Способ регенерации отработанных электролитов хромирования Советский патент 1993 года по МПК C25D21/18 

Изобретение относится к нанесению покрытий электролитическим способом,

Цель изобретения - интенсификация процесса и снижение потерь хрома.

Ниже приведены примеры конкретного осуществления способа. Обьем отработанного электролита во всех примерах - 100 л.

П р и м е р 1. Оптимальные значения параметров способа.

Состав отработанного электролита, г/л:

СгОз-235,4 Fe3t- 12,58

СпгОз-3.4 ,2 Карбонизированная гидроокись кальция (содержащая 25% углекислого кальция) в количестве, кг:

Р 1,98x12,58+ 1,46x3,4 + 0,77x2,2 +

+ 0,21 х235,4 - 81 кг/м3 8,1 кг/100 л.

Готовят 40%-ную водную пасту, размешивая 4 кг (50%) карбонизированной гидроокиси кальция в 6 л воды. В отработанный электролит при комнатной температуре вводят приготовленные 10 кг пасты,, а затем оставшиеся 4,1 кг порошка гидроокиси кальция. Включают подогрев ванны, При достижении температуры 70°С обогрев прекращают и дают выдержку 50 мин. Выпавший легкофильтруемый осадок отделяют и промывают 10 л воды, которую затем возвращают в фильтрат. Состав осадка Fe(OH)3 - 67%, Сг(ОН)з - 21 %, вода - 12%. Осадок выпадает сразу. Характеристика фильтрата, г/л:

СгОз - 220

Сг20з-1,8

Объем фильтрата - 102 л.

Осаждают избыток ионов кальция при температуре 45°С с помощью 0,6 л серной кислоты в течение 20 мин. Осадок промываFe3+-0,81 ,40

со

о

Ч)

ю о

Fe3+ - 0,7 ,1

Fe3+-7,7 ,5

ют 0,5 л воды, которую затем возвращают в фильтрат,

Характеристика регенерированного электролита: состав, г/л

СгОз-218

СгаОз-1,6

Электролит прозрачный, ярко вишневого цвета. Выход по СгОз - 96%.

Объем- 104л.

П р и м е р 2. Минимальные значения параметров способа,

Состав отработанного электролита, г/л:

СгОз- 149,3

Сг20з-2,1

Карбонизированная гидроокись кальция Р 5,1 кг, содержащая 20% углекислого кальция.

Готовят 40 %-ю водную пасту, размешивая 2,5 кг карбонизированной гидроокиси кальция в 3,75 л воды. В отработанный электролит при комнатной температуре вводят приготовленные 6.25 кг пасты, а затем оставшиеся 2,6 кг порошка гидроокиси кальция. Подогревают ванну до 60°С и выдерживают 60 мин. Легкофильтруемый осадок, который выпадает через 5-10 мин, промывают 10 л воды, которую затем возвращают в фильтрат. Состав осадка Ре(ОН)з - 63% С(ОН)з - 24%, вода - 13%.

Характеристика фильтрата, г/л:

СгОз-136 Fe3+-1,5

Сгз Оз - 0,9 SOo2 - 0,3

Осаждают избыток ионов кальция с помощью 0,4 л серной кислоты при температуре 45°С в течение 20 мин. Осадок промывают 0,4 л воды, которую затем возвращают в фильтрат.

Характеристика регенерированного электролита: состав, г/л

СгОз-134,6

СгаОз - 0,8

Электролит прозрачный, светло вишневого цвета. Выход по СгОз - 92%. Объем 102 л.

П р и м е р 3. Максимальные значения параметров способа.

Состав отработанного электролита, г/л

СгОз-270 Fe3+-21,4

Сг20з-8,3 S042 -2,6 Карбонизированная гидроокись кальция в количестве 11,3 кг, содержащая 30% углекислого кальция.

