ТУ 2152-003-68879995-2014

Химическая формула.

Внешний вид

Жидкость буровато-коричневого цвета, рН около 1

Спецификации

Применение

Преимущества

• низкая стоимость

Хлорное железо хранят и транспортируют в емкостях из пластиков (ПЭ, ПП, ПВХ), из стали с резиновой прокладкой (гуммированных) или из титана.

Вы можете купить хлорное железо со склада нашей компании уже расфасованное в соответствующую тару, так и наливом в Ваши емкости, либо заказать доставку до Вашего склада/объекта.

Особые свойства

Едкое коррозионное вещество, содержащее в составе соляную кислоту до 2% масс. Негорючее, пожаро-, взрывобезопасное.

Нормативная документация

ТУ 6-00-05763458-129-91 «Безводный» ,

ГОСТ 4147-7 «6-водный»

Химическая формула

FeCl 3 – ангидрид,

FeCl 3 × 6H 2 O — шестиводный хлорид железа

Внешний вид

Железо хлорное кристаллическое – черно-коричневые, либо темно-красные, либо фиолетовые в проходящем свете, зеленые в отраженном свете кристаллы или листочки с металлическим блеском. Железа хлорид сам по себе достаточно сильно гигроскопичен, связывает влагу из воздуха и образует 6-водный кристаллогидрат.

Спецификации

Применение

• Водные растворы хлорида железа применяют главным образом в качестве коагулянта в установках очистки канализационных и промышленных сточных вод, а также при обработке активного ила.
• Хлорное железо превосходно устраняет запах путем связывания сероводорода.
• Благодаря специфическим свойствам, хлорное железо хорошо зарекомендовало себя как коагулянт для обработки сточных вод мясокомбинатов, птицефабрик, пищевых производств, например, применяется при удалении масла из стоков масложировых комбинатов.
• Применяется на металлургических и машиностроительных заводах.
• Хлорное железо используется при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий от соединений хрома.
• Водные растворы хлорного железа обладают мягкими травильными свойствами, поэтому их применяют в электронной промышленности и приборостроении для травления печатных плат, медной фольги и металлических деталей перед нанесением гальванических покрытий.
• Хлорное железо применяют в производстве строительных материалов в качестве добавки к портландцементу для ускорения процесса схватывания. Водоцементное отношение (В/ Ц) рекомендуется в пределах 0,4 – 0,5. Добавка хлорного железа позволяет повышать значение В/Ц. Добавка хлорного железа повышает прочность бетона. Раствор хлорида железа используется также как компонент сырьевого состава для изготовления силикатного кирпича; гидроизоляционная добавка в раствор при проведении строительных работ.
• Хлорное железо используется как катализатор в процессах органического синтеза, при получении термостойких смол и окисления нефтяных битумов, а также в хлорорганическом синтезе
• Железо хлорное — энергичный хлорирующий агент, поэтому он применяется для избирательного извлечения некоторых компонентов руд.
• С помощью хлорного железа осветляются природные воды в системах водоподготовки;
• Расход хлорного железа составляет 30 г на куб. метр сточных вод.

Преимущества

• высокая скоростью осаждения разнообразных примесей
• низкая стоимость
• при коагуляции образуются рыхлые хлопья большой поверхности с отличной сорбционной активностью, благодаря которой в структуру включаются взвешенные вещества (крупные микроорганизмы, клетки планктона, ил, остатки растений), коллоидные частицы, а также часть ионов загрязнений, ассоциированных на поверхности данных частиц.

Тара, транспортировка и хранение

Хлорид железа безводный фасуется и транспортируется в герметичных стальных бочках (барабанах), внутри которых дополнительно упаковывается в полиэтиленовый мешок, чтобы избежать контакта с воздухом и влагой (ангидрид хлорного железа очень гигроскопичен). Шестиводный железа хлорид упакован в полиэтиленовые канистры по 20 либо по 40 кг.

Особые свойства

Железа хлорид сам по себе достаточно сильно гигроскопичен, связывает влагу из воздуха и образует 6-водный кристаллогидрат. Нелетучее вещество, но в процессе взаимодействия с водой выделяет едкие пары. Работу необходимо проводить на свежем воздухе или в хорошо проветриваемой комнате. Попадание раствора на кожу и слизистые оболочки приводит к раздражению и может вызвать дерматиты. Негорючее, пожаро-, взрывобезопасное.

