SurTec 866-B Processo de Cobre Alcalino Brilhante

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1 SurTec 866-B Processo de Cobre Alcalino Brilhante 1- DESCRIÇÃO O SurTec 866-B é um processo de cobre alcalino com composição indicada para operação em gancheira proporcionando camadas brilhantes, uniformes e com boa penetração. São camadas dúcteis de fácil polimento. Este processo permite operação do banho com altas densidades de corrente, e conseqüentemente maior velocidade de deposição proporcionando camadas brilhantes desde a alta até a baixa densidade de corrente, com boa distribuição e sem a formação de camadas duplas. O processo é facilmente controlável. A conversão de banhos de outro processo para o SurTec 866-B é simples desde que o processo anterior seja isento de Sal de Rochelle. 2- CONDIÇÕES GERAIS 2.1- Instruções Operacionais Produtos para Montagem dos Banhos Eletrólito à base de Potássio Sódio Cianeto de Cobre g/l g/l Cianeto de Potássio Total g/l --- Cianeto de Sódio Total g/l Hidróxido de Potássio 30 g/l --- Hidróxido de Sódio g/l SurTec 866-B Make-up SurTec 866-B Parte 1 SurTec 866-B Parte ml/l, ideal 50 ml/l 6-8 ml/l, ideal 7 ml/l 4-6 ml/l, ideal 5 ml/l Valores Analíticos Cobre Metal g/l g/l Cianeto de Cobre g/l g/l Cianeto de Potássio Livre g/l --- Cianeto de Sódio Livre g/l Hidróxido de Potássio 30 g/l --- Hidróxido de Sódio g/l Carbonato de Potássio < 150 g/l --- Carbonato de Sódio --- < 70 g/l BT SurTec 866-B Página 1 de 8

2 Dados Operacionais Temperatura de trabalho C Densidade de corrente catódica 3-8 A/dm 2 Voltagem 1-6 volts Relação anodo: catodo 2 a 3 : 1 Anodos Material do tanque Filtração Aquecimento Agitação Exaustão Cobre eletrolítico, forjado ou laminado, com alto grau de pureza Polipropileno ou ferro revestido com PP, PVC ou borracha Recomendada. Contínua, no mínimo 1 vez o volume do banho por hora Com resistências de aço inox ou outro material revestido com teflon Movimentação catódica do barramento. Recomendado por questões ambientais Notas 1- O banho de cobre alcalino, processo SurTec 866-B pode ser preparado tanto com sais de potássio, como sódio, como misto de potássio e sódio. A composição do banho vai depender do resultado que se deseja em uma determinada instalação. 2- O procedimento de montagem indicado a seguir refere-se à condição ideal de montagem, muitas vezes necessária em função da qualidade dos sais usados. Uma vez utilizados produtos de excelente qualidade pode-se reduzir ou eliminar os tratamentos simplificando a montagem. 3- Todo o cuidado deve ser tomado, tanto na montagem, quanto na manutenção dos banhos, uma vez que se trata de eletrólito à base de cianeto, que se manuseado irregular ou erroneamente é muito perigoso chegando a ser letal Preparação do banho 1- Em tanque reserva, previamente limpo, e que resista a temperaturas elevadas, provenientes do aquecimento resultante da reação exotérmica que ocorre na dissolução dos produtos, adicionar 40 % do volume do tanque de água limpa de boa qualidade ou água desmineralizada; 2- Adicionar, sob agitação vigorosa, hidróxido de potássio ou sódio, o cianeto de potássio ou sódio e o SurTec 866-B Make-up; 3- Agitar até dissolução total dos produtos e então adicionar o cianeto de cobre dando continuidade à agitação até sua dissolução total; 4- Adicionar água até ¾ do volume final e homogeneizar a solução; 5- Adicionar 5,0 g/l de carvão ativo em pó, a ºC, agitar durante 2 horas; 6- Deixar decantar durante, no mínimo 5 horas, ou preferencialmente pelo período noturno, e proceder à filtração do banho para o tanque de trabalho, certificando-se da eficiência da filtração; 7- Avolumar o banho com água de boa qualidade, ou desmineralizada, homogeneizando a solução e elevando a temperatura para ºC; 8- Eletrolisar o banho usando 0,3 a 0,5 A/dm 2, com chapa ondulada como catodo e sob agitação durante no mínimo 5 horas ou preferencialmente pelo período noturno. 9- Adicionar as quantidades calculadas de SurTec 866-B Parte 1 e SurTec 866-B Parte 2, e iniciar a produção. BT SurTec 866-B Página 2 de 8

