专利名称：用于镀金的柠檬酸金盐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于镀金的主盐，特别是一种用于电镀金或化学镀金的柠檬酸金盐，它主要适用于酸性和中性镀金工艺。
背景技术：
镀金在工业上有广泛的应用。镀金工艺大体上可分三类碱性氰化物镀金、亚硫酸盐镀金、酸性和中性镀金。碱性氰化物镀金因其使用剧毒的KCN为络合剂，不利于安全及环保，故应用范围受到严格限制。亚硫酸盐镀金因镀液稳定性差，生产成本高，未获广泛应用，当前使用最广泛的镀金工艺为酸性和中性镀金。
酸性和中性镀金工艺通常使用二氰络金酸钾[化学式KAu(CN)2，又名氰化亚金钾，俗称金盐]为主盐(详见《表面处理工艺大全》第290页，柳玉波主编，中国计量出版社，1996年5月第一版)。该工艺根据金的消耗量定量补充二氰络金酸钾。其存在如下不足镀金过程中，由于电极反应的消耗和镀金工件放入、取出造成的洗涤损失，致使镀液中的金和柠檬酸盐同时都有损耗。该工艺使用二氰络金酸钾为主盐，只是单纯补充金的损耗，镀液中柠檬酸盐的损耗需要另外补充。由于市售柠檬酸盐品种单一，其PH值往往与镀液PH值相差较大，所以通常在补加柠檬酸盐后，还需要另行调整镀液的PH值，比较麻烦。另外，二氰络金酸钾属剧毒物质，给使用和管理带来诸多不便。另外，实际生产中，需要镀金的底层材料多为镀镍层。镍层表面在空气中容易生成钝化膜NiO，影响镀金层与镍底层的结合。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于镀金的柠檬酸金盐，在酸性和中性镀金工艺中以它替代二氰络金酸钾，在向镀液中加入柠檬酸金盐补充金消耗的同时，还可补充柠檬酸盐的消耗，稳定镀液的PH值，从而改进镀液的稳定性能，显著提高镀层结合力和镀金质量，其与二氰络金酸钾相比毒性较低，故使用相对安全，有利于环保，管理更加方便。
本发明的目的是这样实现的在酸性和中性镀金工艺中采用柠檬酸金盐替代二氰络金酸钾，其技术要点在于所述柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，其化学组成为MAu(CN)2(M3C6H5O7·k1C6H8O7)k2，式中M代表一价阳离子K+，Na+，NH4+中的一种或其结合，MAu(CN)2为二氰络金酸盐；M3C6H5O7·k1C6H8O7为柠檬酸的酸式盐，是由柠檬酸C6H8O7和柠檬酸盐M3C6H5O7混合而成，k1为二者的摩尔比值0≤k1≤5；K2为柠檬酸酸式盐与二氰络金酸盐的摩尔比值0.3≤k2≤5。
由于本发明在酸性和中性镀金工艺中，采用柠檬酸金盐替代二氰络金酸钾作为镀金主盐，而柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，所以在向镀液中加入柠檬酸金盐补充金消耗的同时，还可补充柠檬酸盐的消耗，稳定镀液的PH值，从而改进镀液的稳定性能。实际生产中，需要镀金的底层材料多为镀镍层。镍层表面在空气中容易生成钝化膜NiO，影响镀金层与镍底层的结合。柠檬酸根对Ni2+有很强的络合能力，其稳定常数β＝2×1014，因此，柠檬酸盐可去除镍层表面的钝化膜，提高镀金层与镍底层的结合力和镀金质量。柠檬酸金盐MAu(CN)2·(M3C6H5O7·k1C6H8O7)k2组成中含有CN-，通常情况下，CN-剧毒。由于其组成中还同时含有一价金离子Au+和柠檬酸根C6H5O73-，金离子和柠檬酸根离子的同时存在显著降低了组分中所含CN-的毒性。大鼠试验KAu(CN)2·K3C6H5O7·0.5C6H8O7的急性经口半数致死量为LD50＝80mg/kg，其毒性显著低于简单氰化物，已不属剧毒物质。其与二氰络金酸钾相比毒性较低，故使用相对安全，有利于环保，管理更加方便。
具体实施例方式
结合以下实施方式详细说明本发明的具体结构。在酸性和中性镀金工艺中采用柠檬酸金盐替代二氰络金酸钾，该柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，其化学组成为MAu(CN)2(M3C6H5O7·k1C6H8O7)k2，式中M代表一价阳离子K+，Na+，NH4+中的一种或其结合，MAu(CN)2为二氰络金酸盐；M3C6H5O7·k1C6H8O7为柠檬酸的酸式盐，是由柠檬酸C6H8O7和柠檬酸盐M3C6H5O7混合而成，k1为二者的摩尔比值0≤k1≤5；K2为柠檬酸酸式盐与二氰络金酸盐的摩尔比值0.3≤k2≤5。
