丙尔金的研究

丙尔金研究——张群刚我国电子工业近年来发展速度加快，电子工业的电子元器件只有通过镀金才能保证其优良的导电性和抗氧化性，在镀金时多采用的是传统的镀金原料氰化亚金钾，镀金后氰化废水处理不当，对环境会造成严重的污染，在国际上，电子工业发达的欧美国家从上世纪70年代就淘汰氰化镀金产业，并将这一产业转移到我国沿海地区，我们国家承担了全球70%电子元器件的镀金，也承担着相应的氰化物污染，即使镀金行业有严格的废水处理措施，但近年水质污染还是日趋严重，氰化物中毒事件时有发生，2002年国家颁布了清洁生产促进法第72号主席令，在第三章“清洁生产实施第十九条（一）采用无毒无害或者低毒低害的原料替代毒性大，危害严重的原料”的法律依据下，我作为全国最早生产氰化亚金钾的人，感到有责任再研究出低毒低害的镀金材料，从源头消除氰化物的使用和排放，因此从2003年开始，通过多次研究试验，并在很多科技人员的协助下，一种新的化合物终于研究出来了。丙尔金是采用如下工艺过程完成的，下面是我已经公开的专利，见如下工艺流程图：主要技术性能指标：1、工艺过程根据络合化学原理，科学设计了水溶性金盐分子结构，先将黄金在王水中溶解后生成三氯化金溶液，在一定温度和工艺条件下加入柠檬酸钾、络合剂EDTA、催化剂BHJ和丙二腈，控制一定工艺条件，反应一定时间，在此过程中柠檬酸钾将三价金还原为一价金，一价金离子与丙二腈的两个氰基螯合，再与柠檬酸钾反应生成结构稳定的一水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（I））。其分子式为：KAu2N4C12H11O8，结构式为：2、产品技术难点和关键技术：本项目的技术难点是黄金与丙二腈、柠檬酸的络合。丙二腈有毒，柠檬酸无毒，金与王水中的氯离子结合生成三氯化金，再将三氯化金在临界状态下与丙二腈、柠檬酸络合生成一种新的镀金用化合物——水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（I））。同时还要特别提醒并注意，丙二腈在强酸中会释放剧毒气体的危险！要注意加丙二腈的关键点，不使有毒气体释放。3、产品工艺流程：（见下图）4、理化指标：名称指标优级品一级品二级品含金量（以Au计）/（%）≥51.0050.0049.00黄金王水中溶解三氯化金离子化处理金离子络合剂合成丙二腈、柠檬酸一水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（I））结晶沉淀精制烘干检验包装成品水溶性试验无色透明、无浊液干燥失重（%）≤0.25丙二腈（以氰计）（%）≤6.5（内控≤3）游离氰不得检出杂质含量银（Ag）/%≤0.001铜（Cu）/(%)≤0.0005铅（Pb）/(%)≤0.0005铁（Fe）/(%)≤0.0005镍（Ni）/(%)≤0.0005锌（Zn）/(%)≤0.0005钴（Co）/(%)≤0.0005注：总氰的测定是采用蒸馏后异烟酸一吡唑啉酮分光光度法。5、电镀金的反应过程在镀金过程中，一水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（I））溶于水将建立以下平衡：在电镀金工艺中，阴极存在游离的Au+放电沉积过程：AueAu因此在镀液中不断消耗Au+，由于存在平衡（1），游离的Au+很快得到补充，保持游离的Au+浓度的稳定，保证了镀金工艺过程的一致性。在镀金工艺过程中，一般使用惰性阳极，因此丙尔金需要不断补充来保证总金离子的浓度。随着Au+离子不断沉积，游离出的丙二腈在酸性或碱性条件下将发生水解，形成完全无毒、溶于水的物质。酸性条件下：42222222)()(2)(NHCOOHCHCONHCHOHCNCHHH碱性条件下：322222222])([)(2)(NHCOOCHCONHCHOHCNCHOHOH镀金后废水检测情况：本检测结果由清华大学环境质量检测中心对送水样的检测，该报告编号为：CEQT-BG(W)-11030301。样品编号检测项目检测值1103030101氰化亚金钾镀金废水(未经处理)氰化物（mg/L）18.81103030103一水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（I））镀金废水(未经处理)氰化物（mg/L）有机腈残留0.016、镀金件产品性能使用新产品镀金时，其沉金方式与传统工艺一致，但新材料有附着力强、表面光洁度高、色泽呈24K纯正金黄色，其可悍性、抗氧化性、耐盐雾等理化性能优良的特点。与老产品相比，降低了生产成本。丙尔金研究成功后，通过中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所对我们送去的丙尔金样品进行经皮毒性试验。其结论是：样品一水合柠檬酸一钾二（丙二睛合金（Ⅰ）（丙尔金）的大鼠急性经皮毒性属实际无毒。丙尔金完成了它初步研发目的。2013年5月5日