Ürün tanıtımı

• A-Tech 300 F alkali çinko prosesi, bir alkali çözelti olup, siyanür ihtiva etmez. Banyo verimi diğer alkali çinko banyolarına göre oldukça yüksek metal dağılımına sahiptir.
• A-Tech 300 F alkali çinko prosesi ile kaplanan parçaların yüksek akım sahası ile alçak akım sahası arasındaki metal dağılımında oldukça düşük bir fark vardır. 
• A-Tech 300 F alkali çinko prosesi ile kaplanmış olan parçaların üzerine beyaz, mavi, sarı, yeşil ve siyah pasivasyonlar son derece kolay bir şekilde tatbik edilir.
• A-Tech 300 F alkali çinko prosesi askı ve dolap banyolarında problemsiz ve sorunsuz bir şekilde çalışır.                       

Banyo Donanımı

Banyo Malzemesi Sertlastik kapli çelik sac,  PVC,  

PVC/poliester, polietilen,  PP

Aspirasyon Gereklidir

Malzeme/Elektrolithareketi Yüksek akım yoğunluğu için gereklidir.

Dolap Dönme Hızı 2-8 devir / dak

Anotlar Saf çinko  99,99 % luk olmalı, anot askıları

demir olabilir.

Çelik saç anotlar veya nikel kaplı saç olabilir

Kimyasal olarak çinko çözmek için banyo hacminin 

15 % büyüklüğünde bir kazana ihtiyac vardır.

Bir demir + çinko anot karışımı kombinesi tavsiye 

Edilmemektedir.

Filtrasyon Gereklidir, 2-3 x banyo hacmi / saat

10-20 mikron filtre kartuşu

Isıtma / Soğutma Çelik, grafit, titan, PTFE malzeme

0,6 A/Lt akım yüklemesinden itibaren tavsiye edilir.

Banyo  Kuruluşu

1) Çinko / Sodyum hidroksit

2) Çinko / Potosyum hidroksit 

**  max. 0,001 % kurşun,  max. 0,0005 % kadminyum,  max. 0,005 % kükürt

• Kuruluş operasyonu en uygun olarak ayrı bir temiz  kazanda yapılmalı. Diğer kazanlar kullanıldığında ısınma olayına dikkat edilmesi gerekir.
• Önce kazana kullanılacak su hacminin ¼’ ü  kadar su konur, sonra çinko oksit ve kostik kuvvetlice karıştırılan suya ilave edilerek karıştırılır, taki tuzlar tamamen çözülünceye kadar devam edilir. Bu sırada çözelti 80 – 90 dereceye kadar ısınır. Bu iş çinko oksidin tamamen çözünmesi için gereklidir.
• Bu olaydan sonra geri kalan gerekli miktar su ilave edilerek oda sıcaklığına 

soğuması beklenir.

• Oda sıcaklığına soğutulmus çözeltiye sırasına göre gerekli miktarlarda A-Tech 302 F alkali çinko şartlandırıcı, A-Tech 303 F alkali çinko saflaştırıcı ve A-Tech 300 F alkali çinko taşıyıcı ilavesi yapılarak banyonun karışması sağlanır. En sonunda da A-Tech 301 F alkali çinko parlatıcı  kuvvetlice karıştırmak sureti ile ilave edilir. Böylece banyo hazırlanmış hale gelir.

 Çalısma Parametreleri  

Metal Konsentrasyonu Askıda 9 (7 – 14) gr/lt çinko

                                      Dolapta 9 (7 – 14) gr/l çinko 

                                                           Çinko, sodyum hidoksit oranı askıda hiç bir

                                                            koşulda çink / sodyum hidroksit =1: 12 nin altında olmamalı.

Banyo Yoğunluğu 1,12 g/cm3 , 20 derecede

Banyo Sıcaklığı 240 C, ( 18 – 280 C)

Banyo Gerilimi 2 – 6 V askıda

        6 – 12 V dolapta

Akım yoğunluğu Katodik

1 – 2,5 amp/dm2 askı 

0,5 – 0,8 amp/dm2 dolap

malzemenin tüm yüzeyi düşünülmeli

Anodik

Max. 2,5 amp/dm2, düşük akım yoğunluğunda

Banyoda metal konsantrasyonu yükselir.

Fazla yüksek akım yoğunlukları anotlarda 

                                                            pasiflenmeye ve de banyoda metal konsantras-

                                                            yonunun düsmesine sebep olur.

Akım Verimi 50 – 95 % arasındadır.

Denge ve Sarfiyatlar 

A-Tech 300 F alkali çinko taşıyıcı ve  A-Tech 302 F alkali çinko şartlandırıcı  sadece analiz veya amp/saat eksikliği anlasıldığı zaman ilave edilmelidir. A-Tech 300 F alkali çinko taşıyıcı metal dağılımını (saçılma) iyileştirmek ve yüksek akim bölgelerindeki yanmaları önlemek için kullanılır.

A-Tech 303 F alkali çinko şartlandırıcı  parlaklığın düşük akım bölgelerine tasınmasına yardımcı olur (tam olarak görevi banyonun kontrolü föyünde açıklanmıştır)

A-Tech 301 F alkali çinko parlatıcı ve A-Tech 300 F alkali çinko taşıyıcı  istenirse karıştırılarak ta 

kullanılabilir.

A-Tech 303 F alkali çinko saflaştırıcı sarfiyatı tamamen taşınma kayıplari ile ilgilidir. Taşınma

kayıpları için ölçü ise banyoda ki sodyum hidroksit miktarındaki azalmadır. Beher 1 kg

sodyum hidroksit için 0,3 lt A-Tech 303 F alkali çinko saflaştırıcı  ilave edilmesi gereklidir.

Maksimal Çinko Konsantrasyonu

Protolux 3000 askıda 12 gr/lt

Protplux 3000 dolapta 14 gr/lt

• Kaplama esnasındaki Çinko : Sodyumhidroxit konsantrasyonu hiçbir zaman 

     1/12 altında olmamalı.

