在催化劑Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脫氫,形成活性氫化物,并被氧化成亞磷酸根;活性氫化物與溶液中的鎳離子進行還原反應(yīng)而沉積鎳,其本身氧化成氫氣。即:
2H2PO2-+2H2O+Ni2+→Ni0+H2↑+4H++2HPO32-。
與此同時,溶液中的部分次磷酸根被氫化物還原成單質(zhì)磷進入鍍層。即:
H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-,所形成的化學(xué)鍍層是NiP合金,呈非晶態(tài)簿片結(jié)構(gòu)。
有機酸
為提高鍍層的質(zhì)量、鍍液的穩(wěn)定性及金屬鎳的沉積速度,化學(xué)鍍鎳液中都添加各種絡(luò)合劑。若廢液中含有蘋果酸、酒石酸和檸檬酸等絡(luò)合劑時,可使用CaO調(diào)節(jié)廢液的pH值,使這些有機酸生成相應(yīng)的鈣鹽沉淀除去,由于蘋果酸鈣的溶解度比較大,除了采用鈣鹽法以外,還要利用進一步提高pH值的方法,使廢液的沉淀量增加,促使蘋果酸根生成鈣鹽沉淀物除去;而酒石酸鈣的溶解度較小,在pH值為8左右時,將有95%的酒石酸根被除去;和酒石酸鈣一樣,檸檬酸鈣的溶解度也很小,在pH值8左右時,將有98%的檸檬酸根被除去。
其他處理
若化學(xué)鍍鎳廢液中的鎳及大部分有機酸被沉淀除去后,廢液中的COD達不到排放標(biāo)準(zhǔn)時,廢液還需要進行深度處理,在pH值大于9的條件下,通入氯氣,此時Cl2主要以CLO-的形式存在,具有較強的氧化能力,若在廢液中加入少量的銅離子作為催化劑時,廢液可以得到深度處理,COD很容易降低到(100mg/L)直接排放的標(biāo)準(zhǔn)。同時有機酸可以氧化為CO2和水,次磷酸鹽和亞磷酸鹽也容易氧化為磷酸鹽,磷酸鹽容易發(fā)生沉淀反應(yīng)而除去。
傳統(tǒng)上,化學(xué)鍍作為一種表面處理方法應(yīng)歸屬于電鍍,是電鍍的一個鍍種。但化學(xué)鍍不同于電鍍,主要是因為化學(xué)鍍不需要外加電源,而且操作方法與不同于電鍍,其特點如下:
⑴鍍層厚度均勻,化學(xué)鍍液的分散程度接近。化學(xué)鍍本身是一個自催化的氧化還原過程,只要催化基體與溶液接觸到就可以施鍍,幾乎是基體形狀的一個復(fù)制,達到仿形的程度,不會像電鍍一樣,出現(xiàn)由于電力線分布不均勻而引起的鍍層厚度不均的現(xiàn)象。
⑵化學(xué)鍍不僅可以在金屬表面施鍍,通過特殊的活化、敏化處理,也可以在非金屬表面上進行。
⑶化學(xué)鍍設(shè)備簡單,不需要電源及陽極,只要在溫度、pH值工藝參數(shù)合理的條件下,把待鍍零件浸入在鍍液中即可。
⑷化學(xué)鍍的結(jié)合力、防腐性能都優(yōu)于電鍍。某些化學(xué)鍍層還有特殊的物理化學(xué)性能。
⑸硬度高,耐磨性好,化學(xué)鍍鎳層熱處理后硬度達Hv1100,工模具鍍鎳后一般壽命提高3倍以上。
⑹耐腐蝕強,化學(xué)鍍鎳層在酸、堿、鹽、氨和海水等介質(zhì)中都具有很好的耐腐蝕性,其耐腐蝕性勝于不銹鋼。