电镀锡离子交换

1. 氨基磺酸是什么

氨基磺酸
氨基磺酸 氨基磺酸的分子式为NH2S03H。市售商品为白色粉末，在常温下，只要保持干燥不与水接触，固体的氨基磺酸不吸湿，比较稳定。 氨基磺酸的水溶液具有与盐酸、硫酸等同等的强酸性，故别名又叫固体硫酸，它具有不挥发、无臭味和对人体毒性极小的特点。 氨基磺酸水溶液对铁的腐蚀产物作用较慢，可添加一些氯化钠，使之缓慢产生盐酸，从而有效地溶解铁垢。 氨基磺酸水溶液可去除铁、钢、铜、不锈钢等材料制造的设备表面的水垢和腐蚀产物。另外，它还是唯一可用作镀锌金属表面清洗的酸。 利用氨基磺酸水溶液进行清洗时，温度一般控制在不超过66℃(以防氨基磺酸分解)，浓度不超过10％。
氨是磺酸是重要的精细化工产品，广泛应用于金属和陶瓷制造的多种工业设备和民用清洗剂、石油并处理剂和清洗剂、电镀工业用剂电化学抛光用剂、沥青乳化剂、蚀刻剂、染料医药及颜料工业用磺化剂、染色用剂、高效漂白剂、纤维、纸张用阻燃剂、柔软剂、树脂交联促进剂、除草剂、防枯剂以及标准分析试剂等各个领域中。

氨基磺酸可以制成极纯的常温时稳定的结晶体，其水溶液具有与盐酸、硫酸同等的强酸性，别名固体硫酸。不挥发，不吸湿，对人身毒性极小，但皮肤不能长时间与氨基磺酸接触，更不能进入眼睛。氨基磺酸生产工艺过程简单，反应较容易控制，原料及设备都较容易解决，废水也容易处理，副产物可以有效利用。该产品可以代替硫酸，其包装、贮存、运输都很方便。

自从氨基磺酸工业化生产以来，由于应用范围不断扩大，产品产量也相应增长。日本在1965年年产量为1.4万吨，1980年售价每公斤为140～160日元。日本生产厂有富士的日产化学公司，年产7.2千吨；大阪的大喜产业公司，年产3千吨。美国年产量为5万吨，在1984年每100磅售价为38～41美元。我国生产氨基磺酸厂有无锡硫酸厂，扩建后的生产能力为年产600吨，上海硫酸厂，年生产能力为1000吨。售价每吨为2800～3000元。

氨基磺酸的性质

氨基磺酸的物理性质

分子量 97.09

熔点℃ 205
利用氨基磺酸及其盐类与多种金属化合物都能生成可溶性盐类，在水中溶解高度不析出沉淀而对金属的腐蚀小的特点，作为清洗剂可除去铁、钢、铜、不锈钢、铅、陶瓷等制造的机器、设备中在使用过程中生成的铁锈和水垢。

氨基磺酸作为清洗剂，因为它是固体，具有贮存、运输方便，容易配制等很多优点，特别适用远途使用。

氨基磺酸清洗剂使用范围很广，可用于清洗锅炉、冷凝器、换热器、夹套及化工管道。在啤酒厂用它清除玻璃衬里贮罐、锅、开口啤酒冷却器，啤酒桶上的垢层；清洗搪瓷厂的蒸发器，以及造纸厂的设备等；在空调方面可除去冷却系统、蒸发冷凝器的铁锈、水垢；海轮用它可清除海水蒸发器（蒸馏设备）、换热器和盐水加热器内的海藻、水垢；可以清洗铜壶、散热器、餐具洗涤机理、银器、抽水马桶、瓷砖、食品和奶酷加工设备的水垢；可以清除沉积在蒸煮器上的蛋白质以及鲜肉、蔬菜、奶酪加工厂中使用的消毒吕上的沉积物。美国农业部准许将氨基磺酸用在鲜肉、家禽、兔、蛋加工企业上作酸性清洗剂。

