2015年12月14日星期一

電鍍三種溶液的淨化


由於鍍鉻液、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,需進行淨化處理。用傳統處理方法,污染大,運行復雜,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,多種方法結合既解決了污染問題又可節約生產成本。

鍍硬鉻時,為了提高鍍層與基體的結合力,常常需要對基體材料進行反向電流處理,此時一方面會有部分鐵隨之溶解進入鍍液中,且鍍層厚度越厚,需要處理的強度越強,時間也越長,產生的金屬鐵離子也越多。隨著時間陽極處理的推移,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,由於多數采用含氟類添加劑,此類鍍液可以對底層的鍍鎳層等有效進行活化,以便於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,隨之操作範圍也變得越來越窄,高電流區域易燒焦。通常也只能通過去除部分鍍液,補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合力,必須對塑料在電鍍前進行粗化處理,然後在此表面施塗一層導電層,如敏化、浸膠、化學鍍等。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,當三價鉻≧35g/L粗化質量就很難保證了,此時只得去除部分粗化液,隨之補充部分新液或全部更換新液。銅件拋光液中,金屬銅的不斷溶解電鍍會使溶液中銅離子不斷升高,影響拋光質量,及拋光速度,這就需要對溶液進行部分或全部更換。采用對老化溶液進行更換處理的方法,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擔。

為進一步提高此類溶液的利用率,部分企業采用不同的方法對其進鋁表面處理行處理回用。大體上說,可分為以下幾種:離子交換法,沉澱法,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硬陽處理形式存在於溶液中的,而其它包括三價鉻在內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行吸附去除,然後再用強酸將吸附的金屬離子洗脫,從而實現淨化溶液的目的。此法要求鉻液含鉻酸濃度不得高於150g/L,且設備投資也較高,樹脂使用壽命也不是太長,因而此法只在少數的大型企業仍有使用,在此也不作多述。

沉澱法是采用特定的沉澱劑,與金屬離子形成沉澱,然後過濾去除。此類沉澱劑與金屬離子形成的沉澱不應有過多的數量,否則也會因沉澱量過大,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取得了較好的應用效果。此法在銅件鍍鉻的溶液及銅拋光溶液中,應用更有針對性,後將詳述。

隔膜電解法早期主要是指素燒陶瓷筒電解淨化法。該方法投資少,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於:①電解效率較低,處理速率不是太快。②素燒陶瓷筒內的溶液需定期用硫酸調節,所用硫酸極易進入鍍液,造成鍍液中酸根離子升高較快,需用碳酸鋇進發色處理行沉澱去除。電鍍槽對硫酸根較敏感,因此,此方法不太適合於電鍍槽液中使用,而對於硫酸根不太敏感的粗化槽中使用應該還是可以使用的。③素燒陶瓷筒耐鉻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,有利於克服素燒陶瓷筒的上述缺點而研制的,它的電流效率是素燒陶瓷筒的2-10倍,對於硫酸根有很好的阻擋作用。此法對於電鍍液有很好的處理效果。

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