潤錦科普：電鍍?nèi)N溶液的凈化
新聞來源：本站發(fā)布日期：2015-11-12發(fā)布人：admin
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鍍鉻、塑料粗化、銅合金拋光溶液的凈化
由于鍍鉻液、塑料電鍍前用的粗化液、銅及其合金的拋光液等容易因各種金屬離子的積累及三價鉻的不斷攀升而老化，使用性能大大下降，需進(jìn)行凈化處理。用傳統(tǒng)處理方法，污染大，運行復(fù)雜，費用大。通過采用隔膜電解處理，可有效去除溶液的金屬雜質(zhì)及多余的三價鉻，采用專用助劑可有效去除特定離子如銅，多種方法結(jié)合既解決了污染問題又可節(jié)約生產(chǎn)成本。
鍍硬鉻時，為了提高鍍層與基體的結(jié)合力，常常需要對基體材料進(jìn)行反向電流處理，此時一方面會有部分鐵隨之溶解進(jìn)入鍍液中，且鍍層厚度越厚，需要處理的強(qiáng)度越強(qiáng)，時間也越長，產(chǎn)生的金屬鐵離子也越多。隨著時間的推移，金屬鐵離子的含量越來越高，此時鍍液的覆蓋能力越來越差，電壓也越來越高，電流效率隨著下降，三價鉻含量也會上升。
裝飾鉻溶液中，由于多數(shù)采用含氟類添加劑，此類鍍液可以對底層的鍍鎳層等有效進(jìn)行活化，以便于形成較為均勻的鍍鉻層。也正因為如此，活化溶解的鎳、銅或鐵等金屬離子也在鍍液中不斷積累，隨之操作范圍也變得越來越窄，高電流區(qū)域易燒焦。通常也只能通過去除部分鍍液，補(bǔ)充新配制鍍液的方法予以解決。
塑料電鍍前，為了提高鍍層與基體的結(jié)合力，必須對塑料在電鍍前進(jìn)行粗化處理，然后在此表面施涂一層導(dǎo)電層，如敏化、浸膠、化學(xué)鍍等。粗化過程，實際上是鉻酐對塑料的氧化腐蝕過程，粗化液中的鉻酸也相應(yīng)由六價被還原成三價，含量逐漸降低，三價鉻含量逐漸升高，粗化液的處理效果也變得越來越差，當(dāng)三價鉻≥35g/L粗化質(zhì)量就很難保證了，此時只得去除部分粗化液，隨之補(bǔ)充部分新液或全部更換新液。
銅件拋光液中，金屬銅的不斷溶解會使溶液中銅離子不斷升高，影響拋光質(zhì)量，及拋光速度，這就需要對溶液進(jìn)行部分或全部更換。
采用對老化溶液進(jìn)行更換處理的方法，不但浪費大量的溶液，而且處理這些廢液也需大量成本，同時也會加重廢水處理的負(fù)擔(dān)。
方法選摘
為進(jìn)一步提高此類溶液的利用率，部分企業(yè)采用不同的方法對其進(jìn)行處理回用。大體上說，可分為以下幾種：離子交換法，沉淀法，隔膜電解法。
離子交換法主要是利用鉻酸溶液六價鉻是以陰離子的形式存在于溶液中的，而其它包括三價鉻在內(nèi)的各種金屬離子一般均以陽離子的形式存在，因而要去除此類離子可選擇使用一些陽離子樹脂對其進(jìn)行吸附去除，然后再用強(qiáng)酸將吸附的金屬離子洗脫，從而實現(xiàn)凈化溶液的目的。此法要求鉻液含鉻酸濃度不得高于150g/L，且設(shè)備投資也較高，樹脂使用壽命也不是太長，因而此法只在少數(shù)的大型企業(yè)仍有使用，在此也不作多述。
沉淀法是采用特定的沉淀劑，與金屬離子形成沉淀，然后過濾去除。此類沉淀劑與金屬離子形成的沉淀不應(yīng)有過多的數(shù)量，否則也會因沉淀量過大，難以過濾而變得不太實用。因此我們的研究方法也是采用特定的方法，處理特定的離子。目前，我們在去除銅離子方面已經(jīng)取得了較好的應(yīng)用效果。此法在銅件鍍鉻的溶液及銅拋光溶液中，應(yīng)用更有針對性，后將詳述。
隔膜電解法早期主要是指素?zé)沾赏搽娊鈨艋āＴ摲椒ㄍ顿Y少，占地也少，操作簡單易行，以前的期刊中有闡述，在此不作贅述。此法也有不盡如人意之處在于：①電解效率較低，處理速率不是太快。②素?zé)沾赏矁?nèi)的溶液需定期用硫酸調(diào)節(jié)，所用硫酸極易進(jìn)入鍍液，造成鍍液中酸根離子升高較快，需用碳酸鋇進(jìn)行沉淀去除。電鍍槽對硫酸根較敏感，因此，此方法不太適合于電鍍槽液中使用，而對于硫酸根不太敏感的粗化槽中使用應(yīng)該還是可以使用的。③素?zé)沾赏材豌t酐腐蝕性能不太理想，使用壽命不會太長，一般兩三個月，好的半年左右。④三價鉻降至8g/L時降速不理想。
