一種三價鉻電鍍液的再生方法
【專利摘要】本發明介紹了一種三價鉻電鍍液的再生方法，包括陽離子交換樹脂酸液再生、樹脂鉻置換、電鍍液置換、鉻交換樹脂再生、電鍍液配比調整工藝，通過制備鉻交換樹脂，再使用鉻交換樹脂交換廢液的Cu2+、Ni2+、Zn2+離子，然后調整配比得到合格電鍍液。本方法使已經報廢的三價鉻電鍍液可以繼續得到利用，降低了成本，延長了電鍍液的使用壽命，減輕了環境污染；過程不引入其他雜質離子，對電鍍液沒有負面影響；配比調整后的電鍍液，其使用壽命可達新配制的電鍍液壽命80%以上，成本只有新配制的電鍍液的三分之一左右。
【專利說明】一種三價鉻電鍍液的再生方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電鍍技術，特別是一種三價鉻電鍍液的再生方法。
【背景技術】
[0002] 電鍍是一種電化學過程，也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接直流電源后，在零件上沉積出所需的鍍層。
[0003]在工件表面得到所需鍍層，是電鍍加工的核心工序，此工序工藝的優劣直接影響到鍍層的各種性能。電鍍由于工藝和技術成熟，在金屬精飾中按噸位計占加工的首位。電鍍的發展分三個時期，第一時期為改善光澤或耐蝕性，第二時期為因勞力不足而邁向勝利化、自動化，第三時期為減輕公害問題。電鍍不可避免帶來環境污染問題，隨著其它污染小的新技術的發展，電鍍使用范圍正面臨著逐漸被壓縮的威協。另一方面，電鍍本身也正在大力開發污染小新工藝，同時開發能獲取新功能鍍層的工藝，以拓展自身的生存空間。
[0004]但是目前使用的電鍍液，大都是磺酸鹽或者氰化物體系，而且電鍍液里面還含有大量的金屬化合物、光亮劑、表面活性劑、穩定劑等物質，配方非常復雜。一般電解液失效后，不僅僅需要耗費大量的資金進行配制新的電解液，廢舊的電解液還要進行無害化處理，成本非常高昂。實際上，電解行業一直是高污染行業，主要原因就在于廢舊電解液的處理困難。
[0005]由于電鍍液配方復雜，為避免引入其它雜質，很難像污水處理一樣使用沉淀法進行雜質金屬處理。實踐中，每到一定時期，就需要重新更換電鍍液。不僅造成成本增加，而且還存在污染問題。
[0006]三價鉻電鍍液對金屬雜質離子的容忍度是影響其產業化的重要因素之一。當鍍液中的金屬雜質離子超過其容忍極限時，鍍液必須要加以處理，否則就會影響正常工作。三價鉻鍍液對Cu2+、Ni2+、Zn2+雜質的容忍度分別是10、50,60 mg/L,因此，很容易即達到容忍極限。
[0007]《材料保護》2011年第3期的“三價鉻電鍍液中金屬雜質離子濃度對鍍層質量的影響及其處理效果”介紹了一種三價鉻鍍液的處理工藝，使用離子交換技術，在三價鉻電鍍液中添加Cu2+、Ni2+、Zn2+至其容忍度后，分別用離子交換法處理250 ml鍍液，工藝如下:30g氨基羧酸樹脂蒸餾水洗滌一60°C水浴I h—冷水洗一3 mol/LH2 SO4浸泡24 h —蒸餾水洗至pH值4飛一裝柱一加入鍍液(與樹脂等體積)一靜置15 min —調節開閥(流速10滴/min)—氨基羧酸樹脂倒出一水洗至pH值4~5 — 3mol/LH2S04浸泡24 h (2次)一水洗浸泡24 h —超聲波水洗I h —水洗至pH值4~5 — 5%Na0H浸泡24 h —水洗至pH值10。
[0008]但是，該方法在除去Cu2+、Ni2+、Zn2+離子的同時，也除去了有用的三價鉻離子，而且，還造成三價鉻電鍍液的PH值發生變化，造成處理后的三價鉻電鍍液無法按照原有條件進行使用。同時，如果三價鉻電鍍液中含有其他有用金屬離子，也會在置換工藝中被鉻離子置換，從而造成配比不準，影響生產的穩定性。
