ידע בתעשיית הנחושת: תהליך שקיעת נחושת
בעיות בטיחות תפעוליות של תהליך ציפוי נחושת:
1. בעת הוספת תרופה נוזלית יש ללבוש כפפות גומי עמידות לחומצה ואלקליות חזקות, מסכות גז, משקפי מגן, מסכות מגן, נעלי עבודה עמידות בפני חומצה ואלקליות חזקות, סינרי עבודה ושאר ציוד בטיחות והגנה תואם.
2. יש להתייחס להזרמת תרופות נוזליות בהתאם, ולמחזר את החומרים הממוחזרים תוך שימוש מלא במשאבים מתחדשים ועמידה בתקני פליטה לאומיים.
3. האוויר בתהליך ציפוי הנחושת מכיל גזים מגרים ורעילים כגון NO, NO2 ו-HCHO. צוות הסדנה חייב ללבוש ציוד מתאים להגנה על העבודה, ויש להפעיל את הפליטה של הסדנה כל היום.
4. תמיד יש לשים לב לבדוק האם מפלס הנוזל של התרופה הנוזלית תקין (בהתאמה לציון מפלס הנוזל במיכל).
5. שימו לב תמיד אם חיווי הטמפרטורה בלוח הבקרה ומשאבת מחזור המסנן תקינים.
6. לפני שמתחילים בכל פעם את קו ציפוי הנחושת, הגליל הראשון צריך להתחיל עם לוח. אם הלוח נעשה במשך זמן רב, יש להכין לוח מזויף לפני חידוש הייצור.
7. יש לנפח את גליל ציפוי הנחושת בתדירות גבוהה, ולשמור על ניקיון כל גלילי התרופות הנוזליים כדי למנוע אבק וזיהום אחר.
8. שימו לב במיוחד למבחן התאורה האחורית במהלך הייצור. אם התאורה האחורית חריגה, נתח והתאם אותה מיד.
9. בדקו האם הנדנדה, המינון האוטומטי, מכשיר ההתחדשות, שור האש וכו' פועלים היטב.
השלבים של תהליך ציפוי נחושת: כולל השלבים הבאים
1. טיפול לפני ציפוי נחושת;
2. טיפול הפעלה;
3. ציפוי נחושת כימי.
הטיפול לפני ציפוי נחושת בתהליך ציפוי נחושת:
1. פירוק בור: לפני ציפוי נחושת, המצע עובר תהליך קידוח. למרות שתהליך זה נוטה לקורות, זוהי הסכנה הנסתרת החשובה ביותר עבור מתכת חורים באיכות ירודה. זה חייב להיפתר על ידי שיטות תהליך שחרור. בדרך כלל משתמשים בשיטות מכניות כדי להפוך את קצה החור וקיר החור הפנימי ללא דוקרנים או סתימות.
2. הסרת שומנים:
(1) מקור כתמי שמן: כתמי שמן הנגרמים ממגע יד על המקדח, טביעות אצבע בעת לקיחת המצע ועוד.
(2) סוגי כתמי שמן: שמנים מן החי והצומח, מינרלים וכדומה. הראשונים שייכים לשמנים מסופחים; האחרון שייך לשמנים שאינם מכוסים. (3) מאפיינים של שמנים ושומנים: שמנים מן החי והצומח הם שמנים מסובנים, שהמרכיב העיקרי בהם הוא חומצות שומן גבוהות יותר. הם מגיבים עם אלקלי ליצירת מלחי חומצות שומן וגליצרול המסיסים במים; המבנה הכימי של שמנים ושומנים מינרליים הוא בעיקר תערובת של פחמימנים פרפין, אולפינים, ציקלופרפינים וכלורידים, שאינם מסיסים במים ואינם מגיבים עם אלקלי.
(4) בסיס לבחירת שיטות טיפול בהסרת שומנים: לפי תכונות השמן ומידת זיהום השמן.
(5) שיטה: השתמש בממיסים אורגניים והסרת שומנים אלקליין כימי ואלקטרוכימי.
(6) פעולה ועיקרון: □ שמנים הניתנים לסיבון מגיבים כימית עם אלקלי ליצירת מלחי חומצות שומן וגליצרול המסיסים בקלות במים. נוסחת התגובה היא כדלקמן:
(C17H35COO)3+3NAOH3C17H35COONa+C2H5(OH)2
□ שמנים שאינם ניתנים לסיבוב: מסתמכים בעיקר על חומרים פעילי שטח כמו מתחלבים OP, סודיום דודציל סולפונט, סודיום סיליקט ועוד. במבנה של חומרים אלו קיימים שני סוגי קבוצות, האחת הידרופוביה; השני הוא הידרופילי. ראשית, מתחלב נספג על הממשק שבין שמן למים, ולקבוצה ההידרופוביה יש זיקה לשמן על פני המצע, בעוד שהקבוצה ההידרופלית מצביעה על נוזל הסרת השומנים. מים הם מולקולה קוטבית חזקה מאוד, אשר מפחיתה את המשיכה בין השמן למשטח המצע. באמצעות הסעה וערבול של נוזל הסרת השומנים, השמן עוזב את פני המצע, ומשיג את המטרה הסופית של הסרת שומנים.
3. טיפול חיספוס:
(1) מטרת החיספוס: בעיקר להבטיח חוזק מליטה טוב בין ציפוי המתכת למצע.
(2) עקרון החיספוס: לייצר בורות מיקרו-קעורים על פני המצע כדי להגדיל את שטח המגע שלו, ליצור קשר כפתור מכני עם שכבת הנחושת ולקבל חוזק מליטה גבוה יותר.
