Об опыте эксплуатации генератора цинка.
Как известно, бесцианистые щелочные (цинкатные) электролиты цинкования содержат два основных компонента - щёлочь и цинк в соотношении примерно 10:1. При нанесении покрытий из таких электролитов с использованием растворимых цинковых анодов из-за большой разницы анодного (100%) и катодного (55-85%) выходов по току это соотношение достаточно быстро меняется и в электролите накапливается цинк в концентрации выше допустимой. Избыточному накоплению цинка способствует также и высокая его растворимость в щелочных растворах без тока. Поэтому при длительном простое (более 3-4 часов) растворимые аноды необходимо извлекать из ванны. Отрицательной стороной применения растворимых анодов является также их шламование. Для предотвращения этого явления и его отрицательных последствий (например, таких, как появление шероховатости осадков) применяют анодные чехлы и непрерывную прокачку электролита через 10-ти микронный фильтр.
Чтобы избежать этих проблем, вместо растворимых цинковых анодов применяют нерастворимые стальные. В этом случае концентрация цинка в электролите быстро убывает и возникает необходимость постоянной корректировки ванны по цинку. Источником цинка может служить заранее приготовленный насыщенный раствор цинката. Такой раствор, приготовленный из ZnO и NaOH, содержит 160 г/л металла и 530 г/л NaOH и, по мере необходимости, добавляется в ванну цинкования.
Другой, более предпочтительный способ, который широко используется в США - применение так называемого внешнего генератора цинка позволяет быстро и дозированно увеличивать концентрацию металла в ваннах щелочного цинкования. Такой генератор представляет собой вспомогательную "ванну-генератор" объёмом примерно 10-15% от основной ванны цинкования. Ванна-генератор заполняется цинковым электролитом, затем в неё помещается максимально возможное количество цинка, но не менее 5-8 дм2 на 1 л. раствора. Цинк в этой ванне растворяется химически (без тока). Важно подчеркнуть, что растворение цинка в виде нарубленных кусочков, цилиндрической или шарообразной формы), помещённого в корзины из низкоуглеродистой стали, например Ст3, происходит в 5-6 раз быстрее, чем листового катаного цинка.
Ванну генератор удобно устанавливать значительно выше гальванической ванны. В этом случае подача в гальваническую ванну обогащённого цинком раствора происходит самотёком. По мере уменьшения объёма концентрата в генераторе в него с помощью насоса подаётся порция электролита из гальванической ванны. Концентрацию NaOH в генераторе поддерживают на уровне 140-150 г/л. Генератор снабжён циркуляционным насосом - 4-5 объёмов/час, что позволяет значительно ускорить растворение цинка. Температура как концентрата в генераторе, так и раствора цинкования - комнатная. При соблюдении указанных условий концентрация цинка в генераторе за 24 часа достигает 55-60 г/л. Следует заметить, что в холодное время года, когда температура в цехе низкая, потребность в подогреве становится очевидной. В противном случае скорость растворения цинка падает столь значительно, что делает использование генератора неэффективным.
Как сказано выше, генератор используют в качестве быстрого источника цинка путем периодического добавления раствора, обогащённого цинком в гальваническую ванну. При большей ёмкости генератора (15-25% от основной ванны) возможно использовать генератор в режиме постоянного протока.
Л. Филатов
Директор производства гальванического завода P&J Industries, Inc., г. Толедо, США.
Industrial Experience of the Operation of Zinc Ions Generator.
Operation of zinc ions generator in a job shop'a P&J Industries, Inc., Toledo, USA, is described. The generator ensures the maintenance of desirable constant zinc ions concentration in an alkaline non-cyanide plating solution using insoluble steel anodes.
L.Filatov, Director of Production, P&J Industries, Inc., Toledo, USA.