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电镀溶液简易分析方法的开发和应用(I)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-16  浏览次数:784
核心提示:电镀溶液成分的分析是电镀生产管理的一项重要内容,它能帮助技术人员及时掌握镀液的变化规律、发现镀液的故障隐患、正确判断故障的根源,从而保证电镀生产和产品的质量。

关 键 词:电镀溶液

作    者:顾卫忠,王伟平,陈安琪

 1.上海应用技术学院化学与环境工程学院,上海200435;2.上海天青科贸有限公司,上海200233)

中图分类号:TQ 153   文献标识码:B   文章编号:1000-4742(2011)02-0045-02

O前言

电镀溶液成分的分析是电镀生产管理的一项重要内容,它能帮助技术人员及时掌握镀液的变化规律、发现镀液的故障隐患、正确判断故障的根源,从而保证电镀生产和产品的质量。然而电镀溶液的分析是一项精细繁锁、技术要求高的专业性工作,随着电镀企业的小型化趋势和电镀材料商可提供分析服务的销售方式现状,原本电镀工厂重要的镀液分析业务难以开展,所以开发一种简易的电镀溶液分析方法可以促进企业技术管理水平的提高。

1 现状和设想

1.1现状

电镀溶液的分析是一项专业性比较强的工作,尽管常规的分析方法已很成熟,但从业者除了要了解化学药品的性能和配制方法,还必须熟练掌握分析仪器、设备的使用和管理,并要有细致的工作态度和能力。

国内的电镀企业普遍存在缺乏中、初级的电镀技术人员的问题。另外,现在的电镀工厂通常地处郊外、环境比较差,很难吸引从事专业分析的技术人员。电镀溶液的分析对企业来说又是一项增加成本的管理工作,对一些镀种多、规模小的电镀厂来说,要做好镀液的管理分析更让经营者为难。

目前电镀厂多依靠电镀原料供应商提供的电镀溶液分析服务来维持镀液的技术管理,但也会出现许多问题和弊病,例如:分析结果不及时,拿到的分析结果往往是2~3天前的状况;无法做到定时分析管理,分析结果无法对质量管理和掌握生产规律起作用;供应商通常是出了故障来取样分析,分析化验只起判断故障原因,确认责任方的作用,对电镀的生产管理无益可言。

目前国内电镀产品加工的质量要求往往是国际化的,而许多中小型规模的电镀企业产品加工的生产管理却落后于国际化水平。各地区为了便于电镀企业集中管理建立了许多电镀工业基地来有效控制电镀企业对环境造成的影响,同时促进了电镀企业小型化的发展,对电镀企业的整体生产管理水平提高并非有利。另外,由于许多地区的土地升值,许多大型的电镀专业加工企业从利益出发,将电镀厂房以出租的方式经营也促进了电镀企业的小型化,大企业原有的电镀溶液分析管理资源很难发挥作用。

1.2             设想

电镀溶液分析管理的规范对电镀企业的管理水平的提高会起到积极的作用。研究一种不需要专业化验员,不需要溶液的配制和标定,不需要计算结果,用最少的试剂,最常用的器具能简便、快捷、准确地分析电镀溶液成分的方法,对电镀生产的技术管理水平的提高会有显示的意义。

国外很在已使用商品化的电镀溶液简易分析试剂进行镀液的分析管理。针对电镀溶液管理的特点和国内惯用的分析方法,本文从以下几个方面对简易电镀溶液分析方法进行了开发和研究。

2 简易电镀溶液分析方法的设计

2.1 电镀溶液成分分析的精度

电镀溶液中的主要成分的质量浓度绝大多数在几十g/L以上,如硫酸盐铜中硫酸铜的质量浓度为60g/L,硫酸的质量浓度为200g/L。在实际的生产过程中将这些成分的精度控制在(R±1)g/L完全可以满足生产要求,滴定分析方法的精确度完全可以满足电镀生产管理的需求。

