用pH控制改善電鍍工藝

電鍍是一種常見的金屬表面處理工藝，具有多種工業應用，從純化妝品到保護涂料的應用。該過程利用電流將離子驅向接收金屬表面，對多個關鍵參數敏感，仔細控制對于實現所需的電鍍效果**關重要。可以調節幾種組分，包括鍍浴中的離子濃度，浴溫和電流密度，以影響**終結果。電鍍過程產生了許多正確操作的經驗法則，但通過用pH測量代替傳統規則，可以使用定量反饋來指導電鍍過程控制，以提高產品的一致性和有效的廢物處理。

準備電鍍化學品

電鍍溶液的制備對于電鍍過程的成功是**關重要的。電鍍化學制劑包括將金屬鹽溶解在溶劑中。所得電鍍溶液必須具有足夠高的金屬離子濃度以促進部件的電鍍。當氫離子（H +）還原成氫氣（H 2）時，在陰極處發生電鍍。當這些氫離子從陰極膜中損失時，當金屬離子（例如鎳離子）“插入”以取代氫離子時發生電鍍。

有時，電鍍過程會在陰極處產生深灰色或黑色，片狀堆積。這通常被稱為“燃燒”。如果沒有適當地制備電鍍溶液，則可能發生電鍍過程中的燃燒。如果金屬離子濃度太低，則電流將水解水以產生氫離子（H +）和氫氧根離子（OH-）。氫氧根離子的產生可導致形成金屬氫氧化物，例如鎳II氫氧化物Ni（OH）2，其沉積在部件的表面上而不是金屬離子上。測量pH值使操作員能夠檢測到這種效應，因為氫氧根離子的產生會導致pH值的增加。

防止電鍍過程中燃燒的一些策略包括：

• 增加電鍍液中金屬離子的濃度
• 增加陰極附近溶液的攪拌
• 提高工作溫度

控制電鍍過程中的pH值

另外，一些電鍍方法可受益于使用緩沖劑，例如硼酸。緩沖液確保陰極附近的pH保持穩定在金屬電鍍的**佳水平。電鍍工藝的**佳pH取決于待鍍金屬以及溶劑和任何其他添加劑。適當的pH可以是從酸性到中性到堿性的任何地方，這取決于金屬在溶劑中的溶解度。酸浴中的鎳和銅鍍層優化在3.8到4.2左右，pH值高于5時出現困難。堿性鍍液可用于更快地鍍金，鋅和鉻等物質，**佳pH值為9.0到13.0 。

在初始化妝期間和電鍍過程中監測pH值有助于捕獲程序錯誤。即使在開始之前正確配置過程，pH也可用于監測離子隨時間的消耗并告知何時以及如何補充電鍍浴。有效電流也是濃度的函數，因為浴充當兩個電極之間的電阻，因此可以使用pH監測來確保提供恒定電流，從而產生一致的沉積層。

電鍍廢水處理

在排放到市政下水道之前，必須對電鍍廢水進行有毒化學清除處理。正如在電鍍過程中需要控制pH以將金屬離子保持在溶液中一樣，pH也可以用于廢水處理中以沉淀離子以通過沉降和過濾除去。對人體有劇毒的六價鉻可以通過兩步法去除。shou先通過降低pH和提高氧化還原電位將六價鉻還原為三價鉻。然后，將pH升**8.5以上，使鉻以氫氧化鉻的形式沉淀。

還可以通過高pH調節除去鋅和銅，以使金屬沉淀為氫氧化物絡合物。但是，當使用氰化物浴作為溶劑時，金屬與氰化物絡合，并且不會通過pH調節除去。鋅，銅，金和鎳通常都使用氰化物鍍液進行電鍍。為了除去氰化物，增加氧化還原電位以將氰化物還原成氰酸鹽，從而釋放金屬離子并使它們與氫氧化物絡合并形成沉淀物。

選擇pH電極

金屬表面處理涉及使用在線傳感器和儀器可以實現的多種工業用水和廢水處理工藝。然而，由于電鍍浴和廢水中金屬離子的高濃度，組合的pH電極可能需要頻繁更換。組合pH電極依賴于探針內的銀和氯化銀參比溶液，其可能被重金屬離子如鉻，鉛和氰化物污染。新探針設計通過防止與傳感器接觸或者延長離子在探針內行進的路徑來保護參比溶液。一些探針甚**使用替代參考解決方案 定期清潔以去除積聚和沉積物將限度地延長pH傳感器的使用壽命。