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(jià)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(yùn)行復(fù)雜，費(fèi)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(jià)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(shí)，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(shí)一方面會(huì)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(shí)間也越長，產(chǎn)生的金屬鐵離子也越多。隨著時(shí)間的推移，金屬鐵離子的含量越來越高，此時(shí)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(jià)鉻含量也會(huì)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?yàn)槿绱耍罨芙獾逆?、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(shí)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(jià)被還原成三價(jià)，含量逐漸降低，三價(jià)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(jià)鉻≥35g/L粗化質(zhì)量就很難保證了，此時(shí)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(huì)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(fèi)大量的溶液，而且處理這些廢液也需大量成本，同時(shí)也會(huì)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(jià)鉻是以陰離子的形式存在于溶液中的，而其它包括三價(jià)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(shí)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(huì)因沉淀量過大，難以過濾而變得不太實(shí)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(huì)太長，一般兩三個(gè)月，好的半年左右。④三價(jià)鉻降至8g/L時(shí)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(diǎn)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(jì)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(xiàng)
?整個(gè)操作應(yīng)在鍍液溫度低于40℃時(shí)進(jìn)行。
?靜置時(shí)間為2-12小時(shí)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?，新型隔膜電解法?shí)質(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(shí)，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(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，氯離子氧化成氯氣，同時(shí)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(jià)鉻氧化成六價(jià)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(jià)鉻在陽極表面被氧化成六價(jià)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(shí)對于隔膜損壞大。
?電解時(shí)間：由于陰極室內(nèi)的硫酸根不會(huì)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(xiàng)
?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(shí)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(shí)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(diǎn)，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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