若电镀溶液中主要成分的质量浓度为几g/L,分析的精度还是(R±1)g/L,其结果对生产管理控制的参考价值不大。这些成分的质量浓度用滴定法分析往往数据稳定性差,如镀铬镀液中的硫酸根和三价铬的分析,用滴定法分析既繁锁,数据也不稳定。采用沉淀分析或仪器分析得到的结果比较稳定,数据的精度在(R土0.10~0. 25)g/L的范围内,这样的精度完全可以满足电镀生产管理的需求。   

电镀溶液中以mg/L为单位的成分,如分析酸性光亮镀铜中氯离子的质量浓度,要采用专用仪器进行分析,一般的工厂都不会购买。采用比色或专用试纸的方法测定其质量浓度范围,可将分析方法大为简化。

2.2分析的化学试剂和标准溶液

滴定分析所用化学试剂和标准溶液的配制及标定直接影响到分析结果,通常需要专业化验员的操作。另外化学分析还涉及到许多化学药品的采购、管理、保存等,这些工作会使经营者困惑。所以要使工厂的分析操作得到简化,首先要将分析所使用的试剂品种减少,并提高标准溶液的可靠性。

2.3分析的设备仪器

根据分析方法的不同要用到各种规格的玻璃器具。一条电镀装饰性镀铬的生产线至少有3个镀种,数10个分析项目,如果都用不同的仪器分析,除需占用放置场地外,日常管理还要耗费许多时间。篱易分析方法要做到不同的滴定分析项目基本采用敷量最少、品种和规格相同的玻璃器具,这样可以节省大量时间,简化操作步骤和提高工作效率。

沉淀分析也是常用的分析方法之一,但过滤、清虢霉矛燥、称重等不仅要消耗大量时间,在操作精度上也非专业人员所及。沉淀管是观测沉淀在试管中量的刻度的简易分析方法,它可不经过滤、清洗、干燥、称重等步骤进行分析。

精密的分析仪器需要专业人员的操作和维护,也不适合中小型电镀工厂使用,如常用的分光光度计除需专业人员操作外,设备的维护保养也很重要,许多工厂都长期闲置在化验室无法使用。目视比色法可先制作标准的比色样品,取样和标准质量浓度的比色管对比就可以确定分析试样的质量浓度范围。

2.4分析的操作方法和步骤

一条电镀装饰性镀铬的生产线至少有数10个分析项目,各种成分的分析操作如果都用不同操作步骤进行的话,操作人员很容易发生失误。如果各种成分的分析都采用基本相同的操作方法进行的话,不仅可以减少操作人员的失误,还可以大大提高操作效率,对操作的熟练和准确也非常有利,可以实现生产线上一般技术和管理人员可以随时进行化验分析的便捷操作。

2.5分析结果计算

常规的滴定分析方法都要通过计算才能得到结果,复杂的计算式很容易造成计算上的错误。通过将精确配制和校正的分析标准溶液的质量浓度固定为常数,就可采用计算速算表的方式使操作人员通过消耗标准溶液的体积直接得到分析结果。

比色分析可通过与标准比色管的颜色对比直接得到结果;沉淀分析可根据沉淀管中沉淀的刻度从速算表中得到结果。这样的方式简单、准确,便于管理人员随时掌握镀液状态,及时采取措施,使分析化验的结果在最短的时间内应用到生产中。

2.6分析化验的成本

分析化验用到许多种化学试剂,用量少、品种多,若保管不善,会造成浪费;另外分析试剂的配制、操作、管理都要耗费许多人力资源,对企业来说都是增加成本的项目。通过专业的化验人员将各种分析化验项目所用的试剂批量化生产配制,企业只需购买直接使用的专用试剂,不仅可降低化验分析的成本,还为企业节约了试剂的成本及设备和管理上的开支。另外,规范的分析方法也减少了工厂的技术人员对分析方法的摸索时间,企业可以用非专业的条件快速方便地得到专业化的分析结果。

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