镀硬铬老化液的再生回用

王宗雄 储荣邦

0 前 言

利用素烧陶瓷筒隔膜电解净化法，处理镀硬铬老化液中有害金属杂质和三价铬。该方法投资少，操作简单易行。素烧陶瓷隔膜筒电解净化硬铬镀液的方法，也适用于塑件电镀粗化液和装饰铬等老化液的杂质处理。无锡宜奥龙环保设备有限公司专业生产素烧陶瓷筒电解机等产品，这为清洁生产、减少六价铬污染作出了贡献。

1 素烧陶瓷隔膜电解原理

素烧掏瓷隔膜电解，实质上是电解和电渗析的组合。它借动隔膜把电解槽分为阴极室和阳极室，在直流电场的作用下，通过隔膜产生离子的迁移，同时在电极表面发生下列的氧化还原反应：

(1)阳极反应：阳极导电板采用为铅锡板。三价铬离子在阳极上氧化成六价铬，氯离子氧化成氯气逸出。

Cr3+－3e→Cr(Ⅵ)

2Cl-－2e→Cl2↑

4OH-－4e→2H2O+ O2↑

利用阳极氧化反应，将老化液中的Cr3+氧化成Cr(Ⅵ)。

(2)阴极反应：阴极板采用铅合金板。阴极室内注入稀硫酸，铜、铁、锌等阳离子通过隔膜进入阴极室，在阴极上析出。

Cu2+＋2e→Cu

Ni2+＋2e→Ni

Fe3+＋3e→Fe

2H+＋2e→H2↑

从而将镀硬铬老化液利用阴极还原反应，将老化液的金属杂质在阴极上沉积被除去而得到净化再生。

2 隔膜电解技术参数和操作条件的影响

(1)技术参数：

①镀硬铬老化液为阳极室溶液

②阴极室溶液：即为素烧陶瓷筒内注入5%硫酸(体积比)

③阳极与阴极面积比约≥1.5︰1.0

④电压：4.5～7.0 V

⑤电流密度：5～8 A/dm2（实际采用6 A/dm2）。

(2)操作条件：

①电流密度的影响：一般来说电流密度高、氧化能力大。但电流密度过高，氢气和氧气析出剧增，此时，液温升温太快、铬雾逸出严重、恶化操作环境，弊大于利。如采用6 A/dm2则电解时产生焦耳热和溶液的自然冷却速度可以基本平衡。所以，如一班制生产或二班制生产在晚上进行净化时温度不会上升，有安全措施保障下，可不用人长期看管，但要定时检查。

②温度的影响：溶液温度高些，溶液黏度下降，它有利于离子迁移。但是温度过高会使氧的超电压降低，而不利于氧化反应，且产生的铬雾加剧。但液温又不能太低。因为液温太低，会使溶液黏度增大，当温度低于40 ℃时，还可能在素烧陶瓷筒外壁析出铬酸酐，从而堵塞隔膜微孔使电解中断。因此，一般以控制温度在55～65 ℃范围内为宜。

③电解时间：一般均应以老化液中的三价铬含量高低而定。三价铬含量越高，电解时间则越长。当电解到Cr3+浓度10 g/L左右时即停止处理。因为电流效率与Cr3+含 量的关系是Cr3+浓度低于10～15 g/L时，电流效率下降，在Cr3+降至10 g/L左右时电流效率可以维持在较高水平。

3 注意事项

(1)阴极室内的硫酸要测定其含量并调整含量，还要把沉淀物弃去。据报道，阴极室溶液的比重最好与阳极室的老化液比重相当。这样可防止由于二室溶液比重不同而造成Cr(Ⅵ)和Cr3+离子的倒渗。

(2)溶液温度不能过低，或断电情况素烧筒溶液放置时间过长都会造成素烧筒微孔的堵塞，致使电流下降，严重时甚至电流中断。

(3)隔膜电解过程中阴极室中的H+在阴极表面还原成氢气析出，游离的SO42-在直流电作用下会透过素烧陶瓷筒微孔而迁移至阳极室，故阳极室中的硫酸根浓度在电解时会不断增加。

(4)经电解净化的老化液可一直循环使用下去。在有害的金属离子特别多时，可采用改性阳离子树脂吸附处理。1 kg改性阳离子树脂一次可吸附阳离子杂质30 g，可重复吸附、再生100次。因此，阳离子杂质含量较多时，先用隔膜电解净化，再用改性树脂吸附，这样组合方法处理成本更低，除杂效果更好。

(5)停止电解后，素烧陶瓷筒内的溶液应及时放空，并应每次清洗待用。

(6)电解净化工作时应经常观察电流与电压，例如电压高、电流低则说明处于不正常状态，应立即检查原因，如极板钝化要及时清洗，挂钩导电接触是否良好等。