• Maximum çinko konsantrasyonunda kostik miktarı en fazla 140 g/lt olmalıdır.
• Çinko miktarının verilen değerin üzerine çıkması durumunda parlaklığın dağılımı

kötüleşir ve yüksek akım yoğunluklarında yanmalar olur. Bu durumda yapılacak en 

iyi şey demir anotlarla çalışarak çinko miktarını en düşük değere kadar düşürmektir.

• Demir anotlarla çalışırken Faust kuralı geçerli olacağindan banyodan geçen beher amp/saat

için 1 gr çinko ayrışarak azalır.

• Karışık anotla (demir + çinko) çalışan A-Tech 300 F alkali çinko banyoları arzu edilen randımanı vermeyebilirler 
• Şayet banyodaki sodyum hidroksit miktarı 110 gr/lt altına düşerse parlaklık dağılımında 

kötüleşme olur.

Çalışma Kuralı

Kaplanmış malzemelerin üzerindeki alkali filmi yok etmek için iyi yıkandıktan sonra % 0,3 – 0,5 lik nitrik asit çözeltisine daldırılır. Sonra pasivasyon yapılır. Bu şekilde pasive edilmiş malzemelerin korozyon mukavemeti artar.

Çalışmaya Ara Verme Durumunda

Uzun tatil günlerinden sonra, çalışmaya başlamadan evvel banyodan bir Hull – Cell 

deneme plakası çekerek banyodaki A-Tech 300F alkali çinko banyo proses çözeltisinin durumu kontrol edilip eksiği tamamlanmalıdır 

Donanım ve İşletme ile ilgili Açıklama

• Çinkoyu eritme kabının hacmi, banyonun % 15 – 20 ‘si kadar olmalı.
• Filtre kapasitesi banyoyu saatte 2 -3 kere devridaim edebilecek durumda olmalı.
• Filtre elemanı çözme banyosu ile ana banyo arasında olmalı.
• Çinko anotlar parça veya bilye halinde demir sepetlerde çözünme kazanına konmalı.
• Çözünme kazanındaki çinko parçalarla temasta olan sıvı iyi karışıp pompalanmalı.
• Banyodaki gerekli çinko konsantrasyonu sabit tutulabilmesi için ilave gönderilecek

sıvı analitik olarak kontrol edilmeli.

• Çalışma aralıkların da çözme kazanındaki sıvı dengeleme kazanına aktarılmalı. Bu durum çözeltideki çinko miktarının yükselmesini önlemek içindir.
• Çözme kazanındaki demir sepetler bu boşaltma sonrası içindeki çinko ile birlikte

iyice durulanarak yıkanmalı.

Atık su Muamelesi

A-Tech 300 F alkali çinko prosesi komplex yapıcılar ihtiva ettiği için yıkama sularının tekrar kullanılmak üzere devridaime alınmasına uygun değildir. Bu nedenle arıtma işlemi ayrı olarak borulanmalı ve muamele edilmeli. 

Yıkama Suları : A-Tech 300 F alkali çinko prosesi  banyosunun yıkama suları 1 : 100 oranındaki seyreltilmiş düşüncesinden hareketle çöktürme işlemi kostik ve /veya kireç kaymağı ile pH-değerinin 9 – 10 olduğu durumunda muamele edilebilir.

Daha iyi bir çökme işlemi için floklayıcı madde ( bizim tavsiyemiz anionik olan ve molekül büyüklüğü 4 – 6 milyon arasında bulunan poliakrilamid ) ilave edilmeli, çok kısa karıştırılarak kolay bir süzme işlemi için çökmesi beklenmeli.

Filtrasyon dan sonra filtratın tekrardan metal iyonu ihtiva eden bir ortamla karıştırılmamalı.

Konsentratlar : Yoğun banyo çözeltileri ( şayet arıtılması zorunlu ise ) bakır ihtiva etmeyen yıkama suları ile 1 : 3 oranında seyreltildikten sonra arıtma ortamına gönderilmeli ve nötral çöktürme için aynen yıkama sularının arıtılmasında anlatıldığı gibi arıtılma işlemine tabi tutulmalıdır.

Şayet konsentrat  yüksek miktarda bakır ihtiva ediyorsa bu durumda sodyumbisülfitle muamele edilerek arıtılma yöntemi uygulanmalıdır.

• Önce pH-değeri 6-8 arasına ayarlanır
• Daha sonra sodyumsülfid çözeltisi ( 10 – 15 %) ilave edilerek karıştırılır ve potansiyometrik ölçüm yapılır taki ani bir potansiyel sıçraması gözlelene veya kurşun asetatlı pH-kağıdı mavi renk oluşturana kadar.
• 10 dakikalık bir reaksiyon zamanı tanındıktan sonra bisülfid fazlası  10 % luk demir-III-klörür çözeltisi ile yokedilir.
• Bu durumda kurşun asetatlı pH-kağıdı artık maviye dönüşmez.

Bu olaydan sonra çözeltinin pH-değeri kostik veye kireç kaymağı ile 9’ a ayarlanır ve yıkama sularının arıtılmasındaki gibi filtre edilir.

LABORATUAR  SAYFASI

                     ÇALIŞMA PENCERESİ

MUHTEMEL HATALARIN DÜZELTİLMESİ

ANALIZ  FÖYÜ

Çinko Miktari Tayini                  

Gerekli Kimyasallar   (*)

• Amonyak derişik d = 0,91 g/lt
• Puffer çözelti 
• Metiltymol mavisi-indikatörü 
• 0,05 M EDTA 
• Formalin % 37 lik     

Analizi Yürütme

• 10,0 ml(**) banyo çözeltisi alınıp 100 ml lik balon jojeye konur ve saf su ile 

        markalı kısma kadar tamamlanır.

• Bu çözeltiden 25,0 ml (2,5 ml banyo çözeltisine tekamül eder) 500 ml lik bir erlene

alınır. Sonra ard arda; 

• 200 ml saf su ilave edilir.
• 10 ml  derişik amonyak ilavesi yapılır
• 20 ml puffer çözelti ilave edilerek karıştırılır
• 1 spatül ucu indikatör karışımı ilave edilir. Bu çözelti açık mavi renkli olmalıdır.
• Çözelti 0,05 M  EDTA çözeltisi ile renk maviden renksiz veya griye dönüşünceye 

kadar titre edilir. Renk dönüşümü ani olduğu için sonuna doğru sabırlı ve yavaş 

olmakta fayda vardır.