式中的k1决定产品的PH值，k1值越大，产品的酸度就越高。当k1＞5时，产品酸性则过强，金镀层无光泽，镀金效果明显降低。只要选择恰当的k1值，就可以使柠檬酸金盐产品的PH值与用户镀液的PH值一致或接近。这样，用户在向镀槽的镀液中添加柠檬酸金盐补充金的消耗时，可同时使镀液的PH值保持稳定。例如，镀金用户的镀液PH值在5.0-5.2之间，与之对应的柠檬酸金盐产品的k1值为0.5，若阳离子全部是钾，其化学组成可示为KAu(CN)2·(K3C6H5O7·0.5C6H8O7)k2。该产品本身的PH值为5.1，且具有一定的缓冲能力，加入后可同时使镀液的PH值稳定在5.1左右。
式中k2为混合结晶体中柠檬酸盐与二氰络金酸盐的摩尔比值，k2值的大小根据镀金用户的特点决定。k2值越大，产品中柠檬酸盐的含量越高。事实上，许多酸性和中性镀金的镀液中或多或少都含有柠檬酸盐。如果镀金镀液中柠檬酸盐含量较低或者不含柠檬酸盐，k2取低值；镀厚金用户，生产中柠檬酸盐损耗较慢，k2取低值；反之选取高值。这样，加入柠檬酸金盐，补充金的损耗的同时，柠檬酸盐的损耗也得到了补充，镀液更稳定，使用更方便。通常以0.3≤k2≤5为宜。另外，柠檬酸金盐的毒性与k2值有关。k2值越大，毒性越低。实际产品的k2值在0.3～5之间，与二氰络金酸钾相比，柠檬酸金盐的毒性较低，使用相对安全，管理比较方便，更适合镀金用户的需要。
柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，其制造方法有共晶法与混合法两种。其共晶法，是将二氰络金酸盐，柠檬酸盐，柠檬酸按比例溶于热水，冷却后即析出均匀的混合结晶体。混合法将二氰络金酸盐，柠檬酸盐，柠檬酸的细晶混匀，再加水或加柠檬酸盐的水溶液混匀，使生成均匀的混合结晶体。实际产品可以含有水分，包括结晶水。
用柠檬酸金盐替代金盐用于酸性和中性镀金工艺，其使用方法为1.开缸(新镀液配制)(1)按原需金盐量(或金量)，据化学式换算柠檬酸金盐加入量m1。
(2)据m1计算同时带入的柠檬酸盐量m2。
(3)从原柠檬酸盐总量中减去m2，作为柠檬酸盐的实际加入量(保持柠檬酸盐总量不变)。
其余操作步骤不变。
2.补缸(生产过程中镀液成分补充)按原需加入金盐量(或金量)据化学式换算柠檬酸金盐加入量。
由于同时补充了镀液中柠檬酸盐的消耗，镀液中柠檬酸盐浓液，PH值两个重要指标更稳定，可提高镀金质量，延长柠檬酸盐浓度及PH值的调整周期，使用更方便。
实际生产时柠檬酸金盐的组成要适应镀金工艺。应选择恰当的k1值使产品的PH值与镀液的PH值一致或接近，选择恰当的k2值提高镀液中柠檬酸盐浓度的稳定性。一价阳离子K+，Na+，NH4+对镀金影响不大，通常可互相代用，不一定要求与镀液的阳离子一致。
实施方式一 电镀厚金
从以上对比实例可知，使用柠檬酸金盐为主盐，开缸及补缸都大为简便，且镀液在镀金过程中成份稳定，镀金效果好。
实施方式二 电镀薄金
从以上对比实例可知，使用柠檬酸金盐补缸，镀液的柠檬酸盐含量及PH值可从原先的每天调整一次改为每两天调整一次，且镀液成份更稳定。
实施方式三 化学镀金
从以上对比实例可知，使用柠檬酸金盐补缸，镀液的柠檬酸盐含量及PH值可从原先的每天调整一次延长为每两天调整一次，且镀液成份更稳定。
实施方式四 酸性电镀薄金镀液PH＝3.5，含金量0.8g/l，由于工件特殊，镀金时柠檬酸盐损耗大。原采用金盐为主盐，柠檬酸盐需每小时补加一次。改用柠檬酸金盐KAu(CN)2(K3C6H5O7·3C6H8O7)5为主盐，柠檬酸盐改为每天检查，调整一次。
实施方式五 电镀特厚金(电铸)原采用金盐为主盐，每小时补充一次金盐，每天补充一次柠檬酸盐。改用柠檬酸金盐KAu(CN)2(K3C6H5O7·0.5C6H8O7)0.3为主盐，柠檬酸盐由每天补充一次改为每三天补充一次。
权利要求
1.一种用于镀金的柠檬酸金盐，在酸性和中性镀金工艺中采用柠檬酸金盐替代二氰络金酸钾，其特征在于所述柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，其化学组成为MAu(CN)2(M3C6H5O7·k1C6H8O7)k2，式中M代表一价阳离子K+，Na+，NH4+中的一种或其结合，MAu(CN)2为二氰络金酸盐；M3C6H5O7·k1C6H8O7为柠檬酸酸式盐，是由柠檬酸C6H8O7和柠檬酸盐M3C6H5O7混合而成，k1为二者的摩尔比值0≤k1≤5；K2为柠檬酸酸式盐与二氰络金酸盐的摩尔比值0.3≤k2≤5。
全文摘要
一种用于镀金的柠檬酸金盐，在酸性和中性镀金工艺中采用柠檬酸金盐替代二氰络金酸钾，该柠檬酸金盐是二氰络金酸盐与柠檬酸酸式盐的混合结晶体，其化学组成为MAu(CN)
文档编号C25D3/48GK1995472SQ20061013486
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者张东山 申请人:张东山