筆者曾走訪市郊的幾家電鍍廠,結果發現競有三家電鍍廠的鍍鉻溶液出現了相似的故障,后被證實是由于溶液中鐵離子濃度過高引起的(分析結果是23g/L、26g/L和28g/L),這說明廠家在鍍液的維護方面存在問題。
鍍鉻溶液出現故障后,筆者在現場仔細觀察了鍍鉻工藝全過程及鉻鍍層。未發現工藝漏洞,但鍍鉻溶液的覆蓋能力很差,鉻層呈霧狀、有斑點,另外兩家鍍出的鉻層上的斑點呈紫褐色。
上述故障現象估計是鐵離子污染所致。于是,筆者按以下3個步驟查找并解決了這幾家電鍍廠所出現的故障。
(1)檢查鍍鉻工藝及設備;
(2)分析可能引起故障的原因;
(3)提出解決方法。
現將各廠的調查結果,分述如下。
(1)反鍍時間過長引起鐵離子積累。
①鍍鉻工藝及設備。該廠為單一鍍硬鉻,批量生產、加工量大。
采用內襯鉛板的鐵殼鍍槽,容積414L,蛇形蒸汽管鋪設于鍍槽前、后壁。 .
②故障原因分析。用磁鐵在槽底探測,未發現有掉落鍍件。筆者察看了該廠硬鉻鍍件廢品,發現其中一些鍍件腐蝕嚴重,尤以棱角部位為甚,已成圓角,表面無置換層,這與酸洗引起的過腐蝕不同,后者鍍件表面生成置換銅層。由此可確定上述故障是因返鍍超時而引起的。根據尖端放電原理,棱角部位首先溶解,而且表面沒有置換銅層。
③解決方法。設立定時返鍍裝置,以振鈴及指示燈控制返鍍時間,提醒操作者注意。
(2)掉入槽底的工件未及時撈出引起鐵離子積累。
①鍍鉻工藝及設備。該廠為常規裝飾性鍍鉻,底層為亮鎳,鎳層很薄,鍍件種類復雜,工作量大。
鍍槽由聚氯乙烯硬質塑料板焊接而成,容積為430L,用蛇形蒸汽管加溫,管導用瓷塊墊著,鋪設在離槽底10cm處。
②故障原因分析。用磁鐵探測槽底,磁鐵被吸住,提不上來。吸出溶液后發現槽底有大批掉入的鍍件在加溫的蛇形蒸汽管上,約有2~3kg,且已被嚴重腐蝕,用分析溶液用長形玻璃吸管吸出觀察,
槽底溶液的顏色比上層深。由此可知,溶液的故障是由蛇形管的鋪設不合理所致。即不應遠離槽底。
③解決方法。用一塊鉛板,剪成與槽底同樣尺寸,每隔5cm鉆一直徑為6mm的小孔。蓋于蛇形蒸汽加溫管上方,這樣既不影響熱能交換,又可防止鍍件掉入槽底后被蛇形管卡住而引起難以打撈的弊端。
(3)由塑料內襯槽破損引起鐵離子積累。
①鍍鉻工藝及設備。該廠為常規裝飾性鍍鉻,高濃度配方(鉻酐350g/L、硫酸3.5g/L),加工量大。
鍍槽由4mm厚的鐵板焊成,制作粗糙,不平整。容積570L,用電熱棒加溫。
②故障原因分析。現場發現在鐵殼槽與塑料襯槽之間有蒸汽逸出,用鐵絲探測,似有鍍件掉入槽底,且槽底凹凸不平,磁鐵探索時磁鐵被凹入部位牢牢吸住,最后撈出兩塊手掌大小的不規則塑料板,可見內襯的塑料槽已經破碎,對鐵殼槽起不到保護作用。將槽內溶液用虹吸管吸出來,結果發現,鐵殼槽的槽底呈鍋底形,而原塑料槽的底是平的,估計鍍鉻時曾有重物掉入撞擊此部位并砸碎內襯塑料板所致。塑料板碎片脫離槽底,使部分鐵殼槽底暴露出來,直接接觸溶液。將內襯塑料槽由鐵殼槽中取出后,發現鐵殼槽的內壁已被腐蝕不堪,原4mm厚的鐵板最厚處還不到2.5mm。
③解決方法。重做一只鍍槽,用3mm的鋼板做鐵殼槽,內襯10mm硬質聚氯乙烯塑料板。在鐵殼槽側面離槽液面5cm處打一個3mm的小孔,如果在使用中發現有槽液自小孔向外注出,溶液液面突然降低5cm,則可判定塑料襯槽可能有損。
在塑料襯槽底部面上再放上一塊與槽同樣大小的聚氯乙烯軟質塑料板,以備重物掉落槽底時起到緩沖作用,從而防止了塑料槽底的碎裂。
以上三家電鍍廠受污染的鍍鉻溶液均需采用陽離子交換法處理。筆者建議暫時保留,可用于配制鍍鋅鈍化溶液,也可用于銅及其合金的鈍化,鋁件化學拋光或堿洗后的去膜,以及鋼鐵件酸洗后置換銅層的退除等,因這些溶液中的鐵離子對被處理件是無影響的,這樣既節省了費用,也減輕了環境污染。