• Şayet renk dönüşümü olmazsa banyoda siyanür vardır, bu durumda ikinci bir numune almak gerekecektir.
• Bu ikinci numuneye 10 ml amonyak, 20 ml puffer çözelti ve indikatör karışımı verildikten iyice karıştırılır
• 1 ml formalin ilave edilir, sonra bir önceki durumda olduğu gibi 0,05 M EDTA 

       ile titre edilir.

  Hesaplama :  sarfedilen EDTA(***) miktari x 1,3 = …… g/lt Çinko

   *    aksi söylenmedikçe verilen sıralama aynı zamanda işlem sırasıdır.

   (**)  hacimlerde virgülden sonra sadece bir basamak verilmişse Vollpipet

            kullanılabilir. 

  (***) hesaplamada titrasyon çözeltisinin faktörü 1,000 olarak kabul edilmistir,

            faktör değişik olduğunda hesaplamada gözönüne alınmalıdır.

Banyoda Kostik Tayini (toplam)

Gerekli kimyasallar

• Potasyum hegza siyano ferrat çözeltisi 
• 1 M Baryum klorür çözeltisi
• Fenol Ftaleyn indikatörü  % 1 lik indikatör metil alkolde
• 0,5 N lik hidroklorik asit çözeltisi

Analizi Yürütme:  

• 25 ml çinko  tayini için hazırlanmıs çözeltiden 250 ml lik erlene alınır.
• 100 ml saf su ile seyreltilir
• 10 ml baryum klorür çözeltisi ilave edilir.
• Sonra çinko oksit analizinde bulunan değerden biraz daha fazla olacak şekilde 

      ml potasyum hegza siyano ferrat (II)-çözeltisi (yani bulunan çinko değerinin 4

      misli ve hatta birkaç damla fazlası ilave edilmeli) 

• 0 Fenol ftaleyn indikatörü ilave edin ve iyice çalkalayın.
• 0,5 N lik hidroklörik asitle titre edilir, taki tamamen renksiz hal alıncaya kadar. 

Hesaplama :  sarfedilen 0,5 N lik HCl  a x 8,0 = —- gr/lt Sodyum hidroksit 

Banyoda Karbonat Tayini

Gerekli Kimyasallar:

• Potasyum hegza siyano ferrat (II) çözeltisi
• Fenol Ftaleyn indikatörü
• 0,5 N Hidroklorikasit 0,5 N

Analizi Yürütme:

• 25,0 ml çinko tayini için hazırlanmış çözeltiden 250 ml lik bir erlene alınır.
• 100 ml saf su ile seyreltilir. Sonra ml olarak potasyum hegza siyano ferrat (II) çözeltisinden; bulunan çinko miktarının 4 mislinden birkaç damla daha fazla olacak şekilde ilave edilir.
• Fenol ftaleyn indikatörü ilave edilerek,
• 0,5 N hidroklorik asit çözeltisi ile tamamen renksizleşinceye kadar titre edilir
• titrasyon değerini tam olarak bulabilmek için, hidroksit tayinindeki 

       HCl-sarfiyatini çıkarmak lazım. 

Hesabı:  HCl – sarfiyatı  hidroksit tayininde  = a ml olsun 

                                        karbonat tayininde = b ml olsun

    ( b – a ) x 21,1 =——- g/lt Sodyum karbonat 

Çinko anotlar, kauçuk şeritlerle anot çubuğundan izole edilmiştir (bkz. bakır kaplama), zigzag çinko ve çelik anotlar kullanılmıştır. A1/A2 oranının doğru şekilde ayarlanması çinko derişiminin sabit tutulmasını sağlayacaktır.

Şekil 16. Değişmeyen Çinko Konsantrasyonu Düzenlemesi : Bu sistem ile çalışmak çinko alaşım anotları ile çalışmaktan daha karmaşık olduğu için, çinko alaşım anotlar ile çalışmak muhtemelen daha akıllıca olacaktır, ama yukarıdaki sistem uygun bir şekilde çalıştırılabilirse banyodaki çinko metali üzerine mükemmel bir kontrol sağlanacaktır. Fakat çözülemeyen anotlar karbonatların oluşumunu hızlandırma eğilimindedir ve demir elektromotor serisinde çinkonun altında olduğu için, çözeltinin kullanılmadığı zamanlarda üzerlerine çinko kaplanacaktır. Bu olay çinko anotların çözülmesini hızlandırmaktadır (Yaklaşık on kat daha fazla çinko çözülür — saatte 2,15 gr/cm²).

Eğer çinko anotlar, bakır kaplamada önerildiği gibi (diyagrama bakın) kauçuk izolatörler kullanılarak devre dışı bırakılırsa,  kaplama olayı neredeyse tamamen engellenecektir.

Çelik sepetler içinde küre anotlar kullanıldığında, bu çelik sepetler yardımcı çelik anotlar olarak bu iş görürler. Bu tabi ki daha uygundur, ama ortada hala çinkonun çalışılmayan zamanlarda da kaplanması problemi vardır. Çelik sepetler üzerine bir kaplama elde etmeye yetecek sürede, hafif paslanmaz çelik katotlar ve ters akım kullanılarak, çelik sepetlerin ve çinko kürelerin üzerine hafif bir çinko tabakasının kaplanması önerilmektedir. Alternatif ve muhtemelen daha iyi bir öneri ise, sistemin kapalı olduğu zamanlarda, sisteme çok düşük bir ters potansiyel uygulanmasıdır (Çinkonun çözülmesini önlemeye yetecek kadar). Bu, sistemin kapalı olduğu süre boyunca istenen sonuçları elde etmeye yarar.

DOLAPTA KAPLAMA: Siyanür çözeltisiyle dolapta kaplama için, maksimum açıklığa sahip dolaplar kullanın ve dolap üzerine 9 ila 16 volt gerilim uygulayın. Eğer çözelti ısınırsa, çalışma sıcaklığını sabit tutmak için bir soğutma serpantini kullanın.