[0009]因此，迫切需要一種三價鉻電鍍液的再生處理方法，可以延長電鍍液的使用壽命，降低成本，減少污水處理量，降低環境污染。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題是提供一種三價鉻電鍍液的再生方法，通過對電鍍液的再生處理，延長電鍍液的使用壽命，降低成本，減少污環境污染。
[0011]為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案:
本發明的一種三價鉻電鍍液的再生方法，包括:
(1)、陽離子交換樹脂酸液再生:將鈉型強酸性陽離子交換樹脂加入5-20%的硫酸溶液進行再生處理1-5小時，鈉型強酸性陽離子交換樹脂的堆積體積和5-20%的硫酸溶液體積比為1:2~10，將鈉型強酸性陽離子交換樹脂轉化為氫型強酸性陽離子交換樹脂，然后用純水洗去酸液，晾至表干或者水分含量低于5% ;或者直接使用氫型強酸性陽離子交換樹脂；
(2)、樹脂鉻置換:將(I)得到的氫型強酸性陽離子交換樹脂在飽和Cr2(SO4)3溶液中進行鉻置換2-8小時，氫型強酸性陽離子交換樹脂的體積和飽和硫酸銅溶液體積比為1:廣3，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，，晾至表干或者水分含量低于5%，將氫型強酸性陽離子交換樹脂轉化為鉻交換樹脂；
(3)、電鍍液置換:將( 2)制備的鉻交換樹脂加入多級置換塔，將待處理的電鍍液緩慢流過鉻交換樹脂，每級置換塔中電鍍液流過樹脂的速度為每升樹脂0.5-5L/h ;所述的多級置換塔為2飛級，分別裝有鉻量不同的鉻交換樹脂；雜質離子含量高的電鍍液首先流過含鉻量高的鉻交換樹脂，然后流入鉻含量高的鉻交換樹脂，經過多級置換，最后得到鉻置換后的電鍍液；含鉻量高的鉻交換樹脂經過置換后，含鉻量降低，作為前一級鉻交換樹脂使用，第一級鉻交換樹脂鉻含量低于樹脂鉻置換后的鉻交換樹脂含鉻量30%后，進入酸液再生程序;
(4)、鉻交換樹脂再生:第一級置換塔的鉻交換樹脂含鉻量不合適時，將該鉻交換樹脂進行再生；具體再生方法是:首先在純水中將該鉻交換樹脂洗滌，洗去表面的電鍍液，晾至表干或者水分含量低于5% ;然后將表干或者水分含量低于5%的鉻交換樹脂在飽和Cr2 (SO4) 3溶液中進行鉻置換2-10小時，樹脂的體積和飽和Cr2 (SO4) 3溶液體積比為I 3，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，晾至表干或者水分含量低于5%，將樹脂轉化為鉻交換樹脂，可以進入(3)工序繼續使用；
(5)電鍍液配比調整:將鉻置換后的電鍍液中，通過補加酸液和電鍍液的其他成分對電鍍液進行配比調整，使電鍍液的配比符合電鍍要求。這是由于雖然含有的雜質Cu2+、Ni2+、Zn2+離子大部分被置換，但是由于電鍍液置換過程中，也有一部分氫離子被鉻離子置換，電鍍液的PH值降低，通過補加酸液和電鍍液的其他成分，使電鍍液的配方符合電鍍要求。
[0012]本發明的一種三價鉻電鍍液的再生方法，其對電鍍液進行配比調整的具體方法為:測定鉻置換后的電鍍液的三價鉻離子和其他金屬離子含量以及電鍍液酸值，通過補加新組分，對電鍍液進行配比調整，如果補加組分會使某一成分濃度超標，按照該超標的組分為參照，加入純水稀釋后使超標的組分合格后補加其他組分，使電鍍液的配比符合電鍍要求。
[0013]本專利所述的交換樹脂的體積，是指交換樹脂自身的體積，不包括樹脂與樹脂的之間的空隙。[0014]本專利所述的各種百分含量，除了專門指示為體積比例的以外，均為質量含量。
[0015]本專利的有益效果在于:
通過本方法的實施，使已經報廢的三價鉻電鍍液可以繼續得到利用，降低了成本，延長了電鍍液的使用壽命，減輕了環境污染；尤其對于電鍍鉻質量要求高的電鍍工藝，能夠提高電鍍液的有效壽命3倍以上，降低電鍍液配制成本。最重要的，去除過程中，不引入其他雜質離子，對電鍍液沒有負面影響；配比調整后的電鍍液，其使用壽命可達新配制的電鍍液壽命80%以上，成本只有新配 制的電鍍液的三分之一左右。
