Способ очистки никелевого электролита Советский патент 1993 года по МПК C25D21/22 

Изобретение относится к технике нанесения защитных покрытий, в частности очистки электролита от продуктов электрохимической обработки поверхности металлов, и может быть использовано в процессах рафинирования электролитов и в цветной металлургии для комплексной очистки никелевых ра творрв от ионов меди и железа,

Известен способ очистки никелевого электролита от ионов железа - реагентный и от ионов меди - электролитический 1. Для удаления примесей железа электролит, подкисляют до рН 3,5-4.0, подогревают до 50-60°С, и добавляют перекись водорода для окисления закисного железа в окйсное при интенсивном перемешивании сжатым воздухом. Окисленное железо осаждают в виде гидроксида, подщелачивая электролит до рН 6,0. Осадок фильтруют, после чего электролит подкисляют до рабочей величины рН и приступают к его дальнейшему использованию..

При повышенном содержании меди электролит подкисляют до рН 2,,0 и прорабатывают при низкой плотности тока (до 0,1 А/дм ) в течение нескольких часов со специальными катодами..

Обычно удаление ионов железа и меди из электролита производят последовательно..

Недостатком способа является обязательная остановка основного технологического процесса электролитического покрытия поверхности металлов, т.е. невозможность непрерывной очистки электролита в рабочей ванне,-что приводит к . непроизводительной потере времени, а в случае очистки от ионрв железа - трудоемкая и длительная фильтрация больших объемов растворов и значительный расход реагентов. Способов комплексной очистки электролита никелирования в одном процессе от ионов железа и меди неизвестно.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ неел

С

vj ЧЭ 4

СЛ

СО

прерывной сорбционной очистки никелевого электролита от ионов железа на фосфор- нокислом катионите 2, который заключается в пропускании загрязненного железом электролита через колонку с кати- онитом на основе стирола и дивинилбензо- ла содержащего фосфорнокислые группы при расходе электролита 0,2-2,0 мл/мин и возврата очищенного электролита на стадию обработки деталей. Последующая реге- нерация сорбента состоит из 2-х стадий: прямоточной промывки сорбента 5-10%- ным раствором серной кислоты для извлечения сорбированного никеля и противоточной промывки 15-20% раство- ром серной кислоты для извлечения сорби- рованного иона железа. Очистка электролита от меди в этом случае не рассматривалась.

Недостатком известного способа явля- ется то, что он не позволяет одновременно Извлекать мешающие принеси ионов железа и меди, а также двухступенчатая регенерация сорбента.

Цель изобретения - возможность одно- временной очистки электролита от ионов железа и меди, упрощение и удешевление процесса. . ; : ...

Указанная цель достигается тем, что в способе.очистки никелевого электролита, включающей непрерывное пропускание электролита через слой сорбента и регенерацию последнего раствором минеральной кислоты, электролит пропускают через слой полиамфолита с фосфорными и аминными функциональными группами типа фоспан при расходе 1,7-0,45 мл/мин, а регенерацию -проводили 0,5-0,25 н раствором серной или соляной кислоты при соотношении объемов раствора кислоты и сорбента 3-5:1. Получают пояиамфолит путем обработки азотсодержащего полимерного материала фосфористой кислотой и формалином в кислой среде, причем в качестве азотсодержа- щего полимерного материала используют модифицированное водорастворимыми полиаминами полиакрилнитрильное волокно. Полиамфолит типа фоспан обладает высокими кинетическими и селективными свойствами, однако практического применения пока не нашел.

В табл. 1 сопоставлены сорбируемость ионов железа, меди и никеля на фосфорно- кислом катионите и предлагаемом амфоли- те. Оценку сорбционной способности проводили а статических условиях на модельном растворе, отвечающем по составу электролиту блестящего никелирования, в который добавляли сульфат меди и железа

(III) в количестве 10 мг/л каждого в расчете на металл.

Комплексную очистку никелевого электролита от ионов меди и железа ведут путем непрерывного пропускания его через поли- амфолит со скоростью 1,7-0,45 мл/мин-см2.

