CN103225102B - 去除镀铬溶液中有害杂质的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除镀铬溶液中有害杂质的设备，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极、阴极、及处于所述阳极和阴极之间的多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50‑80份骨料、5‑15份分散剂、0.2‑1份粘接剂、0.1‑0.5份非离子型表面活性剂、5‑15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30‑85%，孔径为0.001μm‑1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。本发明设备快速去除镀铬溶液中有害金属离子和降低塑料电镀粗化液中的三价铬离子含量；本发明的设备不仅体积小，操作简单，而且处理速度快，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速去除镀铬溶液中杂质(有害的金属离子)的设备和快速降低塑料电镀铬酐硫酸型溶液中三价铬离子含量的设备，涉及电镀技术领域。
背景技术
在镀铬工艺中，包括装饰铬镀液和功能铬镀液(硬铬镀液)。镀铬溶液中有害的杂质有：铁离子、铜离子、钙离子、镍离子、锌离子、钠离子、钾离子、氯离子、硝酸根离子和过量的三价铬离子等。有害金属离子总含量超过15克/升后，镀液无法正常电镀，光亮范围变窄，深度能力下降，均镀能力变差，电流效率降低。过量的三价铬含量，阴极胶体膜厚而致密，硫酸难以溶解，铬层只能在原晶粒上长大，导致结晶粗糙，镀层暗而无光泽。杂质含量过高后镀液报废，给环境处理工作带来严重压力。
以往采用的各种类型的硫酸铬酸型粗化液在使用一段时间后，粗化液中三价铬的含量过高，会导致被粗化的ABS表面被氧化能力减弱，生成亲水性极性基团的速度和数量都将急剧下降。这时，主要靠硫酸蚀刻丁二烯而产生孔洞，其结合力也要明显下降。废粗化液中含有大量的铬酐和硫酸，将它弃去，不仅浪费大量资源，而且会严重地污染环境。同时，市场使用素烧陶瓷筒三价铬电解机，存在降低三价铬速度慢，投入成本比较大的不足。
迄今为止，六价铬在电镀行业，被利用于镀铬，塑料电镀粗化，钝化剂等方面，但对人体、对环境危害极大。虽然也有相关取代六价铬方式的研究，但并不能完全将该工艺取缔，所以有必要对六价铬电镀这种电镀对环境带来的污染进行防止、制止和处理。
目前，净化镀铬溶液的办法是使用素烧陶瓷筒，例如：CN100585014C，此方法仅采用电迁移收集，速度相当慢。
使用全氟磺酸型均相离子膜和硅藻土结合，例如：CN102206849A，其处理有害金属杂质速度快，但是由于使用硅藻土，导致耐酸度低，使用寿命短，运行成本提高。
还有，另一种方法是使用阳离子交换树脂，但该方法占地面积大，树脂容易老化，操作复杂，运行成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻便快捷，运行操作简单，处理速度快而彻底的镀铬溶液快速除杂设备。
本发明的另一目的是提供一种用于该除杂设备的电解隔膜。
本发明的还一目的是提供一种用于该除杂设备的阳极。
本发明的还一目的是提供一种用于该除杂设备的阴极。
为了实现本发明目的，本发明提供一种去除镀铬溶液中有害杂质的设备，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极、阴极、及处于所述阳极和阴极之间的多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
其中，优选的，所述多孔电解隔膜的孔隙率为75-80％，孔径为0.003-0.005μm。
所述多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜的形状为四周封闭、上开口的筒状，比如截面为圆形、正多边形等。