Этот раствор наиболее распространенный, в его состав обычно входит небольшое ко­личество соляной кислоты. Суммарная химическая формула процесса травления 2FeCl 3 +Cu  CuCl 2 +2FeCl 2 .

При изготовлении печатных плат предельная концентрация меди в травильном рас­творе составляет 50...60 кг/м 3 , затем раствор регенерируют. Концентрация (плотность) рас­твора хлорного железа также оказывает существенное влияние на качество травления. Удельный вес раствора должен быть 1,36 ... 1,38. Установлено, что в более разбавленных растворах хлорного железа травление происходит быстрее, чем в концентрированных, одна­ко такие растворы очень быстро теряют свою окислительную способность и скорость трав­ления быстро снижается. На практике пригодность раствора для травления часто определяют по цвету и раствор, изменивший окраску от коричневой до темно-зеленой, заменяют свежим.

Для уменьшения подтравливания печатных проводников в раствор хлорного железа вводят мочевину, желатину, диэтилбензол или сульфированное касторовое масло. Скорость травления меди повышается при увеличении температуры раствора и снижается при на­коплении меди в нем. Хотя теоретически 10 -3 кг FeCl 3 растворяет 210 -4 кг Си, практиче­ски, учитывая вредное влияние накопления меди в растворе на скорость травления, травиль­ный раствор может быть использован, когда содержание меди не выше 60 кг/м 3 . Рекомен­дуемая температура 308 К. Раствор хлорного железа отличается высокой и равномерной ско­ростью травления меди. Это обусловлено тем, что хлорное железо равномерно травит как само зерно металла, так и область на границе между зернами, а персульфат аммония раство­ряет в первую очередь область на границе между зернами, что приводит к неравномерному травлению, давая большую зубчатость края.

Раствор хлорного железа характеризуется меньшим, чем другие травильные растворы, содержанием токсичных веществ. Этот раствор сохраняет достаточную активность даже при сравнительно высоком содержании в нем растворенной меди. Тем не менее растворам хлор­ного железа присущи многие недостатки. Главное-это невозможность применения его для плат, покрытых сплавом олово-свинец и недопустимость сброса отработанного раствора в канализацию без дополнительной обработки. Кроме того, установлено, что длительное ис­пользование раствора приводит к образованию илистого осадка, представляющего собой смесь фильтрующейся меди и окиси железа. Мельчайшие частицы окиси покрывают поверх­ность тонким, прочным и гладким, как зеркало, слоем, который трудно удалить с платы обычной промывкой. Эти продукты травления часто являются причиной снижения изоляци­онных свойств. Поэтому многие зарубежные фирмы резко ограничили применение хлорного железа и используют новые растворы.

Как известно, хлорное железо традиционно применяется как в полиграфической про­мышленности, так и для изготовления печатных плат. Для этого раствора разработано много методов регенерации и утилизации. Технологические трудности реализации этих процессов приводят к тому, что предприятия не всегда получают существенный экономический эффект.

Регенерация травильного раствора на основе хлорного железа может проводиться, например, следующим образом. Сначала удаляется медь (например, контактным выделением на сталь­ных стружках). После этого устанавливается рН до 1,6, вводится окислитель (перекись водо­рода или другой) для перевода Fe 2+ в Fe 3+ (операцию окисления можно выполнить также барботированием хлора через раствор) и производится корректировка содержания FeC1 3 до трe6yeмoгo количества.

Отечественной промышленностью освоен метод очистки отработанных травильных растворов хлорного железа с утилизацией меди. Отработанные травильные растворы хлор­ного железа характеризуются высоким содержанием железа (до 150 кг/м 3) и меди (до 50 кг/м 3). Медь из отработанного травильного раствора хлорного железа извлекается методом цементации на вибрирующих стальных пластинах или стальном скрапе. Полученный раствор нейтрализуется известковым молоком или каустической содой и осадок обезвоживается.

На практике отработанный травильный раствор хлорного железа из цеха печатных плат поступает в виброцементатор, где происходит выделение меди на железосодержащей загрузке. Осадок цементной меди направляется на обезвоживание в фильтрующее устрой­ство, а раствор - в нейтрализатор. Суспензия из нейтрализатора насосом перекачивается в центрифугу. Фугат, содержащий менее 5 10" 4 кг/м 3 железа и 1 10 4 кг/м 3 меди, сбрасывается в канализацию, а обезвоженный осадок вывозится для вторичной переработки.