【具體實施方式】
[0016]下面通過一種含三價鉻電鍍液的具體再生方法來進一步介紹本發明。
[0017]實施例一
一種含鉻的電鍍廢液，基本組成為硫酸鉻、硫酸鈉、硼酸、硫酸鋁、十二烷基硫酸鈉、絡合劑和穩定劑均按一定比例構成，其余為水。經過使用后，電鍍液的Cu2+、Ni2+、Zn2+離子濃度分別為11、40、65 mg/L，不能正常使用。
[0018]將市售的DOOl型大孔強酸性苯乙烯系樹脂加入三倍體積的濃度為8%的硫酸溶液進行再生處理2小時，將鈉型樹脂轉化為氫型強酸性陽離子交換樹脂，然后用純水洗去酸液，晾至表干。
[0019]將得到的氫型強酸性陽離子交換樹脂在飽和Cr2 (SO4) 3溶液中進行鉻置換2小時，樹脂的體積和飽和硫酸鉻溶液體積比為1:3，然后用純水沖洗除去Cr2 (SO4)3溶液，晾至表干，將樹脂轉化為鉻交換樹脂。
[0020]將制備的鉻交換樹脂加入3級置換塔，將待處理的電鍍液緩慢流過鉻交換樹脂，每級置換塔中電鍍液流過樹脂的速度為每升樹脂lL/h ;置換塔分別裝有鉻量不同的鉻交換樹脂；雜質離子含量高的電鍍液首先流過含鉻量高的鉻交換樹脂，然后流入鉻含量高的鉻交換樹脂；含鉻量高的鉻交換樹脂經過置換后，含鉻量降低，作為前一級鉻交換樹脂使用，第一級鉻交換樹脂鉻含量低于樹脂鉻置換后的鉻交換樹脂含鉻量30%后，進入酸液再生程序；
鉻交換樹脂再生:鉻交換樹脂含鉻量不合適時，在純水中將該鉻交換樹脂洗去電鍍液，晾至表干；然后將樹脂在飽和Cr2(SO4)3溶液中進行鉻置換2小時，樹脂的體積和飽和Cr2(SO4)3溶液體積比為1:3，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，晾至表干后可以進入其他工序繼續使用。
[0021]測定將鉻置換后的電鍍液的酸值和三價鉻離子、鈉離子、鋁離子、Cu2+、Ni2+、Zn2+離子含量，測得Cu2+、Ni2+、Zn2+離子含量分別為2、5、8 mg/L，滿足使用要求。通過補加新組分，對電鍍液進行配比調整，使電鍍液的配比符合電鍍要求。如果補加組分會使某一成分濃度超標，按照該超標的組分為參照，加入純水稀釋后使超標的組分合格，然后補加其他組分。
[0022]配比調整后的電鍍液，其使用壽命為新配制的電鍍液壽命80%以上，各項指標滿足使用要求，而成本只有新配制的電鍍液的30%。
[0023]實施例二
一種含鉻的電鍍廢液，基本組成為硫酸鉻、硫酸鈉、硼酸、硫酸鋁、十二烷基硫酸鈉、絡合劑和穩定劑均按一定比例構成，其余為水。經過使用后，電鍍液的Cu2+、Ni2+、Zn2+離子濃度分別為8、55、45 mg/L，不能正常使用。
[0024]將天津市波鴻建材化工樹脂有限公司的D001-CC型孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂加入2倍體積的濃度為12%的硫酸溶液進行再生處理3小時，將鈉型樹脂轉化為氫型強酸性陽離子交換樹脂，然后用純水洗去酸液，晾至表干。
[0025]將得到的氫型強酸性陽離子交換樹脂在飽和Cr2 (SO4) 3溶液中進行鉻置換2小時，樹脂的體積和飽和硫酸鉻溶液體積比為1:2，然后用純水沖洗除去Cr2 (SO4)3溶液，晾至表干，將樹脂轉化為鉻交換樹脂。
[0026]將制備的鉻交換樹脂加入4級置換塔，將待處理的電鍍液緩慢流過鉻交換樹脂，每級置換塔中電鍍液流過樹脂的速度為每升樹脂0.5L/h ;置換塔分別裝有鉻量不同的鉻交換樹脂；雜質離子含量高的電鍍液首先流過含鉻量高的鉻交換樹脂，然后流入鉻含量高的鉻交換樹脂；含鉻量高的鉻交換樹脂經過置換后，含鉻量降低，作為前一級鉻交換樹脂使用，第一級鉻交換樹脂鉻含量低于樹脂鉻置換后的鉻交換樹脂含鉻量30%后，進入酸液再生程序；
