Гомо- и гетерофазные превращения при редуцировании Ni(II) из аммиачно-цитратных щелочных растворов с гипофосфитным восстановителем

• Автор: Плохов, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1.1 Составы растворов и промывных вод при химическом нанесении никель фосфорных покрытий из щелочных электролитов
1.2 Методы извлечения тяжлых металлов из водных растворов после гальванической и химической металлизации

1.3 Способы редуцирования ионов никеля II из отработанных растворов и промывных вод.

1.4 Закономерности ионообменного извлечения ионов никеля II

из водных растворов.

1.5 Кинетические и технологические закономерности электроосаждения никеля из водных растворов.
1.6 Анализ литературных данных, теоретическое обоснование работы и задачи исследования

Глава 2. Методики экспериментов.

2.1 Приготовление и анализ рабочих растворов

2.2 Методы определения состава комплексных ионов II в щелочных аммиачноцитратных растворах.
2.3 Методы определения кинетических и технологических закономерностей электроосаждения никеля из отработанных растворов химической металлизации.
2.4 Методы установления физикохимических закономерностей ионообменного извлечения катионов никеля из щелочных
гипофосфитных растворов химического никелирования.
Глава 3. Определение состава комплексных ионов никеля II в отработанных растворах и промывных водах после щелочной химической металлизации в гипофосфитных растворах.
3.1 Содержание компонентов в отработанных растворах и промывных водах при щелочном химическом никелировании.
3.2 Состав комплексных ионов никеля в системе 1 ЫазСк Н.
3.3 Определение состава комплексных ионов в системе II ЫННЫН4С1Н.
3.4 Образование полилигандных комплексов в щелочных
аммиачноцитратных растворах химического никелирования
Глава 4. Физикохимические закономерности электрохимического извлечения никеля II из отработанных растворов после химической металлизации в щелочных гипофосфитных электролитах
4.1 Роль фосфорсодержащих компонентов в кинетике катодного восстановления никеля II из щелочных растворов после, химической металлизации
4.2 Определение природы лимитирующей стадии электровосстановления никеля из отработанных щелочных гипофосфитных растворов.
4.3. Закономерности и параметры электрохимического извлечения никеля II из аммиачноцитратных растворов щелочной химической
металлизации с гипофосфитным восстановителем
Глава 5. Закономерности ионообменного извлечения никеля II из отработанных растворов и промывных вод после химической металлизации в щелочных гипофосфитных электролитах
5.1 Кинетические закономерности ионообменного извлечения 1 II из растворов после химической металлизации.
5.2 Влияние технологических факторов на ионообменное извлечение II из растворов после химической металлизации.
5.3 Принципиальная технологическая схема редуцирования
из жидких отходов после химического никелирования в щелочных
гипофосфитных растворах.
Список используемых источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Введение


Экспериментальные результаты по определению состава комплексных ионов никеля II, влиянию фосфорсодержащих компонентов на электровосстановление ионов 1 II, определению лимитирующей стадии
ионообменного извлечения 1 , а также по оптимизации режимов и параметров очистки отработанных растворов и промывных вод получены автором самостоятельно. Глава 1. Литературный обзор. Основным компонентом щелочного электролита для нанесения покрытий 1 Р являются соль никеля, восстановитель, стабилизирующее вещество, буферирующий и комплексообразующий агенты. В качестве солей никеля используют главным образом сернокислый или хлористый никель, реже уксуснокислый. В некоторых специальных случаях применяют гипофосфит никеля и молочнокислый никель. Наиболее часто используют сернокислый никель, как наиболее дешевый и менее агрессивный к оборудованию, в отличие от других солей металла. Обычно концентрация сульфата никеля в растворе составляет гл. Изменение е в широких пределах 3 гл не влияет на скорость металлизации и содержание фосфора в покрытии. Однако применение концентраций меньше гл ведт к быстрой выработке раствора по никелю II и к необходимости очень частых корректировок. При концентрациях сернокислого никеля больше гл велика вероятность восстановления 1 II до металла в объме раствора, что ведт к образованию тмных шероховатых покрытий, а в дальнейшем к разложению электролита И. В качестве восстановителей в щелочные растворы для нанесения покрытий Р вводят фосфорсодержащие соединения. Наиболее успешно в практике зарекомендовал себя гипофосфит натрия, но были сделаны попытки применения гипофосфита лития и кальция ,. Н2РО ЮН ЛИ 2РО 1,0 Н2 1. Н2РО2Р 2НРО 2 Н Н2 1. X прон2 . Использование концентраций восстановителя больше гл влечт за собой существенное повышение его непроизводительного расхода по реакциям 1. Кроме того, все реакции с участием гипофосфита снижают раствора у поверхности осаждаемого никеля рН5. Значение может отличаться на несколько единиц от значений в объеме раствора. Это вызывает замедление восстановления никеля II, что связано с увеличением термодинамической устойчивости ионов гипофосфита и уменьшением величины их адсорбции на каталитической поверхности. Содержание ИаН2РН в растворе больше гл ведт к очень резкому снижению значений рН и торможению реакции 1. Полное прекращение восстановления И II не наблюдается благодаря интенсивному перемешиванию под действием газовыделения, которое приводит к уменьшению градиента и концентраций ионов никеля и гипофосфита в поверхностном слое . Применение концентраций гипофосфита натрия меньше гл существенно уменьшает скорость металлизации, для которой, согласно реакции 1. Для предотвращения этого явления, в состав щелочных растворов металлизации вводят стабилизаторы. В ходе протекания реакций 1. Вещества, являющиеся стабилизаторами, адсорбируются в растворе на коллоидных частицах, препятствуя их превращению в центры восстановления никеля II. В качестве стабилизаторов в щелочных растворах для химического нанесения никельфосфорных покрытий используют сульфид свинца, тиомочевину, тиосульфат натрия, хромат свинца, олеиновую и малеиновую кислоты , а также специальные композиции, например ХНС 8. Обычно концентрация стабилизатора в растворе составляет 0,1 0, гл. Комплексообразующие агенты вводятся в раствор для связывания 1 II в растворимые комплексные ионы, что препятствует образованию осадка труднорастворимого фосфита никеля. Наиболее простые по составу щелочные растворы для осаждения никеля при пониженной температуре содержат аммиак, выполняющий функции регулятора и лиганда . Снижение скорости при более
высоких связано с затруднением восстановления комплексов КЫНзп при увеличении количества групп ЫН3. Часто в растворы никелирования вводят органические кислоты или их соли, которые выполняют две функции. С одной стороны, они выполняют функцию комплексообразующих агентов, а с другой являются хорошими буферирующими добавками, которые увеличивают буферную мкость раствора, устраняют или уменьшают самоторможение процесса окисления Н2РО2.