氰化鍍銅槽溶液配方相同，主要成分及工藝規(guī)范如下：

氰化亞銅

35～40g/L

氰化鈉(游離)

10～15g/L

氫氧化鈉

8～12g/L

θ

45～50℃

Jκ

2～4A/dm2

陰、陽(yáng)極面積比

1∶1～2

在鍍液日常維護(hù)中氰化鍍銅溶液中氰化亞銅含量分析采用EDTA滴定法，分析方法吸取槽液1mL于250mL錐形瓶中，加1.0～1.5g過(guò)硫酸銨，充分搖動(dòng)，加熱煮沸至溶液呈淡綠色，冷卻后加10mL 25%檸檬酸銨，滴加氨水至溶液呈深藍(lán)色，加5mL乙醇，50mL水，6滴PAN指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至由藍(lán)紫色轉(zhuǎn)為綠色為終點(diǎn)。

游離氰化鈉的分析方法，吸取槽液5mL于250mL錐形瓶中，加50mL水，2mL碘化鉀溶液，以硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至開(kāi)始出現(xiàn)渾濁為終點(diǎn)。

氫氧化鈉的分析方法，吸取槽液5mL于250mL錐形瓶中，加測(cè)游離氰化鈉兩倍的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液，20mL 10%氯化鋇，6滴麝香草酚酞，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)。

鍍銅溶液分析故障的表現(xiàn)是1#生產(chǎn)線的氰化鍍銅槽液在周期性成分分析時(shí)出現(xiàn)氰化亞銅含量偏低，氫氧化鈉分析過(guò)程出現(xiàn)黑色沉淀，分析不能進(jìn)行。2#生產(chǎn)線氰化鍍銅槽液為新配溶液，氫氧化鈉分析過(guò)程出現(xiàn)黑色沉淀，分析不能進(jìn)行。

2　故障分析及處理

對(duì)于1#生產(chǎn)線的氰化鍍銅槽液分析氰化亞銅含量偏低的情況，原因可能是分析化驗(yàn)過(guò)程中有影響因素，導(dǎo)致分析結(jié)果并非真實(shí)值；也可能由于生產(chǎn)中操作不當(dāng)致使槽液氰化亞銅含量偏低。為了明確原因，取槽液破氰后用原子吸收光譜儀測(cè)定銅含量，測(cè)量結(jié)果換算成氰化亞銅的質(zhì)量濃度為47.0g/L，證明是分析化驗(yàn)過(guò)程中有影響分析結(jié)果的因素。從分析方法看，可能是過(guò)硫酸銨或PAN指示劑失效。針對(duì)此情況，新配PAN指示劑，采用硫酸和雙氧水替代過(guò)硫酸銨分析氰化鍍銅[1]，分析結(jié)果為39.9g/L，與實(shí)際情況相符，說(shuō)明故障原因是過(guò)硫酸銨失效所至。

對(duì)于2#生產(chǎn)線氰化鍍銅溶液氫氧化鈉分析過(guò)程出現(xiàn)黑色沉淀的情況，由于是新配槽液，因此懷疑試劑問(wèn)題。查看原材料出庫(kù)記錄發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉是新購(gòu)進(jìn)的，其他的試劑均未變，懷疑是氫氧化鈉的問(wèn)題。為進(jìn)一步驗(yàn)證是否為氫氧化鈉的問(wèn)題，新配溶液進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。按氰化鍍銅工藝，各配10mL溶液。溶液成分及編號(hào)如表1。在上述溶液中加入50mL硝酸銀溶液，③④⑤號(hào)均出現(xiàn)大量黑色沉淀，由于在氫氧化鈉溶液中加入硝酸銀會(huì)出現(xiàn)淺棕色氫氧化銀沉淀，氫氧化銀不穩(wěn)定，易分解成氧化銀沉淀呈黑色，雖然③④⑤號(hào)均加入了氫氧化鈉，但是不能肯定是氫氧化鈉的問(wèn)題。

表1溶液成分及加硝酸銀后現(xiàn)象(g)

編號(hào)CuCNNaCN(總)NaOHNa2CO3加硝酸銀后現(xiàn)象①0.4―――底部少量黑色沉淀②0.40.5――無(wú)黑色沉淀③0.40.50.1―大量黑色沉淀④0.40.50.10.2大量黑色沉淀⑤0.40.50.10.2大量黑色沉淀

為了確定是否為氫氧化鈉的問(wèn)題，配制了兩個(gè)批次氫氧化鈉的標(biāo)準(zhǔn)氰化鍍銅槽液各100mL。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)槽液按氫氧化鈉的批次記為20150310和20140512。

對(duì)兩個(gè)批次的槽液分析，游離氰化鈉質(zhì)量濃度分別為18.4g/L和16.1g/L，分析氫氧化鈉時(shí)均未出現(xiàn)黑色沉淀，只是20150310槽液分析中溶液呈灰色，有少量沉淀。

分析故障現(xiàn)象和試驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)2#生產(chǎn)線氰化鍍銅槽液游離氰化鈉質(zhì)量濃度為25.6g/L，明顯高于配制的標(biāo)準(zhǔn)槽液，由于游離氰化鈉含量過(guò)高，分析氫氧化鈉時(shí)加入的硝酸銀過(guò)量太多，因此出現(xiàn)大量黑色沉淀。故障是游離氰化鈉含量過(guò)高引起的，并非氫氧化鈉的原因。

針對(duì)這種情況，在分析氫氧化鈉時(shí)，加入分析氰化鈉消耗的硝酸銀量，再過(guò)量1～2mL,按調(diào)整后的方法分析槽液均正常。槽液中游離氰化鈉隨著生產(chǎn)進(jìn)行被絡(luò)合和消耗一部分，逐漸調(diào)整到工藝范圍，之后仍然按照原方法分析。

3　結(jié)　論

通過(guò)這次故障處理,在槽液分析中應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：

1)分析過(guò)程中注意觀察現(xiàn)象，出現(xiàn)異常先檢查分析中使用氧化劑、還原劑和指示劑是否失效；

2)分析中使用的溶液嚴(yán)格按照周期配制，避免溶液失效的干擾；

3)注意關(guān)聯(lián)成分分析的影響，一種成分的含量異常可能影響另一種成分的分析；

4)多和生產(chǎn)中操作人員溝通，了解生產(chǎn)中的現(xiàn)象，出現(xiàn)問(wèn)題容易及時(shí)解決；

5)對(duì)于分析中的問(wèn)題，不要急于下結(jié)論，要通過(guò)多方驗(yàn)證，確認(rèn)無(wú)誤后才下結(jié)論；

6)新配標(biāo)準(zhǔn)槽液不能少于100mL，配制量少會(huì)因環(huán)境的影響誤差太大，不能反映真實(shí)情況。

[1]徐紅娣,鄒群.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:66-67.

A Case Study of Analytical Fault Treatment of Cyanide Copper Plating Bath

HU Surong,LI Xueyuan

(Institute of Machinery Manufacturing Technology,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China)

Low content of cuprous cyanide and appearance of black precipitation of sodium hydroxide could be found in the analysis of cyanide copper plating bath solution.The copper content was analyzed using atomic absorption spectrometry, and combining principle analysis, the reason of low cuprous cyanide content could be attributed to the inactivation of ammonium peroxydisulfate.The black precipitation was due to the high content of free sodium cyanide and excessive addition of silver nitrate.The problems were resolved after adjusting the analysis method.

cyanide copper plating; cuprous cyanide; sodium hydroxide; analytical fault

10.3969/j.issn.1001-3849.2016.09.009

2016-05-09

2016-06-02

TQ115.312

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