В табл. 2 приведены лабораторные данные по времени очистки и объему очищенного электролита при различных расходах, в том числе выходящих за указанные граничные значения, при очистке электролита от меди и железа в 10 раз. .

Как видно из приведенных данных, с увеличением расхода выше граничного объем очищенного раствора остается практически постоянным. Уменьшение расхода ниже граничного в 2,5 раза практически также не увеличивает объем очищенного электролита, в частности по меди, а продолжительность очистки увеличивается в 3 раза.

После завершения процесса сорбции сорбент регенерируют, В качестве регенерирующего раствора используют 0,25-0,5 н. раствор соляной или серной кислоты. Использование более разбавленной .кислоты приводит к увеличению времени регенерации; использование большей, чем 0,5 н. концентрации кислоты вряд ли целесообразно, т.к. приводит к неоправданному ее расходу.

П р и м е р. В колонку сечением 0,916 см2 загружен полиамфолит в количестве 2,0 г. Высота слоя загрузки 16 см. Через колонку пропускаем 1,0 л модельного раствора никелевого электролита, содержащего ионы меди и железа по 10,0 мг/л каждого со скоростью 0,17 мл/мин-см2. При этом на порядок уменьшается концентрация удаляемых ионов: по меди - во пропущенном объеме (.1,0 л), по железу - в объеме 820 мл. Затем колонку промываем водой (2 колоночных объема) и регенерируем 40 мл (2,5 колоночных объемов) 0,5 н. раствора серной .кислоты. В регенерационном растворе обнаружены медь и железо в количестве, отвечающем поглощенному при очистке 1,0 л электролита.

Способ был апробирован на трех типах . реальных электролитов,в заводских условиях:

а). Электролит цеха № 11 ПО Метрова- гонмаш г.Мытищи, состав, г/л: NIS047H20 200-300; NiC a6H20 40-60; НзВОз 30-35; кумарин 0,5-1,5; паратолуолсульфамид 1,8- 2,0; прогресс жидкий 0,5-1,0; рН -4,5-5,0.

б), Электролит ПО Искож г.Пушкино Московск, обл., состав, г/л: N1CI26H20 300; НзВОз 30; рН 3,5-4,0.

в). Электролит ПО ГЕОХИ АН СССР, состав, г/л: NIS047H20 200-220; NiCl26H20 100-150; НзВОз 25-30; NaCI 4-6; NaF 4-6;

сахарин 0,8-1,0; 2,6-2,7; нафталиндисуль- фокислота 2-4; рН 4,5-5,0.

Предлагаемый способ очистки никелевого электролита по сравнению с прототипом позволяет одновременно удалять из нбго мешающие примеси ионов меди и железа.

Процесс регенерации ионита в заявляемом способе значительно упрощен (одна технологическая операция в потоке) и удешевлен за счет уменьшения объема и концентрации регенерационнрго раствора (0,5-0.25vH. соответствует 2,5-1,25% %).

Использование: очистка никелевого электролита от примесей железа и меди. Сущность изобретения: загрязненный электролит непрерывно пропускают через слой сорбента. Сорбент - полиамфолит, содержащий фосфорные и аминные группы. Расход электролита 1,7-0,45 мл/мин. Регенерацию сорбента проводят 0,5-2,5 н. раствором соляной или серной кислоты. Соотношение объемов раствора кислоты и сорбента 3-5:1. 2 табл.

Формул а изрбретени я Способ очистки никелевого электролита, включающий непрерывное пропускание электролита через слой сорбента и регенерацию последнего раствором минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью возможности одновременной очистки электролита от ионов железа и меди, упрощения и удешевления процесса, электролит пропускают через слой полиамфолита с фосфорными и аминными функциональными группами при расходе 1,7-0,45 мл/мин, а регенерацию проводят 0,5-0,25 н. раствором соляной или серной кислоты при соотношении объемов раствора кислоты и сорбента 3-5:1.

Та бл и ца 1

10

Таблица 2