電鍍錫離子交換

1. 氨基磺酸是什麼

氨基磺酸
氨基磺酸 氨基磺酸的分子式為NH2S03H。市售商品為白色粉末，在常溫下，只要保持乾燥不與水接觸，固體的氨基磺酸不吸濕，比較穩定。 氨基磺酸的水溶液具有與鹽酸、硫酸等同等的強酸性，故別名又叫固體硫酸，它具有不揮發、無臭味和對人體毒性極小的特點。 氨基磺酸水溶液對鐵的腐蝕產物作用較慢，可添加一些氯化鈉，使之緩慢產生鹽酸，從而有效地溶解鐵垢。 氨基磺酸水溶液可去除鐵、鋼、銅、不銹鋼等材料製造的設備表面的水垢和腐蝕產物。另外，它還是唯一可用作鍍鋅金屬表面清洗的酸。 利用氨基磺酸水溶液進行清洗時，溫度一般控制在不超過66℃(以防氨基磺酸分解)，濃度不超過10％。
氨是磺酸是重要的精細化工產品，廣泛應用於金屬和陶瓷製造的多種工業設備和民用清洗劑、石油並處理劑和清洗劑、電鍍工業用劑電化學拋光用劑、瀝青乳化劑、蝕刻劑、染料醫葯及顏料工業用磺化劑、染色用劑、高效漂白劑、纖維、紙張用阻燃劑、柔軟劑、樹脂交聯促進劑、除草劑、防枯劑以及標准分析試劑等各個領域中。

氨基磺酸可以製成極純的常溫時穩定的結晶體，其水溶液具有與鹽酸、硫酸同等的強酸性，別名固體硫酸。不揮發，不吸濕，對人身毒性極小，但皮膚不能長時間與氨基磺酸接觸，更不能進入眼睛。氨基磺酸生產工藝過程簡單，反應較容易控制，原料及設備都較容易解決，廢水也容易處理，副產物可以有效利用。該產品可以代替硫酸，其包裝、貯存、運輸都很方便。

自從氨基磺酸工業化生產以來，由於應用范圍不斷擴大，產品產量也相應增長。日本在1965年年產量為1.4萬噸，1980年售價每公斤為140～160日元。日本生產廠有富士的日產化學公司，年產7.2千噸；大阪的大喜產業公司，年產3千噸。美國年產量為5萬噸，在1984年每100磅售價為38～41美元。我國生產氨基磺酸廠有無錫硫酸廠，擴建後的生產能力為年產600噸，上海硫酸廠，年生產能力為1000噸。售價每噸為2800～3000元。

氨基磺酸的性質

氨基磺酸的物理性質

分子量 97.09

熔點℃ 205
利用氨基磺酸及其鹽類與多種金屬化合物都能生成可溶性鹽類，在水中溶解高度不析出沉澱而對金屬的腐蝕小的特點，作為清洗劑可除去鐵、鋼、銅、不銹鋼、鉛、陶瓷等製造的機器、設備中在使用過程中生成的鐵銹和水垢。

氨基磺酸作為清洗劑，因為它是固體，具有貯存、運輸方便，容易配製等很多優點，特別適用遠途使用。

氨基磺酸清洗劑使用范圍很廣，可用於清洗鍋爐、冷凝器、換熱器、夾套及化工管道。在啤酒廠用它清除玻璃襯里貯罐、鍋、開口啤酒冷卻器，啤酒桶上的垢層；清洗搪瓷廠的蒸發器，以及造紙廠的設備等；在空調方面可除去冷卻系統、蒸發冷凝器的鐵銹、水垢；海輪用它可清除海水蒸發器（蒸餾設備）、換熱器和鹽水加熱器內的海藻、水垢；可以清洗銅壺、散熱器、餐具洗滌機理、銀器、抽水馬桶、瓷磚、食品和奶酷加工設備的水垢；可以清除沉積在蒸煮器上的蛋白質以及鮮肉、蔬菜、乳酪加工廠中使用的消毒呂上的沉積物。美國農業部准許將氨基磺酸用在鮮肉、家禽、兔、蛋加工企業上作酸性清洗劑。

將氨基磺酸溶液注入碳酸鹽岩產油層。因為氨基磺酸容易和油層岩石起反應，能避免反應生成鹽的沉積，處理費用比用鹽酸略高些，但石油產量倍增。美國用羥基乙酸鉀48.5%，氨基磺酸3.4%。潤濕劑0.1—3%的水溶液清洗油井套管中的石膏垢層，處理時間約30小時
汽車外殼先電鍍錫-鋅合金，然後上漆，漆膜的粘接力就會增加。

