книги из ГПНТБ / Основы гальванотехники П. М. Вячеславов. 1960- 9 Мб

содержание цианида определяется аргентометриче­ ским методом.

5 мл электролита переносят в коническую колбу на 250 мл, добавляют 50 мл воды, 3 мл аммиака (25%-ный раствор), 3 мл раствора йодистого калия (10%-ного) и титруют 0,1 н. раствором азотнокислого серебра до появления неисчезающей желтоватой мути.

разводят водой до 50 мл, приливают 10 мл 10%-ного раствора желтой кровяной соли, 15 мл 1 н. раствора кальцинированной соды и титруют 0,1 н. раствором азотнокислого серебра до появления явно видимой

мути.

Содержание свободного цианида подсчитывается по формуле, приведенной выше для определения общего цианида.

Определение свободной щелочи. 5 мл электролита переносят в коническую колбу на 250 мл, разбавляют водой до 50 мл, приливают 0,1 н. раствор азотнокис­ лого серебра в количестве, равном затраченному на определение общего цианида с небольшим избытком, 50 мл 10%-ного раствора хлористого бария, 5—10 ка­ пель тимолфталеина и титруют 0,1 н. раствором соля­ ной кислоты до исчезновения синего окрашивания.

69

Содержание свободного едкого натра подсчитывается по формуле:

где а — количество раствора соляной кислоты, идущей на титрование, в мл\

н — нормальность раствора соляной кислоты;

ток 10%-ного раствора хлористого бария (20 мл). Осадок отстаивают, отфильтровывают, промывают го­ рячей водой и затем растворяют в избытке титро­ ванного раствора соляной кислоты (0,1 н.). Избыток

и щелочи;

н— нормальность титрованного раствора кислоты; 53 — коэффициент пересчета на кальцинированную

соду;

п— количество электролита, взятого для опреде­ ления, в мл.

Анализ цинкатного электролита

Определение цинка и примеси железа. 10 мл элект­ ролита переносят в стакан на 100 мл, приливают 3—5 мл азотной кислоты (уд. веса 1,4) и кипятят, чтобы окислить железо. Затем производят осаждение

70

Глава IV

КАДМИРОВАНИЕ

1. Свойства и область применения

Кадмиевое покрытие, так же как и цинковое, при­ меняется главным образом для защиты черных ме­ таллов от коррозии. Однако если цинковое покрытие почти при всех условиях является анодным покры­ тием, то кадмиевое в одних условиях может быть анодным, а в других — катодным. В растворах, содер­ жащих хлориды, кадмий является анодным по отно­ шению к железу. Вот почему кадмиевые покрытия широко применяются для защиты изделий, работаю­ щих в морских условиях. Этому благоприятствует также и то обстоятельство, что кадмий более хими­ чески устойчив, чем цинк.

Высокая пластичность кадмиевого покрытия ис­ пользуется при покрытии резьбовых деталей; этим обеспечивается герметичность резьбовых соединений.

Как и цинк, кадмий осаждается из кислых и щелоч­ ных цианистых электролитов. В первых он проявляет стремление к образованию грубокристаллических осадков, поэтому более или менее гладкие осадки удается получить только с помощью введения специ­ альных органических добавок (клей). Из цианистых ванн выделяются прочно сцепленные с основой мелко­ зернистые осадки. Кроме того, цианистые электро­ литы обладают высокой рассеивающей способностью по сравнению с кислыми электролитами. Этим объ­

72

ясняется более широкое применение в промышленности цианистых электролитов по сравнению с кислыми. Толщина кадмиевых покрытий колеблется в преде­ лах 7—50 мк.

2. Цианистые кадмиевые электролиты

Основными компонентами цианистых кадмиевых электролитов являются: комплексная цианистая соль кадмия и свободный цианид. Последний делает более мелкокристалличным осадок, повышает рассеивающую способность электролита и облегчает растворение кадмиевых анодов. Для улучшения работы кадмие­ вого электролита в его состав вводят специальные добавки: сернокислые соли натрия и никеля, сульфи­ рованное касторовое масло.

Практика показывает, что введение сернокислого натрия обеспечивает большую устойчивость состава электролита, а добавка сульфата никеля и сульфи­ рованного касторового масла дает возможность полу­ чать гладкие и полублестящие осадки кадмия.

В электролите всегда содержится некоторое коли­ чество свободной едкой щелочи и углекислых солей. В электролитах, не содержащих карбонатов, покры­ тия получаются темными и полосчатыми при всех плотностях тока. После добавления карбонатов осадки становятся светлыми и мелкозернистыми.

Мнения о влиянии едкой щелочи весьма противо­ речивы. Однако многолетняя практика работы с циа­ нистыми электролитами показывает, что наличие не­ большого количества свободной щелочи (~0,05 н.) не ухудшает качество осадка, но вместе с тем умень­ шает степень гидролиза свободного цианида, т. е. обеспечивает большее постоянство состава электро­ лита.

Наиболее широкое применение в гальванических цехах нашел следующий состав электролита (в г/л):

73

и вводят в ванну. В отдельном сосуде получают гид­ рат окиси кадмия. Для этого растворяют в воде тре­ буемое количество сернокислого кадмия и отдельно — едкий натр. Раствор щелочи и раствор сернокислого кадмия сливают вместе при тщательном перемешива­ нии. Из раствора выпадает осадок гидрата окиси кадмия по следующей реакции:

CdSO4 + 2NaOH -> Cd (OH)2 + Na2SO4.

Из этого уравнения следует, что на 256,5 г CdSO4-8/jH2O требуется 80 г кристаллического едкого натра. Полноту осаждения гидроокиси кадмия про­ веряют по фенолфталеину (раствор должен окраши­ ваться в розовый цвет).

