铬化,磷化

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1、铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中便含有 12%以 上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸 钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以 六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的 微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需 500700 微克铬，而在 一般伙食中每天仅能提供 50100 微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、 胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量； 但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对 人的粘模及

2、皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸 气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似 哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸 酐的浓度达 0.150.31 毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋 白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水 系统金属管道有强文化馆作用，浓度 2 为 0.31mg/l 的重铬酸钠即可腐蚀管道。 含 3.4-17.3mg/l 的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。 铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、 制革、油漆、颜料、印染

3、工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一 吨原皮，要排邮含铬 410mg/l 的废水 5060 吨；若每天处理原皮十吨，则年 排铬 7286 吨。 防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑，如电镀的铬雾回收、低铬镀铬； 铬渣制铸石、青砖和铬木质素；镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。 电解金属锰制造四氧化三锰的主体材料，另外由于纯度高、杂质少，是生产不 锈钢、高强度低合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的重要合金元素，也是电焊条、 铁氧体、永磁合金元素，及许多医药化工用锰盐生产中不可缺少的原料；新开 发的减振合金也需用电解金属锰。 在国外钢铁工业中，电解金属锰也用来做脱氧剂和脱硫剂。 据统计，国外

4、每吨钢消耗电解金属锰平均为 0.06kg。 随着冶金技术的进步，高效钢材及喷射冶金技术得到了很大的发展，电解金属 锰粉在冶金工业中的应用已日益增加，用量扩大，突破了上述指标。 近五年来，世界铝工业成为电解金属锰的主要用户，以日本为例，电解锰用于 铝合金生产占 58%，而用于特殊钢生产 38%，其它行业仅占 4%。 近几年来，由于特钢的迅速发展，特别是我国 200 系不锈钢的发展，金属锰在 冶金中的比重越来越大。 铝锰合金为现代轻美型建筑材料，装饰工程材料和地下工程的防腐支护材料。 中国近几年来，铝锰合金门窗等已逐渐进入普通居民住宅，大大地扩大了金属 锰的市场。 电解金属锰生产工艺：电解金属锰是

5、锰的湿法冶金产品，在国内多年的生产实 践中，一般采用“浸出净化电解”的生产工艺。主要是采用碳酸锰粉与 无机酸反应，制得锰盐溶液，加铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除 铁，加硫化剂除重金属，经过“沉降过滤深度净化过滤”得出纯净 的硫酸锰溶液，加入添加剂后，作为电解液进入电解槽电解，生产出金属锰。 钼广泛应用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、工具钢、铸铁、轧辊、超级 合金和有色金属等的添加剂。在各类合金钢中，钼的含量在 0.1-10%之间。在 不锈钢中，添加 1-4%钼，可增强不锈钢在腐蚀环境中的耐蚀能力。 金属钼主要应用于电子工业，制作高功率真空管、磁控管、加热管、X 射线管 和闸流管的元

6、件等。金属钼和钼合金也用于制造钼坩埚、耐热元件和各式各样 的辅助元件。钼与钴、镍、钨、铝和铁一起用来制造各种高性能合金。 钼的化合物，如三氧化钼、钼酸铵、二钼酸钠和烷基多钼酸铵等在化学工业领 域作催化剂，广泛用于有机合成、氢化、烷化和石油重整等。还有些钼化合物 用于颜料、染料和油漆，也可用于生产肥料及维生素的添加剂。 硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要 元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。 硅在地壳中的丰度为 27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元 素氧和硅结合形成的二氧化硅 SiO2，占地壳总质量的 87%。 我们脚下的泥土、石头和

7、沙子，我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等， 这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。硅，真是遍布世界， 俯拾即是的元素。 由于硅易于与氧结合，自然界中没有游离态的硅存在。我们介绍硅的性质、用 途和制备方法。下面我们介绍硅的性质、用途、和制备方法。磷化剂（磷化液）配方设计所依据的原则与实例磷化剂（磷化液）配方设计所依据的原则与实例来源： 作者： 时间：2007-02-04 标签：()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()() 本文通过对磷化机理、磷化液中动态平衡，以及磷化剂中各组份所起的作用阐述，并通过 实