PARLAK DALDIRMA: Bu dersin ilerleyen bölümlerinde açıklanacak zinkat banyosu istisnası dışında, neredeyse bütün çinko kaplama çözeltileri, banyodan çıkarıldıktan sonra, şüphesiz oksit oluşumundan kaynaklanan, hafif kahverengimsi bir tabaka oluşturma eğilimindedirler. Bu tabakayı kaldırıp maksimum parlaklığı elde etmek için bir parlak daldırma yapılmalıdır. Kadmiyum kaplamada anlatılan parlak daldırmalar gibi daldırmalar bu amaca iyi hizmet edecektir. En çok kullanılanı %5’lik nitrik asit daldırma çözeltisidir.

tozu üzerine kaplanan bakır, siyanür içerisinde tekrar çözüleceğinden, filtrelemeden önce çözeltiyi çok fazla bekletmemek gerekir.

Çinko banyonuzdaki ortalama bakır miktarını şu şekilde belirleyebilirsiniz:

     (1) 15 santimetre x 7,5 santimetre katot test levhası üzerine çinko kaplayın.

     (2) Yaklaşık 12 mikron çinko kaplama elde ettikten sonra iyice durulayın.

     (3) Kaplamayı inceleyin ve görünümüne dikkat edin.

     (4) Levhayı %5 lik nitrik asit çözeltisine daldırın. Durulayıp inceleyin ve tekrar kaplayın.

     (5) Aşağıdaki tablo ile kontrol edin.

Çinko siyanür banyolarıyla çalışırken alınacak bazı pratik önlemler : Parlak ve yarı-parlak siyanür çinko banyolarıyla çalışırken dikkat edilecek en önemli şey her türlü kirlenmeden kaçınmak olacaktır. Eğer banyo kirlenmeye karşı korunur ve toplam siyanürün çinkoya oranı yeterince sabit tutulursa, neredeyse hiçbir sorunla karşılaşılmaz. Aşağıda bu tür banyolarla çalışırken dikkat edilmesi gereken bazı noktalar belirtilmiştir:

1. Tanka giren bütün malzemenin doğru şekilde temizlendiğinden, asit ile dağlandığından ve durulandığından emin olun. İyi durulama en az temizleme kadar önemlidir. Eğer kum püskürtme dökümleriyle çalışıyorsanız, bütün kumun temizlenip temizlenmediğini kontrol edin. Yüzeydeki kum varlığı, bazen kötü kabarmaya neden olabilir.
2. Tanka kazara düşen nesnelerin tankta kalmasına izin vermeyin. Tankı düzenli olarak temizleyin.
3. Anot ve katot baralarını tankın üzerindeyken temizlemeyin. Eğer mümkünse bu baralar ağır nikel kaplanmalıdır.
4. Mümkünse bakır teller yerine tamamen izole edilmiş askılar kullanın.
5. Zaman zaman anot askılarını, kablo baralarını ve elektrik bağlantılarını temizleyin.
6. Çözelti seviyesini uygun noktada tutun.
7. Küre anotlar kullanıyorsanız askıların daima dolu olduğundan emin olun.
8. Az miktarda düzeltme gerektirmesi için çözeltiyi düzenli olarak kontrol edin. Çözeltiyi uzun süre bekletip, dengesinin, yüksek miktarda madde eklenmesini gerektirecek kadar bozulmasına izin vermeyin.
9. Çinko siyanür veya oksit gibi tuzları banyoya kuru halde eklemeyin. Önce az miktar su içeren çamur kıvamında bir karışım hazırlayın, bundan sonra tuzun hızlı bir şekilde çözülmesi ve çözeltide kalarak pürüzlü kaplamalara ve/veya karıncalanmaya yol açmaması için sürekli olarak karıştırın.
10. Çözelti üzerinde yüzen köpük veya bir tabaka mevcutsa, yüzeyde ince bir kâğıt mendil gezdirerek ve kâğıdı dikkatlice kaldırarak bu köpük veya tabakayı ortamdan uzaklaştırın. Bu, pratik gerektiren bir işlemdir ama yüzeydeki kiri yüksek oranda giderir.

Kaplamadan önceki temizleme prosedürü : Bir çok demir ve çelik üzerine, çinko kaplamadan önce uygulanacak mükemmel bir temizleme tekniği mevcuttur:

1. Buharlı yağ alma.
2. Kumlama veya otomatik kumlama (shot blasting). Bu önemlidir, çünkü birçok demir ve çelik malzeme, sadece aşındırıcı bir işlemle çıkarılabilecek oksitler, karbonlanmış yağ ve cüruf içeren, sert bir yüzeye sahiptir.
3. İyi bir temizleyicide daldırma ile temizleme.
4. Soğuk suyla durulama.
5. İçine % 2 lik sodyum asetat eklenmiş % 35 lik hidroklorik asit çözeltisi (muriatik) ile dağlama.
6. Soğuk suyla durulama.
7. Kaplama.

Tabi ki bu iş için kullanılabilecek başka teknikler de mevcuttur. Bunların bazılarını referans kısmından bulabilirsiniz.

Belirli dökme demir tiplerinin kaplanmasında karşılaşılan zorluklar : Belirli gri demir ve dövülebilir dökümlerin siyanür çözeltisi kullanarak çinko kaplanması, en az yüksek karbonlu çeliğin kaplanması kadar zordur. Daha önce bahsedilen bu duruma, demir veya çelik yüzeyindeki karbon varlığından kaynaklanan EŞİK GERİLİMİ ETKİSİ (Overvoltage Effect) sebep olmaktadır. Yüzey, tabiatından dolayı hidrojen ile kaplanırken çinkoyla kaplanırken olduğundan daha az enerji gerektirir, bunun sonucunda da hiç çinko kaplaması elde edemeyiz ya da çok zayıf bir ön kaplama elde ederiz. Bu yüzden bu zorluğun üstesinden gelmek için bazı yollar ve vasıtalar bulmak zorundasınız.

1. Muhtemelen en kolay metot, eğer malzemede belirgin hatlar yada çukurlar yoksa, malzemeyi siyanür banyosunda kaplamadan önce bir asit çinko banyosunda flaşlamak olacaktır.
2. Başka bir teknikte ise, malzeme kaplanmadan önce siyanürlü kadmiyum banyosunda kadmiyum kaplanır.

