Кислотность фильтрата

Приведенные электролиты стабильны в работе, повторное корректирование их производилось после полной потери блеска. Кислотность электролита измерялась после трех-четырех электролизов и больших отклонений значений рН от заданного не наблюдалось. После полной потери блеска было произведено корректирование электролита по основному блескообразователю — пиперазину.

Для приготовления аминохлоридного электролита кашицу хлористого палладия вводят в нагретый до 40 °С аммиак, в результате образуется осадок комплексной соли, который растворяется в избытке аммиака. На 5 г PdCb^hhO берут 30 мл NH4OH. В полученный раствор последовательно добавляют хлористый аммоний и протальбиновую кислоту, предварительно растворенные в отдельных порциях воды. Кислотность электролита корректируют добавлением соляной кислоты или аммиака. В процессе работы в электролите могут накапливаться примеси других металлов, ухудшающие качество покрытия. В этом случае электролит необходимо регенерировать добавлением соляной кислоты до полного осаждения диаминохло-рида палладия (отсутствие осадка говорит о полном осаждении палладия). Выпавший желтый осадок отфильтровывают, промывают

кислотность электролита у вершины составляет для титановых сплавов 1,7 — 3,0. К аналогичным выводам пришли И.А.Степанов и В. Ф. Щерби- • нин [66] при исследовании раствора у вершины распространяющейся трещины методом внутреннего капиллярного электрода. Они установили, что кислотность в вершине трещины соответствует рН = 1. Диаграмма влияния рН и потенциала на скорость коррозионного растрескивания дана на рис. 26. При рН< 1,0 защитная пленка не образуется и скорость роста трещины не зависит от величины потенциала. Не меньшее значение имеет изменение состава внутри щелевого раствора. Как известно, ионы титана Ti2+ и Ti3+, попадающие во внутрищелевой раствор при анодном растворении вершины трещины, связывают свободный кислород раствора и снижают его пассивирующую способность. Хорошей иллюстрацией влияния продуктов коррозии на пассивирующую способность раствора служат исследования, проведенные В. Ф. Щербининым.

Основными технологическими параметрами, определяющими качество покрытия, равномерность и скорость осаждения, являются (при выбранном составе электролита) температура ванны, плотность тока, кислотность электролита, геометрические размеры и расположение электродов; иногда для более равномерного осаждения никеля применяют специальные смесители электролита (механические, ультразвуковые).

3. Кислотность электролита

Электролиты твердого никелирования применяются различных составов. Приборостроительные заводы для получения высокотвердых блестящих покрытий используют электролит следующего состава: 140 г/л сернокислого никеля и 300 г/л щавелевокислого аммония, кислотность электролита составляет рН = 7,5-т-8 при плотности тока 10 А/дм2 и температуре 75— 80° С. Скорость осаждения никеля в таком электролите 50— 60 мкм/ч, а получаемые осадки имеют микротвердость Я 550—650.

Электролиты твердого никелирования имеют различные составы. Приборостроительные заводы для получения высоко твердых блестящих покрытий используют электролит следующего состава: 140 г/л сернокислого никеля и 300 г/л щавелевокислого аммония, кислотность электролита рН = 7,5 -4- 8 при плотности тока 10 а/дм2 и температура 75— 80° С. Скорость осаждения никеля в таком электролите 50—60 мк/ч, а получаемые осадки имеют микротвердость 550—650 ед.

Кислотность электролита является третьим главнейшим фак-

римых же анодах кислотность электролита уменьшается. Если

мых анодах кислотность электролита будет увеличиваться, а при

В свою очередь, кислотность электролита влияет также и на

' В схеме параллельного H-Na-катионирования Н-фильтры наряду со снижением щелочности и жесткости должны обеспечивать поглощение и катионов NH4+. Это требует более глубокой регенерации Н-фильтров. Вследствие этого возрастает кислотность фильтрата Н-фильтров, и для поддержания щелочности в допустимых пределах требуется перераспределение потоков воды', подаваемых на Н- и Na-фильтры. Увеличение расхода кислоты на регенерацию Н-фильтров будет компенсировано снижением расхода подаваемой на них воды.

Буферный саморегенерирующийся фильтр предназначен для сглаживания колебаний рН умягченной воды и устранения кислотности фильтрата. В начале процесса умягчения Н-катионитный фильтр работает в режиме Н-катио-нирования. При этом фильтрат получается кислым, затем кислотность фильтрата снижается из-за проскока ионов Na, и он постепенно ста-

Параллельно с указанными выше изменениями содержания Na+ в фильтрате кислотность фильтрата сначала понижается и достигает нуля, а затем фильтрат приобретает щелочную реакцию, причем щелочность его постепенно увеличивается. К тому моменту, когда умягчение воды начинает происходить за счет обмена Са2+ и Mg2+ только на ионы Na+, щелочность фильтрата становится равной щелочности исходной воды и далее уже не изменяется вплоть до момента проскока жесткости. Следовательно, кислотность Н-ка-тионированной воды остается постоянной лишь при отсутствии Na+ в исходной воде. При наличии в последней этих ионов кислотность фильтрата сохраняется лишь до момента проскока натрия. При работе Н-катионита до проскока жесткости средняя кислотность фильтрата равна некарбонатной жесткости воды, т. е. разности между общей ее жесткостью и щелочностью. В зависимости от схемы ионитной обработки воды (см. § 6-8) Н-катионит-ные фильтры работают как до проскока натрия, так и до проскока жесткости.