(3) שיטות חיספוס ובחירות: יש בעצם את השיטות הבאות, הממלאות בעיקר תפקיד של תחריט חומצה וחמצון חזק.
-אמוניום פרסולפט-נתרן פרסולפט-תמיסת נחושת כלוריד-מי חמצן/חומצה גופרתית.
טיפול הפעלה של תהליך ציפוי נחושת:
1. מטרת ההפעלה: בעיקר ליצור "מרכז מפעיל" להפיכת משקע הנחושת לאחיד.
2. עקרון הפעלה בסיסי: הפקד שכבה אחידה של חלקיקי ליבת מרכז ההפעלה על המשטח הלא מתכתי לציפוי
3. שיטות ובחירת הפעלה:
שיטת הפעלה שלב אחר שלב: הוכח משיטות ייצור שלפלדיום קולואידי (שיטת הפעלה חד-שלבית) יש ביצועי הפעלה מצוינים, מה שהופך את שכבת הפיקדון המתקבלת בעלת חוזק מליטה טוב וחיי שירות ארוכים, אך תנאי ההכנה הם קַפְּדָנִי. נוזל ההפעלה הוא חום בהיר.
ת. ישנם שלושה סוגים של פלדיום קולואידי: פלדיום קולואידי חומצי, פלדיום על בסיס מלח ופלדיום קולואידי אלקליין.
ב. הכנת פלדיום קולואידי: ממיסים 1 גרם פלדיום דיכלוריד ב-100 מ"ל חומצה הידרוכלורית ו-200 מ"ל תמיסה מימית. לאחר שכל התמיסה מומסת, הנח את הכוס באמבט מים בטמפרטורה קבועה ב-30 מעלות ±1 מעלות. הוסף 2.54 גרם של דיכלוריד בדיל (SnCl2·2H2O) תוך ערבוב והגיב במשך 12 דקות. לאחר מכן מערבבים את שתי התמיסות (A ו-B) (הרכב תמיסה B הוא 75 גרם/ליטר בדיל דיכלוריד, 7 גרם/ליטר נתרן סילבראט NaSnO447H2O ו-200 מ"ל/ליטר חומצה הידרוכלורית) ושמור על חום במשך 3 שעות בטמפרטורה קבועה אמבט מים ב-40-50 מעלות (מכוסה). העיקרון של תהליך זה הוא שהביצועים הקטליטיים של חלקיקי פלדיום קשורים לטמפרטורת ההזדקנות. מהתרגול, ידוע שהמצב הטוב ביותר הוא 60 מעלות ±5 מעלות. שמירה על חום במשך 4-6 שעות יכולה לא רק לשפר את הפעילות הקטליטית של חלקיקי פלדיום, אלא גם להאריך את חיי השירות שלהם.
ג. מנגנון הפעלה: מבנה המיצל של "פלדיום קולואידי" הוא שכבה חשמלית כפולה, ו-[Pd0]m היא הליבה של המיצל. במהלך ההפעלה, Sn2+ נספג תחילה בנקבוביות, ויוני הבד הדו-ערכיים הנספגים לאחר מכן סופחים את C1-1 ליצירת שכבת ספיחה 〖nSn2+·2(nx)Cl-〗 , שהופכת לקבוצה קולואידית. לקבוצה כזו של מיצלות יש מטען שלילי והיא לא תשקע בהתנגשות של תמיסה מימית. ה-2xCl-1 מחוץ לשכבת הספיחה היא שכבת דיפוזיה.
ד. תחזוקה של תמיסת הפעלה: מכיוון שהכנת תמיסת הפעלה מסובכת יחסית והעלות גבוהה, יש לשים לב לנקודות הבאות בעת השימוש בה.
כדי להימנע מהכנסת מים לתמיסת ההפעלה, טפלו בהם בתמיסה הבאה במשך 2-3 דקות לפני ההפעלה: SnCl2·2H2O 40 גרם/ליטר HCl 100 מ"ל/ליטר תהליך זה נקרא טרום טבילה, ולאחר מכן טיפול ההפעלה הוא בוצע כדי לסנן את המים.
המצע לאחר ההפעלה צריך לשאת כמה שפחות תמיסה, ויש לנקות אותו שוב ושוב במיכל השחזור, ולהשתמש במים אלה כדי לחדש את צריכת תמיסת ההפעלה או להכנת תמיסה חדשה.
לאחר שימוש בתמיסת ההפעלה למשך פרק זמן, אם נמצא ריבוד, ניתן להוסיף 10-20 גרם סטאנו כלוריד לליטר בהתאם לקיבולת בפועל של תמיסת ההפעלה, ותופעת הריבוד תיעלם.
כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-15 מעלות, אפקט ההפעלה גרוע ויש להשתמש בחימום. יש צורך להשתמש במיכל אמבט מים לחימום.
ה. טיפול בפיגום: הסר עודפי נוזל הפעלה שיורי כדי למנוע את הכנסתם למיכל השקעת הנחושת ולגרום לפירוק התמיסה. זמן טיפול NaOH50g/L 1.5 דקות.
הנוסחה של שקיעת נחושת כימית בתהליך שקיעת נחושת: הפתרון האוניברסלי לשקיעת נחושת היא
נוזל A: 100 גרם אשלגן נתרן טרטרט
25 גרם נחושת גופרתית
35 גרם נתרן הידרוקסיד
1 ליטר מים מזוקקים
נוזל B: 8-15מ"ל פורמלדהיד (36-40%)
יחס מעורב של נוזל A ונוזל B: 100:8-15
תנאי תהליך: טמפרטורה 20-25 מעלות
זמן 20 דקות