2. Bazen kullanılan üçüncü metotta banyoya kadmiyum tuzları eklenir. Elektromotor dizisinde aşağıda yer alan kadmiyum malzemenin üzerine ilk kaplanan madde olacaktır (daha kolay bir enerji akış yoludur) ve katot çevresindeki kadmiyum tükendiği andan itibaren, kadmiyum tabakası üzerine çinko kaplanmaya başlanır. 

Bu 2 no.lu metodun eşdeğeridir, tek fark burada iki yerine bir banyo kullanılmasıdır. Bu metodu kullanmanız önerilmez, çünkü kadmiyum daldırma yoluyla çinko anotlar üzerinde sünger formunda kaplanacaktır (Buna bazen sementaston da denir), bunun daha sonra ayrılmasıyla ortaya çıkan istenmeyen parçacıklar sebebiyle kaba görünümlü bir malzeme yüzeyi oluşacaktır. Dahası böyle olunca kadmiyum israf edilmektedir (Not: Kadmiyumun kullanımı çevreye zarar verebilir).

4. Alternatif bir metotta ise, banyoda %2’ye kadar oranlarda cıva oksit gibi cıva tuzları kullanılır. Prensip yukarıdakiyle aynıdır. İlk olarak kaplanan cıva daha sonra çinkonun kaplanmasına izin verir, fakat  banyo çalıştırılmadığı zamanlarda cıva çinko anotlar üzerine kaplanır ve banyo tekrar kullanılmadan önce tekrar cıva tozu ilavesi gerekir. Fakat burada, çinko anotlar üzerine daldırılarak kaplanan cıva sünger formunda olmadığı için, durum o kadar kötü değildir. Cıva anottaki ağır metal kirleriyle birleşme eğilimindedir, ve bu metallerin çinko kaplamaya göre potansiyellerini değiştirerek zararlı etkilerini giderir. Fakat cıva kullanımı önerilmemektedir, çünkü  yetersiz konrol, kaplamada şiddetli lekelenmeye ve bu tip çinko çözeltisi pirinçle temas ettirildiğinde “season craking”e yol açacabilmektedir. (Season cracking soğuk işlenmiş pirinçte, daha sonra kırılmayla sonuçlanacak çatlamalara sebep olan aşındırıcı kimyasalların —özellikle cıva tuzları- varlığından dolayı meydana  gelen intergranüler bir korozyon biçimidir.) Dahası cıva pahalı ve tehlikeli bir maddedir.
5. Eriyik kostik sodaya ve/veya alkali tuzlarına daldırılarak yüzeydeki tabakanın çıkarılarak çinkonun kaplanabilmesinin sağlandığı, denenmekte olan, etkili temizleme metotları da vardır, ama normal kaplama banyoları için uygun görülmemektedirler. Yine denenmiş bazı elektrolitik asit dağlama tipleri de mevcuttur. Bu dağlama işlemleri belli tipteki dökümlerde başarılı olurken diğerlerinde hiçbir işe yaramamaktadır. Şu şekilde bir reçete denenebilir:

     Amonyum format : 453,6 gram

     Amonyum fluoborat : 85 gram

     Su : 3,79 lt

Paslanmaz çelik anotlar kullanın ve malzemeyi anot yapın, 5,38 A/dm² de bir ila beş dakika uygulayın. İyice durulayın, 10 saniyeliğine %10 luk sodyum siyanür çözeltisine daldırdıktan sonra kaplayın. Çözeltiyi bir çömlek ya da sert kauçuk astarlı bir tankta tutun ve burnunuza sprey kaçmaması için iyi bir havalandırma kullanın.

Zinkat kaplama banyosu- Düşük siyanür : Aşağıda bir dökümün kaplanmasında flaş banyosu ya da kadmiyuma benzer oldukça beyaz bir kaplama elde etmek için sıradan kaplama banyosu olarak kullanılabilecek, İngiliz tavsiyesi bir alkali çinko kaplama banyosu verilmiştir:

     Çinko sülfat : 202 gr/lt

     Sodyum hidroksit : 300 gr/lt

     Sodyum karbonat : 105 gr/lt

     Roşel tuzu : 75 gr/lt

     Sodyum siyanür : 30 gr/lt

Çalışma Koşulları

     Çalışma Sıcaklığı : Oda sıcaklığı.

     Anodun katoda oranı : 1:1

     Akım yoğunluğu : 3,23 ila 6,45 A/dm².

     Anotlar : Saf çinko (levha ya da küre).

Parlatıcı olarak litre başına 7,5 – 11 gram molibdik asit kullanılabilir, eğer bu yapılırsa, çözelti güzel beyaz kaplamalar verecektir. Çıplak demir ya da çelik tanklar kullanılabilir.

Tabi ki kauçuk astarlı veya katı plastik tankların kullanımı daha iyi olacaktır. Katot verimliliği %75 anot verimliliği % 80 civarındadır.

ÇÖZELTİNİN HAZIRLANIŞI: Görüldüğü gibi çözelti oldukça derişiktir ve hazırlanışı zordur. En iyi sonuçları alabilmek için şu metodu kullanın.

1. Kostik sodayı, gereken hacmin yarısı kadar sıcak suda çözün (Dikkatli olun —kostik soda deriye temas ettiğinde tehlikeli yanıklara sebep olabilir— böyle bir durumda hemen bol suyla durulayın).
2. Sodyum karbonatı çözün.
3. Tartaratı (roşel tuzu) çözün.
4. Çinko sülfatı gereken hacmin 1/4’ü kadar sıcak suda çözün – şimdi, sürekli karıştırmak suretiyle, çok dikkatli ve son derece yavaşça bu derişik çinko sülfat çözeltisini ana çözeltiye ekleyin. Çok hızlı eklendiğinde hiçbir pratik yolla çözülemeyen çinko hidroksit oluşacağından, SON DERECE YAVAŞ İLAVE EDİN.
5. Doğru hacme ulaşana kadar su ekleyin.

