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一种膜电解法再生贵金属电镀液的装置和方法


技术摘要:
本发明公开了一种膜电解法再生贵金属电镀液的装置和方法,该装置包括:阳极池、阴极池、位于阳极池和阴极池之间的中间池,将阳极池和中间池隔开的阴离子交换膜、将中间池和阴极池隔开的质子交换膜、提供电力的电源,放置在阳极池中的阳极电极和放置在阴极池中的阴极电  全部
背景技术:
贵金属电镀中通常使用不溶性阳极,在电镀过程中,阳极反应通常会产生氢离子, 造成电镀液的pH值越来越低。另外,不溶性阳极电解水产生氢离子,氢离子与贵金属电镀液 中的阴离子反应生成酸(例如,氢离子与硫酸盐型镀铂溶液中的硫酸根结合生成酸,导致在 溶液补加过程中也会造成镀液中酸含量越来越高,从而影响电镀效率,并使镀层质量变差。 在工业应用中,贵金属电镀液通常在使用一段时间后由于杂质含量过高需要报 废。有电镀工厂曾尝试过使用碱中和过量的酸,并通过沉淀方法除去中和过程中产生的盐。 在这个过程中,一方面由于直接酸碱反应使得原有的络合体系被破坏,另外一方面也引入 了新的杂质离子,从而效果并不理想。
技术实现要素:
针对现有技术中,对贵金属电镀液再生过程中存在的缺陷,本发明一方面的目的 是提供一种膜电解法再生贵金属电镀液的装置,该装置包括:阳极池、阴极池、位于所述阳 极池和所述阴极池之间的中间池,将所述阳极池和所述中间池隔开的阴离子交换膜、将所 述中间池和所述阴极池隔开的质子交换膜或阳离子交换膜、提供电力的电源,放置在所述 阳极池中的阳极电极和放置在所述阴极池中的阴极电极, 其中所述电源通过导线与所述阳极电极以及所述阴极电极连接,向两个电极提供 电力,并且所述阳极池和所述阴极池用于容纳电解液,所述中间池用于容纳待再生的贵金 属电镀液。 优选地,上述贵金属电镀液是金、银、钯、锇、铱、铂或钯电镀液。更优选地,上述贵 金属电镀液是铂电镀液。 优选地,上述电解液具有与贵金属电镀液相同的阴离子。 优选地,上述电源是直流电源。 优选地,直流电源的直流电流密度为1安培每平方分米到10安培每平方分米之间。 优选地,上述阴离子交换膜选自聚乙烯均相阴离子膜,聚砜均相阴离子膜或聚氟 乙烯多胺型阴离子膜。 优选地,上述质子交换膜或阳离子交换膜选自聚乙烯阳离子膜或聚苯醚均相膜。 优选地,上述阳极电极选自铂金电极,金属氧化物电极,钛电极或不锈钢电极。 优选地,上述阴极电极选自铂金电极,金属氧化物电极,钛电极或不锈钢电极。 优选地,构成所述阳极池、阴极池和中间池的材料选自聚丙烯,聚乙烯,聚氯乙稀 或陶瓷等非金属材料。 本发明再一方面提供一种膜电解法再生贵金属电镀液的方法,该方法包括以下步 3 CN 111593397 A 说 明 书 2/4 页 骤: (1)提供阳极池、阴极池和位于所述阳极池和所述阴极池之间的中间池,其中阳极 池和中间池之间利用阴离子交换膜隔开,中间池和阴极池之间利用质子交换膜或阳离子交 换膜隔开,并且在所述阳极池中设置阳极电极,在所述阴极池中设置阴极电极,所述阳极电 极与所述阴极电极用电源供电; (2)将待再生的贵金属电镀液放置在所述中间池中,电解液放置在阳极池和阴极 池中; (3)打开所述电源,在离子浓度差和所述电源提供的电场作用下,所述中间池中待 再生的贵金属电镀液中的副产物酸和杂质阳离子通过所述质子交换膜或阳离子交换膜进 入所述阴极池被除去。 优选地,上述贵金属电镀液是金、银、钯、锇、铱、铂或钯电镀液。更优选地,上述贵 金属电镀液是铂电镀液。 优选地,上述电解液具有与贵金属电镀液相同的阴离子。 优选地,上述电源是直流电源。 优选地,直流电源的直流电流密度为1安培每平方分米到10安培每平方分米之间。 优选地,上述阴离子交换膜选自聚乙烯均相阴离子膜,聚砜均相阴离子膜或聚氟 乙烯多胺型阴离子膜。 优选地,上述质子交换膜或阳离子交换膜选自聚乙烯阳离子膜或聚苯醚均相膜。 优选地,上述阳极电极选自铂金电极,金属氧化物电极,钛电极或不锈钢电极。 优选地,上述阴极电极选自铂金电极,金属氧化物电极,钛电极或不锈钢电极。 优选地,构成所述阳极池、阴极池和中间池的材料选自聚丙烯,聚乙烯,聚氯乙稀 或陶瓷等非金属材料。 本发明描述的膜电解法再生贵金属电镀液的装置通电后,阴极池中的电解质发生 化学反应:H2O e-→OH- H2;阳极池中的电解质发生化学反应:H2O-e-→H O2。 本发明描述的膜电解法再生贵金属电镀液的装置的中间池和阳极池之间的隔膜 为阴离子交换膜,是一种半透膜。中间池的贵金属电镀液中的阴离子可以透过该阴离子交 换膜由中间池一侧向阳极池一侧移动。中间池和阴极池之间的隔膜为阳离子交换膜或者质 子交换膜,中间池中贵金属电镀液中的氢离子或者杂质阳离子在电场或浓度差作用下,可 以透过该质子交换膜或者阳离子交换膜由中间池一侧向阴极池一侧移动。 打开电源时,阴极池中的电解质发生化学反应:H - -2O e →OH H2,阳极池中的电解 质发生化学反应:H O-e-→H O ,造成阴极池中电解质的OH-2 2 浓度越来越大,阳极池中电解质 的H 浓度越来越大,促使中间池中贵金属电镀液中的氢离子或者杂质阳离子透过质子交换 膜或者阳离子交换膜向阴极池移动,贵金属电镀液中的阴离子透过该阴离子交换膜向阳极 池移动。同时,在直流电源形成的电场作用下,待再生的电镀液中的阴离子透过阴离子交换 膜向阳极池移动,氢离子或者杂质阳离子透过质子交换膜或者阳离子交换膜向阴极池移动 向阴极池移动。这样,在浓度差和直流电源形成的电场作用下,待再生的电镀液中的副产物 酸和杂质阳离子在阴极池中富集被除去。 通过上述技术方案,本发明的有益效果是: 本发明的膜电解法再生贵金属电镀液的装置及其方法通过膜电解方法除去贵金 4 CN 111593397 A 说 明 书 3/4 页 属电镀液中的副产物酸,没有引入其他的杂质,从而在保证贵金属电镀液原有的络合体系 不被破坏的情况下,再生贵金属电镀液,并且该再生贵金属电镀液可正常使用。 附图说明 本附图是为提供对本发明进一步的理解,它们被记载并构成本申请的一部分,附 图示出了本发明的实施例,并与本说明书一起起到说明和解释本发明的一部分: 图1是本发明的膜电解法再生贵金属电镀液的装置的结构示意图。
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