中國(guó)電鍍網(wǎng)資訊:工業(yè)革命帶來(lái)人類不少環(huán)境的損害,電鍍?cè)诠I(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)製程中,占不少地位。電鍍本身的概念就是用電化學(xué)的工藝將較少的金屬鍍上物件或?qū)⒛撤N金屬如貴金屬鍍上較便宜的金屬上,從而節(jié)省用料成本。這與近年各國(guó)大力推行的清潔生產(chǎn),實(shí)際上是同一概念。只是有些企業(yè)忽略了工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,沒(méi)有妥善安排而引起不受歡迎的污染,被外間誤解。含氰工藝更首當(dāng)其沖,被公眾指罵。認(rèn)識(shí)氰的性質(zhì),管理妥善,實(shí)為業(yè)界不可忽視的態(tài)度。
氰是什麼
氰是C碳與N氮的化合物,化學(xué)程式是CN-,是帶負(fù)電的CN根。它可與不同旳元素合成化合物,尤其是帶正電的離子如H+,K+,Na+等等。
氰可以說(shuō)是無(wú)處不在。舉例說(shuō)一般沒(méi)被污染的空氣也有0.160-0.166ppm的氰。
吸菸人仕每支菸可釋出400微克(μg)/支。一支二手菸也有0.006-0.027μg。
一般食用水,美國(guó)的上限是0.2mg/L毫克/升。
【1】
氰化物的毒性
含氰的化合物的毒性,主要是看它會(huì)否釋放氰CN﹣根。例如氰化鉀,鈉,十分容易釋放氰根,所以毒性非常高。氰化鐵的合成鍵非常牢固,很難釋放氰根,所以被認(rèn)為是幾乎無(wú)毒的化合物。
氰化鐵的絡(luò)合物是十分穩(wěn)定的,這亦是氰根對(duì)人類及動(dòng)物存在危害性的主因。游離的氰根如進(jìn)入人類體或動(dòng)物身體,會(huì)與循環(huán)系統(tǒng)中的鐵質(zhì)絡(luò)合,引起細(xì)胞缺氧而死亡。吸入1﹣2毫克/公斤(mg/kg)已可致命。可參考北京大學(xué)的:氰化物的毒理學(xué)。
【2】
電鍍用及常見(jiàn)的氰化物
電鍍用及常見(jiàn)的氰化物有氰化鉀、氰化鈉、氰化銅、氰化鋅、氰化銀、氰化金鉀等。氰根在水中與氫結(jié)合而成氰化氫。
KCN--->K++CN-
H++CN-=HCN
HCN溶解於水中,亦有其化學(xué)平衡如下撮錄表圖。

化學(xué)平衡圖
換句話說(shuō),使用KCN務(wù)必要控制pH值於11以上,否則有HCN釋放的危險(xiǎn)。(大部份的電鍍工業(yè)意外,是失誤添加酸性化合物於含氰溶液而產(chǎn)生的
因HCN是氣體,能擴(kuò)散於空氣中,成為十分高危的情況。
游離氰,絡(luò)合氰,總氰
闡釋這些定義,最佳使用實(shí)際例子如氰化銀鍍液。
金屬銀離子30克/升
游離氰化鉀80克/升
碳酸鉀30克/升
通常市售的含銀氰化物有兩種,氰化銀AgCN及氰化銀鉀KAg(CN)2。
如用氰化銀鉀,需要30x199/108=55.3克/升才可提供有30克/升的溶解銀離子。因不需額外氰化物溶解,可只用80克/升KCN。
如用氰化銀,則需用30x134/108=37.2克/升才可有30克/升的溶解銀離子。氰化銀是不溶於水的,需與游離氰絡(luò)合成Ag(CN)2-。因需要額外的KCN溶解AgCN,總添加KCN需為98.1克/升。
很明顯的,全部的氰根來(lái)自游離KCN的有80x26/65=32克/升
來(lái)自KAg(CN)2的有55.3x52/199=14.45克/升,所以總氰共46.45克/升.