TEORİ: Bu tip alkalik çözelti, bir sodyum zinkat çözeltisidir. Çinko sodyum zinkat olarak bilinen karmaşık çözeltiyi oluşturmak üzere kostik sodayla tepkimeye girer.

Formülü Na2ZnO2 dir ve çinko sülfat ve kostik sodanın aşağıdaki şekilde tepkimeye girmesiyle oluşur:

ZnSO4  + 4NaOH    =   Na2ZnO2   +    Na2ZnO2   +  Na2SO4

161   +  160      =   143     +   142      +  36

161 birim çinko sülfat ile 160 birim kostik tepkimeye girdiğinden, oran yaklaşık olarak 1’e 1 dir ve bu yüzden 1 gram çinko sülfat ile 1 gram kostik soda birleşir.

Sodyum zinkat, aşağıda gösterildiği şekilde bir çinko iyonu deposu gibi davranır:

Na2ZnO2      à       2Na+        +      ZnO2–

İlk olarak böyle basit bir şekilde iyonize olur, daha sonra şöyle bir ikincil iyonizasyon meydana gelir:

ZnO2–  +  2H2O   ß à   Zn++  +   4(OH)–

Önceden vermiş olduğumuz çinko siyanür çözeltisinde, içeriğin yaklaşık %80’inin zinkat geriye kalanının siyanür olduğu tahmin edilmektedir. Bu banyoda çinkonun büyük bir kısmı zinkat olarak mevcuttur, bu yüzden kesin miktar belirlenemez.

Buna göre, bu banyo ve siyanür banyosu arasındaki tek büyük fark, pH’ı 11 ile 11,5 arasında tutan bir tampon görevi gören roşel tuzlarının varlığı ve çinko sülfat ve kostik sodanın tepkimeye girmesinden dolayı ortaya çıkan aşırı sodyum sülfat içeriğidir.

Bu tepkime iki yönde de oluşabilir. Örneğin ortam asit tabiatında ise pH düşüktür ve tepkime sola doğru oluşur, bu yüzden hiç hidroksit çökelmez. Çünkü üretilen sülfürik asit, çinko hidroksidi oluştuğu anda tekrar çözer. Çözeltinin pH’ı arttırılarak, artık hidrojen iyonu miktarının çözeltiyi asidik tutmaya yetmediği 7 cıvarında bir değere getirilirse çözelti alkalik olmaya başlar. Bu olduğunda tepkime sağa doğru oluşmaya başlar çünkü sülfürik asit üretildiği gibi nötralize olur, bu yüzden de çökelen çinko hidroksidi tekrar çözemez. Eğer ortamda asidi nötralize etmeye yetecek kadar hidroksil iyonu mevcutsa bütün çinko içeriği çökelene kadar çökelme işlemi devam edecektir.

Ortamda fazla miktarda hidroksil iyonu mevcutsa pH oldukça yüksek olacaktır, örneğin ortamda aşırı sodyum hidroksit varsa karmaşık bir çinko tuzunun oluştuğu yeni bir tepkime vuku bulur. Bu tuz sodyum zinkat olarak adlandırılır. Bu tuz çözülebilmekle beraber yukarıdaki iyonizasyonda gösterildiği gibi hidrolize olup hidroksit formuna dönüşme eğilimindedir. Eğer bir sebepten dolayı çözelti içinde bir miktar hidrojen iyonu mevcutsa, bu iyonlar 4 OH– iyonunun (hidroksil) iki birimiyle birleşerek su molekülleri oluşturacak ve bu sırada da çinko, geri kalan 2 birim OH ile tepkimeye girerek çinko hidroksit (Zn(OH)2) olarak çökelecektir.

Bu sebeple, bundan sonra hidrojen iyonları bastırılmalıdır ya da tekrar çinko hidroksit oluşturarak çökelmeleri önlenmelidir. Bu, ortamda aşırı kostik soda bulundurup, pH ı yüksek tutmak suretiyle hidrojen iyonlarını bastırarak yapılabilir. Eğer böyle yapılmazsa, çinko hidroksit çökelirken 2 birim hidroksili de beraberinde götürerek çözeltinin daha asidik olmasına sebep olur, böylece daha fazla hidrojenin, geriye kalan hidroksil iyonları ile birleşmesine izin verilmiş olur. Bu süreç, kostik soda oranında, geriye kalan zinkatı çözeltide tutmaya yetecek kadar bir artış olana dek çinko hidroksit çökelmesiyle devam eder. Bu yüzden bu tip çözeltide bol miktarda kostik soda bulundurulmalıdır.

Buna benzer bir başka ipucu da, çinko hidroksidin çökelmesini önleyen hidroksil iyonları için depo görevi gören bir tampon tuzu kullanmaktır. Roşel tuzu, sodyum potasyum tartarat, KNaC4H4O kullanılabilir. Bu bileşik tartarik asit olarak bilinen, üzüm suyunda bulunan bir asitten yapılabilir. Sodyum ve potasyum hidroksit kuvvetli bazlarken, bu, oldukça zayıf bir asittir.

Böylece bu tuz suda çözüldüğünde aşağıdaki şekilde iyonize olur (iyonize olan miktar çözülen miktarın sadece ufak bir kısmıdır):

KNaC4H4O  +   2H2O   =   NaOH  +   KOH   +  H2C4H4O6

Gördüğünüz gibi bu, aynı zamanda bir HİDROLİZDİR. Başka bir deyişle, çözülme sırasında roşel tuzları, kendisini oluşturan elementlere ayrışma veya geri dönme eğilimindedir. Fakat tartarik asit oldukça zayıf bir asittir ve güçlü bazlar olan sodyum-potasyum hidroksitler çözeltiye bol miktarda hidroksil iyonu (OH-) katarken,  tartarik asit çözeltiye çok az miktarda hidrojen iyonu katmaktadır. Bundan dolayı su ile hazırlanmış roşel tuzu çözeltisinin pH’ı yüksektir.

Şimdi, eğer çözeltiye az miktarda asidik madde eklenirse, bu madde sodyum ve potasyum hidroksitle bileşik oluşturacaktır. Bu da yukarıdaki iyonizasyonu dengesiz kılacak ve ortamdan kaybolan sodyum ve potasyum hidroksitlerin (hidroksil) yerine yenilerini getirecektir. Böylece çözeltinin pH’ı hemen hemen sabit tutulacaktır.