Для увеличения коэффициента использования травильных растворов на основе хлор­ного железа разработаны способы многократного применения их путем добавления хлори­стого аммония и пропускания хлора через раствор. В отработанный раствор при пере­мешивании добавлялся измельченный порошок хлористого аммония, смоченный небольшим количеством дистиллированной воды; раствор нагревался до 323 ... ... 333 К. После этого с помощью барботажа через него пропускали хлор. Проведенные исследования позволили ус­тановить оптимальный режим регенерации отработанного раствора хлорного железа: на ка­ждый литр следует добавлять 5,510 -3 кг хлористого аммония и пропускать 0,013 м 3 хлора. Зависимость времени травления от числа регенераций при постоянной плотности загрузки (9,4 дм 2 /л) приведена в табл.7. В результате внедрения 4-кратной регенерации раствора хлорного железа получен высокий экономический эффект.

Разрабатываются также электрохимические методы регенерации растворов хлорного железа. Первые опыты по электрохимической регенерации этих растворов при производстве печатных плат описаны в 1953 г.

Таблица 7

Время травления в зависимости от числа проведенных регенераций.

Сущность электрохимической регенерации заключается в выделении меди на титано­вом катоде и анодном окислении FeCI 2 до FeCl 3 на графитовом аноде. При катодном процессе наряду с выделением меда протекает нежелательная реакция восстановления Fe 3+ до Fe 2+ . Доля выделенной меди в суммарном катодном процессе значительно возрастает при увели­чении содержания меди в растворе. Однако смешанные растворы вида FeCl 3 +CuCI 2 обладают более слабыми травильными свойствами, чем однокомпонентный раствор FeCl 3 . В смешан­ных растворах взаимодействие CuCl 2 с медью приводит к более ускоренному образованию на поверхности металла пленки труднорастворимой однохлористой меди, затрудняющей дальнейшее травление.

Введение в раствор хлоридов щелочных металлов и аммония, образующих хорошо растворимые комплексы с одновалентной медью и соляной кислотой, значительно улучшает характеристики травильных растворов. Интенсификация процесса травления меди в раство­рах с такими присадками обусловлена облегчением второй химической стадии окисления меди (удаление с поверхности и последующее окисление первично образующейся пленки однохлористой меди) и повышением степени участия CuCI 2 в травильном процессе. По мере «выработки» смешанного травильного раствора («старения») доля участия Си 2+ в суммарной скорости травления увеличивается. После израсходования 50% FеС1 3 травление меди проис­ходит уже в основном за счет двухлористой меди, первоначально находившейся в растворе и образованной в процессе травления.

" Плотность раствора 1,32 .. . 1,34 кг/м 3 .

Эти растворы стоят дороже, так как содержат больше химикалиев, но многократное использование их после регенерации, уменьшение расходов на обезвреживание отработан­ных растворов, меньшие колебания в скорости травления при использовании непрерывной регенерации - все это позволяет в конечном счете существенно удешевить процесс травле­ния.

Раствор хлорного железа: на 150 гр. FeCI3 берется 200 мл воды H2О. Время травления 5 - 10 минут.

Хотя хлорное железо и не ядовито (в чистом виде оно применяется в медицине для остановки кровотечения путём наложения на рану ватки с его раствором), но оставляет очень трудноустранимые пятна. В качестве пятновыводителя рекомендуется концентрированный раствор щавелевой кислоты, которым следует обильно смочить тряпку и положить её на пятно на десятки минут. Затем это место промывают водой.

Восстановление хлорного железа

При многократном использовании одного и того же раствора он покрывается темными пятнами, теряет травильные качества. Для восстановления в него необходимо опустить кусочки железа (гвозди, шурупы, опилки). Через несколько дней они покроются антикоррозионным слоем меди и их можно использовать по прямому назначению, а регенерированный раствор следует профильтровать и он готов к дальнейшему использованию.

При отсутствии хлорного железа раствор для травления можно получить в домашних условиях несколькими способами:

В пластмассовую или стеклянную посуду на 1 часть обыкновенной ржавчины по весу следует взять 3 части соляной кислоты. Через несколько дней большая часть ржавчины растворяется и раствор приобретает характерный желто-коричневый цвет. Его аккуратно сливают с лежащего на дне шлама и, при необходимости, фильтруют через ткань, положенную на горло стеклянной банки.

