用赫尔槽试验判断镀镍液中的杂质

（1）用赫尔槽试验判断镀镍液中的六价铬杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝0.2A，t＝10min，T＝50℃，pH值＝3.5～4.0， 静止镀。

    ②故障镀液试片含六价铬杂质的特征 观察试片，如果出现高电流密度区镀层 脆裂，低电流密度区无镀层，表明镀液被六价铬污染。

    ③故障镀液中六价铬的除去和含量估算 先实验测定保险粉的用量，即取 1000mL故障镀液，先用10％硫酸调pH值至3.5，再加保险粉，每次0.1g，搅拌， 使六价铬还原为三价铬，第一次加入后取250mL镀液作赫尔槽试片，如果故障现象 减轻，可将镀液倒回原1000mL镀液中，再加入0.1g保险粉，同上法搅拌反应后， 六价铬被还原为三价铬，再取250mL镀液做第二次赫尔槽试验，如此重复试验，直 至高电流密度区镀层不发脆，低电流密度区不漏镀，表示六价铬已除尽。

    铬酸被保险粉还原的化学反应方程式如下：

    从反应式可知，每174g保险粉可还原200g铬酸，即1g保险粉可还原1.15g铬 酸，由此可估算镀液中铬酸的含量。

（2）用赫尔槽试验判断镀镍液中的硝酸根杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝0.2A，t＝10min，T＝50℃，pH值＝3.5～4.0， 静止镀。

    ②故障镀液试片含硝酸根杂质的特征 观察试片，如果出现低区漏镀，高区黑 色条纹，与六价铬的高区不发黑而是脆裂有所区别，如果整片都镀不上镍层，表明 硝酸根已严重污染，同时镀镍层即使有镍，光亮度也极差，由此可以判断镀镍液被 硝酸根污染。

    ③故障镀液中硝酸根的除去和含量估算 取1000mL故障液，加0.1g亚硫酸氢钠（AR级），加热镀液至60℃，5min（如果现配成5％亚硫酸氢钠100mL，只需称取5g溶于100mL纯水中，1mL5％的亚硫酸氢钠溶液中含有0.05g亚硫酸氢钠，0.1g亚硫酸氢钠只需取2mL5％的亚硫酸氢钠溶液即可，亚硫酸氢钠溶液不稳定，不能长久保存，要现配现用），使硝酸根被还原。第一次取250mL镀液作赫尔槽试片，如果故障现象减轻，可将镀液倒回到原1000mL镀液中，再加0.1g亚硫酸氢钠，加热至60℃，搅拌5min后，再取250mL镀液做第二次赫尔槽试验，如此重复试验，直至故障现象完全消失，表示硝酸根已除尽。

    亚硫酸氢钠与硝酸根的化学反应方程式如下：

    由上式可见，反应要消耗氢离子，溶液的pH值最好控制在3.5，生成物二氧化氮为气体，其沸点在21.2℃，反应时温度要高些，在60℃搅拌有利于二氧化氮的逸出。从反应式可知，每104g亚硫酸氢钠可分解124g硝酸根，即1g亚硫酸氢钠可除去1.2g硝酸根。一般情况下，镀液中含硝酸根的量都很少，因此，亚硫酸氢钠的用量也不会很大。根据赫尔槽试验最后的1000mL镀液中累计亚硫酸氢钠用量计算出镀槽总用量。根据亚硫酸氢钠的最后总用量，可估算硝酸根的最大含量。

（3）用赫尔槽试验判断镀镍液中的锌杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝1.0A，t＝5min，T＝50℃，静止镀。

    ②故障镀液试片含锌杂质的特征 观察试片，低区镀层呈牢固的灰黑色，锌含量高时，还有黑色条纹出现，出现上述特征时，可判断镀液含有锌杂质。低区的灰黑色一般不易擦去，而含铜杂质在低区出现的灰黑色物一般易擦去，以此区别铜、锌杂质在低区出现灰黑色的本质区别。

    ③故障镀液中锌杂质的消除方法 取1000mL故障镀液，加入0.5mL NT掩蔽剂，搅拌10min，然后取250mL镀液进行赫尔槽试验（I＝1.0A，t＝5min，T＝50℃，静止镀），观察试片上的情况，如果锌杂质的特征现象还存在或稍好转，可将试验液倒回原1000mL镀液中，再加0.5mLNT掩蔽剂，按上法再进行第二次赫尔槽试验，如此重复进行到第四次赫尔槽试验，较轻的锌杂质污染（在50mg／L以内）应该可以被掩蔽不再显现锌杂质的特征现象。因为添加过多的掩蔽剂，不利于镍镀层的套铬。如果镍镀层上不套铬，影响不大；如果镍镀层套铬，则套铬后会使铬层发花。对于锌杂质含量较多的镀镍液，要采用其他方法除锌。

（4）用赫尔槽试验判断镀镍液中的铜杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝1.0A，t＝5min，T＝50℃，静止镀。