Aynı uygulamayı, yukarıda verilen miktarları kullanarak roşel tuzu kullanmadan tekrar edin. Şimdi karışıma kostik ve çinko sülfat ekleyin. Çözelti oldukça seyrelene kadar eklemeye devam edin. Ne oluyor? Çinko hidroksit çökelir. Çözelti daha fazla seyreltildikçe, aşırı hidroksil iyonu derişimi, çinko hidroksit iyonlarının çökelmesini engelleyemeyecek kadar azalana değin düşecektir.

Umarız size verdiğimiz bu teori ve uygulama çok karmaşık gelmemiştir, ama bu konuya doğru zamanda değindiğimizi düşünüyoruz.

Yeniden çinko banyolarına dönecek olursak,  görülüyor ki, 75 gr/lt roşel tuzu eklenmiş ve her litre için 225 gr sodyum sülfat ilave edilmiş sıradan bir sülfat banyosu, çok fazla problem çıkarmayarak İngiliz banyosuna eşdeğer sonuçlar verecektir. Şahsen denemiş değiliz ama arzu ederseniz 1 lt ya da 2 lt çözelti hazırlayarak, dökme demir üzerine kaplama karakteristiklerini test edebilirsiniz. Eğer bunu denerseniz lütfen sonuçları bize iletiniz.

Siyanürsüz çinko kaplama banyoları : Siyanürsüz çinko kaplama banyoları çok popülerdir, çünkü siyanür kirliliği probleminin büyük oranda önüne geçmektedirler. Aşağıda tipik bir reçete verilmiştir. Kabul edilebilir bir kaplama elde etmek için bir katkı kimyasalı kullanılmalıdır.

Öncesinde parlatıcı ve katkı kimyasalları kullanılmış bu banyolardan bazıları ile siyanür tipi banyolarda elde edilenlere denk kaplamalar elde edilebilir. Aşağıdaki banyo mükemmel bir şekilde kullanılmaktadır.

     Çinko oksit : 0,35 mol/lt

     Sodyum hidroksit : 2 mol/lt

     Mono etanol amin : 1 mol/lt

Çalışma Koşulları

     Çalışma Sıcaklığı : 21,1 °C

     Akım yoğunluğu : 1,1 – 1,6 A/dm²

Çinko pirofosfat kaplama banyosu : Ticari kullanımda olan diğer siyanürsüz banyo çinko pirofosfat banyosudur. Bu tip banyo siyanür problemini de azaltmaktadır. Yüksek katot verimliliği olduğu için hidrojen gevretmesi en aza indirgenmiştir ve doğru katkı kimyasalları eklendiğinde, bu banyo ile parlak kaplamalar elde edilir. Reçetesi şöyledir:

     Pirofosfat olarak çinko : 30 gr/lt

     Potasyum pirofosfat : 300 gr/lt

     Katkı kimyasalı (patentli bileşikler) : 3,75 gr/lt

Çalışma Koşulları

     Katot akım yoğunluğu : 0,85 A/dm²

     Anot akım yoğunluğu : 2,15 A/dm².

     K4P2O7/Zn oranı : 12’ye 1

Çinko Kaplama Banyoları İçin Analitik Kontrol Metotları:

ASİT BANYOLARI : Anot ve katot verimlilikleri %100’e yakın olduğu için metal içeriklerinin oldukça sabit olmasından dolayı, asit banyoları çok az kontrol gerektirir. Metal içeriğinin kabaca belirlenmesi için bome hidrometresi kullanılabilir. Banyoyu ilk hazırladığınızda bir ölçüm yapın ve bunu standart ölçü olarak kullanın. 

Eğer ölçülen değer düştüyse, gereken miktarda %10’luk çinko sülfat veya klorür ekleyin. Kesin sonuç için, alkalik banyolarda verilmiş olan çinko analizi metodunu kullanın. Eğer bir klorür kontrolü gerekliyse, nikel kaplamada verilmiş olan klorür titrasyon metodunu kullanın (8.Ders’te).

SİYANÜR VE ALKALİ ÇÖZELTİLERİ:

ÇİNKO METALİ:

1. Güvenli bir pipet filtresi kullanarak, 250 ml lik bir behere 5 ml numune alın.
2. 25 ml saf su ve 150 gr/lt’lik sodyum sülfür çözeltisinden 10 ml ekleyin.
3. Beş dakika süresince ya da kaynayana kadar ısıtın, daha sonra kaliteli bir filtre kâğıdıyla çökeltiyi filtre edin. Çökeltiyi sıcak su ile yıkayın.
4. Filtre kâğıdındaki çökeltiyi kaba geri koyun ve 10 ml derişik hidroklorik asit ekleyin. Çökelti çözülene kadar ısıtın (İyi bir havalandırma kullanarak, hidrojen sülfür gazını ortamdan uzaklaştırın). 1 dakika kaynatın, 10 gram amonyum klorür, 150 ml saf su ve 3 damla difenilbenzen indikatörü ekleyin. (1 damla demir klorür eklenmiş 100 ml derişik sülfürik aside 1 gram).
5. 0,1 N potasyum demir siyanür ile titre edin. Bu işlemin bitiş noktası, demir siyanürün eklenmesiyle oluşan menekşe rengin yeşile dönüşmesidir.
6. Çinko miktarını aşağıdaki gibi hesaplayın:

… ml (kullanılan demir siyanür miktarı) x 0,655 = … ml (çinko miktarı)

Oldukça tatmin edici olan şöyle bir dahili indikatör metodu da mevcuttur:

1. 250 ml lik erlene 2 ml çinko çözeltisi numunesi alın.
2. Oluşabilecek herhangi bir çökeltiyi tekrar çözmesi için, bir miktar kuru sodyum siyanür kristali ekleyin.
3. 90 ml su ve 10 ml amonyum hidroksit (derişik) ekleyin.
4. Koyu bir renk elde etmek için yeterli miktarda indikatör (Eriokrom Siyah T bileşiği) katın.
5. 2 gr kloral hidrat ekleyin (bunun yerine formaldehit kullanılabilir).
6. Renk koyu kırmızıdan maviye dönüşünceye kadar, 0,06 Molar standart sodyum EDTA çözeltisiyle titre edin.
7. Çinko miktarını aşağıdaki şekilde hesaplayın:

