Способ электромембранной регенерации раствора снятия хромовых покрытий

Авторы патента:

Колесников Владимир Александрович (RU)

C25F7/02 - регенерация использованных жидкостей

C23F1/46 - регенерация травильных составов

Владельцы патента RU 2591025:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) (RU)

Изобретение относится к гальванотехнике и может использоваться на участках гальванического хромирования. Способ регенерации раствора для снятия хромового покрытия, содержащего гидроксид и хромат натрия, включает проведение электрохимической обработки регенерируемого раствора в камерах двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной и трехкамерного электролизера с катионообменной и анионообменной мембранами в следующей последовательности: сначала в анодной камере двухкамерного электролизера, затем в средней камере трехкамерного электролизера, затем в катодной камере двухкамерного электролизера и катодной камере трехкамерного электролизера. Способ позволяет получить раствор для снятия хромовых покрытий первоначального состава и раствор хромовой кислоты, который можно использовать на операциях хромирования или хроматной обработки. Изобретение обеспечивает устранение резкого спада тока вскоре после его включения для электрохимической обработки, что позволяет вести регенерацию раствора в стабильном режиме вплоть до завершения. 2 пр.

Изобретение относиться к гальванотехнике, конкретно, к способам регенерации раствора на основе гидроксида натрия (100-200 г/л), применяемого для анодного снятия хромовых покрытий с хромированных стальных деталей и с подвесочных приспособлений, и может быть использовано на участках хромирования гальванических цехов.

В процессе анодного снятия (растворения) хромового покрытия в электролите накапливаются ионы хромата. Поэтому отработанный раствор, содержащий гидроксид и хромат натрия, необходимо обезвреживать, нейтрализуя содержащуюся в нем щелочь и обрабатывая его после этого каким-либо восстановителем для перевода ионов хромата в ионы трехвалентного хрома с последующим добавлением щелочного реагента для осаждения гидроксида хрома. С целью снижения расхода химикатов и количества образующихся отходов обезвреживание отработанных растворов целесообразно заменить их регенерацией, то есть удалением из отработанного раствора большей части накопившихся в нем ионов хромата и повышением концентрации гидроксида натрия до первоначального уровня.

Известен способ регенерации кислых хроматсодержащих растворов путем их электрохимической обработки в анодной камере электролизера с катионообменной мембраной [Kruglikov S. S. Removal of metal cations from chromaer-based solutions by mermbrane electrolysis. Metal Finishing, vol. 107, # 11, November 2009, p. 13-1; Патент РФ 2481424, з. от 28.072011, опубл. 10.05.2013]. В этом способе процесс регенерации включает удаление из регенерируемого раствора накапливающихся ионов цинка путем их переноса из регенерируемого раствора - анолита через катионообменную мембрану в католит - вспомогательный раствор серной кислоты, а также анодное окисление ионов трехвалентного хрома в хромат. Регенерированный раствор - это анолит, из которого удалена большая часть содержавшихся в нем ионов цинка и восстановлена первоначальная концентрация ионов хромата.

Технической задачей разрабатываемого способа является, наоборот, удаление из регенерируемого раствора ионов хромата. Ввиду этого наиболее близким по решаемой задаче и технической сущности является способ очистки электролита хромирования от ионов железа и других катионных загрязнений [Патент РФ 2481425, з.28.07.2011, опубл. 10.05.2013]. В этом способе ионы хромата во время электролиза переходят из средней камеры в анолит. Однако при реализации этого способа растворы на всех стадиях многостадийного процесса регенерации должны иметь кислую реакцию, что обеспечивает достаточную электропроводность как самих растворов (католитов и анолитов), так и разделяющих их мембран. Попытки осуществить регенерацию сильнощелочного раствора снятия хромовых покрытий с помощью этого способа оказались неудачными из-за резкого падения силы тока в результате многократного возрастания сопротивления электролизера вскоре после включения тока.

В предлагаемом способе задача по устранению резкого спада тока вскоре после начала электролиза решается путем проведения процесса регенерации электрохимической обработкой регенерируемого раствора в камерах двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной и трехкамерного электролизера с катионообменной и анионообменной мембранами в следующей последовательности: сначала в анодной камере двухкамерного электролизера, затем в средней камере трехкамерного электролизера, затем в катодной камере двухкамерного электролизера и катодной камере трехкамерного электролизера.