3 2.2- Manutenção Cianeto de Cobre É responsável pela manutenção de cobre no banho juntamente com a dissolução anódica, sendo que concentrações mais baixas podem ser usadas se o processo operar com densidades de corrente inferiores a 3 A/dm 2, usando agitação catódica. Conseqüentemente, para operação com altas densidades de corrente deve-se trabalhar com maiores concentrações de metal Cianeto Livre O teor de cianeto livre depende em grande parte da concentração de cobre metal, temperatura de trabalho, do tamanho e do formato das peças, bem como de possíveis contaminações presentes nos banhos. Baixo cianeto livre pode gerar depósitos com nuvens em áreas de baixa densidade de corrente. Uma combinação de baixo cianeto livre com contaminações orgânicas pode ocasionar bolhas e aspereza nas áreas de baixa densidade de corrente. Alguns metais, tais como cromo em baixa concentração, produzem efeito similares. Alto cianeto livre é evidenciado pela redução da eficiência catódica, indicada pelo excessivo desenvolvimento de gás na superfície catódica. Por outro lado produtos contendo sulfetos provenientes de cianeto impuro podem requerer redução do teor de cianeto livre Hidróxidos Deve ser usado o hidróxido de potássio ou de sódio como fonte fornecedora de álcali, Seus teores devem ser mantidos dentro dos parâmetros indicados. Recomenda-se uma redução nesse teor quando o metal base for alumínio ou zamac. Um baixo teor de potassa ou soda pode resultar em corrosão anódica deficiente, o que pode causar, algumas vezes, a formação de um filme azulado sobre o anodo. Este filme é de difícil dissolução podendo soltar do anodo para o banho e causar aspereza na camada depositada Carbonatos No processo SurTec 866-B o teor de carbonatos deve ser de no máximo 70 g/l para banhos a base de sódio e 150 g/l a base de potássio. A análise está indicada no item 2.3 deste boletim técnico e sua redução deve ser providenciada assim que este atingir valores próximos do limite máximo. Concentrações de carbonato acima do limite máximo sugerido implicam em redução da eficiência catódica. A eliminação de carbonato em banhos alcalinos é feita por refrigeração do banho a 4 ºC, temperatura esta que favorece a formação de cristal fino de carbonato no banho, devendo o mesmo ser cuidadosamente removido SurTec 866-B Make-up Este aditivo funciona como refinador de grão do depósito, devendo o mesmo ser usado basicamente na montagem. Este aditivo normalmente não é usado para manutenção do processo, não é removido em tratamentos com carvão ativo, no entanto, deve ser verificada a necessidade de reposição em quantidade proporcional à montagem quando for feita uma diluição da solução SurTec 866-B Parte 1 Este aditivo é o nivelador do processo e contribui para a formação do brilho do depósito. BT SurTec 866-B Página 3 de 8

4 Sua falta pode ser notada pela formação de depósito nebuloso em áreas de média densidade de corrente. O SurTec 866-B Parte 1 pode ser adicionado diretamente ao banho. A adição de manutenção deve ser de 1,25 litros para cada Ah SurTec 866-B Parte 2 Este aditivo tem a função de abrilhantador sendo responsável pelo alto brilho que o processo proporciona. Também pode ser adicionado diretamente ao banho e seu consumo é de 3,33 litros para cada Ah Controle Analítico Os teores de cobre, cianeto livre e potassa ou soda cáustica devem ser analisados com freqüência determinada e ajustados para a faixa indicada. Coletar a amostra em um ponto em que o banho esteja o mais homogêneo possível, e se necessário deixar decantar ou filtrar a solução Cobre Metal Reagentes - EDTA 0,1 M - Persulfato de Amônio PA sólido concentrado - Ácido Nítrico PA concentrado - Hidróxido de Amônio PA concentrado - Indicador Par 0,1% em água destilada Procedimento 1- Pipetar 2 ml da amostra para erlenmeyer de 250 ml. 2- Adicionar 1 g de Persulfato de Amônio PA. 3- Adicionar 20 ml de Água Destilada. 