Çinko Metali (gr/lt olarak) = … ml (kullanılan 0,06 M EDTA) x 1,872

TOPLAM SODYUM SİYANÜR:

1. 250 ml’lik erlene pipetle 5 ml numune alın.
2. 100 ml saf su + 1 sodyum hidroksit taneciği + 5 ml %10’luk potasyum iyodür çözeltisi ekleyin. Kalıcı sarımsı bulanıklık oluşana kadar, çözeltiyi 1/10 N gümüş nitrat çözeltisiyle titre edin.
3. Sodyum siyanür miktarını aşağıdaki şekilde hesaplayın:

… ml (kullanılan gümüş nitrat) x 1,955 =  Toplam sodyum siyanür (gr/lt olarak)

KOSTİK SODA:

1. 250 ml lik erlene, 5 ml lik örnek alın.
2. 50 ml saf su, 10 damla LaMotte Sülfo Orange indikatörü (diğer markalar da kullanılabilir) ve daha sonra %10’luk 10 ml sodyum siyanür çözeltisi ekleyin.
3. Renk turuncudan sarıya dönene kadar, 1 N hidroklorik asit çözeltisi ile titre edin.
4. Kostik içerik miktarını aşağıdaki şekilde hesaplayın:

… ml (Kullanılan asit) x 8,014 = kostik miktarı (gr/lt)

PARLATICI KONTROLÜ : Parlatıcılar bir Hull Cell kabı kullanılarak kolayca kontrol edilebilir.

Hatalı çinko kaplamaların sökülmesi : Çinko kaplamanın, demir ve çelikten sökülebilmesi için aşağıdaki banyo kullanılabilir:

Sodyum siyanür : 340,20 gram

Sodyum hidroksit :113,40 gram

Su : 3,79 lt

Demir katotlar kullanılan bu çözeltide, malzemeyi anodik olarak kullanın. 6 Volt gerilim uygulayın.

Çıkarıcı olarak daldırmayla kullanılan başka bir çözelti de derişik nitrik asittir. Malzemeyi gaz çıkışı görülene kadar daldırın. Havalandırma başlığı altında çalışmaya ve derinize asit değmemesine dikkat edin. Bir başka sökme ise 240 gr/lt sıcak kostik çözeltisidir.

Çinko Parlak Daldırma

Kromik Asit : 262 gr/lt

Sodyum sülfat : 22,5 gr/lt

10 ila 30 saniye süreyle daldırın ve soğuk su ile durulayın. Malzemeyi 7,5 gr/lt sülfürik asit çözeltisine daldırdığınızda, sarı film tabakası olduğu gibi kalmalıdır.

Ayrıca, %0,5 nitrik aside daldırma da iyi sonuçlar verecektir.

Konu unutulmasın diye, aşağıda dikkatimizi canlı tutacak bazı çinko kaplama tecrübeleri verilmiştir:

Çinko Kaplama Tecrübeleri

Tecrübe #1: Parlak çinko banyosundan elde edilen kaplama, bu tür parlak çinko banyolarıyla daha önceden de çalışmış olan, tanktan sorumlu yeni operatöre olması gerektiği kadar parlak görünmemişti. Tüm çalışma hattına baştan sona göz attıktan sonra, kendisine henüz tam güven duymayan ustabaşına, temizleme sürecindeki küçük bir değişiklikle banyonun daha parlak sonuçlar elde edilebilir hale getirilebileceğini söyledi. 

Ustabaşı onu yanlış bir şey yapmaması için uyardı. Operatör “Öyleyse, eğer haklı çıkarsam, bana yemek ısmarlamaya ne dersin?”. “Pekâlâ, görelim bakalım.” Biraz sonra kaplama operatörü, elektrolitik siyanür ön daldırmasındaki kurşunları ters çevirdi ve parça öncekinden daha parlak bir şekilde kaplandı.

Ne olmuştu? 30 gr/lt NaCN ve 15 gr/lt kostik soda içeren siyanür ön daldırması, anodik olarak oda sıcaklığında çalıştırılmıştı. Bu da kaplamanın parlaklığının azalmasına neden olan, neredeyse görünmez bir is tabakası oluşmasına neden olmuştu. Kurşunu tersine çevirip onu katodik hale getirerek is ortadan kaldırıldı ve daha parlak bir görüntü elde edildi!

Tecrübe #2: Bir gün operatör, dolapta çinko kaplanan parçaların bazı bölümlerinde beyazımsı lekeler olduğunu fark etti. Bu durumun hiçbir mantıklı açkılaması yoktu.  Elektrolit kontrol edildi ve akım ile gerilimin doğru olduğu gözlendi. 

Bunun sebebini düşünerek kaplama çözeltisine dalgın dalgın bakıyordu. Birden uyanmıştı! Çözelti yüzeyinde gres yağı tabakaları vardı, bunun sebebi birisinin dolap mekanizmasını aşırı derecede greslemesiydi. Malzemenin yağ tabakasına temas ettiği her noktada bu lekeler oluşuyordu. Bu sorunu nasıl halledersiniz? Sınavda bunu açıklayın.

Tecrübe #3: Siyanür kaplama banyosunun çinko içeriği düşüktü ve operatör çinko metalinin elektrolitik olarak tazelenmesinin yeterli olup olmadığını merak ediyordu. Eğer gözenekli bir kap kullanırsa bunu yapabileceğini biliyordu ama kim gözenekli bir kap kullanmak isterdi ki? Sorunun dökme demir üzerine çinko kaplamada çıktığını hatırladı ve bir miktar dökme demiri bekletip kaplanmalarına izin verdi. Dökme demirin katot verimi neredeyse sıfır olduğundan fikir işe yaramıştı. Bu arada, kullanılacak başka bir uygulama da katodun içten soğutulmasıdır. Birçok kaplama banyosunda sıcaklık sıfır ya da altına düşürüldüğünde katot verimi çok hızlı bir şekilde düşmektedir.