    ②故障镀液试片含铜杂质的特征 观察试片，低区镀层呈不牢固的灰黑色，铜含量高时，呈黑色海绵状，低区灰黑色物很易擦去，这是与锌的黑色物区别。

    ③故障镀液铜杂质的消除方法 取故障镀液1000mL，另称取亚铁氰化钾2g溶于100mL纯水中，配制成2％的亚铁氰化钾溶液。在室温、强烈搅拌下，向1000mL故障镀液中加入0.5mL2％的亚铁氰化钾溶液，继续搅拌10min，此时，溶液中的铜离子形成亚铁氰化铜沉淀，很快沉于底部。取250mL上层清液置于赫尔槽内，加热至50℃，放入试片，通电1A，静止镀5min，观察试片上的情况，如果没有发黑，表明铜已除尽，如果还有发黑，可将试液倒回原1000mL镀液中，再加入0.5mL2％的亚铁氰化钾溶液，搅拌10min，进行第二次赫尔槽试验，如此重复试验，直至故障现象完全消失，表示铜杂质已除尽。根据加入的2％亚铁氰化钾溶液体积（mL）计算应向镀镍液加入亚铁氰化钾的一次性总质量（g），并配成适当的浓溶液，强烈搅拌至少30min，然后过滤，除去沉淀。若搅拌不足，镍离子也会被沉淀。

    ④故障镀液中铜杂质的估算 亚铁氰化钾与铜离子的化学反应式如下：

    由此式可知，每422g亚铁氰化钾可除去127g铜，即1g亚铁氰化钾可除去0.3g 铜。根据上述试验，一共在1000mL镀液中耗用亚铁氰化钾质量（nx0.30），即为 镀液中最大含铜量（g／L）。亚铁氰化钾也可与镍离子反应，生成亚铁氰化镍沉淀， 故不可过量多加亚铁氰化钾，由于亚铁氰化镍的溶度积要大于亚铁氰化铜，故在强 烈搅拌下，亚铁氰化镍和铜离子作用会转变成亚铁氰化铜并释出镍离子，见反应式：

（5）用赫尔槽试验判断镀镍液中的铅杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝1.0A，t＝5min，T＝50℃，pH值＝4.5， 静止镀。

    ②故障镀液试片含铅杂质的特征 观察试片，低区镀层发黑，其他区域漏镀， 或亮度降低，高区不发黑、不发脆，有别于六价铬、硝酸根的特征。镀层不发雾， 有别于初级和次级光亮剂多的现象。

    ③故障镀液铅杂质的消除方法

    由于硫酸铅（PbSO₄）是难溶物质，而在镀镍溶液中存在大量的硫酸根（SO^2-₄）， 极易形成硫酸铅沉淀，其溶度积在25℃时为2.2x10^-8，因此，只要阻断铅离子的 来源，如更换使用的铅加热管、铅槽等，也不使用含铅化合物，以防止铅的带入。 只要将溶液pH值提高至6.0，再进行一次冷过滤，再次作赫尔槽试片，可能会不再 出现发黑、漏镀现象。

（6）用赫尔槽试验判断镀镍液中的铁杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝2.0A，t＝5min，T＝50℃，pH值＝4.5， 静止镀。

    ②故障镀液试片含铁杂质的特征 观察试片，镀层表面粗糙、麻点、脆性，亮度不高。

    ③故障镀液铁杂质的消除方法 取300mL镀液放入烧杯中，加入1～2滴30％的双氧水，搅拌10min，加热至60℃，并控制pH值在5～5.5之间，然后过滤，滤纸上可见有黄色沉淀物（氢氧化铁），再将此滤液加入250mL赫尔槽中，在温度为50℃、pH值＝4.5、I＝2.0A的条件下，静止镀5min，观察试片，如果镀层表面不粗糙、无麻点、不发脆，亮度也有所提高，可以判断原镀液中含有铁杂质。

（7）用赫尔槽试验判断镀镍液中的磷酸盐杂质

    ①制作故障镀液的赫尔槽试片 I＝2.0A，t＝5min，T＝50℃，pH值维持原值，静止镀。

    ②故障镀液试片含磷酸盐杂质的特征 观察试片，高区无镀层、中区有黑色条纹、低区镀层暗色，不同于六价铬、硝酸根及其他金属杂质的特征，这是磷酸盐污染镀液的特征现象。

    ③ 故障镀液中磷酸盐杂质的消除方法

    a．用10％稀硫酸，调pH值至3.0，并加热至60℃；

    b．加1g硫酸铁于250mL镀液中，搅拌30min，生成磷酸铁沉淀；c．调pH值至5.5，使过量的铁生成氢氧化铁沉淀；

    d.过滤，进行赫尔槽试验。

    如果故障消失，表示磷酸盐已除尽，如果故障不同程度地减轻，则表示磷酸盐尚未除尽，可按上述a～d步骤再进行重复试验。

    三价铁与磷酸根的化学反应式如下：

    从上式可知，401.7g硫酸铁可沉淀190g磷酸根，即1g硫酸铁可沉淀0.47g磷酸根。镍槽中磷酸根一般来自除油液中所含磷酸三钠通过挂具和工件未洗净而带入，以预镀镍液受到除油液的污染最为严重。

本文转载自《电镀故障手册》编著    谢无极
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