4- Adicionar 5 ml de Ácido Nítrico PA concentrado. 5- Aquecer durante 10 minutos para desprendimento de fumos brancos. Esfriar. 6- Adicionar 10 ml Hidróxido de Amônio PA concentrado. Esfriar. 7- Adicionar 1 ml de Indicador Par. 8- Titular com EDTA 0,1 M até a coloração verde. Cálculo: ml gastos EDTA 0,1M x fc x 3,1785 = g/l de Cu Cianeto de Cobre Cálculo: g/l de Cu x 1,41 = g/l de CuCN Cianeto de Sódio Livre ou Cianeto de Potássio Livre Reagentes - AgNO 3 0,1 N - Iodeto de Potássio PA Solução a 10% p/v Procedimento 1- Pipetar 10 ml da amostra para erlenmeyer de 250 ml. 2- Adicionar 10 ml de Iodeto de Potássio PA a 10 %. 3- Titular com Nitrato de Prata 0,1 N até a primeira turbidez. Cálculo: ml gastos AgNO 3 0,1 N x fc x 0,98 = g/l de NaCN livre ou Cálculo: ml gastos AgNO 3 0,1 N x 1,3 = g/l de KCN livre Soda Cáustica ou Potassa Cáustica Reagentes - H 2 SO 4 1,0 N - Cianeto de Sódio PA solução a 10% p/v BT SurTec 866-B Página 4 de 8

5 - Indicador Índigo Carmim 1,0% em água destilada Procedimento 1- Pipetar 10 ml da amostra para erlenmeyer de 250 ml. 2- Adicionar 10 ml de Cianeto de Sódio PA a 10 %. 3- Adicionar 0,5 ml de indicador Indigo Carmim. 4- Titular com Ácido Sulfúrico 1N até mudança de coloração de verde para azul. Cálculo: ml gastos H 2 SO 4 1 N x fc x 4,0 = g/l de NaOH ou Cálculo: ml gastos H 2 SO 4 1 N x fc x 5,61 = g/l de KOH Carbonato de Sódio ou Carbonato de Potássio Reagentes - AgNO 3 0,1 N - H 2 SO 4 1,0 N - Cloreto de Bário PA solução a 15% p/v - Indicador Alaranjado de Metila Modificado (0,2% de Alaranjado de Metila + 0,28% de Xileno Cianol) água destilada Procedimento 1- Pipetar 10 ml da amostra em um béquer de 200 ml. 2- Adicionar 50 ml de Água Destilada. 3- Adicionar de 20 a 30 ml de Cloreto de Bário PA a 15 %. 4- Filtrar o precipitado do banho em papel de filtro. 5- Lavar o béquer com Água Destilada a quente, até não dar reação do filtrado com Nitrato de Prata 0,1 N. 6- Retirar o papel filtro com o precipitado e colocar num erlenmeyer de 500 ml. 7- Adicionar 200 ml de Água Destilada a quente. 8- Adicionar 6 gotas de Alaranjado de Metila Modificado. 9- Titular com Ácido Sulfúrico 1 N até coloração rosa. Cálculo: ml gastos de H 2 SO 4 1 N x fc x 5,3 = g/l de Na 2 CO 3 ou Cálculo: ml gastos de H 2 SO 4 1 N x fc x 6,91 = g/l de KCO Informações Adicionais Tratamento com Carvão Ativo Se a contaminação orgânica não for severa, será possível eliminá-la apenas pela filtração contínua através de carvão ativo. Será necessária uma limpeza freqüente no filtro para obter o resultado desejado. Se a contaminação for grande será necessário fazer tratamento mais enérgico transferindo o banho para o tanque reserva e tratando o banho com oxidante e carvão. Como opção de oxidante pode usar água oxigenada, de 0,1 a 1,0 ml/l ou permanganato de potássio, de 0,1 a 1 g/l. Em qualquer das situações, deve ser feita agitação durante, no mínimo 30 minutos, antes da adição de carvão, na temperatura de trabalho. Normalmente é feita opção por apenas um oxidante. Pós-oxidante, necessariamente deve ser adicionado carvão ativo na proporção de 5 a 10 : 1 de oxidante. Pós carvão, a solução deve ser agitada a quente durante, no mínimo 2 horas, antes da filtração. Para facilitar a filtração da solução, deixar o banho decantar durante aproximadamente 4 horas, ou no período noturno. A quantidade de produto a ser usada para purificar a solução deve ser definida em função do nível de contaminação orgânica presente no banho Aspereza A aspereza pode ser atribuída a muitos fatores, tais como corrosão anódica deficiente, conforme descrito no item anodos, material em suspensão do banho ou borra, precipitados insolúveis devido à dureza da água, metal não dissolvido, etc. Uma filtração adequada com equipamentos ajustados de forma conveniente normalmente previnem problemas deste tipo. BT SurTec 866-B Página 5 de 8

