Экол.гальванопроизводств vinogradov_03. Библиотечка гальванотехника
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 7. РЕКУПЕРАЦИЯ (УТИЛИЗАЦИЯ В ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ) ОТРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ
отработанных технологических растворов, содержащих шестивалентный хром Хромсодержащие растворы достаточно широко используются в гальванопроизводстве. Их работоспособность связана с концентрацией соединений шестивалентного и трехвалентного хрома, накоплением ионов посторонних металлов, а также с жестким соблюдением соотношений концентраций основных компонентов. Так, например, при хромировании, помимо постоянной компенсации расхода хромового ангидрида, необходимо поддержание соотношения концентраций хромового ангидрида и серной кислоты, а также соотношения площадей анодной и катодной поверхностей, нарушение которого приводит к чрезмерному накоплению в электролите ионов трехвалентного хрома. Кроме того накопление в электролите примесей ионов меди, железа, никеля, цинка и других снижает удельную электропроводность раствора, приводит к ухудшению качества покрытия, уменьшению выхода по току и рассеивающей способности, а также снижает антикоррозионные свойства хромовых покрытий. Для химических операций в хромсодержащих растворах (таких как пассивирование и травление), помимо всего прочего, характерно ускоренное накопление посторонних ионов металлов, что обуславливает малый срок службы растворов и частую их смену. Регенерация хромсодержащих растворов заключается в окислении трехвалентного хрома до шестивалентного, удалении примесей посторонних ионов и корректировке по содержанию основных компонентов. Высокая агрессивность растворов на основе шестивалентного хрома создает дополнительные трудности при применении таких регенерационных способов, как ионный обмен, электродиализ и реагентный метод. Эта же причина усложняет обезвреживание концентрированных хромсодержащих растворов. 277
278
Раствор № 1 - хромирование в универсальном электролите, № 2 - хромирование в саморегулирующемся электролите, № 3 - анодное окисление алюминия и его сплавов в хромовой кислоте, № 4 - эматалирование алюминия и его сплавов, № 5 - электрохимическое полирование сталей, № 6 - электрохимическое полирование меди и её сплавов, № 7 - хроматирование цинкового и кадмиевого покрытий, № 8 - пассивирование коррозионно-стойких сталей, № 9 - пассивирование низко-, среднелегированных и углеродистых сталей, № 10 - пассивирование алюминия и его сплавов, № 11 - пассивирование меди и её сплавов, № 12 - снятие травильного шлама, № 13 - удаление медного покрытия со стали (химически), № 14 - удаление медного покрытия с титана и его сплавов (электрохимически), № 15 - удаление никелевого покрытия со стали (электрохимически), № 16 - удаление кадмиевого покрытия (химически), № 17 - удаление покрытия сплавом медь-цинк (химически), № 18 - удаление анодно-окисного, эматалевого, химического окисного покрытий с алюминия (химически), № 19 - удаление окисно-фосфатного покрытия с магния, алюминия и его сплавов (химически), № 20 - удаление фосфатного покрытия со стали (химически), № 21 - пассивирование цинковых сплавов, № 22 - химическое оксидирование окисно-фосфатное алюминия и его сплавов (зеленое, серо-голубое), № 23 - химическое оксидирование окисно-фторидное (электропроводное) алюминия и его сплавов (желтое, коричневое), № 24. - химическое оксидирование алюминия и его сплавов (бесцветное), № 25 - химическое оксидирование окисное алюминия и его сплавов, № 26 - химическое оксидирование магниевых сплавов (операция выщелачивания), № 27 - химическое оксидирование магниевых сплавов: литых полуфабрикатов и готовых деталей, не имеющих размеров 6-8 квалитетов, № 28 - химическое оксидирование литейных и деформируемых магниевых сплавов, в том числе имеющих размеры 6-8 квалитетов, № 29 - наполнение окисно-фосфатного покрытия. Ниже представлены схемы рекуперации отработанных электролитов хромирования (рис.7.1), анодирования и эматалирования алюминия (рис.7.2), отработанных растворов хроматирования цинковых и кадмиевых покрытий (рис.7.3), а также растворов удаления недоброкачественных медных, никелевых, кадмиевых, анодно-окисных и фосфатного покрытий, травления меди и ее сплавов, снятия травильного шлама и пассивации покрытий (рис.7.3). Все они содержат порядка 50-150 г/л хромового ангидрида и кислотный агент, их рекуперации ограничена в основном наличием загрязнений. Отработанный электролит хромирования загрязнен железом > 10 г/л, медью >5 г/л и хромом (III) > 10 г/л. Такой электролит без всякой обработки можно использовать для приготовления растворов, указанных в квадрате I (рис.7.1). Отработанный электролит хромирования можно также использовать для приготовления растворов, указанных в квадратах II и III. В первом случае необходимо предварительно электрохимически окислить хром (III), а во втором, помимо окисления хрома (III), необходимо удалить из электролита хромирования сульфат-ионы. Окисление Сг3+ в Сг6+ проводят методом прямого электролиза при соотношении площади анодов к площади катодов от 3:1 до 5:1, анодной плотности тока 1,0-4,0 А/дм2, катодной плотности тока - 8- 280
Технологическая схема удаления SO42' заключается в следующих операциях: в горячий раствор (50-60 'С) равномерно по всему зеркалу электролита засыпают порошок углекислого бария (комки предварительно растирают) из расчета 2,2 г на каждый грамм подлежащий удалению серной кислоты, тщательно перемешивают в течение получаса и оставляют на 4-8 часов. После этого раствор декантируют, а осадок направляют на обезвреживание. Рис.7.1. Схема возможных путей вторичного использования (рекуперации) отработанного электролита хромирования 281 Отработанные электролиты анодирования алюминия в хромовой кислоте загрязнены сульфатами > 0,5 г/л, хлоридами > 0,2 г/л, алюминием >10 г/л, железом и медью > 2 г/л, а электролиты эматалирования - сульфатами > 0,2 г/л, хлоридами >0,6 г/л, нитратами > 0,2 г/л, алюминием > 10 г/л, хромом (III) > 6 г/л, железом > 5 г/л. Предлагается использовать эти электролиты с указанными загрязнениями без предварительной обработки для приготовления растворов, указанных в квадрате I (рис.7.2), а после предварительного электролитического окисления хрома (III) - для приготовления растворов, приведенных в квадрате И. Процесс окисления хрома (III) проводят также, как и в случае электролита хромирования. Отработанные растворы хроматирования цинковых и кадмиевых покрытий, загрязненные цинком > 15 г/л, кадмием > 15 г/л и хромом (III) > 7 г/л, а также растворы удаления недоброкачественных покрытий, травления меди и ее сплавов, снятия травильного шлама и пассивации покрытий, загрязненные медью и другими металлами > 60 г/л, хромом (III) > 10 г/л, могут быть использованы для приготовления перечисленных на рис.7.3 растворов. Предварительно отработанные растворы подвергают электролитической проработке в диафрагменном электролизере при соотношении площади анодов к площади катодов от 1:1 до 3:1, анодной плотности тока 1,0-4,0 А/дм2. Материал анодов - свинец или сплав свинца с сурьмой или с оловом, материал катодов - нержавеющая сталь, продолжительность электролиза определяется из расчета 4 А ч на 1 г СггОз. Анодное и катодное пространства разделены керамической или фторопластовой диафрагмой. В анодное пространство заливают обрабатываемый раствор, где происходит окисление хрома (III), а в катодное пространство - 5-10 %-ный раствор серной кислоты. В катодном пространстве происходит осаждение примесных ионов тяжелых металлов (ИТМ). 282 Рис.7.2. Схема возможных путей вторичного использования (рекуперации) отработанного электролита анодирования алюминия в хромовой кислоте и эматалирования Рис.7.3. Схема возможных путей вторичного использования (рекуперации) отработанных растворов хроматирования цинковых и кадмиевых покрытий, удаления недоброкачественных покрытий, травления меди и ее сплавов, снятия травильного шлама и пассивации покрытий 283 |