В стеклянную посуду на одну треть заливают раствор HCI и туда же малыми порциями добавляют железный сурик в общем количестве около 1,5 части по объему, весь раствор тщательно перемешивают. Химический процесс идет с выделением газов, поэтому помещение должно иметь вытяжную вентиляцию или хорошо проветриваться. Раствор оставляют на несколько дней на открытом воздухе, по завершению реакции хлорное железо выпадает в осадок, верхний слой сливают, а хлорное железо используют по назначению.

Раствор для травления печатных плат на основе соляной кислоты и перекиси водорода. Для приготовления берется 30% раствор перекиси водорода, соляная кислота плотностью 1,2 и вода, все это перемешивается в стеклянной посуде в соотношении соответственно 2:2:6 частей. Если перекись водорода аптечная 16 -18 %, то соотношение смешиваемых частей соответственно 2:4:4. Время травления таким раствором составляет до 10 минут.

В том случае, когда вместо раствора перекиси водорода имеется перекись водорода в таблетках, рецепт приготовления травящего раствора следующий: в стакане воды Н20 (250 мл) растворяется 5 таблеток перекиси водорода, затем полученный раствор выливают в стеклянную посуду и добавляют 15 мл раствора концентрированной соляной кислоты HCI, все это перемешивают и раствор готов к использованию. Время травления печатных плат таким раствором составляет до 1 часа.

Щелочные травильные растворы (растворяют нелуженую медь, практически не затрагивая луженые дорожки)

1-й состав
Медный купорос CuSO4 …………………………………………170 … 190 г/л
Аммоний сернокислый{NH4)2SO4 …………………………150 … 170 г/л
Аммиак водный 25% раствор NH4ОН ………………… 500 мл/л

2-й состав
Хлорид меди II СuСI2 ………………………………………… 100 … 110 г/л
Хлорид аммония NH4CI ………………………………………… 150 … 170 г/л
Аммиак водный 25%-й NH4OH …………………………… 400 … 500 мл/л
Бикарбонат аммония (МН4)2СO3 ……………………… 20 … 30 г/л

Ну и традиционный самый недефицитный раствор медного купороса и поваренной соли, в расчете на 500 мл:
NaCl - 4 столовых ложки,
CuSO4 - 2 столовых ложки
Время травления - около 8 часов.

Столкнувшись с процессом создания печатных плат в домашних условиях, новички часто на различных форумах задают простой вопрос о том, как разводить хлорное железо. Вроде эта тема не такая и обширная, что бы посвящать на нее целую обширную статью, но немного подумав, мы все-таки решились на небольшую заметку.

В продаже можно встретить два вида хлорного железа:

• Шестиводное хлорное железо. Напоминает мокрый песок желто-оранжевого цвета.
• Безводное хлорное железо. Порошок или комки чёрного цвета.

И то и другое отлично травит текстолит. Время травления свежеприготовленным раствором составляет порядка 5 минут, а со старым раствором время травления может увеличиваться до 20 минут и более. Для наглядности, мы приготовим совсем немного раствора и покажем, как разводить хлорное железо для травления плат.

Первым делом открываем нашу емкость с хлорным железом. Стараемся не выпачкать им руки, одежду и стол, т.к. его практически невозможно отмыть или отстирать от ткани.

Готовим посуду с водой, в которой будем делать раствор хлорного железа. Посуда должна быть пластиковой или керамической, применения металлических емкостей и инструментов категорически недопустимо. Воду в идеале лучше брать дистиллированную, но на практике все обходятся теплой прокипяченной.

Насыпаем пластиковой ложкой в емкость с водой хлорное железо и постоянно перемешиваем.

Добавлять хлорное железо лучше по пол чайной ложки за раз, раствор будет постепенно нагреваться, а также будут выделяться газы. Примерная пропорция раствора 1:3 (т.е. одна часть хлорного железа на три части воды) по весу.

Концентрацию можно определять и на глаз, хороший раствор должен быть по цвету как крепкий чай. По сути, разводить хлорное железо можно как угодно, но от этого напрямую будет завесить скорость травления платы.