将氨基磺酸溶液注入碳酸盐岩产油层。因为氨基磺酸容易和油层岩石起反应，能避免反应生成盐的沉积，处理费用比用盐酸略高些，但石油产量倍增。美国用羟基乙酸钾48.5%，氨基磺酸3.4%。润湿剂0.1—3%的水溶液清洗油井套管中的石膏垢层，处理时间约30小时
汽车外壳先电镀锡-锌合金，然后上漆，漆膜的粘接力就会增加。

镀金或合金时普遍采用氨基磺酸，镀金、银、金-银合金的电镀液是每立升水中含氨基磺酸60～170克。镀银女服饰针的典型电镀液是每立升水中含氨基磺酸125克，可获得表面非常光亮的镀银。在新的含水镀金电镀液中碱金属氨基磺酸盐、氨基磺酸铵或氨基磺酸可作为导电、缓冲作用的化合物使用。

从镀镍废液中回收时是用阳离子交换树脂吸附处理而后用氨基磺酸清洗树脂，使被吸附的解吸出来，树脂获得再生。例如处理400ppmNi的电镀废液，用150克/升的氨基磺酸50ml，回收的(NH2SO3)2112克/升，NiSO4148克/升。在镀镍部件修复时需要镍上镀镍，在其阳极处理时可用100克/升的氨基磺酸处理。在镀镍前的镀镍表面要用0.003～0.1克分子的氨基磺酸溶液清洗。

镀铜液的氨基磺酸含量为3～20升，氨基磺酸的作用是使镀层细密而富有延展性，其粘度力高。

镀铱时NH2SO3H/Ir≥7，获得的铱镀层无裂纹，铱层厚15微米，粘接力大，该产品有自动抗污染设备中显示出良好的活性。

在银器、电器元件上镀铑-铼合金时，电渡液中含氨基磺酸为100克/升，当镀层厚为≤5微米时就有很高硬度和很强的耐腐蚀性，而且电镀层非常光亮，美观。

在黄铜上光洁美观的铑-铼电渡层硬度高，耐腐蚀，电镀液含氨基磺酸100克/升，浓硫酸50克/升，铑(如硫酸盐)2克/升，铼〔如K3N(RuCl4H2O2)2〕0.05克/升，在65℃和1～2安/分米2的条件，沉积速度3～4毫克/安分。

意大利已使用氨基磺酸铅浴代替氟硅酸浴，可减少污染。在防蚀铝工业上有多种用途。产品光泽好，加工性能优良。

2. 电镀锡的问题

电镀锡目前主要是酸性锡，锡是二价，容易氧化为四价锡。二四价锡在酸性镀液中很难沉积，如果打气，空气中的氧气将二价锡氧化为四价。酸性镀铜添加Cl可以理解为活化表面，特别是磷铜阳极表面,而酸铜中铜是二价，如果有一价铜将影响镀铜的出光，必须打气防止一价铜的产生，同时提高电流密度范围。

