О введении Cl-ионов в электролит никелирования в виде хлоридов никеля и натрия

Вопрос.

В сернокислом электролите Уоттса (с нафталиндисульфокислотой, плотностью тока 0,8-2 А/дм², температурой 20-45°С) какова должна быть концентрация никеля двухлористого взамен натрия хлористого (концентрация 7-15 г/л), достаточно ли 15-40 г/л или эквивалентная замена? В ГОСТ 9.305 в случаях в примечании пишут допускается заменить хлористый натрий эквивалентным количеством двухлористого никеля, в других составах концентрация никеля двухлористого составляет 40-60 г/л вместо 10-15 г/л хлористого натрия при плотности тока от 2 А/дм² и выше.

Ответ.

Никелевые аноды чрезвычайно склонны к пассивации. Пассивация анодов приводит к дисбалансу анодного и катодного выходов по току, в результате чего концентрация ионов никеля в растворе снижается.

В качестве активаторов анода в электролит никелирования водят ионы хлора в виде NiCl2∙6H2O или NaCl в эквивалентном количестве.

Под эквивалентным количеством следует понимать такое количество этих солей, в котором содержание ионов хлора одинаковое.

Поскольку молекулярная масса шестиводного хлорида никеля в 4 раза больше, чем молекулярная масса хлорида никеля, но в хлориде никеля ионов хлора 2, то по массе хлорида никеля нужно брать в 2 раза больше, чем хлорида натрия.

Таким образом, с точки зрения эквивалентности соотношение 40-60 г/л NiSO₄∙6H2O взамен 10-15 г/л NaCl является завышенным.

Введение хлорида никеля более предпочтительно, так как и катион и анион этой соли являются необходимыми компонентами электролита.

Иногда с целью удешевления электролита взамен хлорида никеля вводят эквивалентное количество более дешевого хлорида натрия. По сути, ионы натрия являются балластом в электролите никелирования и приводят к некоторому снижению растворимости никель-содержащих солей. Единственное положительное влияние ионов натрия заключается в том, что за счёт более высокой подвижности они несколько повышают электропроводимость электролита.

Диапазон оптимальных концентраций хлорида никеля составляет от 30 до 60 г/л.

Выбор конкретной концентрации хлорида никеля определяется величиной анодной плотности тока. Чем выше анодная плотность тока, тем выше вероятность пассивации анода и тем выше, соответственно, должна быть концентрация ионов хлора.

Хлорид никеля обычно вводят в минимальном количестве, обеспечивающем активацию анодов при данной плотности тока (но не менее 30 г/л). Введение в электролит хлорида никеля более 60 г/л нежелательно по следующим причинам:

электролит становится более коррозионно-агрессивным в отношении оборудования и упавших на дно деталей;
при высоких плотностях тока возможно выделение на аноде хлора, что является опасным с экологической точки зрения;
увеличение концентрации ионов хлора приводит к некоторому снижению поляризации, что негативно сказывается на мелкокристалличности осадков;
удорожание электролита из-за более высокой стоимости хлорида никеля.

Мамаев В.И.

24.06.2017