Сам процесс травления лучше производить в слегка подогретом растворе. После травления плат отработанный раствор хлорного железа необходимо хранить в темном месте в герметичной таре до следующего использования.

Надеемся, что наша заметка будет полезной. Подписывайтесь на наши странички в социальных сетях и не упустите выход нового полезного материала.

Вконтакте

Хлорное железо - один из самых распространённых реактивов для травления печатных плат. Раствор не является агрессивным, как например азотная кислота, но обладает достаточной силой, чтобы стать на порядок выше раствора медного купороса и прочих перекисей водорода с лимонной кислотой. Потому, когда возникла необходимость изготовить небольшую печатную плату, мой выбор был очевиден. Но тут меня ждала неожиданность - в нашем городе хлорного железа не оказалось. "Давно уже нет", - сказала продавщица одного из радиомагазинов. Пришлось брать в интернете, все равно заказывал радиокомпоненты. По цене вышло 40 грн. (≈1,7$) за 250 грамм. С учётом того, что я что-то мастерю нечасто, за отсутствием времени, то такого количества хлорного железа мне хватит надолго.

Что ж, курьерские службы работают по графику, долго ждать не пришлось. Фасовка произведена в ПЭТ бутылку из-под газировки. Бутылка оказалась непрозрачной и увидеть объем не составляло возможности. Выглядело всё так:

Для хранения, считаю, что это очень удобно. Помяв бутылку в руках, понял, что внутри у меня пастообразное вещество и так просто оставить бутылку оно мне не даст. Отвинтил крышечку, убедился, что внутри точно хлорное железо (его запах больше не забудешь никогда) и приступил к поиску необходимой ёмкости.

К выбору ёмкости для хранения и использования хлорного железа нужно подойти ответственно. Для работы она должна быть удобной, для хранения - безопасной.
Необходимо знать, что в результате химических реакций из раствора будет постоянно улетучиваться хлор и соляная кислота. Все эти вещества являются ядами. Работать с хлорным железом нужно в хорошо проветриваемых помещениях (лучше на открытом воздухе), также запрещено наклоняться непосредственно над сосудом с раствором, чтобы избежать вдоха ядовитых веществ. Хранить советую в труднодоступном (ну и хорошо проветриваемом) месте, чтобы ни ребёнок, ни котёнок не смог перевернуть-разбить-разлить рабочий раствор. (Про последствия расскажу дальше по тексту).

Сопоставив все факты, в качестве сосуда я выбрал пластиковый лоток для пищевых продуктов.

Теперь один из самых главных вопросов - какие выбрать пропорции? Я над этим не заморачивался! Скорость травления зависит от концентрации чистого хлорного железа и температуры раствора. Добавите больше - травиться будет быстрее и наоборот (добавлять можно в любое время, но со временем раствор проще заменить полностью новым). Хлорное железо отлично растворяется в воде, потому можно добиться такой концентрации, что травление займёт до пяти минут.

Я налил в лоток 0,5л. тёплой воды и выдавил в него около половины бутылки хлорного железа (≈125г. ), постоянно перемешивая. Выдавливать было непросто. В результате получился раствор как на фото ниже.

Работать я решил в санузле с принудительной вентиляцией. На фото у меня нет, но я настоятельно советую ставить раствор на целлофан или одноразовые кульки и выбрасывать их по окончанию работы. Это относится и к хранению! Пролив раствор на кафель, стол, линолеум, придётся приложить немало усилий для их чистки. Чем больше выработка раствора - тем труднее будет чистить. После контакта с тканью, в большинстве случаев, с ней придётся попрощаться. Исходя из этого - нельзя выливать отработку в канализацию. Во-первых - это яд, во-вторых - белоснежный унитаз окрасится в буро-ржавый цвет. Это нужно иметь в виду!

Получившийся у меня раствор вытравил небольшую плату за 15-20 минут. За это время я его пару раз перемешивал, особенно в конце, когда медь с платы начала пропадать на глазах, пока не исчезла окончательно.

Храню я такие вещи на балконе, в дальнем углу стеллажа. По соседству там обитает азотная кислота, но я использую её когда, например, нужно сделать небольшую плату с широкими дорожками. Тонер она, местами, разъедает, перманентный маркер не видит - рисовать приходится битумным лаком, что не особо удобно. Но, как говорится, всё имеет свое назначение!