RU2114218C1 - Process of reduction of chemical composition of tin-plating electrolyte during its usage - Google Patents

Abstract

FIELD: electrolytic tin-plating. SUBSTANCE: invention is related to processes of deposition of coats in production of tin-plate. Process lies in periodic replenishment of electrolyte by results of analysis with chemical components which includes solution of sulphamine acid and surface active substance - proxamine 385 that are prepared in advance. First powder of sulphamine acid is solved in water at temperature 75-80 C in the course of not less than 3 h, then proxamine 385 is added at temperature 45-50 C. Sulphamine acid and surface active substance are used in the amounts of 200-250 g/l and 0.1-0.15 g/l correspondingly. EFFECT: decreased additional consumption of tin and chemicals, increased electrochemical activity of electrolyte, prevention of formation of resinous substances and enhanced quality of products. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электролитам лужения, которые могут быть использованы для нанесения покрытий электролитическим способом при производстве белой жести. The invention relates to tinning electrolytes, which can be used for coating electrolytically in the production of tinplate.

Электролиты лужения в процессе эксплуатации требуют периодической корректировки по составляющим компонентам, что в настоящее время является весьма затруднительным. Tinning electrolytes during operation require periodic adjustment of the constituent components, which is currently very difficult.

В связи с этим электролиты изнашиваются, химический состав их меняется, отсюда - некачественное покрытие металла (наличие дефектов), снижение сортности готовой продукции и соответственно потребительских свойств. In this regard, the electrolytes wear out, their chemical composition changes, hence the poor-quality metal coating (defects), a decrease in the grade of the finished product and, accordingly, consumer properties.

Электролит лужения представляет собой водный раствор какой-либо кислоты, например фенолсульфоновой или сульфаминовой, и сернокислого олова с добавками небольших количеств органических, например поверхностно-активных, веществ. The tinning electrolyte is an aqueous solution of any acid, for example phenolsulfonic or sulfamic, and tin sulfate with the addition of small amounts of organic, such as surfactants.

Эти составляющие являются основными компонентами электролита. These components are the main components of the electrolyte.

Сернокислое олово является первоначальным компонентом - источником ионов олова в электролите. В дальнейшем введение в электролит сернокислого олова не требуется, оно поступает в электролит с анодов, изготовленных из чистого олова, замена которых производится в процессе работы без остановки агрегата. Tin sulfate is the initial component - a source of tin ions in the electrolyte. In the future, the introduction of tin sulfate into the electrolyte is not required, it enters the electrolyte from anodes made of pure tin, which are replaced during operation without stopping the unit.

Известен способ приготовления электролита путем растворения в воде расчетного количества сульфаминовой кислоты и сульфата полиалкиленгликоля, предварительно растворенного в теплой воде (а.с. 1678094, кл. C 25 D 3/32). There is a method of preparing an electrolyte by dissolving in water the calculated amount of sulfamic acid and polyalkylene glycol sulfate, previously dissolved in warm water (A.S. 1678094, class C 25 D 3/32).

Оловянное покрытие из предлагаемого электролита наносят на жесть. Контроль готовой продукции на качество показал наличие дефектов, что снижает потребительские свойства металла. The tin coating of the proposed electrolyte is applied to the tin. Quality control of finished products showed defects, which reduces the consumer properties of the metal.

Наиболее близким аналогом к заявляемому является способ восстановления химического состава электролита лужения в зависимости от результатов анализа, заключающийся в периодическом его пополнении корректирующими компонентами, включающими поверхностно-активное вещество (а.с. СССР 628581, кл. C 25 D 3/32 от 30.08.79). The closest analogue to the claimed one is a method of restoring the chemical composition of tinning electrolyte depending on the results of the analysis, which consists in periodically replenishing it with corrective components including a surfactant (AS USSR 628581, class C 25 D 3/32 from 30.08. 79).

Недостатком данного аналога является наличие поверхностных дефектов металла, что снижает его сортность. Это объясняется тем, что при неправильном приготовлении корректирующих растворов фенолсульфоновой кислоты и поверхностно-активного вещества (ПАВ) и последующем их введении в электролит происходит образование смолистых веществ. Кроме того, наблюдается повышенный расход химикатов и олова. Неоправданный расход последнего обусловлен его повышенным осаждением на кромках металлической полосы ("краевой эффект") и неравномерным распределением по ширине полосы. The disadvantage of this analogue is the presence of surface defects of the metal, which reduces its grade. This is due to the fact that with improper preparation of correction solutions of phenolsulfonic acid and a surfactant and their subsequent introduction into the electrolyte, the formation of resinous substances occurs. In addition, there is an increased consumption of chemicals and tin. The unjustified consumption of the latter is due to its increased deposition on the edges of the metal strip ("edge effect") and uneven distribution over the width of the strip.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение качества продукции, снижение расхода олова и химикатов. The technical problem to which the invention is directed is improving the quality of products, reducing the consumption of tin and chemicals.

