一种化学镀镍老化液循环再生的方法技术

本发明专利技术申请涉及表面处理技术领域，公开了一种化学镀镍老化液循环再生的方法，它包括以下步骤：对含有硫酸钠和亚磷酸钠的老化液进行降温冷却或浓缩，以析出硫酸钠晶体；浓缩并析出亚磷酸钠晶体；析出的硫酸钠晶体和亚磷酸钠晶体通过固液分离方式从老化液中去除后得到剩余老化液；剩余老化液通过调节成分再次进入镀槽。上述化学镀镍老化液循环再生的方法是一套低费用、低能耗、简单易行的处理工艺，非常适合于工业化应用。

A Method of Recycling and Regeneration of Electroless Nickel Plating Aging Solution

【技术实现步骤摘要】
一种化学镀镍老化液循环再生的方法
本专利技术涉及表面处理
，具体涉及一种化学镀镍老化液循环再生的方法。
技术介绍
化学镀镍是以镍盐和次磷酸盐等反应生成Ni-P非晶镀层，具有无需外电源、镀层均匀、硬度高、耐磨性能好、镀覆部件不受尺寸形状限制等优点，广泛应用于电子、化工、机械等产品的表面处理
但是以六水硫酸镍为镍源，次亚磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液在施镀过程中，镀液内会不断积累亚磷酸根、硫酸根和钠离子，造成镀液老化，使化学镀镍沉积速度下降，并且引起镀液性能下降、镀层质量下降，严重影响镀液的使用寿命。所以通常化学镀镍液使用几个周期后，初始镀液就变成化学镀镍老化液，由于镀镍层的性能指标达不到要求，老化液就要报废变成废液。此时废液中仍含有2～3g/L的镍，80～200g/L的磷，其中重金属镍具有致癌、致敏作用。参考最新国标，我国废水排放标准中镍的排放限制为0.1mg/L，同时镍又是一种价格比较昂贵的金属资源；而磷是导致水体富营养化的限制性因素，我国废水排放标准中磷的排放限制为0.5mg/L。如果对化学镀镍老化液不加以有效处理，不但给环境带来严重污染，危害人类健康，还会造成资源浪费。目前处理化学镀镍老化液或者废液的工艺有很多种，目的主要在于对老化液中残余的镍、磷进行处理回收以实现化学镀镍废液达标排放，而针对化学镀镍老化液或者废液的循环再生则主要采用化学沉淀法、电渗析法、离子交换法。化学沉淀法是通过向废液中投入沉淀剂，使其与废液中的有害物质反应生成不溶性物质，通过凝聚、沉降、固液分离，从而除去废液中的有害污染物。但是化学沉淀法在处理中产生了大量的废渣，必须妥善处理或综合利用，否则废渣中的镍离子等污染物流出，造成化学镀镍溶液二次污染。电渗析法是利用镀铂钛板作阳极，不锈钢板作阴极，在电场力的作用下，化学镀镍老化液中的亚磷酸根离子、硫酸根离子、钠离子等有害物质透过阴、阳离子交换膜被有效地除去。但是电渗析法的工业设备的投资和维护费用较高，化学镀镍老化液中需含较高的亚磷酸盐浓度才能有效使用电渗析法，而实际生产中镀液使用不了太长时间，不会产生过多的亚磷酸钠，积累的量达不到析出的浓度。离子交换法是采取阴离子交换树脂去除亚磷酸根离子，阳离子交换树脂回收镍离子，再对交换后的树脂进行洗脱和再生。但是由于化学镀镍废液中亚磷酸根浓度很高，而树脂交换容量有限，所以离子交换树脂的处理能力较小、树脂再生周期比较频繁，这给操作与管理上都带来一定的麻烦；并且离子交换法操作复杂，一些阴离子交换树脂中带有交换离子的活性基团与亚磷酸根发生交换时会将自身交换后的离子引入溶液中，可能对镀液造成二次污染，从而使后续的处理更加复杂；再者，处理过程中产生的洗脱液、洗涤水中都含有少量镍，这些废水还需要进一步处理，从而增加了工业化生产成本；另外离子树脂交换工艺的投资费用大，成本太高。综上可知，这些老化液的循环再生方法各自存在不足之处，目前还没有一套低费用、低能耗、简单易行的处理工艺，现有技术不能明显地去除有害离子硫酸根和亚磷酸根，并回收镍离子、次磷酸根离子等高价值物质，实现化学镀镍老化液的循环再生。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种化学镀镍老化液循环再生的方法，能够明显去除有害离子硫酸根和亚磷酸根，并回收镍离子、次磷酸根离子等高价值物质，实现化学镀镍老化液的循环再生。本专利技术的技术解决方案如下：一种化学镀镍老化液循环再生的方法，它包括以下步骤：对含有硫酸钠和亚磷酸钠的老化液进行降温冷却或浓缩，以析出硫酸钠晶体；浓缩并析出亚磷酸钠晶体；析出的硫酸钠晶体和亚磷酸钠晶体通过固液分离方式从老化液中去除后得到剩余老化液；剩余老化液通过调节成分再次进入镀槽。本专利技术原理如下：参见图1和表2可知不同温度下硫酸钠和亚磷酸钠的溶解度，整体来说，硫酸钠的溶解度较小，实际老化液中硫酸钠浓度范围在40～195g/L，所以采用物理降温方式，溶解在老化液中的硫酸钠含量就会逐步减少，逐渐析出硫酸钠晶体。相反，亚磷酸钠的溶解度很大，老化液中亚磷酸钠的浓度范围在80～600g/L，所以直接通过降温冷却的方式难以析出亚磷酸钠，而且实际用于生产的化学镀液使用几个周期后，就会报废，所以不可能产生太多亚磷酸钠，即实际的反应积累达不到析出的浓度。为解决上述问题，本专利技术将老化液浓缩除去大量水分，至亚磷酸钠的溶解度接近饱和，即可顺利地析出亚磷酸晶体；同时浓缩也有助于继续析出硫酸钠晶体，增加硫酸钠的去除率。本专利技术化学镀镍老化液循环再生的方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：上述工艺无需借助化学试剂或者交换树脂，也无需外加电场，处理老化液过程中不会引入其他杂质，不会产生废液废渣，没有二次污染，对环境没有污染，能够简单环保、高效快速地去除有害的硫酸钠和亚磷酸钠，对有害离子硫酸根、亚磷酸根的去除量大；同时不会过多地损失化学镀镍溶液中镍离子、次磷酸根离子、柠檬酸根离子等高价值的物质，实现了老化液的循环再生，延长了镀液的使用周期。而且，由于去除硫酸钠和亚磷酸钠时都是析出晶体，所以纯度都比较高，含杂率较小，相当于初步提纯，能够实现硫酸钠和亚磷酸钠的回收再利用，有害变有用，提高经济效益。综上，本专利技术化学镀镍老化液循环再生的方法是一套低费用、低能耗、简单易行的处理工艺，非常适合于工业化应用。优选地，析出硫酸钠晶体的步骤和析出亚磷酸钠晶体的步骤为同步进行或者先析出硫酸钠晶体再析出亚磷酸钠晶体。采用同步进行能够同时析出两种晶体，同时去除两种杂质，这样节省处理时间，加快循环再生镀液。采用分步进行，能够将硫酸钠和亚磷酸钠两种晶体分离开，各自实现回收再利用。优选地，浓缩并析出亚磷酸钠晶体的方法为浓缩-冷却方法和/或浓缩-籽晶诱导方法。待老化液蒸发除去大量水分，至亚磷酸钠的溶解度接近饱和，即浓缩，然后采用冷却方式或者籽晶诱导方式或者先冷却再进行籽晶诱导的方式，即可顺利地析出亚磷酸晶体，同时，冷凝收集蒸发的水分，再利用、补充再生镀液的缺少的水含量。进一步优选地，所述浓缩-籽晶诱导方法是在浓缩过程中加入0.01～5g/L亚磷酸钠籽晶。采用上述方式能够缩短诱导时间，籽晶吸附结合浓缩老化液中悬浮的亚磷酸钠细小颗粒，诱导亚磷酸钠结晶并长大，加速析出亚磷酸钠晶体。投入上述籽晶量的亚磷酸钠晶体至浓缩老化液中，用量少，降低成本；操作方便，简单易行。同样进一步优选地，所述浓缩-籽晶诱导方法是在浓缩至亚磷酸钠浓度范围为200～600g/L，并冷却至常温再加入亚磷酸钠籽晶。采用上述方式，能够先进一步去除硫酸钠，使得老化液中硫酸钠很少，接下来析出较纯的亚磷酸钠晶体。由于亚磷酸钠的溶解度很大，如果老化液中亚磷酸钠浓度较低，则直接通过降温冷却的方式难以析出亚磷酸钠，所以先将老化液浓缩至亚磷酸钠的溶解度接近饱和，即亚磷酸钠的浓度范围为200～600g/L时，此时再采用冷却方式或者籽晶诱导方式便可顺利地析出亚磷酸钠晶体。进一步优选地，所述籽晶诱导的时间大于15min，且不超过15天，诱导过程中进行超声或搅拌。上述诱导时间不仅能够保证晶粒足够大，利于固液分离；而且总的处理时间不会太长，工作效率高。进一步优选地，所述籽晶诱导过程中进行超声或搅拌。诱导过程中通过超声或搅拌加速晶体的生长。优选地，所述降温冷却的方法是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，它包括以下步骤：对含有硫酸钠和亚磷酸钠的老化液进行降温冷却或浓缩，以析出硫酸钠晶体；浓缩并析出亚磷酸钠晶体；析出的硫酸钠晶体和亚磷酸钠晶体通过固液分离方式从老化液中去除后得到剩余老化液；剩余老化液通过调节成分再次进入镀液槽。