В результате регенерации получают раствор гидроксида натрия исходного состава (100-150 г/л) и побочный продукт - раствор хромовой кислоты (25-50 г/л), который можно использовать для приготовления и корректировки электролита хромирования, растворов пассивации и др. Важная особенность предлагаемого способа - отсутствие резкого спада тока вскоре после его включения, что позволяет продолжать вести процесс регенерации в стабильном режиме вплоть до его завершения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Раствор снятия хромового покрытия в ванне (4) содержит 100 г/л гидроксида натрия и 10 г/л хромового ангидрида. Регенерацию проводили в течение 15 ч и стабильном напряжении постоянного тока 18 В. Сила тока в цепи в ходе электролиза составляла 15-18 А, постепенно увеличиваясь от начального до конечного значения. По окончании процесса регенерации получен раствор снятия с концентрацией гидроксида натрия 140 г/л и остаточной концентрации хромового ангидрида 2 г/л, возвращенный в ванну снятия (4), и раствор хромовой кислоты в емкости (10), содержащий 25 г/л хромового ангидрида.

Пример 2

Раствор снятия хромового покрытия в ванне (4) содержит 120 г/л гидроксида натрия и 20 г/л г/л хромового ангидрида. Регенерацию проводили в течение 25 ч при стабильном напряжении 17 В. Сила тока в цепи составляла 20-25 А, постепенно увеличиваясь от начального до конечного значения. По окончании процесса регенерации получен раствор с концентрацией гидроксида натрия 150 г/л и остаточной концентрацией хромового ангидрида 3 г/л, возвращенный в ванну снятия хрома (4), и раствор хромовой кислоты с концентрацией хромового ангидрида 40 г/л.

Способ регенерации раствора для снятия хромовых покрытий, содержащего гидроксид и хромат натрия, включающий электрохимическую обработку раствора в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной и затем в средней камере трехкамерного электролизера с катионообменной и анионообменной мембранами, отличающийся тем, что после упомянутой обработки в средней камере раствор обрабатывают в катодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной и в катодной камере трехкамерного электролизера с катионообменной и анионообменной мембранами.

Изобретение относится к способу извлечения золота из сернокислого электролита для электрополировки изделий, содержащего комплексное соединение иона золота с тиомочевиной.

Способ регенерации электролита для анодной подготовки деталей на основе железа к железнению // 2334834

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, в частности к регенерации отработанного электролита для анодной подготовки деталей на основе железа к железнению.

Способ обработки травильного средства (варианты) // 2119973

Устройство для регенерации медьсодержащих растворов травления // 2095471

Изобретение относится к травлению медных покрытий, в частности, в производстве печатных плат, а именно к процессам выделения меди в виде металла из отработанных растворов травления с одновременной регенерацией раствора для дальнейшего использования.

Способ непрерывного траввления меди и устройство для его осуществления // 2089666

Способ травления и регенерации травильного раствора на основе персульфата аммония // 2080414

Изобретение относится к электрохимическому производству и может быть использовано для регенерации отработанных травильных растворов в производстве печатных плат.

Способ регенерации соляной кислоты из отработанных травильных растворов // 2061102

Изобретение относится к способам регенерации соляной кислоты из отработанных травильных растворов (ОТР), содержащих кроме неиспользованной травильной кислоты (HCl) и хлористого железа (FeCL2) высокий процент хлорного железа (FeCl3) и органические поверхностно-активные вещества.

Электролизер для регенерации сернокислых травильных растворов // 1421807

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет увеличить степень регенерации и снизить расход электроэнергии. .

Способ регенерации отработанных растворов // 1382882

Изобретение относится к гальваностегии , в частности к способам регенерации отработанных растворов, содержащих аммиачные комплексы меди. .

Раствор для электрохимического удаления медных покрытий // 730889

Способ извлечения меди (+2) из отработанных растворов // 2568225

Способ извлечения меди (+2) из отработанных растворов относится к промышленной экологии и к химической технологии органических веществ. Способ может быть использован для утилизации жидких отходов производства, в частности отработанных растворов анодного оксидирования алюминия и его сплавов, отработанных растворов гальванического меднения, отработанных растворов травления меди и ее сплавов, отработанных растворов травления печатных плат.