Эксплуатация Н-катионйтных и Na-катионитных (барьерных) фильтров в процессе химического обессоливания воды имеет некоторые особенности, определяемые схемой установки. При частичном химическом обес-соливании воды Н-катионитные фильтры отключают на регенерацию при кислотности фильтрата, равной некарбонатной жесткости исходной воды (начало вытеснения Na+), или при проскоке жесткости в зависимости от требуемой степени обессоливания воды. Барьерные Na-катионит-ные фильтры отключают на регенерацию (как и на чисто катио-нитных установках) либо по количеству пропущенной воды, либо при жесткости фильтрата" больше 5 мкг-экв/л. При глубоком химическом обессоливании воды Н-катионитные фильтры первой ступени отключают на регенерацию при заметном проскоке Na+, т. е. когда кислотность фильтрата снижается не более чем на

В результате этих реакций общая жесткость снижается до 0,01 мг-экв/кг, а карбонатная жесткость [Са(НСОз)2 и Mg(HCO3)z] полностью удаляется, вследствие чего происходит устранение щелочности воды и снижение солесодержания. В процессе Н-катионирования все катионы заменяются катионами водорода, а присутствующие в исходной воде соли (сульфаты, хлориды и нитраты кальция, натрия и др.) преобразуются в свободные кислоты: серную, соляную, азотную, кремниевую и др. Общая кислотность фильтрата равна сумме содержащихся в воде анионов минеральных кислот: SCV", СГ, NOf и др. Н-катионированная вода является кислой, непригодной для питания паровых котлов, поэтому этот метод всегда сочетают с Na-катионированием или анионированием, что дает возможность нейтрализовать кислотность и снизить щелочность обработанной воды.

При работе Н-катионитного фильтра наблюдаются два периода. В первом происходит полное поглощение всех катионов до момента достижения зоной поглощения ионов Na+ нижней границы слоя катионита (работа до проскока Na+). В этот период кислотность фильтрата остается

постоянной. Второй период начинается с проскока ионов Na+ в воду. С этого момента содержание Na+ в обработанной воде начинает возрастать, так как этот ион не может полностью улавливаться катионитом, пока не достигнет концентрации Na+, как в исходной воде. К этому моменту Н-катионит совсем прекращает поглощать Na+ из обрабатываемой воды и происходит только улавливание ионов Са2+ и Mg2+. Эти ионы, наряду с обменом на ионы Н*, начинают вытеснять ранее поглощенные ионы Na+ из катионита, поэтому содержание Na~ в фильтрате становится больше его концентрации в исходной воде. Происходят одновременно процессы водород- и натрий-катионирования с постепенным переходом в Na-катио-нирование, так как ионы Н* в катионите уже полностью заменены на ионы Na+, Са2+, Mg2+. Содержание натрия в фильтрате снижается по мере истощения катионита и возвращается к его концентрации в исходной воде по мере приближения проскока ионов жесткости (Mg2+). Во втором периоде снижается кислотность фильтрата и начинает возрастать щелочность. При переходе в режим Na-катионирования щелочность восстанавливается полностью.

вых фильтров начинает снижаться кислотность фильтрата в ре-

При необходимости получения постоянного и глубокого умягчения воды (менее 0,03 мг-экв/л) схему, приведенную на рис. 20.15, а, приходится дополнять натрий-катионитовыми фильтрами второй ступени, так как при практически приемлемой системе контроля за работой катионитовых фильтров при одноступенчатом катионировании трудно уловить начало проскока жесткости в фильтрат и, следовательно, предотвратить периодическое ухудшение его качества. Подобную схему используют, если жесткость исходной воды значительна (более 6...8 мг-экв/л). На определенном этапе работы Н-катионито-вых фильтров начинает снижаться кислотность фильтрата в результате попадания в него ранее поглощенных катионов натрия. Для устранения снижения кислотности фильтрата прибегают к двухступенчатому Н-катионированию. На Н-катионито-вых фильтрах первой ступени работают до проскока в фильтрат катионов Са(П) и Mg(II), после чего их отключают на регенерацию. Н-катионитовые фильтры второй ступени служат для задержания из обрабатываемой воды катионов Na(I), которые почти не задерживаются фильтрами первой ступени, при условии работы их до проскока Са(П) и Mg(II). При извлечении из умягчаемой воды катионов Na(I) кислотность фильтрата сохраняется постоянной длительное время, поскольку Н-катионитовые фильтры второй ступени имеют более продолжительный межрегенерационный период, потому что на них по-

Остаточная кислотность фильтрата после завершения реакции (4.16) с учетом равенства эквивалентных концентраций катионов и анионов будет соответствовать следующему выражению:

Параллельно с указанными выше изменениями концентрации катионов кислотность фильтрата после проскока ионов Na сначала уменьшается и достигает нуля, затем появляется возрастающая ще-

При проскоке Na+ кислотность фильтрата, которая вначале была эквивалентна сумме содержащихся в исходной воде катионов Са2+, Mg2+ и Na+, начинает уменьшаться соответственно возрастанию концентрации поступающего в фильтрат натрия. Характер изменения кислотности и жесткости фильтрата при Н-катионировании соленой воды показан на рис. 10.2.