раствор комплексной цианистой соли кадмия по сле­ дующей реакции:

Cd(OH)2-f-4NaCN -> Na2Cd (CN)4 + 2NaOH.

В этот раствор после анализа добавляют серно­ кислые соли натрия и никеля, а также сульфирован­ ное касторовое масло. После проработки в течение 4—6 час. электролит пригоден для эксплуатации.

Сульфирование касторового масла производят сле­ дующим образом. К определенному объему касторо­ вого масла прибавчяют постепенно и при перемеши­ вании серную кислоту (уд. веса 1,84). Реакция счи­ тается законченной, если после добавления последней порции кислоты прекращается выделение газа. Обычно на 4 объемных части касторового масла расходуется 1 часть серной кислоты. После 12-часового выстаива­ ния добавляют половину объемной части 39%-ного раствора едкого натра, перемешивают и после отстаи­ вания сливают водный раствор. Сульфированное масло нейтрализуют раствором едкого натра до щелочной

74

реакции и вводят в электролит при непрерывном по­ мешивании.

Неполадки, возникающие при работе цианистой ванны для кадмирования, и способы их устранения сводятся в основном к следующим:

1.Темные осадки кадмия на катоде при одновре­ менном потемнении анодов. Это имеет место при не­ достаточной концентрации цианида и щелочи в элек­ тролите.

2.Образование пятнистых и темных покрытий на катоде, что свидетельствует о наличии в электролите примесей свинца, олова, сурьмы, мышьяка. Для уда­ ления этих примесей прибегают к проработке элек­ тролита током.

3.Хрупкость осадка, блестящие полосы на покры­ тии. Эти признаки говорят о наличии вредных орга­ нических примесей в электролите. Требуется прора­ ботка током.

4.Низкий выход по току, повышенное газовыделение на катодах. Причины этого — недостаток соли

кадмия, недостаток в электролите щелочи или избы­ ток свободного цианида. Необходимо сделать хими­ ческий анализ электролита и откорректировать ванну.

5. Почернение анодов. Оно происходит по причине недостаточного содержания цианидов или высокой анодной плотности тока (мала поверхность анодов).

3. Кислые кадмиевые электролиты

Как уже отмечалось, кислые .электролиты обла­ дают по сравнению с цианистыми рядом недостатков, главными из которых являются малая рассеивающая способность и тенденция к образованию грубокри­ сталлических осадков. Поэтому кислые электролиты применяются значительно меньше, чем цианистые,

ииспользуются для покрытия плоских изделий.

Впрактике гальванических цехов наиболее рас­ пространен следующий сернокислый электролит (в г/л):

75

Режим: электролиз ведут при pH = 3,5 — 5,5, катод­ ная плотность тока 0,5—1,0 а!дм\ температура элек­ тролита 15—25° С, выход по току 90—95%.

Из приведенного рецепта видно, что кроме основ­ ного компонента — сернокислого кадмия, в электро­ лит вводятся сернокислые соли аммония и алюминия. Первый позволяет увеличить электропроводность рас­ твора и способствует выделению более мелкозернис­ тых и гладких осадков кадмия,а второй применяется в качестве буферной добавки для поддержания кис­ лотности электролита в указанных пределах. Жела­ тина или клей способствуют получению плотных и гладких отложений. Методика приготовления элек­ тролита не отличается от приготовления сернокислых цинковых электролитов и заключается в последова­ тельном введении в рабочую ванну всех компонентов, растворенных в отдельных порциях теплой воды. Из неполадок ванны основными являются:

1.Губчатое и темное покрытие (высокое значе­ ние pH, недостаток коллоидов, наличие вредных при­ месей).

2.Блестящие полосы на осадке (присутствие никеля

икобальта).

3.Белый налет на анодах (наличие свинца в анодах). Для устранения этих неполадок рекомендуются

корректировка электролита, проработка ванны током, периодическая чистка анодов.

Практический интерес имеет также борфтористо­ водородный электролит. Состав ванны кадмирования следующий (в г/л):

76

Чего вся масса нагревается до 70—80° и вводится в ванну.

Для повышения коррозийной устойчивости кадмие­ вого покрытия применяется обработка его в растворе, содержащем 150 г/л хромового ангидрида и 4 г/л сер­ ной кислоты, при температуре 15—20° С и продолжи­ тельности обработки 0,5—1 мин.

Образующаяся пассивная пленка разрушается при промывке изделий в горячей воде, поэтому промывка кадмированных и пассивированных деталей должна производиться холодной водой, а сушка — теплым воздухом.

4.Химический анализ электролитов для

кадмирования

Определение кадмия. Кадмий в сернокислом элек­ тролите может быть определен теми же методами, как и цинк при анализе цинкового электролита.

Содержание кадмия подсчитывается по следующей формуле:

. а-Тсл-Ю00

Cd г/л =___ “----- ,

п

где а — количество желтой кровяной соли, затрачен­ ной на титрование, в мл\

Гса — титр раствора желтой кровяной соли по кад­ мию, в г;

п— количество электролита, взятого для титро­ вания, в мл.

Для пересчета на CdSO4-8/3H2O результаты опре­ деления умножаются на коэффициент 2,28.

Титр раствора желтой кровяной соли устана­ вливается по стандартному раствору металлического кадмия.

Стандартный раствор готовится растворением точ­ ной навески металлического кадмия (5—6 г) в 50 мл соляной кислоты (1:1) и доведением количества рас­ твора до 500 мл в мерной колбе. При определении титра берется 30 мл стандартного раствора.

Определение алюминия, сульфатов и железа про­ изводится теми же методами, как и при анализе цин­ кового электролита. Железо и алюминий подсчиты­

77