Для решения этой задачи в способе восстановления химического состава электролита в процессе эксплуатации, заключающемся в периодическом его пополнении согласно результатам химического анализа корректирующими компонентами, включающими кислоту, воду и поверхностно-активное вещество, предварительно готовят корректирующий раствор путем смешивания порошка сульфаминовой кислоты с водой при температуре 75-80^oC в течение не менее 3 ч, затем в эту смесь при температуре 45-50^oC добавляют поверхностно-активное вещество, при этом сульфаминовую кислоту и поверхностно-активное вещество используют соответственно 200-250 г/л и 0,1 - 0,15 г/л, а в качестве поверхностно-активного вещества используют проксамин-385.To solve this problem, in the method of restoring the chemical composition of the electrolyte during operation, which is periodically replenished according to the results of chemical analysis with corrective components, including acid, water and a surfactant, a correction solution is preliminarily prepared by mixing sulfamic acid powder with water at a temperature of 75 -80 ^o C for at least 3 hours, then a surfactant is added to this mixture at a temperature of 45-50 ^o C, while the sulfamic acid the lot and surfactant are used, respectively, 200-250 g / l and 0.1 - 0.15 g / l, and proxamine-385 is used as the surfactant.

Сущность изобретения заключается в том, что все корректирующие компоненты представляют из себя в конечном счете единый раствор, который готовят предварительно и в определенной последовательности, а именно: сначала растворяют порошок сульфаминовой кислоты в воде при температуре 75-80^oC в течение не менее 3 ч до концентрации 200-250 г/л (при этом достигается наилучший эффект ее растворения в воде что снижает дополнительный расход химикатов, а затем при температуре 45-50^oC в раствор кислоты вводят ПАВ в количестве 0,1-0,15 г/л, что дает возможность увеличить его электрохимическую активность и ликвидировать образование смолистых веществ и соответственно улучшить технико-экономические показатели процесса лужения жести.The essence of the invention lies in the fact that all the correcting components are ultimately a single solution that is prepared previously and in a certain sequence, namely: first, the sulfamic acid powder is dissolved in water at a temperature of 75-80 ^o C for at least 3 hours to a concentration of 200-250 g / l (the best effect of its dissolution in water is achieved, which reduces the additional consumption of chemicals, and then at a temperature of 45-50 ^o C surfactants are introduced into the acid solution in an amount of 0.1-0.15 g / l that makes it possible to stole To reduce its electrochemical activity and to eliminate the formation of resinous substances and, accordingly, to improve the technical and economic indicators of the tinning process.

В таблице приведены данные экспериментов по выбору оптимальных значений режимов приготовления корректирующего раствора. The table shows the data of experiments on the selection of optimal values for the modes of preparation of the correction solution.

Расход олова определялся наличием "краевого эффекта" и равномерностью покрытия оловом по ширине металлической полосы. The consumption of tin was determined by the presence of a "boundary effect" and the uniformity of tin coating over the width of the metal strip.

Равномерность покрытия представлена в виде среднеквадратического отклонения S_кв, которое определяется по формуле

где
δ_i - - толщина в данной точке, г/л;
δ_ср- - среднеарифметическая толщина покрытия, г/л;
n - количество определений по ширине полосы.The uniformity of the coating is presented in the form of standard deviation S _k , which is determined by the formula

Where
δ _i - is the thickness at a given point, g / l;
δ _avg - arithmetic average coating thickness, g / l;
n is the number of definitions across the width of the strip.

Опыт 2. Для приготовления концентрированного раствора сульфаминовой кислоты берут 200 г порошка и растворяют в 1 л воды (в промышленных условиях ингредиенты увеличиваются в необходимых количествах). Затем эту смесь нагревают до 75^oC в течение 3 ч, после чего раствор охлаждают до 45^oC и вводят 0,1 г проксамина-385. Данный раствор используют следующим образом. При изменении химического состава электролита, который определяют периодически, его пополняют приготовленным раствором. Для проверки на качество был отобран образец жести, прошедшей весь цикл нанесения покрытия. Дефект "мазки" отсутствовал, равномерность покрытия составила: на кромках полосы 0,035 г/м², по ширине - 0,09 г/м². Полученные данные говорят об экономии олова по сравнению с прототипом (см. таблица). Расход химикатов составил 0,93 кг/т, у прототипа - 1,03 кг/т.Experience 2. To prepare a concentrated solution of sulfamic acid, take 200 g of powder and dissolve in 1 liter of water (under industrial conditions, the ingredients increase in the required quantities). Then this mixture is heated to 75 ^o C for 3 hours, after which the solution is cooled to 45 ^o C and 0.1 g of proxamine-385 are introduced. This solution is used as follows. When changing the chemical composition of the electrolyte, which is determined periodically, it is replenished with the prepared solution. To test for quality, a tin sample was selected that went through the entire coating cycle. There was no “smear” defect, the uniformity of the coating was: at the edges of the strip, 0.035 g / m ² , across the width, 0.09 g / m ² . The data obtained indicate tin savings compared to the prototype (see table). The consumption of chemicals was 0.93 kg / t, the prototype - 1.03 kg / t