6 Impurezas metálicas tais como prata, bismuto e cádmio podem, igualmente causar aspereza. Quando os anodos têm alto teor de fósforo, como os usados em banhos de cobre ácido, erroneamente usado no banho de cobre alcalino, podem causar aumento na borra anódica e conseqüentemente aspereza nas peças. A água também pode contribuir para a formação de depósitos ásperos. Por exemplo, a água dura causa a formação de carbonatos insolúveis. A deposição de tais carbonatos sobre os trocadores de calor pode formar crostas que ao se deslocarem podem causar depósitos ásperos. Se houver um curto circuito ou efeito bipolar no tanque, que cause deposição com desplacamento nas paredes do tanque, no sistema de aquecimento e incluindo anodos, etc., pode ocorrer aspereza, como resultado da introdução de material em suspensão no banho Reforços Alguns produtos químicos tecnicamente puros contêm, em quantidades variáveis, impurezas orgânicas e contaminantes insolúveis que são inadequados na obtenção de bons resultados com o processo SurTec 866-B. Deve-se ter cuidado para não adicionar contaminantes aos banhos, e para isso recomendamos adotar os seguintes critérios: Todo o cianeto deve ser testado para assegurar a ausência de sulfetos, dissolvendo um pouco de cianeto em tubo de ensaio e testando com papel de acetato de chumbo ou adicionando alguns cristais deste sal. A formação de uma colocação castanha ou de um precipitado preto indica a presença de sulfetos e o cianeto não deve ser usado. Todos os produtos a serem adicionados ao banho devem ser dissolvidos em um pouco do banho, em tanque a parte e tratados com carvão ativo na proporção de 2 a 3 g/l. Esse tratamento deve ser feito a 70 o C. Depois proceder a filtração e transferir o filtrado límpido para o tanque de trabalho Contaminantes Metálicos Uma das possíveis fontes de contaminação metálica deste banho são os próprios sais usados para a montagem e manutenção do processo. Os anodos também constituem uma variável importante. Para evitar a entrada e acúmulo destes contaminantes metálicos usar sais e anodos de alto grau de pureza. Outro fator importante são as próprias peças processadas, portanto, para evitar contaminações, as peças tanto de ferro, latão e zamac que caírem no fundo do tanque devem ser removidas imediatamente. Como orientação, os limites máximos de contaminantes metálicos são 750 mg/l para zinco; 100 mg/l para cada um, cádmio, prata, níquel e chumbo; 50 mg/l para cromo. Para cromo, a sugestão para eliminação é tratamento com hidrossulfito de sódio seguido de filtração. Para as demais, purificação seletiva com baixa densidade de corrente Especificação dos Produtos Produto Aspecto Densidade (25 C) ph (25 C) SurTec 866-B Make-up SurTec 866-B Parte 1 SurTec 866-B Parte 2 Líquido límpido a leve turvo amarelo a castanho claro 1,215-1,235 (g/cm³) 12,0-14,0 Líquido opaco marrom escuro 1,035-1,075 (g/cm³) 7,5-10,5 Líquido amarelo 1,020-1,045 (g/cm³) 11,5-13,5 BT SurTec 866-B Página 6 de 8