8、例说明磷化剂配方设计的方法，从而得出了设计配方时所必须依据的原则。摘要：本文通过对磷化机理、磷化液中动态平衡，以及磷化剂中各组份所起的作用阐述， 并通过实例说明磷化剂配方设计的方法，从而得出了设计配方时所必须依据的原则。引言：现在磷化的发展趋势是低温微晶薄膜，为了方便大家研发新的磷化配方，提出以下 观点与大家共同探讨。1、磷化液的构成磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。磷化液的主要成分是 磷酸二氢 盐，如 Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度 和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如 NO3-、NO2-、 ClO3-、

9、H2O2等。2、磷化的基本原理原则上说，当金属工件一旦浸入加热的稀磷酸溶液中，就会生成一层膜。但由于这种膜的 保护性差，所以通常的磷化在含有 Zn、Mn 等酸性溶液中进行。以铁为例，当金属表面与酸性磷化液（以锌为例）接触时，发生如下反应：首先，钢铁表面被溶解Fe+2H+Fe2+ +H2从而使金属与溶液界面的酸度降低，金属表面的磷酸二氢锌向不溶的磷酸锌转化，并沉积 到金属表面形成磷化膜，其反应为：Zn（H2PO4）2+ZnHPO4+ H3PO43Zn（H2PO4）2+Zn3（PO4）2+4H3PO4同时基体金属也可直接与酸性磷酸二氢锌反应Fe+ Zn（H2PO4）2+ZnHPO4+FeHPO4+

10、H2Fe+ Zn（H2PO4）2+ZnFe(HPO4)2+H2事实上，磷化膜是含有四个分子结晶水的磷酸叔盐。最终过程可以写成5Zn（H2PO4）2+Fe（H2PO4）2+8H2OZn3（PO4）24H2O+ Zn2Fe（PO4）24H2O+8H3PO43、磷化液中存在的动力学平衡磷化液的基本平衡方程式3M（H2PO4）2 M3（PO4）2+4H3PO4此方程的平衡常数K=M3（PO4）2 H3PO44M（H2PO4）23M 代表 Zn、Mn 等由上述议程式可以看出，常数 K 值越大，磷酸盐沉积的比率越大。而 K 值随一代和三代金 属盐的金属的性质，溶液的温度，PH 值及总浓度有关。所以影响磷化

11、液性能的至少有 PH 值、游离酸度、总酸度、温度和金属性质。4、磷化液中的各组成的作用及影响4.1pH 值的影响成膜金属离子浓度越低，所要求的溶液的 pH 值越大，反之，随着成膜离子浓度的提高，可 适当降低溶液的 pH 值。4.2 游离酸度的影响游离酸度指磷化液中游离磷酸的含量。酸度太低，不利于金属基体的溶解，因此也就不能 成膜。但如果酸度太高，则大大提高了磷化膜的溶解速度，也不利于成膜，甚至根本不会 上膜。4.3 总酸度的影响总酸度主要指磷酸盐、硝酸盐和游离酸的总和，反映磷化内动力的大小。总酸度高，磷化 动力大，速度快，结晶细。如果总酸度过高，则产生的沉渣多和粉末附着物多；如果过低， 则磷化

12、慢，结晶粗。4.4 酸比值 的影响酸比值是磷化必须控制的重要参数。它是总酸和游离酸的比值，以及表示总酸和游离酸的 相互关系。酸比小，则意味着游离酸太高，反之，则意味着游离酸低。随温度升高，酸比 值变小；随温度降低而增大。一般常温下控制在 2025：1。4.5 加速剂的影响4.5.1 氧化性加速剂氧化性加速剂有两个十分重要的作用。1）限制甚至停止氢气的释出。这个作用限于金属/ 溶液界面处，决定磷化膜沉积的速度，是磷化液具有良好性能所必须的。2）使溶液中某些 元素，特别是还原性化合物发生化学转化，如把二价铁离子氧化成三价铁，生成不溶性磷 酸铁沉渣，从而控制磷化液中亚铁的含量。此外，还可以迅速氧化初

