关 键 词：镀铬，镀液，净化技术 作 者：朱国和 审图分类号：TQ 153 文献标识码：B 文章编号：1000-4742(2011)02-0042-02 O前言 镀铬钢板具有生产成本比镀锡钢板低、镀层结合力强、印刷性好、无毒、耐硫化性好等特点，其加工成型性及机械强度也与镀锡钢板的大致相同，所以采用镀铬钢板代替镀锡钢板是未来包装行业的发展方向，因此，近年来无锡钢板在国外的应用逐年增加[1-2]。为适应镀铬钢板的市场需求，冷轧薄板厂电镀铬机组于2007年兴建了宝钢第一条镀铬机组，该机组是目前国内镀速最快、规格最薄、工艺最先进的镀铬钢板专用生产线，具有20万t／年的生产能力。该机组选用“两步法”工艺和含氟化物型镀液。主要工艺为：冷轧薄带钢首先在质量浓度高的“Cr03一步液”中镀金属铬，再在质量浓度低的“Cr03二步液”中镀氧化铬，这样可获得厚度理想且均匀的铬层和氧化膜[3]。 镀铬机组自2007年11月进入试运行以来，所生产的镀铬钢板存在大量压痕、凹坑、表面色差、表面光泽度不良、烧点和表面污迹等缺陷，这些表面缺陷大多与镀液的清洁程度有关[4]。 为降低镀铬钢板的缺陷率，作者已对镀液中的杂质类型进行了测试分析，并分析了镀液中杂质的可能来源。本文将在此基础上，对镀液中杂质的质量浓度和粒度进行跟踪分析，通过试验研究提出去除镀液中杂质的方法，并提出工程应用的工艺路线及系统装备，取得对镀铬机组镀液的离线净化。 1镀液中杂质的质量浓度和粒度分析 镀液中杂质的质量浓度对镀层质量的影响很大，商镀液中杂质的粒度则决定其去除方法。为此在确定去除方法，之前需要对镀液中杂质的质量浓度和颗粒进行分析测试。 1.1镀液杂质的粒度分析 由于镀液中粒径较太的杂质是很容易采用过滤的方法去除的，因此关心的是那些经初步沉淀后依然残留在溶液中的固体微粒。镀液中固体微粒粒度的测试采用BECKMAN的粒度分析仪，对从现场取得的镀液经1天时间沉淀后进行测定。由测试结果可知：镀液中杂质的粒度大多在1～40μm之间。 1.2镀液中杂质的质量浓度分析 采用过滤的方法测试镀液中杂质的质量浓度，考察了2个定修周期内镀液中杂质的质量浓度的变化。测试的方法是分别从各槽中取1000 mL镀液，采用滤纸过滤，所得到的过滤产物经去离子水清洗干净后放入干燥箱，在110℃的温度下加热干燥2h；待滤纸烘干后，用AB135-S型电子天平进行精确称重，得到1000 mL镀液内的固体微粒的质量（含滤纸）；取5张干燥且与试验用试纸规格相同的过滤纸，称重后取平均值，含固体微粒的滤纸的质量与此平均质量相减，得到固体微粒的净质量。 由试验测试结果可知：镀液中杂质的质量浓度随着施镀过程的进行逐渐增加，其中镀铬溶液中的杂质的质量浓度明显高于氧化铬槽中的杂质的质量浓度，如此高质量浓度的杂质必将对镀层的质量产生严重的影响。 2 固体杂质去除方法的研究 从对镀液中固体杂质的分析可知：镀液中固体杂质的粒度主要集中在1μm以上，经分析该固体杂质中既含有机物，也含无机物，因此采用过滤的办法是较为合适的[5]。 过滤器的主要部件为过滤网，由于镀液中固体杂质的粒度小，镀液又有强烈4的腐蚀性，过滤时需要采用加压过滤的方式，因此滤网需选用强度高，耐氧化腐蚀的过滤材料。不锈钢烧结过滤网是一种可供选择的滤网，本试验采用的是五层烧结过滤网，滤网材料选择316L不锈钢[6]。 过滤装置，如图1所示，过滤试验主要考察所选用滤网的过滤速率和过滤效果。试验的方法是从现场镀槽中分别取1000 mL的镀液，在该过滤装置上进行试验，考查过滤速率随时间的变化关系，以及压力对过滤速率的影响，所得到的试验结果，如图2所示。
图2镀液过滤试验结果 由图2可知：在常压下，过滤速率随过滤的进行逐渐减慢；采用一定的真空度可提高过滤速率，当采用200 mm水柱真空度时，过滤速率提高近1倍。 3镀液过滤装置和实际效果 根据过滤试验的结果，设计制作了镀液过滤系统。该系统使用自动反清洗管式微孔过滤机，是一个完全自动的连续系统，该过滤系统由微滤主机（1台）、循环泵（2台）、压滤装置（1台）、反洗气栅、反洗水栅、循环泵现场操作盒、PLC控制柜和管道阀门等组成。 镀铬机组离线镀液系统于2009年底建造同年即投入使用。在该系统投入使用后，研多跟踪过滤装置的实际运行效果，经多次检淤荔液中固体微粒的质量浓度均小于20 mg/L，杰滤器投入使用前相比下降了90%以上；同时还发现，镀液中杂质的粒度大多在1μm以此说明镀铬机组采用过滤器后，镀液得到了极大的净化，达到了预期过滤效果。由于镀液得到了极大的净化，镀铬钢板表面质量也得到了极大的提高。 4 结论 本文在研究镀液中固体杂质的组成、质量浓度及特征的基础上，提出了采用增加离线镀液净化系统对镀液进行净化的方法。该镀液净化系统经实际应用，大大降低了镀铬钢板表面质量缺陷的发生，增强了产品的市场竞争能力。 参考文献： [1]张宏，镀铬薄钢板(TFS)新产品的开发和应用[J]．南方金属，2002(4)：13-16. [2]朱晓刚，赵新明，镀铬层的性能及影响因素[J]．电刷镀技术，2001(2)：17-19． [3]刘天成，卢燕平．国产无锄镀铬薄钢板镀层的XPS研究[J];表面技术，2003,32(5):20-22． [4]朱国和．镀铬机组镀液污染原因分析[J].电镀与环保，2010,30(1)：15-16. [5]丁启圣，王维一，新型实用过滤技术[Ml.北京：化学工业出版社,2005． [6]左景伊，左禹．腐蚀数据与选材手册[M].北京；化学工业出版社,1995．
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