Способ получения гидроксохроматов меди(+2) // 2504517

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения гидроксохроматов меди(+2) включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего хром(+6) и медь(+2), образование осадка гидроксохроматов меди(+2) и его отделение от раствора.

Установка для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора // 2490374

Изобретение относится к установкам для регенерации соляной кислоты из отработанного травильного раствора, образующегося при очистке поверхности стального проката, работающим в замкнутом цикле, путем термического разложения раствора и последующей абсорбции образующегося при этом хлороводорода водой.

Способ очистки поверхности полупроводниковых пластин и регенерации травильных растворов // 2486287

Изобретение относится к очистке поверхности полупроводниковых пластин от металлических загрязнений, а также к регенерации отработанных травильных растворов и может быть использовано в радиотехнической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Способ комплексной утилизации отходов, образующихся при обработке титановых полуфабрикатов, с получением гексафторотитаната калия // 2448907

Изобретение относится к технологии утилизации отходов, включающих соединения титана, и может быть использовано для улучшения экологии путем переработки техногенных отходов, возникающих в процессе производства полуфабрикатов и изделий из сплавов на основе титана, а также для получения товарного продукта - гексафторотитаната калия (K2ТiF6).

Способ утилизации отработанных травильных растворов, содержащих сульфаты и хлориды железа (ii) // 2428522

Изобретение относится к утилизации отработанных кислых (солянокислых и сернокислых) травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в металлургической промышленности, промышленной экологии, а также в процессах водоочистки с использованием коагулянтов.

Способ регенерации молибдена и кислот из отработанного раствора травления молибденовых кернов в производстве электроламп и электровакуумных приборов и установка для его осуществления // 2376396

Изобретение относится к области металлургии молибдена, в частности к извлечению молибдена из кислых растворов, содержащих смесь азотной и серной кислоты и молибден в широком диапазоне концентраций, а также другие примеси, и может быть использовано при извлечении молибдена из отходов электролампового, электронного и гидрометаллургического производств.

Способ регенерационной очистки щелочных растворов меднения // 2343225

Изобретение относится к очистке отработанных щелочных растворов меднения регенерацией катионов меди (II) и комплексонов и может быть применено в гальванотехнике и в промышленной экологии.

Способ регенерации отработанных травильных кислотных растворов, образующихся при обработке титановых сплавов // 2289638

Изобретение относится к регенерации отработанных травильных кислотных растворов и утилизации отходов, образующихся при травлении титановых сплавов. .

Травильно-регенерационный процесс и способ регенерации отработанных травильных растворов // 2232208

Изобретение относится к химическому кислотному травлению металлов, приводящему к образованию отработанных металлсодержащих травильных растворов и промывных вод.

Способ регенерации отработанных кислых травильных растворов, образующихся при обработке изделий из титана // 2596564

Изобретение относится к области кислотного травления поверхности металлического титана и его сплавов и может быть использовано при регенерации и обезвреживании отработанных кислотных травильных растворов (ОКТР) титанового производства. В способе регенерации ОКТР обрабатывают щелочью до значения рН 7,6-7,8, образующийся гидроксид титана отфильтровывают, а фильтрат подвергают электрохимической обработке в четырехкамерном мембранном электролизере, в котором первую и четвертую камеры, катодную и анодную, отделяют катионообменными мембранами, между второй и третьей камерами помещают анионообменную мембрану, фильтрат прокачивают насосом через вторую камеру, в первую камеру подают 0,1 Н раствор гидроксида натрия, в третью - 0,1 Н раствор плавиковой кислоты, через четвертую камеру прокачивают насосом 0,1 Н раствор серной кислоты, фильтрат перерабатывают при плотности тока 200 - 800 А/м2 с получением щелочи в первой камере и смеси кислот в третьей камере, применяемых в процессе травления титана. Технический результат - создание способа переработки ОКТР с получением гидроксида титана и смеси кислот, применяемых для приготовления травильного раствора, используемого в производстве изделий из титана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.