即是游離氰32克/升,絡(luò)合氰14.45克/升,總氰46.45克/升。
氰定測(cè)定
游離氰的定義可參考WilliamBlum的定義
【3】
國(guó)標(biāo)GB7486﹣1987
【4】
也有詳細(xì)方法。
簡(jiǎn)單的說(shuō),游離氰可用硝酸銀滴定分析。總氰需要用蒸餾設(shè)備,將絡(luò)合氰釋放后再溶解於鹼液后再用硝酸銀分析。
蒸餾設(shè)備
蒸餾設(shè)備
一般電鍍廠使用蒸餾法較不方便,可檢測(cè)金屬含量后計(jì)算相對(duì)的絡(luò)合氰,再加上游離氰便是總氰。
絡(luò)合氰的穩(wěn)定性
絡(luò)合了的氰,尤以金屬絡(luò)合的氰有不同的不穩(wěn)定常數(shù)
例如:Cu(CN2)-1x10-16.3
Zn(CN)2-1x10-18
Ag(CN)2-1x10-20.5
Au(CN)2-1x10-38
Fe(CN)4-31x10-43.6
不穩(wěn)定常數(shù)表示絡(luò)合物的穩(wěn)定性。一些絡(luò)合物會(huì)於微酸如pH4環(huán)境下釋放氰,例如Cu,Zu,Ag等的氰絡(luò)合物,稱之為WADWeakAcidDissociable微酸釋放義氰。一些較穩(wěn)定的絡(luò)合物如金、鐵等需要更強(qiáng)的酸才會(huì)釋放氰根,稱為SADStrongAcidDissociable強(qiáng)酸釋放氰。
氰化金鉀是一般市售的金鹽。含68.4%金,31.6%絡(luò)合氰KCN,理論上是不含游離氰的。
KAu(CN)2?K++Au(CN)2-
氰化金鉀的不穩(wěn)定常數(shù)是[K+][CN-]2/[KAu(CN)2-]=1X10-38
如[KAu(CN)2-]=1摩爾,[CN-]約=1X10-12摩爾
換句話說(shuō)含游離氰是相當(dāng)?shù)偷摹?/p>
如Au(CN)2-是用於微酸或中性電鍍液,理論上是十分安全的。個(gè)人認(rèn)為電鍍行業(yè)應(yīng)極力爭(zhēng)取KAu(CN)2氰化金鉀為使用的金鹽,豁免於淘汰系列。
行業(yè)中有自殺個(gè)案
【5】
吞服了用氰化金鉀配製的濃液,死亡報(bào)告指出死因?yàn)榻鹬卸玖罡嗡ソ叨皇乔瓒竞Α€(gè)人認(rèn)為氰化金鉀應(yīng)被看為應(yīng)”受管制”的而非”禁用的”物料。
其他的金鹽
近年,因各地大力推廣清潔生產(chǎn),盡量避免用含氰原料,於鍍金工藝中,有用亞硫酸系統(tǒng)的金,及更新的用DMHDimethylHydantoin,5-5-二甲基乙內(nèi)酰脲的無(wú)氰鍍金工藝,研究及報(bào)導(dǎo)也不少
【6】
尤以DMH的因較穩(wěn)定而可能成為明日之星。至於市場(chǎng)上有另一種金鹽使用丙二腈與金的化合物作金鹽的。因丙二腈本身亦含氰,所以安全系數(shù)仍需要詳細(xì)研究。
在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際市場(chǎng)中,選擇最適合的原料是必須的。但也不應(yīng)勉強(qiáng)追求完全無(wú)氰原料,認(rèn)識(shí)真正氰的毒害及管理,更為附合”更清潔生產(chǎn)”(CleanerProduction)的概念。
總結(jié):
氰常被認(rèn)為是洪水猛獸,避之則吉。但某些工藝,真可稱為無(wú)氰不行的。
電鍍界已積極將氰化物淘汰,近年亦已獲得不少的成績(jī)。例如鍍鋅已幾乎可採(cǎi)用全無(wú)氰工藝。鍍銅、鍍銀方面亦有不少可用的代用品。
鍍金方面使用氰化金鉀,尤其是酸性及中性無(wú)游離氰鍍金工藝,因危險(xiǎn)性相對(duì)的十分低,是可考慮為豁免的分子。認(rèn)識(shí)氰的基本性質(zhì)及毒理更為業(yè)界不可忽略的行為。
參考文獻(xiàn):
【1】ToxicologicalProfileforCyanide--USDepartmentofHealthandHumanService.
PublicHealthService:AgencyfortoxicsubstancesandDiseaseRegistryJuly2006
【2】氰化物的毒理學(xué):陳帥鄧煒孫建波禹鋼北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院
【3】ApaperpresentedattheSixtiethGeneralMeetingofTheElectrochemicalSociety,heldatSaltLakeCity,Utah,September2,1931,Dr.DorseyA.Lyonpresiding.THEDEFINITIONANDDETERMINATIONOF"FREECYANIDE"INELECTROPLATINGSOLUTIONS.1ByW.Br.tue.9
【4】國(guó)標(biāo)GB7486﹣1987
【5】Anaesthesia,1986,Volume41,pages936-939CASEREPORTAcutepoisoningwithgoldcyanide
I.H.WRIGHTANDC.J.VESEY
【6】無(wú)氰電鍍金的主要鍍液體系的特點(diǎn)及其存在問(wèn)題
安茂忠、楊瀟薇、任雪峰、劉安敏(哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,哈爾濱150001)