鍍金或合金時普遍採用氨基磺酸，鍍金、銀、金-銀合金的電鍍液是每立升水中含氨基磺酸60～170克。鍍銀女服飾針的典型電鍍液是每立升水中含氨基磺酸125克，可獲得表面非常光亮的鍍銀。在新的含水鍍金電鍍液中鹼金屬氨基磺酸鹽、氨基磺酸銨或氨基磺酸可作為導電、緩沖作用的化合物使用。

從鍍鎳廢液中回收時是用陽離子交換樹脂吸附處理而後用氨基磺酸清洗樹脂，使被吸附的解吸出來，樹脂獲得再生。例如處理400ppmNi的電鍍廢液，用150克/升的氨基磺酸50ml，回收的(NH2SO3)2112克/升，NiSO4148克/升。在鍍鎳部件修復時需要鎳上鍍鎳，在其陽極處理時可用100克/升的氨基磺酸處理。在鍍鎳前的鍍鎳表面要用0.003～0.1克分子的氨基磺酸溶液清洗。

鍍銅液的氨基磺酸含量為3～20升，氨基磺酸的作用是使鍍層細密而富有延展性，其粘度力高。

鍍銥時NH2SO3H/Ir≥7，獲得的銥鍍層無裂紋，銥層厚15微米，粘接力大，該產品有自動抗污染設備中顯示出良好的活性。

在銀器、電器元件上鍍銠-錸合金時，電渡液中含氨基磺酸為100克/升，當鍍層厚為≤5微米時就有很高硬度和很強的耐腐蝕性，而且電鍍層非常光亮，美觀。

在黃銅上光潔美觀的銠-錸電渡層硬度高，耐腐蝕，電鍍液含氨基磺酸100克/升，濃硫酸50克/升，銠(如硫酸鹽)2克/升，錸〔如K3N(RuCl4H2O2)2〕0.05克/升，在65℃和1～2安/分米2的條件，沉積速度3～4毫克/安分。

義大利已使用氨基磺酸鉛浴代替氟硅酸浴，可減少污染。在防蝕鋁工業上有多種用途。產品光澤好，加工性能優良。

2. 電鍍錫的問題

電鍍錫目前主要是酸性錫，錫是二價，容易氧化為四價錫。二四價錫在酸性鍍液中很難沉積，如果打氣，空氣中的氧氣將二價錫氧化為四價。酸性鍍銅添加Cl可以理解為活化表面，特別是磷銅陽極表面,而酸銅中銅是二價，如果有一價銅將影響鍍銅的出光，必須打氣防止一價銅的產生，同時提高電流密度范圍。