Гото.вят 40%-ю водную пасту, размешивая 5,6 кг карбонизированной гидроокиси кальция в 8,4 л-воды. В отработанный электролит при комнатной температуре вводят приготовленные 14 кг пасты, а затем оставшиеся 5,7 кг порошка гидроокиси кальция. Подогревают ванну до 80°С и выдерживают 40 мин. Легкофильтруемый осадок, который выпадает через 1-2 часа, промывают 10 л

Fe3+ - 1,3 1,4

воды, которую затем возвращают в фильтрат. Состав осадка Ре(ОН)з 60%, Сг(ОН)з- 21%, СаСЮ4-9%, вода-10%.

Характеристика фильтрата, г/л СгОз-244 Fe -3,2 СгаОз-2,8 ,6 Осаждают избыток ионов кальция с помощью 0,8 л серной кислоты при температуре 45°С в течение 20 мин. Осадок 0 промывают 0,7 л воды, которую затем возвращают в фильтрат.

Характеристика.регенерированного электролита: состав, г/л

СгОз-256,5 ,1 5 Сг2Оз-2,4 ,1

Электролит полупрозрачный, темно вишневого цвета. Выход по СгОз - 95%. Объем - 105л.. Пределы содержания карбоната каль- 0 ция 20-30% выбраны исходя из того, что при1 более низком его содержании происходит слишком бурная реакция, осадок получается коллоидным, гидроокись . хрома (III) не осаждается. При содержании карбонатов 5 более 30% отмечается повышенный непроизводительный расход осадителя.

Температурный интервал выдержки выбран исходя из оптимизации параметров времени и степени фильтруемости осадка. 0 При более низких температурах время формирования фильтруемого осадка увеличивается до 24 ч, а при более высоких - происходит большое упаривание электролита и увеличение загазованности рабочих 5 мест.

В качестве осадителя могут применяться реактивная гидроокись кальция по ТОСТ 9262-77, а также строительная известь по ГОСТ 9179-77, которые предварительно вы- 0 держиваются на воздухе для образования и накопления в них карбонатов до 20-30% по массе.

Для наглядности результаты экспериментов приведены в таблице. 5 Технико-экономическими преимуществами способа являются

- малая продолжительность и энергоемкость процесса,

.- экономия материальных ресурсов,

0

возможность регенерации электролитов без разбавления

- защита окружающей среды. Формула изобретения Способ регенерации отработанных 5 электролитов хромирования, включающий осаждение гидроокисью кальция вредных примесей, преимущественно ионов железа (III) и хрома (III), и фильтрацию осадка, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения потерь хрома, предварительно гидроокись кальция выдерживают на воздухе до содержания карбоната кальция 20-30%, количество оса- дителя рассчитывают по формуле

Р 1.98Сре3++1,46ССг3++ + OJ7Cso3 + 0,21 Союз где С - концентрация компонентов, г/л,

а осаждение проводят при комнатной температуре и барботэже в два этапа, причем на первом половину осадителя вводят в электролит в виде 40%-ной водной пасты, на второй - в виде порошка, после чего электролит нагревают до 60-80°С и выдерживают 40-60 мин до образования легкофильтруемого осадка.

Использование: химическая регенерация отработанных электролитов хромирования. Сущность изобретения: гидроокись кальция предварительно карбонизируют на воздухе до уровня 20-30%, затем карбони-, зированная гидроокись вводится в неразбавленный электролит в количестве, определяемом по формуле: Р .. 1,98Сре3+ + 1,46Ccr3+ +.0,77Cso T + 0,21Ссюз. где С с индексами - содержание компонентов, г/л. В два приема: половина в виде 40% водной пасты, половина в виде порошка ори барбо- таже воздухом и комнатной температуре, после чего электролит нагревают до 60- 80°С и дается выдержка 40-60 мин для образования легкофильтруемого осадка гидроокисей трехвалентного хрома и железа. Выход регенерированного электролита по Сг6+ составляет 92-96%. 1 табл.