【技术特征摘要】
1.一种化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，它包括以下步骤：对含有硫酸钠和亚磷酸钠的老化液进行降温冷却或浓缩，以析出硫酸钠晶体；浓缩并析出亚磷酸钠晶体；析出的硫酸钠晶体和亚磷酸钠晶体通过固液分离方式从老化液中去除后得到剩余老化液；剩余老化液通过调节成分再次进入镀液槽。2.根据权利要求1所述的化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，析出硫酸钠晶体的步骤和析出亚磷酸钠晶体的步骤为同步进行或者先析出硫酸钠晶体再析出亚磷酸钠晶体。3.根据权利要求1所述的化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，浓缩并析出亚磷酸钠晶体的方法为浓缩-冷却方法和/或浓缩-籽晶诱导方法。4.根据权利要求3所述的化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，所述浓缩-籽晶诱导方法是在浓缩过程中加入0.01～5g/L亚磷酸钠籽晶。5.根据权利要求3所述的化学镀镍老化液循环再生的方法，其特征在于，所述浓缩-籽晶诱导方法是在浓缩至亚磷酸钠浓度范围为200～600g/L，并冷却至常温再加入亚磷酸钠籽晶。6.根据权利要求3所述的化学镀镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛江，邹子玉，叶继春，
申请(专利权)人：宁波中科纬诚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33