Опыт 3. То же самое при концентрации раствора сульфаминовой кислоты 220 г/л, температуре растворения кислоты 78^oC, времени выдержки раствора 3,5 ч концентрации ПАВ 0,12 г/л, температуре введения ПАВ 48^oC. В качестве ПАВ использовали проксамин-385. Равномерность покрытия жести оловом составила: на кромках полосы 0,333 г/м², по ширине - 0,088 г/м² (у прототипа 0,21 и 0,62 соответственно). Дефект "мазки" отсутствовал. Расход химикатов 0,93 кг/т (у прототипа - 1,03 кг/т).Experience 3. The same when the concentration of the solution of sulfamic acid 220 g / l, the dissolution temperature of the acid 78 ^o C, the exposure time of the solution 3.5 hours of concentration of surfactants 0.12 g / l, the temperature of the introduction of surfactants 48 ^o C. proxamine 385. The uniformity of the tin coating of tin was: at the edges of the strip 0.333 g / m ² in width - 0.088 g / m ² (for the prototype 0.21 and 0.62, respectively). The smear defect was absent. The consumption of chemicals is 0.93 kg / t (the prototype has 1.03 kg / t).

Опыт 4. То же самое при концентрации раствора сульфаминовой кислоты 250 г/л, температуре растворения кислоты 80^oC, времени выдержки раствора 4 ч концентрации проксамина 0,15 г/л, температуре введения проксамина-385 50^oC. Равномерность покрытия оловом жести на кромках полосы составила 0,30 г/м², по ширине - 0,085 г/м², дефект "мазки" отсутствовал, расход химикатов - 0,93 кг/т.Experience 4. The same with a concentration of sulfamic acid solution of 250 g / l, an acid dissolution temperature of 80 ^o C, a solution soaking time of 4 hours, a proxamine concentration of 0.15 g / l, a proxamine-385 introduction temperature of 50 ^o C. The uniformity of tin coating at the edges of the strip it was 0.30 g / m ² , across the width - 0.085 g / m ² , there was no “smear” defect, the chemical consumption was 0.93 kg / t.

Предлагаемый в качестве изобретения способ прошел промышленные испытания на Магнитогорском металлургическом комбинате в цехе производства белой жести и подтвердил все положительные результаты, достигнутые в лабораторных условиях. Его внедрение позволит экономить дорогостоящее олово, экономить химикаты, улучшить сортность готовой продукции за счет рациональной эксплуатации электролита лужения. The method proposed as an invention passed industrial tests at the Magnitogorsk Iron and Steel Works in the tinplate production workshop and confirmed all the positive results achieved in the laboratory. Its implementation will save expensive tin, save chemicals, improve the quality of finished products due to the rational use of tinning electrolyte.

Claims (1)

1. Способ восстановления химического состава электролита лужения в процессе эксплуатации, заключающийся в периодическом его пополнении по результатам анализа корректирующими компонентами, включающими поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что корректирующие компоненты дополнительно содержат сульфаминовую кислоту и воду, при этом корректирующие компоненты предварительно готовят в виде раствора путем смешивания порошка сульфаминовой кислоты с водой при 75 - 80^oC в течение не менее 3 ч, затем в смесь при 45 - 50^oC добавляют поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфаминовая кислота - 200 - 250
Поверхностно-активное вещество - 0,1 - 0,15
Вода - Остальное до 1 л
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют проксамин-385.1. The method of restoring the chemical composition of tinning electrolyte during operation, which consists in periodically replenishing it according to the analysis results with corrective components, including a surfactant, characterized in that the corrective components additionally contain sulfamic acid and water, while the correcting components are preliminarily prepared in the form solution by mixing sulfamic acid powder with water at 75 - 80 ^o C for at least 3 hours, then add to the mixture at 45 - 50 ^o C over nosto-active substance in the following ratio of components, g / l:
Sulfamic acid - 200 - 250
Surfactant - 0.1 - 0.15
Water - The rest is up to 1 liter
2. The method according to p. 1, characterized in that proxamine-385 is used as a surfactant.

Images