الطلاء بالبراس (نحاس – زنك)
يستخدم هذا النوع من الطلاء في حماية سبائك الحديد وطلاء الزنك وسبائكه، معظم الطلاء يتم من أجل قطع الأثاث والبناء والديكور، يفيد هذا النوع من الطلاء في تخفيض الاحتكاك لأجزاء محركات الطائرات، كما يستخدم لصقل وأكسدة المواد المطلية.
تركيب حوض الطلاء:
يتألف حوض الطلاء من أملاح النحاس والزنك بحيث تتراوح نسبة هذين المعدنين ضمن حدود واسعة، بحيث يتدرج اللون من الأبيض إلى الأصفر الذهبي. عادة تكون نسب المعدن Cu : Zn ضمن النسب التالية:
80:20 75:25 60:40 33:67 95:5 85:15
1- إن سيانيد النحاس وسيانيد الزنك هما المزودان الأساسيان لشوارد المعدن في المحلول. إن تواجد السيانيد فوق الكمية المحتاجة لاستقرار سيانيدات المعدن في المحلول تدعى السيانيد الحر، هذا السيانيد الحر ضروري للمساعدة في تآكل الأنود، وليعمل على الحفاظ على شوارد السيانيد في انحلال المعقدات السيانيدية المعدنية.
إن استخدام 5gr/L من السيانيد الحر كافية لمنع تشكل البثور في طبقة الطلاء.
إن زيادة السيانيد الحر يعمل على تخفيض كفاءة الكاثود، ويعمل على انخفاض محتوى النحاس في الطبقة المترسبة كما هو موضح في الشكل -18-
2- إن الصوديوم كربونات تعمل كمحلوق واقٍ بوفر، ويجب أن تكون كمية الصوديوم كربونات مضبوطة بشكل جيد، يضاف الصوديوم هيدروكسيد لرفع درجة الحموضة، كما أن لشوارد الهيدروكسيد تأثير على انحلال الأنود. إن ارتفاع درجة الحموضة ترفع نسبة الزنك المترسب.
3- تعمل شوارد الأمونيوم على ضبط لون الطلاء، كما تعمل على تشكيل معقدات وتساعد على انحلال الأنود بشكل جيد، وتعمل على ضبط درجة الحموضة، إن مقادير ضئيلة (02-1.5gr/L) لها تأثير على تصحيح لون الطلاء. إن ارتفاع تركيز الأمونيا يؤدي إلى ارتفاع في محتوى الزنك وكفاءة الكاثود.
يضاف الزرنيخ بمقدار 0.0075gr/L لتصحيح ترسيب النحاس الأحمر العالي. يجب تجنب الإضافة الزائدة حتى لا يتحول لون الطلاء إلى أبيض يضاف الفينول 3gr/L لإنقاص محتوى الزنك في الطبقة المترسبة.
يمكن استخدام تيار عكسي دوري لأجل الحصول على طلاء لماع، وإعادة فعالية الأنود.
الجدول التالي يوضح بعض التراكيب المستخدمة في طلاء البراس
| المركب gr/L | حوض 1 | حوض 2 | حوض 3 | حوض
عالي السرعة |
حوض
برأس أبيض |
حوض
برأس أبيض |
حوض
بروزنز |
| سيانيد النحاس | 26.2 | 52.5 | 42.7 | 75-105 | 16.8 | 15.7-20.2 | 53.5 |
| سيانيد الزنك | 11.3 | 30 | 13.8 | 4.4-13.9 | 60 | 34.4-39.7 | 3.8 |
| نسبة Cu/Zn | 2.9 | 2.3 | 4 | 10-20 | – | – | – |
| صوديوم سيانيد كلي | 15 | 90 | 75 | 90-135 | 60 | 52.4-60 | 66.7 |
| صوديوم سيانيد حر | 7.5 | 7.5 | 7.9 | 4-19 | – | 4.7-6.4 | 4.5 |
| صوديوم كربونات | – | 30 | 15 | – | – | 37 | 30 |
| صوديوم هيدروكسيد | – | – | – | 45-75 | 60 | 30-38 | – |
| أمونيوم هيدروكسيد | – | 5.3-13 | 12.5-25 | – | – | – | 1-5 |
| صوديوم بيكربونات | – | – | 15 | – | – | – | – |
| صوديوم سلفيد | – | – | – | – | 0.4 | 0.23 | – |
| ملح روشيل | – | – | – | – | 0.4 | 0.23 | – |
| ملح الحموضة | 10.3-11 | 10.3-10.7 | 9.8-10.3 | – | – | – | 10.3 |
| درجة الحرارة | 27-35 | 43-56 | 35-44 | 74-93 | 20-80 | 21-29 | 38-60 |
| كثافة التيار الماثودية amp/dm2 | 1 | 0.5-3.8 | 0.5-1.6 | 2.7-16.3 | 1-11 | 4.3 | 0.5-3.2 |
| النسبة المئوية للنحاس في الأنود | 75 | 70 | 80 | 75 | 28 | 35 | 95 |
شروط التشغيل:
1- كثافة التيار: يتم التشغيل بشكل عام عند كثافة تيار منخفضة 0.5amp/dm2 تؤثر كثافة التيار في نسبة ترسيب معدن دون آخر. لقد درس بعض الباحثين العلاقة بين كثافة التيار ومحتوى النحاس المترسب في طبقة الطلاء الشكل -19- يوضح هذه العلاقة.
2- درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة في لون طبقة الطلاء المترسب بحيث يزداد محتوى النحاس بزيادة درجة الحرارة كما هو موضح في الشكل -20-
إن التحكم بدرجة الحرارة ضرورية، إن ازدياد الكفاءة مع ازدياد درجة الحرارة تجيز كثافة تيار عالية.
3- درجة الحموضة: تستخدم كلا الطريقتين الكهربائية واللونية في قياس درجة الحموضة، وتستخدم مشعرات مناسبة، حيث يستخدم أصغر الألزارين عند درجة حموضة 11.5-9.5، ويستخدم تروبيولين عند 11.2-10.8 يجب ضبط درجة الحموضة لتصحيح لون طبقة الطلاء المترسبة.
يوضح الشكل -21- المنحنى النموذجي للمحلول الواقي، إن درجة الحموضة تكون مستقرة تماماً عند 10.3. إن ارتفاع درجة الحموضة يتم باستخدام القليل من الصوديوم هيدروكسيد شكل -22- أو أمونيا، بحيث تساعد على تصحيح لون النحاس الأحمر المترسب. لا يمكن استخدام الأمونيا في تصحيح درجة الحموضة فوق 11.5 ولأعلى من هذه القيمة يستخدم الصوديوم هيدروكسيد أو البوتاسيوم هيدروكسيد.
تستخدم الحموض الضعيفة في تخفيض درجة الحموضة مع الانتباه إلى إمكانية تحرر هيدروسيانيك أسيد السام، لذلك تتم الإضافة مع اتخاذ الحيطة والأمان.
4- كفاءة التيار: كفاءة الكاثود، معظم أحواض البراس لها كفاءة كاثود %75، وهذه تعتمد على العديد من عوامل التشغيل، ويمكن أن تكون متباينة %95-55.
يمكن أن تزداد الكفاءة بزيادة التحريك، إنقاص نسبة السيانيد الحر. الحفاظ على تراكيز عالية للمعدن، ارتفاع درجة الحرارة، وإنقاص كثافة التيار، تخفيض درجة الحموضة، إضافة مواد كالزرنيخ، سيترات، طرطرات العناية بنظافة الحوض.
5- كفاءة الأنود: يمكن أن تصل الكفاءة إلى %95 وذلك بالمحافظة على تحريك مناسب، استخدام تيار عكسي دوري، رفع درجة الحرارة، زيادة نسبة السيانيد الحر، إنقاص محتوى المعدن الكلي، ارتفاع محتوى نحاس الأنود، أو استخدام أنود عالي النقاوة، استخدام كثافة تيار أنودية أقل من 0.5amp/dm2 تقليل تراكيز الشوائب المعدنية كالسيليكات والكلوريدات، الحفاظ على محتوى من الكربونات أخفض من 70gr/L.
6- سريان التيار: إن سريان التيار أو توزع المعدن، وتباين انتظام اللون لطبقة الطلاء يكون محسناً بواسطة زيادة السيانيد الحر، واختيار المسافة بين الكاثود والأنود، استخدام محتوى منخفض من المعدن، كثافة تيار مادية، درجة حموضة منخفضة، تخفيض الشوائب.
المحافظة والسيطرة على الأحواض:
يجب الحفاظ على تراكيز المواد الداخلة في تركيب الأحواض ضمن الحدود المسموحة، والحفاظ على درجة حموضة الأحواض، ودرجة الحرارة، وكثافة التيار، ونسبة التحريك ضمن الحدود المعطاة.
يجب إجراء ترشيح مستمر للأحواض لإزالة الشوائب المعلقة، كما يستخدم الفحم الفعال لإزالة الملوثات العضوية، وتستخدم طريقة التبريد لإزالة الكربونات الفائضة عن 70gr/L، ويستخدم للهدف نفسه أملاح الباريوم والكالسيوم لترسيب الكربونات.
يجب تصنيع الأجهزة المتعلقة بالأحواض مثل الفلاتر، الأنابيب من الفولاذ أو الحديد الرمادي أو المطاوع لمنع مهاجمة المحللو لتلك المعدات. الأحواض، يجب أن تبطن بالمطاط لتقليل تداخل الفيروسيانيد والشوائب غير المرغوبة بالأحواض.
الأنودات:
تستخدم أنودات سبيكة نحاس – زنك يجب أن يكون تحليل هذه السبيكة ضمن القيم التالية:
نحاس 75+2 زنك 25+2، نيكل كحد أعلى 0.005.
زرنيخ كحد أعلى 0.005، الباقي شوائب من القصدير والأنتيموان والرصاص والحديد.
