Способ регенерации хромсодержащих растворов

Способ регенерации хромсодержащих растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ХРОМ- СОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, включающий их электролиз с использованием нерастворимых электродов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его эффективности , электролиз ведут с использованием вращающегося катода из алюминия и его сплавов или нержавеющей стали при степени погружения его в раствор 0,1-0,3 от рабочей площади, при линейной скорости вращения катода 0,2-1,0 см/с, катодной плотности тока 10-30 А/дм и неподвижном свинцовом, аноде при анодной плотности тока 2-3 А/дмс выделением на катоде меди и железа и одновременным окислением трехвалентного хрома в исходную шестивалентную форму с последующей с @ химической корректировкой раствора добавлением хромового ангидрида.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

11 .22 (11) ц12 g С 25 C i/00; С 25 D 21/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРеТений и ОтнРитий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - Ц .1 (2i) 3680704/22-02 (22) 23.12,83 (46) 30.12.85. Бюл, М - 48 (71)Казанский инженерно-строительный институт (72) Г,И,Захватов (53) 669.268.6/7:546.76 (088.8) (56) Никулин Ф.Е, Утилизация и очистка промышленных отходов, — Л,:

Судостроение, 1980, с,91-93.

Авторское свидетельство СССР

И - 905339, кл. С 25 D 11/18, 1981. (54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ХРОМСОДЕРЖА1ЦИХ РАСТВОРОВ, включающий их электролиз с использованием нерастворимых электродов,о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его эффективности, электролиз ведут с использованием вращающегося катода из алюминия и его сплавов или нержавеющей стали при степени погружения его в раствор О, 1-0,3 от рабочей площади, при линейной скорости вращения катода 0,2-1,0 см/с, катодной плотности тока 10-30 А/дм и неподвижном свинцовом аноде при анодной плотности тока 2-3 А/дм с выделением на катоде меди и жепеза и одновременным окислением трехвалентного хрома в исходную шестивалентную форму с последующей химической корректировкой раствора добавлением хромового ангидрида.

Изобретение относится к технологии регечерации и очистки промьппленных сточных вод и мажет быть использована в машиностроительной отрасли и гальванотехнике для регенерации отработанных растворов хромированкя и хромосодержащих травильных растворов.

Цель изобретения — упрощение процесса регенерации и повышение его эффективности.

П р и и е р 1.Проводят регенерацию отработанного раствора хромирования прн следующих условиях : катод -" полупогруженныи вращающийся цилиндр из нержавеющей стали (глубина погружения О,? поверхности), скорость вращения 0,5 см/с; катодная плотность тока ;5 А/дм .

Анод-свинец, анодная плотность тоКа — 2,5 A/äì, Температура раствора 19 С, Результаты в сравнении с прототипом приведены в таблице 1 (данные прототипа в скобках).

Пример ?. Проводят регенерацию отработанного хромосодержащего раствора снятия меди с использованием вращающегося частично погруженного катода из сплава

Д16АТ (отоженный), глубина погружения 0,2 поверхности), скорость вращения катода 0,8 см/с, катодная плотность тока — 30 А/дм L

Анодная плотность тока 3 А/дм

Ъ температура раствора 20 С.

Результаты приведены в табл.2 (данные прототипа в скобках), Как видно, в обоих случаях увеличение времени регенерации более

8 ч с целью увеличения степени регенерации неэффективно, однако присутствие ионов меди и железа в указанных пределах вполне допустимо с точки зрения повторного использования растворов. Опытная проверка подтверждает восстановление после регенерации свойств раствора хромирования (после соответствующей добавки хромового ангидрида) и травления до уровня, близкого к свежим растворам.

Влияние катодной плотности тока на процесс регенерации приведено в примере 3.

Пример 3. Проводят регенерацию отработанного хромосодержащего раствора травления меди с

1201352 использованием вращающегося катода из сплава Д16АТ. Скорость вращения катода 0,5 см/с, анодная плотность тока 2,0 и 3,0 А/дм . Время регенерации 8 ч.

Результаты приведены в табл.3.

Как видно из результатов табл.3 понижение катодной плотности тока за пределы диапазона 0-30 А/дм приводит к резкому ухудшению травящей способности раствора,что объясняется значительным содержанием в растворе ионов меди (и железа).

В то же время повышение катод-!

5 ной плотности тока до 35 А/дм" приводит также к ухудшению травящей способности раствора в связи с резким повышением содержания меди (и железа) в растворе, а также

20 уменьшением содержания 6-валентного хрома (в связи с частичным восстановлением хрома на катоде при высоких катодных плотностях тока).

Использование других металлов

25 в качестве катода (меди, нержавеющей стали, титана и др.) дает несравненно худшие результаты.

Влияние анодной плотности тока на процесс регенерации приведено в щ примере 4.

Пример 4. Проводят регенерацию отработанного хромосодержащего раствора травления меди с использованием вращающегося катода иэ сплава Д16АТ. Скорость вращения катода 0 5 см/-. Катодная плотность тока 20 А/дм . Время регенерации

8 ч.

Результаты приведены в табл,4.