3. 电镀锡 方程式

电解池（电解质：熔融锡盐）
阴极接锡 Sn-2e-=Sn2+
阳极接待镀金属 Sn2++2e-=Sn

4. 电镀废水处理工艺

电镀工艺是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀银、镀锡、镀金。
物理法
一般使用下述方法处理电镀废水，可高效去除COD、色度的同时，脱除重金属、六价铬、氰化物等特有物质，物理法包括：
催化微电解处理技术
微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度，还可大大提高废水的可生化性。
该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[?O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。
阳极： Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V阴极： 2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V
当有氧存在时，阴极反应如下：
O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V
新型微电解填料是针对当前有机废水难降解难生化的特点而研发的一种多元催化氧化填料。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证，为当前化工废水的处理带来了新的生机。
吸附法
活性炭具有非常多的微孔结构和巨大的同比表面积，通常1g活性炭的表面积达700～1700m2，因而具有极强的物理吸附力，能有效地吸附废水中的六价铬离子(Cr6+)等重金属离子。当活性炭达到吸附平衡后，还可以采用加热、酸浸泡、碱浸泡等方式除去吸附物，使活性炭再生。
生物法
生物法是处理电镀废水的高新生物技术。利用人工培养的脱硫孤菌、生枝动胶菌、铬酸盐还原菌、硫酸盐还原菌等功能菌，对电镀废水产生静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。有害金属沉淀于污泥中回收利用，排放水用于培菌及其他使用。生物法处理电镀废水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善，是未来电镀废水处理的主流方向。
化学法
一般用下述方法处理电镀废水：向废水中投加药剂，使其中的有毒物质转化成为无毒物质或毒性大为降低的沉淀物。化学法包括：
中和沉淀法
如酸性废水用碱性废水或投加碱性物质进行中和，形成沉淀物。
中和混凝沉淀法
例如在离子交换法除铬工艺中，阳离子交换柱再生废液是含有重金属离子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的强酸性废液，可用去除酸根后阴离子交换柱的再生废碱液或加碱中和，使之以氢氧化物形式沉淀。如投加高分子絮凝剂可改变这种沉淀物的沉降性能和分离性能。
氧化法
如处理含氰废水时，常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化碳和氮。
还原法
如含铬废水用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁加石灰处理,使Cr6+还原成毒性低的Cr3+，并形成氢氧化铬沉淀。
钡盐法
如含铬废水用钡盐处理，使铬酸根成为铬酸钡沉淀。
铁氧体法
电镀废水经过处理产生氢氧化铁或其他重金属氢氧化物沉淀，通过氧化反应使重金属转入强磁性的铁氧体结晶中。此法可用于含铬废水的处理。 化学法设备简单，投资较少，应用较广。但常留下污泥需要进一步处理，而且电镀废水分散，污泥不易集中处理和利用。
物理法
主要包括电解法、离子交换法和膜分离法，提银机处理法。
提银机处理法
guowei型本设备特点：
1、使用纯物理方法的双电解方式，只使用少量电力，无二次污染之忧。
2、提银深度在99%以上，提取银纯度高达 98%以上。
3、可以处理离子交换法、气浮法处理不了的药品浓度很高的废定影液。
4、可以处理目前国内外电解法都无法处理的含有很高漂白液成分的彩扩漂定液。
5、残留废液银含量可达到0.02克/升，经过后续环保处理后，可以将废液银含量降
至0.2ppm以下，满足最为严格的欧洲排放标准。
6、运行实现微机全自动化控制，无需专人看管，耗能低。
7、设备体积小巧紧凑，占地面积少，处理量大，可达1500-1800升/月。
8、本设备不需任何耗材和电解促进剂，运营及维护成本低。
技术参数：
1.提银后残留废液含银量低于0.01克\升
2.提银纯度：99.5%
3.尺寸360*280*800mm
4.工作电压：交流电220V
5.功率20w
6.处理量（月）30升—30,000升
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电解法
以处理含铬废水为例，利用可溶性铁阳极，在直流电场作用下，产生亚铁离子，在酸性条件下使废水中以CrO厈和Cr2O崼存在的Cr6+离子还原成为Cr3+离子，随着电解过程中废水pH值升高,形成Cr(OH)3沉淀。采用不同材料的阳极可处理含有其他各种金属离子的废水。电解法操作管理简单，除能够处理镀铬漂洗水外，还可以处理钝化、阳极化、磷化等漂洗水，并有成套设备；但消耗钢材、电能较多，对产生的污泥还没有妥善的处理方法。
离子交换法
利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子(H+、Na+、OH-等),去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用水，还可回收金属离子溶液。这种方法已用于处理含有金、镍、铜、镉、铬等废水。人工合成的专门用于处理电镀废水的弱酸、弱碱大孔树脂，可分别用于去除铬、镍和铜，以及一些金属的氰化络合阴离子（见废水离子交换处理法）。一般说来，离子交换法初次投资较大，操作管理水平要求较高，但处理效果稳定，由于能回用金属和水，是当前电镀废水实现闭路循环的主要治理方法之一。存在的主要问题是再生废液会有钠、铁、氯根等杂质离子不能直接回用于镀槽中，排入环境会造成污染。
膜分离法
利用半透膜或离子交换膜等膜材料，在外加推动力下，使废水中的溶解物和水分离浓缩，以净化废水。在膜分离法中，反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。隔膜电解法用于再生镀铬废液。扩散渗析法可用于酸液回收。膜分离方法成本较高。
蒸发浓缩法 利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩废水。用这种方法处理高浓度废水比较经济，常同三级逆流漂洗、气－水喷淋，或同离子交换法联合使用。生产中广泛采用钛管薄膜蒸发器和蒸发釜来浓缩含铬废水、含氰废水等，也是闭路循环的主要处理流程之一。
展望电镀废水处理技术的发展前景，首先是压缩水量，普遍推广逆流漂洗和喷淋技术；其次，对化学法产生的污泥和离子交换再生废液进行综合利用，以及研制适用于处理电镀废水的各种优质树脂和膜，以及进一步研究和完善闭路循环系统，以实现资源的充分利用。