新型隔膜電解方法主要是采用樹脂材料，有利于克服素?zé)沾赏驳纳鲜鋈秉c而研制的，它的電流效率是素?zé)沾赏驳?-10倍，對于硫酸根有很好的阻擋作用。此法對于電鍍液有很好的處理效果。
沉淀法：
銅件鍍鉻液、銅拋光液，銅的溶解造成鉻液以銅離子為主要雜質(zhì)，最高可達(dá)數(shù)十克，采用此法有針對性地去除銅雜質(zhì)，較其它方法都具更好的效果。
1.沉淀處理的設(shè)備裝置
2.沉淀處理的操作方法
?分析鍍液中的銅離子含量，以每克銅離子加1克De-copperTM鉻液去銅劑的計算量稱取，并以1：4的比例稀釋溶解于備用槽中。
?將鍍液由鍍槽打出至備用槽內(nèi)，凈置。即1、4、5號閥門開啟，2、3號閥門關(guān)閉，打開過濾機(jī)過濾。
?鍍槽清潔后，將備用槽內(nèi)上層清液打回至電鍍槽，底層沉淀過濾去除、溶液過濾至鍍槽。即2、3、4號閥門開啟，1、5號閥門關(guān)閉，開啟過濾機(jī)。
3.注意事項
?整個操作應(yīng)在鍍液溫度低于40℃時進(jìn)行。
?靜置時間為2-12小時左右，不宜太長可太短。
?也可在鍍槽內(nèi)按比例添加去銅劑，靜置后先將上層過濾至清潔的備用槽，沉淀過濾出來后用水洗凈后做成其它銅鹽。
隔膜電解法：
與素?zé)沾赏驳脑硐嘟滦透裟る娊夥▽嵸|(zhì)上是電解與電滲析的組合。它借助隔膜把電解槽分為陰、陽兩極室，通電后隔膜產(chǎn)生離子電遷移與離子交換。同時，電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)。與素?zé)沾赏膊煌幵谟?，離子的相互遷移不再只受電場、和濃差極化控制，且受隔膜阻擋，只能選擇性通過。
1.電解原理：
1.陽極反應(yīng)：鉛及其合金陽極板將三價鉻氧化成六價鉻，氯離子氧化成氯氣，同時析出氧氣。
Cr3----+-3e→Cr6+
2Cl--2e→Cl2↑
4OH--2e→2H2O+O2↑
提高陽極面積有利于將更多的三價鉻氧化成六價鉻。
2.陰極反應(yīng)：陰極為瓦楞形不銹鋼板，陰極室內(nèi)注入稀硫酸。銅、鐵、鋅等陽離子通過隔膜 可以進(jìn)入陰極室，并在陰極上析出沉積。由于隔膜的選擇性功能，硫酸根無法在陰陽極室內(nèi)穿過，因此，陰極室內(nèi)的硫酸根變化相對較小。
Cu2----++2e→Cu
Ni2----++2e→Ni
Fe3----++e→Fe2----+
Fe2----++2e→Fe
2H++2e→H2↑
3.電解裝置
通電后，三價鉻在陽極表面被氧化成六價鉻，而其它金屬雜質(zhì)如銅、鐵等可以穿過隔膜進(jìn)入陰極室，因而可以發(fā)現(xiàn)陰極室內(nèi)的溶液由一開始的無色變成了淡藍(lán)色或綠色等，陰極表面也有紅色或褐色析出物。
隔膜電解工藝參數(shù)及操作條件：
1)工藝參數(shù)：
?隔膜電解池內(nèi)為10-15%左右硫酸
?電壓：5-8V
?陰陽極面積比例：1：2以上，越大越好;
?電流：正常條件可達(dá)5-10A/dm2，考慮溫度可控的情況，可以達(dá)15A/dm2。
2)操作條件：
?電流：一般來說電流密度越大，離子遷移速度加大，氧化能力強(qiáng)。但考慮到鉻霧、升溫等因素，一般采用5-10A/dm2。
?溫度：鍍液溫度一般在50℃左右為好，過低，離子遷移速度慢，處理效果較差，過高鉻霧也大，同時對于隔膜損壞大。
?電解時間：由于陰極室內(nèi)的硫酸根不會遷移至鍍液中，因而對于鍍鉻液，只要有空閑，多電解對于鍍液總是有好處的。
?處理效率：約是現(xiàn)有素?zé)沾赏残实?-10倍左右，應(yīng)該說，它更適合電鍍鉻溶液的電解處理。
3)注意事項
?對于陰極室內(nèi)的硫酸及沉淀物應(yīng)定期清理，防止孔隙內(nèi)隔膜被穿透形成鉻層。
?應(yīng)盡量保持陰陽極室內(nèi)液壓平衡，防止隔膜長期過高的壓力。
?停止電解處理時應(yīng)將電解池清理干凈后放置在陰涼干燥處。
?切忌尖狀物直碰隔膜。
?斷電時應(yīng)將隔膜電解取出，清潔干凈。
總結(jié)：
針對不同鉻液的特點，選擇不同的凈化方式，更經(jīng)濟(jì)，也更有效。鍍鉻液更適合使用此種隔膜電解池。銅拋光液、或鍍銅件較多的鉻液可用De-copperTM鉻液去銅劑。粗化槽可用素?zé)沾赏哺线m。
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