3. 電鍍錫 方程式

電解池（電解質：熔融錫鹽）
陰極接錫 Sn-2e-=Sn2+
陽極接待鍍金屬 Sn2++2e-=Sn

4. 電鍍廢水處理工藝

電鍍工藝是將金屬通過電解方法鍍到製品表面的過程，常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍錫、鍍金。
物理法
一般使用下述方法處理電鍍廢水，可高效去除COD、色度的同時，脫除重金屬、六價鉻、氰化物等特有物質，物理法包括：
催化微電解處理技術
微電解技術是處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，該工藝用於高鹽、難降解、高色度廢水的處理不但能大幅度地降低cod和色度，還可大大提高廢水的可生化性。
該技術是在不通電的情況下,利用微電解設備中填充的微電解填料產生「原電池」效應對廢水進行處理。當通水後，在設備內會形成無數的電位差達1.2V 的「原電池」。「原電池」以廢水做電解質，通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理，以達到降解有機污染物的目的。在處理過程中產生的新生態[?O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強的吸附-絮凝活性，特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機大分子.其工作原理基於電化學、氧化- 還原、物理以及絮凝沉澱的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點，可廣泛應用於工業廢水的預處理和深度處理中。
陽極： Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V陰極： 2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V
當有氧存在時，陰極反應如下：
O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V
新型微電解填料是針對當前有機廢水難降解難生化的特點而研發的一種多元催化氧化填料。它由多元金屬合金融合催化劑並採用高溫微孔活化技術生產而成，屬新型投加式無板結微電解填料。作用於廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩定持久，同時可避免運行過程中的填料鈍化、板結等現象。本填料是微電解反應持續作用的重要保證，為當前化工廢水的處理帶來了新的生機。
吸附法
活性炭具有非常多的微孔結構和巨大的同比表面積，通常1g活性炭的表面積達700～1700m2，因而具有極強的物理吸附力，能有效地吸附廢水中的六價鉻離子(Cr6+)等重金屬離子。當活性炭達到吸附平衡後，還可以採用加熱、酸浸泡、鹼浸泡等方式除去吸附物，使活性炭再生。
生物法
生物法是處理電鍍廢水的高新生物技術。利用人工培養的脫硫孤菌、生枝動膠菌、鉻酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌等功能菌，對電鍍廢水產生靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用、包藏共沉澱作用和對pH值的緩沖作用。有害金屬沉澱於污泥中回收利用，排放水用於培菌及其他使用。生物法處理電鍍廢水成本低、效益高、容易管理、不給環境造成二次污染、有利於生態環境的改善，是未來電鍍廢水處理的主流方向。
化學法
一般用下述方法處理電鍍廢水：向廢水中投加葯劑，使其中的有毒物質轉化成為無毒物質或毒性大為降低的沉澱物。化學法包括：
中和沉澱法
如酸性廢水用鹼性廢水或投加鹼性物質進行中和，形成沉澱物。
中和混凝沉澱法
例如在離子交換法除鉻工藝中，陽離子交換柱再生廢液是含有重金屬離子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的強酸性廢液，可用去除酸根後陰離子交換柱的再生廢鹼液或加鹼中和，使之以氫氧化物形式沉澱。如投加高分子絮凝劑可改變這種沉澱物的沉降性能和分離性能。
氧化法
如處理含氰廢水時，常用次氯酸鹽在鹼性條件下氧化其中的氰離子,使之分解成低毒的氰酸鹽,然後再進一步降解為無毒的二氧化碳和氮。
還原法
如含鉻廢水用亞硫酸氫鈉或硫酸亞鐵加石灰處理,使Cr6+還原成毒性低的Cr3+，並形成氫氧化鉻沉澱。
鋇鹽法
如含鉻廢水用鋇鹽處理，使鉻酸根成為鉻酸鋇沉澱。
鐵氧體法
電鍍廢水經過處理產生氫氧化鐵或其他重金屬氫氧化物沉澱，通過氧化反應使重金屬轉入強磁性的鐵氧體結晶中。此法可用於含鉻廢水的處理。 化學法設備簡單，投資較少，應用較廣。但常留下污泥需要進一步處理，而且電鍍廢水分散，污泥不易集中處理和利用。
物理法
主要包括電解法、離子交換法和膜分離法，提銀機處理法。
提銀機處理法
guowei型本設備特點：
1、使用純物理方法的雙電解方式，只使用少量電力，無二次污染之憂。
2、提銀深度在99%以上，提取銀純度高達 98%以上。
3、可以處理離子交換法、氣浮法處理不了的葯品濃度很高的廢定影液。
4、可以處理目前國內外電解法都無法處理的含有很高漂白液成分的彩擴漂定液。
5、殘留廢液銀含量可達到0.02克/升，經過後續環保處理後，可以將廢液銀含量降
至0.2ppm以下，滿足最為嚴格的歐洲排放標准。
6、運行實現微機全自動化控制，無需專人看管，耗能低。
7、設備體積小巧緊湊，佔地面積少，處理量大，可達1500-1800升/月。
8、本設備不需任何耗材和電解促進劑，運營及維護成本低。
技術參數：
1.提銀後殘留廢液含銀量低於0.01克\升
2.提銀純度：99.5%
3.尺寸360*280*800mm
4.工作電壓：交流電220V
5.功率20w
6.處理量（月）30升—30,000升
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電解法
以處理含鉻廢水為例，利用可溶性鐵陽極，在直流電場作用下，產生亞鐵離子，在酸性條件下使廢水中以CrO厈和Cr2O崼存在的Cr6+離子還原成為Cr3+離子，隨著電解過程中廢水pH值升高,形成Cr(OH)3沉澱。採用不同材料的陽極可處理含有其他各種金屬離子的廢水。電解法操作管理簡單，除能夠處理鍍鉻漂洗水外，還可以處理鈍化、陽極化、磷化等漂洗水，並有成套設備；但消耗鋼材、電能較多，對產生的污泥還沒有妥善的處理方法。
離子交換法
利用離子交換樹脂活性基團上的可交換離子(H+、Na+、OH-等),去除廢水中的陽、陰離子。此法處理電鍍廢水不僅可回用水，還可回收金屬離子溶液。這種方法已用於處理含有金、鎳、銅、鎘、鉻等廢水。人工合成的專門用於處理電鍍廢水的弱酸、弱鹼大孔樹脂，可分別用於去除鉻、鎳和銅，以及一些金屬的氰化絡合陰離子（見廢水離子交換處理法）。一般說來，離子交換法初次投資較大，操作管理水平要求較高，但處理效果穩定，由於能回用金屬和水，是當前電鍍廢水實現閉路循環的主要治理方法之一。存在的主要問題是再生廢液會有鈉、鐵、氯根等雜質離子不能直接回用於鍍槽中，排入環境會造成污染。
膜分離法
利用半透膜或離子交換膜等膜材料，在外加推動力下，使廢水中的溶解物和水分離濃縮，以凈化廢水。在膜分離法中，反滲透法用於含鎳、含鎘廢水的濃縮處理已應用於生產。隔膜電解法用於再生鍍鉻廢液。擴散滲析法可用於酸液回收。膜分離方法成本較高。
蒸發濃縮法 利用熱源和蒸發器在常壓或負壓下直接濃縮廢水。用這種方法處理高濃度廢水比較經濟，常同三級逆流漂洗、氣－水噴淋，或同離子交換法聯合使用。生產中廣泛採用鈦管薄膜蒸發器和蒸發釜來濃縮含鉻廢水、含氰廢水等，也是閉路循環的主要處理流程之一。
展望電鍍廢水處理技術的發展前景，首先是壓縮水量，普遍推廣逆流漂洗和噴淋技術；其次，對化學法產生的污泥和離子交換再生廢液進行綜合利用，以及研製適用於處理電鍍廢水的各種優質樹脂和膜，以及進一步研究和完善閉路循環系統，以實現資源的充分利用。