鉻交換樹脂再生:鉻交換樹脂含鉻量不合適時，在純水中將該鉻交換樹脂洗去電鍍液，晾至表干；然后將樹脂在飽和Cr2(SO4)3溶液中進行鉻置換3小時，樹脂的體積和飽和Cr2(SO4)3溶液體積比為1:2，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，晾至表干后可以進入其他工序繼續使用。
[0027]測定將鉻置換后的電鍍液的酸值和三價鉻離子、鈉離子、鋁離子、Cu2+、Ni2+、Zn2+離子含量，測得Cu2+、Ni2+、Zn2+離子含量分別為2、8、6 mg/L，滿足使用要求。通過補加新組分，對電鍍液進行配比調整，使電鍍液的配比符合電鍍要求。如果補加組分會使某一成分濃度超標，按照該超標的組分為參照，加入純水稀釋后使超標的組分合格，然后補加其他組分。
[0028]配比調整后的電鍍液，其使用壽命為新配制的電鍍液壽命80%以上，各項指標滿足使用要求，而成本只有 新配制的電鍍液的30%。
【權利要求】
1.一種三價鉻電鍍液的再生方法，其特征是:包括: (1)、陽離子交換樹脂酸液再生:將鈉型強酸性陽離子交換樹脂加入5-15%的硫酸溶液進行再生處理1-5小時，鈉型強酸性陽離子交換樹脂的堆積體積和5-15%的硫酸溶液體積比為1:2~10，將鈉型強酸性陽離子交換樹脂轉化為氫型強酸性陽離子交換樹脂，然后用純水洗去酸液，晾至表干或者水分含量低于5% ;或者直接使用氫型強酸性陽離子交換樹脂； (2)、樹脂鉻置換:將(I)得到的氫型強酸性陽離子交換樹脂在飽和Cr2(SO4)3溶液中進行鉻置換2-8小時，氫型強酸性陽離子交換樹脂的體積和飽和硫酸銅溶液體積比為1:廣3，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，，晾至表干或者水分含量低于5%，將氫型強酸性陽離子交換樹脂轉化為鉻交換樹脂； (3)、電鍍液置換:將(2)制備的鉻交換樹脂加入多級置換塔，將待處理的電鍍液緩慢流過鉻交換樹脂，每級置換塔中電鍍液流過樹脂的速度為每升樹脂l_5L/h ;所述的多級置換塔為2飛級，分別裝有鉻量不同的鉻交換樹脂；雜質離子含量高的電鍍液首先流過含鉻量高的鉻交換樹脂，然后流入鉻含量高的鉻交換樹脂，經過多級置換，最后得到鉻置換后的電鍍液；含鉻量高的鉻交換樹脂經過置換后，含鉻量降低，作為前一級鉻交換樹脂使用，第一級鉻交換樹脂鉻含量低于樹脂鉻置換后的鉻交換樹脂含鉻量30%后，進入酸液再生程序; (4)、鉻交換樹脂再生:第一級置換塔的鉻交換樹脂含鉻量不合適時，將該鉻交換樹脂進行再生；具體再生方法是:首先在純水中將該鉻交換樹脂洗滌，洗去表面的電鍍液，晾至表干或者水分含量低于5% ;然后將表干或者水分含量低于5%的鉻交換樹脂在飽和Cr2 (SO4) 3溶液中進行鉻置換2-10小時，樹脂的體積和飽和Cr2 (SO4) 3溶液體積比為I 3，然后用純水沖洗除去Cr2(SO4)3溶液，晾至表干或者水分含量低于5%，將樹脂轉化為鉻交換樹脂，可以進入(3)工序繼 續使用； (5)電鍍液配比調整:將鉻置換后的電鍍液中，通過補加酸液和電鍍液的其他成分對電鍍液進行配比調整，使電鍍液的配比符合電鍍要求。
2.根據權利要求1所述三價鉻電鍍液的再生方法，其特征是:對電鍍液進行配比調整的方法為:測定鉻置換后的電鍍液的三價鉻離子和其他金屬離子含量以及電鍍液酸值，通過補加新組分，對電鍍液進行配比調整，如果補加組分會使某一成分濃度超標，按照該超標的組分為參照，加入純水稀釋后使超標的組分合格后補加其他組分，使電鍍液的配比符合電鍍要求。
【文檔編號】C25D21/22GK103938259SQ201410197606
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】尤逸民 申請人:洛陽偉信電子科技有限公司