Baños De Cobre Extento De Cianuro

INTRODUCCIÓN

La protección del hierro frente a la corrosión con películas de cobre, cinc, níquel, cromo, etc., depositados electrolíticamente gana cada día más importancia y ocupa siempre un lugar preferente en el campo galvánico. Por ello se considero de interés volver al tema, orientado hacia los electrolitos modernos de COBREADO ALCALINO EXENTO DE CIANURO - CUPROX, que constituye en parte a la mejora del medio ambiente.

El tema es todavía actual cuando existen bastantes industrias que próximamente han de plantearse la inversión en la necesaria estación depuradora. Un análisis a tiempo con el asesoramiento profesional correspondiente permitirá reducir el tamaño y simplificación de las estaciones depuradoras.

En cualquiera de estos casos no podemos permanecer indiferentes, venimos obligados a conocer y utilizar en un tiempo corto.

COBREADO ALCALINO

El tipo de cobreado alcalino exento de cianuro, origina críticas y discusiones sobre la problemática de las aguas residuales aunque dicho electrolito elimina el cianuro. Sin embargo en lo que sigue de esta exposición sobre el tipo de baño, se reconoce que este problema se encuentra solucionado.

El presente estudio con la finalidad de eliminar en su totalidad el cianuro en cualquiera de sus formas, consta de los siguientes reactivos:

Como sal generadora de metal el CUPROX

Como sal exitadora el hidróxido de sodio

Como sal conductora el carbonato sódico

Como agente de adición el bisulfito de sodio, sal seignette, humectante, inhibidor, abrillantador (ductilizante), etc.

PROPIEDADES DEL ELECTROLITO CUPROX

Las propiedades primarias de los electrolitos de cobreado alcalino exento de cianuro, son el rendimiento catódico de corriente, la velocidad de deposición y la densidad de corriente, y la capacidad de dispersión.

Se logra un rendimiento de corriente de casi el 100%, los electrolitos alcalinos exento de cianuro pueden, cuando son realmente libres de complejos inestables, prepararse solamente con contenido de cobre entre 7 a 12 g/l, y por lo tanto no son mayormente aptos para la aplicación de altas densidades de corriente.

RENDIMIENTO CATODICO DE CORRIENTE

De gran importancia práctica, la densidad de corriente aplicable y el rendimiento correlativo ósea la velocidad de deposición, estos datos se encuentran en la Tabla 2.

VELOCIDAD DE DEPOSICION

Considerando que la densidad del cobre es de 8.95 g/cc, es posible calcular la velocidad de penetración del proceso de la deposición, estos datos se encuentran en la Tabla 3.

TABLA 2

DENSIDAD DE CORRIENTE Y VELOCIDAD DE DEPOSICION

BAÑO

Densidad de corriente (A/dm²)

Velocidad de deposición (g/cm²h)

CUPROX – I

CUPROX – II

CUPROX - III

0.8

1.3

1.8

9.48 X 10-3

15.42 X 10-3

21.35 X 10-3

TABLA 3

DENSIDAD DE CORRIENTE Y VELOCIDAD DE PENETRACION

Densidad de corriente (A/dm²)

Velocidad de penetración

cm/s

mm/h

μm/s

0.8

1.3

1.8

2.94 x 10-7

4.73 x 10-7

6.62 x 10-7

10.59 x 10-3

17.22 x 10-3

23.85 x 10-3

2.9 x 10-3

4.7 x 10-3

6.6 x 10-3

VELOCIDAD DE PENETRACION

PODER DE DISPERSIÓN

Con dispersión se denomina las diferencias de espesores de un recubrimiento galvánico sobre un objeto. La dispersión de un baño galvánico es tanto mejor cuanto más uniforme es el espesor del depósito. Factor determinante para la dispersión es la distribución primaria y secundaria de la corriente. Si la distribución primaria depende únicamente de factores geométricos, forma del electrodo y distribución de la misma, como también de las dimensiones del recipiente, entonces todos los factores que influyen sobre la polarización resultante, transforma la distribución primaria en una distribución de corriente secundaria. La polarización, es decir la resistencia que se opone a la descarga del ion metálico y tiene que ser vencida por una tensión aplicada exteriormente, condicionada la dispersión de un electrolito de manera considerable y será mayor cuanto mayor sea la polarización que surge del aumento de densidad de corriente.

La figura 1, muestra el comportamiento de la curva de polarización de los baños aquí expuestos.

Según lo esperado, la deposición de cobre alcalino exento de cianuro de electrolito de alto contenido de CUPROX, se produce una fuerte polarización, en baños de bajo contenido de CUPROX la polarización es menor, disminuyendo con menor contenido de sal de CUPROX y mayor contenido de hidróxido.

Figura 1. Comportamiento de la polarización catódica de baños de cobre alcalino CUPROX, con relación a la densidad de corriente.

PROPIEDADES DE LOS RECUBRIMIENTOS DE COBREADO – CUPROX

Dado que los baños de cobre ácido se distinguen marcadamente por sus propiedades químicas y electroquímicas de los electrolitos alcalinos, indistintamente los electrolitos exentos de cianuro, cianurazos y acomplejantes, hay que calcular que los depósitos tienen propiedades físicas distintas. Evidentemente el brillo, la nivelación, la dureza, la ductilidad, tensiones internas y otras propiedades de los recubrimientos galvánicos están fuertemente influenciados por los abrillantadores y su comportamiento con la película catódica.

El efecto de estos agregados es completamente distinto en un electrolito en el cual el metal forma un ión complejo negativo, que en un electrolito en el cual se encuentra como catión libre positivamente cargado.

Esto se puede notar claramente en la cristalización de los depósitos.

DUCTILIDAD

Una capa de metal depositado galvánicamente debe ser lo más dúctil y libre de tensiones.

Mediante la adición de abrillantadores con contenido de Ductilizantes, se puede depositar capas con tensiones de compresión.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CRISTALIZACIÓN

Los factores que influyen pueden tener sobre el tamaño, forma y distribución de los cristales de un depósito metálicos son:

La naturaleza, estructura cristalina y estado del metal de base, la limpieza y el grado de pulimentación ejerce un efecto decisivo sobre la estructura y adherencia del electro depósito.

En la mayoría de los casos el depósito metálico copia la estructura del metal base (epitaxia) por ello es importante un buen grado de pulimentación y la ausencia total de capas de tales como óxidos, grasas, etc.

La adherencia del metal depositado también se mejora con el grado de pulimentación y limpieza de superficies.

Estructura cristalina del metal base

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