5. 電鍍錫原理

錫鍍層由於其優良的抗蝕性和可焊性已被廣泛應用於電子工業中作為電子元器件、線材、印製線路板和集成電路塊的保護性和可焊性鍍層。 電鍍錫的應用非常廣泛，錫具有抗腐蝕、耐變色、無毒、易釺焊、柔軟、熔點低和延展性好等優點，通過特殊的前處理工藝，在復合材料表面形成結合牢固、光亮、緻密、均勻、連續的合金鍍層。

鍍錫板生產起源於14 世紀的巴伐利亞，當時的工人曾在鍛制的薄鐵板上進行鍍錫。這種工藝後來傳至薩克森和波西米亞，至17 世紀，德累斯頓成為鍍錫板貿易中心。

1720 年，英國南威爾士出現了熱鍍錫工廠，改用熱軋薄鐵板為基板，基板金屬及生產工藝的革新，使英國在19 世紀初確立了其作為世界主要鍍錫板生產國的地位。在隨後的發展中又出現了機械化的鍍錫機組，並以鋼代鐵作為基板。

20 世紀30 年代，德國最早以商業性生產規模用冷軋帶鋼進行電鍍錫。電鍍錫鍍層較薄，可以節約資源和成本。二戰期間，錫的供應短缺促進了電鍍錫工藝的發展。

之後，連續電鍍錫取代熱鍍錫，在世界范圍內被廣泛採用。由於高速電鍍技術具有沉積速度快、產品質量穩定等優點，在現代鍍錫板工業的發展中，高速電鍍錫技術日漸成熟，發展成為具有多種鍍液體系的高速電鍍技術。

6. 銅線鍍錫的廢水該如何處理

酸鹼廢水和電鍍廢水一般採用化學法處理。含鉻廢水一般可採用化學內還原法，離子交容換法，蒸發回收法處理，其優缺點如下：

鍍錫廢水處理工藝1.化學還原法

在廢水中加入化學還原荊，將六價鉻還原成三價鉻，隨後又使三價鉻生成氫氧化物沉澱，加以去除。其優點是工藝流程簡單，操作管理方便，投資省。缺點是產生的廢渣需處理後運走。

鍍錫廢水處理工藝2.離子交換法

用離子交換樹脂對廢水中的六價鉻進行選擇性吸附，使六價鉻與水分離，然後再用葯劑將六價鉻洗脫下來，回收使用。其優點是可以回收鉻酸，不產生廢泥；缺點是投資大，管理復雜，而且在回收鉻酸時必須去氯處理(在樹脂交換中，有氯離子進入會嚴重影響鍍鉻層的質量)和蒸發濃縮(工藝要求濃度為10％，而回收濃度為1％-2％)。

鍍錫廢水處理工藝3.蒸發回收法

將廢水加熱，蒸發水份，回收利用濃縮溶質。其優點是可以回收鉻酸，缺點是能源消耗大，而且在蒸發回收時，廢水中所有不易揮發的成份仍保留在水濃縮液中(如Fe3+、Cl-、Ca2+等)，而雜質的積累會影響電鍍層的質量。