7 2.6- Instalação e Equipamentos Tanques e Aquecimento Recomendamos o uso de tanques de ferro preferencialmente revestido com material plástico tal como polipropileno, polietileno, PVC. Pode também ser revestido com borracha. Para aquecimento recomendamos o uso de resistências de aço inox, ou outro material, desde que revestido com teflon. Não usar chumbo, chumbo-estanho ou cobre direto no banho. Pode-se também usar trocador de calor com serpentinas de aço inox Sistema de Agitação, Filtração e Exaustão A agitação do banho pode ser mecânica, através de movimentação do barramento catódico. Deve ser evitada agitação por insuflação de ar uma vez que é um fator que favorece a formação de carbonato no banho que é um íon indesejado. Como condição ideal de trabalho, recomendamos operação do banho com filtração contínua, filtrando, no mínimo, uma vez o volume do banho por hora. Pela própria composição do eletrólito deve-se operar este banho em área de boa ventilação, sendo conveniente dispor de um sistema de exaustão Anodos e Sacos de Anodos Usar anodos de cobre eletrolítico, forjado ou laminado, de alto grau de pureza devendo estar isentos de bismuto, cromo, fósforo, chumbo, prata e cádmio, uma vez que estes elementos, mesmo em baixíssimas concentrações, tendem a produzir depósitos ásperos. A aparência dos anodos é uma indicação à sua corrosão. Ânodos que tenham uma coloração cinza-rosa clara indicam boa corrosão anódica. Quando polarizados surge um filme preto tornando-se necessária operação do banho com maior voltagem para se obter a densidade de corrente adequada. Em um estágio mais adiantado de polarização, ao parar a cobreação, ocorrerá o desprendimento do filme polar, introduzindo assim, partículas insolúveis de cobre ou óxido de cobre, no banho. É recomendado o uso de sacos de anodos para operação com o processo Manuseio e Segurança Os banhos do processo SurTec 866-B possuem cianeto em sua composição, portanto ao operar com o processo usar EPI's adequados, tais como luvas, avental, botas de borracha e óculos de segurança, para evitar o contato direto com a solução. No caso de contato com a pele, remover as roupas contaminadas com o produto, e lavar a área atingida com água e sabão e enxaguar com bastante água. No contato com os olhos, lavar com água corrente durante 15 minutos, se houver necessidade, procurar cuidados médicos. No caso de ingestão do banho, administrar nitrito de amilo, espocando uma ampola e embebendo-a em gaze e algodão. Procurar cuidados médicos. Se ingerido, o banho de zinco com cianeto pode ser letal. No caso de inalação, aplicar respiração artificial, administrar também nitrito de amilo, e procurar cuidados médicos. O contato do banho de zinco com cianeto com banhos ácidos, ou ácidos fortes podem gerar o gás cianídrico que também é letal na inalação. BT SurTec 866-B Página 7 de 8

8 2.8- Tratamento de Efluentes Para descarte das águas de lavagem ou do banho de cobre alcalino cianídrico, enviar as soluções para a estação de tratamento de efluentes, e com ph maior que 10,5, oxidar o cianeto a cianato com adição de hipoclorito de sódio. Depois baixar o ph para 9,0 a 9,5 com solução de ácido muriático para a precipitação do cobre. O lodo formado deve ser seco e enviado a aterros industriais. A água, pós-tratamento, deve ter seu ph ajustado para valores obedecendo à legislação local Observações "Os dados contidos neste boletim técnico, exprimem o melhor de nossa experiência, e servem como uma orientação para o cliente. Garantimos e asseguramos todos os produtos componentes dos processos fornecidos pela SurTec do Brasil, na sua forma original de fornecimento, desde que sejam observadas as condições de validade dos mesmos e acondicionados em suas embalagens originais. Não podemos nos responsabilizar quanto ao uso indevido dos nossos produtos, assim como pela violação de patentes de terceiros." Elaboração Revisão Aprovação Data Responsável Nº Data Responsável Data Responsável CMRS CMRS EPC BOLETIM DISPONIBILIZADO PELA INTERNET. CÓPIA NÃO CONTROLADA. BT SurTec 866-B Página 8 de 8