4О Из результатов табл,4 следует, что уменьшение анодной плотности тока ниже 2 А/дм приводит к значительному ухудшению травящей способности раствора, что отражается в

4 составе раствора в виде возрастания содержания 3-валентного хрома по сравнению с оптимальной областью, В то же время увеличение катодной плотности тока свыше 3,0 А/дм так"

1 же дает некоторое ухудшение результатов, что в сочетании с повышенными энергозатратами (за счет большего анодного перенапряжения) и понижением устойчивости анода делает применение повышенных анодных плотностей тока нецелесообразными.

Во всех случаях при регенерации используется вращение катода в ши120135?

1О

Табляяа

С одеряание коклонентов а растворе восле вреиени регенерации, г/л

Коивонен та> раствора ы воканате (яскод

Сг

98 ° 8 (94> 7) 100 ° 2 (93, 1) 99,0 (90 ° 1) 95,5

Cr 7+

1,4 (9,7) 1, 7 (11,8)

1,5 (1,8) 1,4 (1,3) 8,7

2,5 (8 ° 9)

2,0 (2,6) (б > )б)

Ре

Си 4

3,2

0,28(0>30) 0,26(0,28) 0,24(0,25) рН (ед,) 0,32

Таблица 2

Содеряаяие коивонентов н растворе восле регенерации

)Ь»воненти раствора и яокааате (яскод- 4 е ое) 12 н

>»

100 (89> О) 100 (88, 6) 99 (86, 5)

9,5 (19,4) 9,0 (20,1) 9,5 (22,4)

0,8 (0>8) 0,8 (О>8) 0,8 (О ° 8)

13,2 (16) 7,4 (9,9) 7>0 (6,6)

0>28 39) (0 32) 20 (0>26) От+а

90> 4

0,8

Cuб1 23 рй (ед.) 0 47

17(8) 18 (8) 4 (7) Скорость 5 сяятин яедя, ик!е, (округлено для

5 обрандов) роком диапазоне скоростей 0,21 см/к, Вращение катода со скоростью в указанных пределах является обязательным условием достижения регенерации: при меньших скоростях наблюдается осаждение металлического хрома на катоде, что является недопустимым процессом; при более высоких скоростях осадок на катоде плохо сцеплен с основой и удаляется при вращении катода.

Упрощение предлагаемого способа объясняется его одноступенчатым характером, отсутствием диафрагменного разделения катодного и анодного процессов, отсутствием химических реагентов. Это одновременно повышает эффективность метода за счет зкономии материальных и энергетических ресурсов, снижением потерь при регенерации, связанных с дополнительной химической обработкой.

При таком проведении электролиза достигается непрерывность процесса, так как осадок металлов с вращающегося катода удаляется при помощи скребка. Предотвращение восстановления 6-валентного хрома на катоде достигается сочетанием эффекта вращения полупогруженного катода и материалом, из которого он выполнен.

Применение предлагаемого спосо-ба обеспечит эффективную регенерацию растворов хромирования и осо бенно растворов травления из-эа их быстрого истощения, что позволит сэкономить значительное количество хромового ангидрида и предотвратить сброс стоков на нейтрализацию, что также обеспечит дополнительный экономический эффект ° Следует отметить, что по сравнению с известными методами осуществление регенерации по данному способу значительно упрощает технологию процесса, способствуя его автоматизации и облегчению внедрения в производство.

1201352

Таблица 3

КомпоненДо регене

g„5

Д„= 10

Д„= 20

Д„= 35 тели рации

Д Д

2 3

gà Да Да gà

2 3 2 3

Дд Д Ц, Д

3 2 3

26 фб +

Ге

Си рН (ед.) 022 0,18 0,20 0,16 0,17 0,14 0,16 О,ii 0,12 009 0,10

Скорость снятия меди, мк/г

2,8

Таблица 4

Компоненты раствора и показатеДо регенерации ли

91,6

104

103

105

102

22,8

16 3

10,2

8,9

10,8

1,6

1,5

1,5

1,7

5,1

1,8

8,8

Си

8,8

9,0

22,2

9,2

9,0 рН (ед.) 0,08

0i07

0,07

0 05

0,01

0,15

Скорость снятия меди, 4, 1

11,8

16,2

15,9

17,0

17,5 оставитель Н.Новиков

Техред И.Асталош

Редактор I,Авраменко

Корректор 0,Луговая.

Заказ 7965/25 Тираж 636 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 ты раст вора и показаб .+

Cr

Сг (+3- )

Содержание компонентов в растворе, г/л

Электрический режим регенерации, A/дм

86,2 99 101 !00 101 102 102 101 102 88 90

12, 8 12, 1 13,0 12, 1 11,5 10,0 12,4 11,2 18,9 16, 6

3,9 2,8 2,2 1,6 1,5 0,9 0,9 . 1,2 1,4 2,2 2,9

27ь5 24 2 23в0 12ю6 12)9 8 6 9юO 12в2 13в1 20в6 21 2

8, 1 8,4 11, 6 12,2, 15; 1 15,0 14,5 15,6 9,2 9, 5

Содержание компонентов в растворе, г/л

Электрический режим регенерации, A/äì

g4 =1ь5 g =2ю0 Дц =2ю5 Да =310 gô =Зв5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4