5. 电镀锡原理

锡镀层由于其优良的抗蚀性和可焊性已被广泛应用于电子工业中作为电子元器件、线材、印制线路板和集成电路块的保护性和可焊性镀层。 电镀锡的应用非常广泛，锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软、熔点低和延展性好等优点，通过特殊的前处理工艺，在复合材料表面形成结合牢固、光亮、致密、均匀、连续的合金镀层。

镀锡板生产起源于14 世纪的巴伐利亚，当时的工人曾在锻制的薄铁板上进行镀锡。这种工艺后来传至萨克森和波西米亚，至17 世纪，德累斯顿成为镀锡板贸易中心。

1720 年，英国南威尔士出现了热镀锡工厂，改用热轧薄铁板为基板，基板金属及生产工艺的革新，使英国在19 世纪初确立了其作为世界主要镀锡板生产国的地位。在随后的发展中又出现了机械化的镀锡机组，并以钢代铁作为基板。

20 世纪30 年代，德国最早以商业性生产规模用冷轧带钢进行电镀锡。电镀锡镀层较薄，可以节约资源和成本。二战期间，锡的供应短缺促进了电镀锡工艺的发展。

之后，连续电镀锡取代热镀锡，在世界范围内被广泛采用。由于高速电镀技术具有沉积速度快、产品质量稳定等优点，在现代镀锡板工业的发展中，高速电镀锡技术日渐成熟，发展成为具有多种镀液体系的高速电镀技术。

6. 铜线镀锡的废水该如何处理

酸碱废水和电镀废水一般采用化学法处理。含铬废水一般可采用化学内还原法，离子交容换法，蒸发回收法处理，其优缺点如下：

镀锡废水处理工艺1.化学还原法

在废水中加入化学还原荆，将六价铬还原成三价铬，随后又使三价铬生成氢氧化物沉淀，加以去除。其优点是工艺流程简单，操作管理方便，投资省。缺点是产生的废渣需处理后运走。

镀锡废水处理工艺2.离子交换法

用离子交换树脂对废水中的六价铬进行选择性吸附，使六价铬与水分离，然后再用药剂将六价铬洗脱下来，回收使用。其优点是可以回收铬酸，不产生废泥；缺点是投资大，管理复杂，而且在回收铬酸时必须去氯处理(在树脂交换中，有氯离子进入会严重影响镀铬层的质量)和蒸发浓缩(工艺要求浓度为10％，而回收浓度为1％-2％)。

镀锡废水处理工艺3.蒸发回收法

将废水加热，蒸发水份，回收利用浓缩溶质。其优点是可以回收铬酸，缺点是能源消耗大，而且在蒸发回收时，废水中所有不易挥发的成份仍保留在水浓缩液中(如Fe3+、Cl-、Ca2+等)，而杂质的积累会影响电镀层的质量。