ELECTROLITO DE COBREADO ALCALINO SIN CIANURO: EVALUACIÓN EN CELDAS DE USO INDUSTRIAL Y TRANFERENCIA A LA INDUSTRIA

Resumen

El reemplazo del cianuro como agente complejante del Cu2+ en baños alcalinos de cobreado resulta beneficioso desde el punto de vista de la salud y el medioambiente.  En el CIDEPINT, se ha desarrollado un electrolito de cobreado alcalino sin cianuro a base de glutamato monosódico [1]. Este electrolito ha sido planteado como alternativa a los baños strike cianurados, los cuales se utilizan en la industria galvanoplástica para recubrir sustratos activos que sufren ataque químico en medios ácidos (acero, cinc, Zamak®). Los resultados obtenidos a lo largo del desarrollo realizado en el marco de la tesis doctoral han demostrado que el electrolito puede ser empleado sin aditivos orgánicos obteniendo depósitos de buena apariencia y adherencia. Sin embargo, puede ser beneficioso agregar niveladores y/o abrillantadores cuando se requiera un depósito de cobre con acabado final más exigente o cuando las piezas a cobrear tengan geometrías irregulares específicas y se necesite un alto poder cubriente. Otro aspecto por considerar en el desarrollo de un baño electrolítico es su comportamiento en celdas industriales, el cual puede resultar diferente al observado en celdas a escala de laboratorio.

Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, en el último año de trabajo de tesis doctoral y, con el objetivo de estudiar el efecto de distintos niveladores orgánicos en celdas que simulen las condiciones de planta, se construyeron dos celdas a escala piloto, una celda de tipo "rack" y un tambor rotatorio, dado que son las que se utilizan en mayor extensión en las plantas de la industria galvanoplástica argentina.
Se trabajó con un electrolito formulado con CuSO4.5H2O (0,2 M), C5H8NO4Na (0,6 M) y KOH hasta pH=8. Los aditivos empleados fueron tetraetilenpentamina (TEPA), polyquaternium-7 (PQ-7) y polyquaternium-2 (PQ-2) en concentraciones de 30 mL/L, 7,5 g/L y 1,2 g/L, respectivamente. Se cobrearon arandelas de acero en la celda rack y remaches de acero en el tambor rotatorio, previamente desengrasados y decapados. Los depósitos se obtuvieron a 60ºC y j=0,045 A/cm2 con un espesor teórico de 3,8 μm.

Las piezas cobreadas pueden verse en la Figura 1 junto con la eficiencia catódica para cada caso. Todos los recubrimientos fueron homogéneos y tuvieron adecuada adherencia de acuerdo con el ensayo por llama. El aditivo TEPA mejoró considerablemente la apariencia de los depósitos en el tambor rotatorio. Por otra parte, el aditivo PQ-7 fue el que mayor eficiencia proporcionó en ambas celdas, siendo esto de mayor importancia que el aspecto ya que los recubrimientos strike no se emplean como acabado superficial.

En consecuencia, se seleccionó la formulación con el nivelador PQ-7 para llevar a cabo la puesta en marcha del electrolito en una planta de galvanoplastia. El electrolito se encuentra en uso desde abril de 2018.