使用pH水質分析儀控制改善電鍍工藝

電鍍是一種常見的金屬精加工工藝，具有多種工業應用，從純粹的化妝品到保護性塗層的應用。該過程使用電流將離子驅動到可接收的金屬表面，該過程對多個關鍵參數敏感，而精心控制對於實現所需的電鍍效果至關重要。可以調整包括電鍍液中離子濃度，電鍍液溫度和電流密度在內的幾種成分，以影響最終結果。電鍍過程產生了許多正確操作的經驗法則，但是通過用pH測量代替常規規則，可以使用定量反饋來指導電鍍過程控制，以提高產品的一致性和有效的廢物處理。

使用pH水質分析儀控制改善電鍍工藝

準備電鍍化學品

電鍍液的製備對於電鍍過程的成功至關重要。電鍍化學製劑包括將金屬鹽溶解在溶劑中。所得的電鍍液必須具有足夠高的金屬離子濃度，以促進零件的電鍍。當氫離子（H +）還原為氫氣（H 2）時，在陰極發生鍍層。由於這些氫離子從陰極膜中流失，因此當金屬離子（例如鎳離子）「介入」以替代氫離子時，就會發生電鍍。

有時，電鍍過程會在陰極上產生深灰色或黑色的片狀堆積物。這通常稱為「燃燒」。如果電鍍液準備不當，則會在電鍍過程中燃燒。如果金屬離子濃度太低，則電流會水解水以產生氫離子（H +）和氫氧根離子（OH-）。氫氧根離子的產生可導致形成金屬氫氧化物，例如氫氧化鎳II（Ni（OH）2），而不是金屬離子沉積在零件的表面上。測量pH值使操作員可以檢測到這種影響，因為氫氧根離子的產生會導致pH值增加。

防止電鍍過程中燃燒的一些策略包括：增加電鍍液中金屬離子的濃度、在陰極附近增加溶液的攪拌、升高工作溫度。

在電鍍過程中控制pH

此外，某些電鍍工藝可能會受益於緩衝液（例如硼酸）的使用。緩衝液可確保陰極附近的pH值穩定在金屬鍍覆的最佳水平。電鍍過程的最佳pH值取決於待鍍金屬以及溶劑和任何其他添加劑。適當的pH值可以是酸性，中性或鹼性，具體取決於金屬在溶劑中的溶解度。酸浴中的鎳和銅鍍層最優化為3.8至4.2，pH值高於5時會出現困難。鹼性浴可用於更快地鍍金，鋅和鉻等材料，最適pH值為9.0至13.0 。

電鍍鎳3.8-4.2、電鍍銅3.8-4.2、電鍍金9.0-13、鍍鉻9.0-13、電鍍鋅9.0-13

在最初的化妝過程中以及整個電鍍過程中監測pH值可以幫助捕獲程序錯誤。即使在開始之前正確配置了過程，也可以使用pH值監視一段時間內離子的消耗情況，並告知何時以及如何補充電鍍液。有效電流也是濃度的函數，因為鍍液充當兩個電極之間的電阻，因此可以使用pH監測來確保提供恆定電流，從而產生穩定的沉積層。

電鍍廢水處理

電鍍廢水在排入市政下水道之前必須經過處理以去除有毒化學物質。就像電鍍過程中需要控制pH值以將金屬離子保持在溶液中一樣，pH值也可以用於廢水處理中以沉澱離子，以通過沉澱和過濾去除。六價鉻對人體有很高的毒性，可以通過兩步法去除。首先通過降低pH值並增加氧化還原電位將六價鉻還原為三價鉻。然後，將pH值升高至8.5以上，以使鉻作為氫氧化鉻沉澱。

鋅和銅也可以通過高pH調節來去除，從而使金屬沉澱為氫氧化物絡合物。但是，當使用氰化物浴作為溶劑時，金屬會與氰化物絡合，並且無法通過調節pH值去除。鋅，銅，金和鎳通常都使用氰化物鍍液進行電鍍。為了除去氰化物，增加氧化還原電位以將氰化物還原為氰酸酯，從而釋放金屬離子並使它們與氫氧化物絡合併形成沉澱。

選擇pH電極

金屬精加工涉及幾個工業用水和廢水處理過程，可以使用在線傳感器和儀器來實現。但是，由於電鍍液和廢水中金屬離子的濃度很高，因此組合pH電極可能需要頻繁更換。組合式pH電極依靠探針內的銀和氯化銀參比溶液，該溶液會被重金屬離子（例如鉻，鉛和氰化物）汙染。新的探針設計通過防止通過結與傳感器接觸或延長離子在探針內傳播的路徑來保護參考溶液。一些探針甚至使用其他參考解決方案。定期清潔以去除堆積物和沉澱物，將最大限度地延長pH傳感器的使用壽命。