1988
浅议酸性镀金液中的铁杂质
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Download the PDF《辽宁钟表》1988年第1期(总第23期),第 15–16 页。署名单位:北京手表二厂。
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正文
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柠檬酸低氰镀金液毒性小,镀层孔隙少,色泽金黄光亮,大量用于手表零件镀金中。但是金液对铁杂质很敏感,当含量大于 100 ppm/升时,镀金就会出现问题。作者根据经验浅议金液中有关铁杂质的一些问题,供同行交流。
一、铁杂质对镀金的影响
酸性金液铁含量逐渐增多时,溶液颜色加深,由无色或淡黄色变为黄色、深黄色。镀液变得不稳定。镀层颜色发红、变暗,其装饰性和抗腐蚀性变坏。铁杂质多的镀金液呈棕色,镀层发黑,甚至镀不上金,此时,无论改变何种工艺条件或增加含金量都无济于事。金液静置时有白色沉淀产生,过滤后放置仍有白色沉淀生成。滤出的白色沉淀在空气中逐渐变成兰色。经分析白色沉淀是亚铁氰化亚铁,在空气中氧化成亚铁氰化铁即普鲁士兰。
二、铁杂质的来源
目前很多手表厂均用自制浓金液配制酸性镀金液,因而可能从以下列情况中引入铁杂质。
1.化金用金板多为工业用金,纯度不高。
2.碎金用铁制工具和化金用铁制器皿。
3.配制金液用的药品,如即便是化学纯的氰化钾,含铁量为 0.05%,估计铁杂质在 125—500 ppm。
4.制成的氰化金钾浓金液未经多次重结晶提纯,直接用于镀金中,使铁杂质不断积累。
镀金时不合理的操作则更会带入大量铁杂质,表现如下:
1、镀金时未带电入槽,使镀件上(如黄铜件)的铁杂质与金相互置换。
2、钢铁零件(如电子表的簧片)镀铜质量不高,如铜层薄、不均匀、孔隙多,在电流密度小的地方发生铁和金的置换。
3、钢质零件掉入槽中未及时取出,也会发生铁和金的置换。
4、特别是因为无经验或图省事直接用钢质零件镀金置换出的铁杂质更快、更多。
三、去掉铁杂质的方法
由标准电极电位可知 E°Fe/Fe²⁺ = −0.441 伏,E°Fe/Fe³⁺ = −0.036 伏,E°Au/Au⁺ = +1.68 伏。根据电化学理论,电位差最大的电子对将发生氧化还原反应:
Fe + 2Au⁺ = Fe²⁺ + 2Au
即在电镀中所说的置换。从而断定金液中的铁杂质均为二价。亚铁离子氢氧化物的溶度积为 4.8×10⁻¹⁶,相对较大;三价铁离子氢氧化物溶度积为 3.8×10⁻³⁸,非常小。在碱性条件下不足以使亚铁离子从氰化络合物〔Fe(CN)₆〕⁻⁴ 中沉淀出来〔?〕,但三价铁离子在碱性条件下都很容易以氢氧化铁形式沉淀出来。因此去掉金液中的铁杂质,关键是把亚铁离子氧化成三价。过氧化氢是中等强度又无污染的理想氧化剂,最适合氧化亚铁离子或铁离子。
为慎重起见,先取出少量金液(例如 100 毫升)试验。用滴管滴加估计量的过氧化氢(或根据分析计算出),在搅拌和加热下再滴加稀氢氧化钾溶液使 pH 8-10,记下滴数,煮沸、冷却澄清,取清液再次试验,证明铁杂质沉淀完全。按小试验提供的数据,计算出处理全部金液所需过氧化氢和氢氧化钾用量。按试验步骤处理完成后加热煮沸使棕红色氢氧化铁絮状沉淀凝聚,并使多余的过氧化氢分解。冷却后过滤出的金液呈淡黄色。经分析后调整金液各成分的含量,用柠檬酸调 pH,按工艺条件试镀合格后投入生产。我厂用此法处理过五升的金液,非常好用。
四、几点建议
为了使金液不受铁杂质的干扰,使镀金液保持长期稳定,建议如下:
1、配制金液最好用商品氰化金钾,优点如下:
- a、氰化金钾是白色固体结晶,因经多次重结晶,杂质含量少,配制的金液稳定。
- b、防止化金时的污染。
- c、防止配制金液时因容器破碎金液流失带来的大的经济损失。
- d、防止剧毒氰化钾因保管不当带来的意想不到的重大事故。
- e、节省配制专人和药品以及减少杂质手续。
2、带电入槽,零件掉入槽中及时取出。
3、钢质零件一定要先镀铜后再镀金。而且镀铜质量一定要好,有一定厚度且均匀,孔隙少。
4、不同材质零件(如钢件、黄铜件等)镀金的槽应分开,以利分析杂质产生原因。
总之,应尽量减少铁杂质从各方面带入金液中。
原刊的署名「北京手表二厂 杨桂林」排在文末,不在题下。