13、生态氢，可大大减少 金属发生氢脆的危险。4.5.1.1 硝酸盐的影响硝酸盐是常用的氧化剂，可直接加入到磷化液中。NO3-/PO43-比值越高，磷化膜形成越快。 但过高会导致膜泛黄。单一使用 NO3-会使磷化膜结晶粗大。4.5.1.2 亚硝酸盐的影响 亚硝酸盐是常用的促进剂，常与 NO3-配合使用，以亚硝酸钠的形式加入到磷化液中。但亚 硝酸盐不稳定，易分解，用亚硝酸盐做促进剂的磷化液都采用双包装，使用时定量混合， 并定期补加。含量过少，促进作用弱；含量过高，则沉渣过多，且形成的膜粗厚，易泛黄。 一般含量在 0.7-1 克/升。4.5.2 金属离子促进剂的影响磷化剂中添加金属盐（一般为硝酸盐），如

14、 Cu2+、Ni2+、Mn2+等电位较正的金属盐，有利于 晶核的形成和晶粒细化，加速常温磷化的进程。4.5.2.1 铜离子影响极少量的铜盐会大幅度提高磷化速度。工作液中 含 Cu2+在 0.002-0.004%时，使磷化速度 提高 6 倍以上。但铜离子的添加量一定要适度，否则铜膜会代替磷化膜，其性能下降。4.5.2.2 镍离子的影响Ni2+是最有效、最常用的磷化促进剂。它不仅能加速磷化，细化结晶，而且能提高膜的耐 腐蚀性能。Ni2+含量不能过低，否则膜层薄；与铜盐不同的是，大量添加镍盐时，并无不 良影响，但会增加成本。一般控制 Ni2+含量在 1.0-5.0 克/升。5、磷化液配方设计实例如设

15、计总酸度为 40 点，NO3-:PO43-为 1:1 的磷化剂 时，其过程如下：5.1 物料的计算5.1.1 磷化液中酸浓度的计算0.140=C（磷化液中酸浓度）10C（磷化液中酸浓度）=0.140/10=0.4（mol/L）5.1.2 磷酸和硝酸浓度的计算3C1（磷酸浓度）+C2（硝酸浓度）=0.4（mol/L）而 NO3-:PO43-为 1:1所以 C1（磷酸浓度）=0.1（mol/L）/C2（硝酸浓度） =0.1（mol/L）5.1.3 氧化锌的计算ZnO + 2H3PO4= Zn（H2PO4）2+ H2O1 2C1(ZnO) 0.1C1（ZnO）：0.1=1：2所以 C1（ZnO）=0

16、.05（mol/L）ZnO + 2HNO3= Zn（NO3）2+H2O1 2C2(ZnO) 0.1C2（ZnO）:0.1=1:2所以 C2（ZnO）=0.05（mol/L）C（ZnO）= C1+ C2=0.05+0.05=0.1（mol/L）由上述计算可以知道，要配制 NO3-:PO43-为 1:1，总酸度为 40 点的磷化溶液时，需要 HNO3 0.1（mol/L）， H3PO4 0.1（mol/L），ZnO 0.1（mol/L）5.2 浓缩液的配制5.2.1 按上述的计算物料和所要求的浓缩倍数及磷化液的配制量，计算 HNO3 H3PO4 ZnO 的 用量，并根据实际使用物质的浓度换算成其质量和体积。5.2.2 将氧化锌用水调成糊状，并在不断的搅拌中依次加入 H3PO4、HNO3，并控制反应温度 在 50-60。5.2.3 加入各种复配成分（促进剂：Cu（NO3）2Ni（NO3）2；降渣络合剂：柠檬酸）5.2.4 为保持配制好的磷化液不出现析渣，加入适度过量的磷酸。5.2