所述骨料采用多晶莫来石棉、α-氧化铝、硅酸铝纤维或陶瓷纤维等，优选为α-氧化铝，其可选用微米，密度3.39-4.10g/cm3，优选为60-70份，其介电常数小，作为多孔电解隔膜的骨架原料，在高频、高压和较高的温度下使用，结构很稳定，耐酸度达到99％，制成多孔电解隔膜后，损耗不大，使用寿命很长。
所述分散剂可以使用纳米γ-氧化铝、高纯锆铝、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)、氧化钛或石蜡、氧化锆、碳粉或碳酸盐、钛白粉、碳化硅的一种或多种组合。
所述粘接剂使用全氟共聚物或聚合物耐酸耐碱耐温性质的粘接剂(采用Oxy tech公司的产品氟化物SMI型聚合物粘接剂或成都托马斯铁氟龙胶水)、聚乙烯醇、陶瓷类高温粘接剂、BD801粘接剂的一种或多种。
所述非离子型表面活性剂选择乙氧基化非离子型氟碳表面活性剂或全氟表面活性剂JFN-600。
所述成孔剂采用羧甲基纤维素钠(CMC)、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、淀粉、氟化镁的一种或多种。
所述多孔电解隔膜或复合多孔隔膜与阴极形成的阴极室内含有20-100g/L铬酸和0.1-2g/L硫酸溶液或磷酸或无机硫酸盐。
所述阳极的形状为板状、圆柱状、梅花状、椭圆状、或棱形网状版面制成的蜂窝状的圆筒形或正多边形结构；所述蜂窝状采用单根和单根间的孔隙或孔径为5-50mm的棱形网状版面制成的。其材质选用：铅或铅锡合金或铅锑合金或钛及钛基氧化物或钛合金等。
所述阴极、阳极表面积比1:2-1:300为佳。
所述多孔电解隔膜或复合多孔隔膜与阳极形成的阳极室内放置待处理的镀铬溶液。
本发明的一种去除镀铬溶液中有害杂质的设备，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：多孔电解隔膜或复合多孔隔膜、阳极、阴极；所述复合多孔隔膜由两层多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜，成为复合多孔隔膜；所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份添加剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂经过球磨，混合，注模，成型，干燥，制得多孔电解隔膜；
所述阳极为钛及钛基氧化物或钛合金或铅或铅锡合金，采用粗细的钛及钛基氧化物或钛合金或铅或铅锡合金属丝制作成棱形网状版面，棱形网状版面再经机加工后成为蜂窝结构；
所述阴极是直径为5-100mm的圆柱体；
所述阴极、阳极表面积比1:2-1:300。
本发明还提供一种可快速去除镀铬溶液中有害金属离子和降低塑料电镀粗化液中的三价铬离子含量的电解隔膜，其为多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
优选的，所述多孔电解隔膜的孔隙率为75-80％，孔径为0.003-0.005μm。
所述多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜的形状为四周封闭、上开口的筒状，比如截面为圆形、正多边形等。
所述骨料采用多晶莫来石棉、α-氧化铝、硅酸铝纤维或陶瓷纤维等。
所述分散剂可以使用使用纳米γ-氧化铝、高纯锆铝、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)、氧化钛或石蜡、氧化锆、碳粉或碳酸盐、钛白粉、碳化硅的一种或多种组合。
所述粘接剂使用全氟共聚物或聚合物耐酸耐碱耐温粘合剂(采用Oxy tech公司的产品氟化物SMI型聚合物粘接剂或成都托马斯铁氟龙胶水)、聚乙烯醇PVA、陶瓷类高温粘接剂、BD801粘接剂的一种或多种。所述粘接剂会使界面整体均匀受力，连接强度高，稳定性好，并且低热膨胀系数，典型的抗热震性能，粘接剂在高温达1260℃环境下连续工作，同时因改性材料为具有抗氧化性质的陶瓷材料，故粘结部位具有优秀的抗氧化防腐功能，涂层结构均匀致密，保护内衬，具备较高的机械强度和卓越的化学稳定性，抗腐蚀和凹陷，陶瓷涂层能承受较强电场而不被击穿。
所述非离子型表面活性剂选择乙氧基化非离子型氟碳表面活性剂或全氟表面活性剂JFN-600，作用为发泡、分散，使膜结构均匀，孔隙均匀。
所述成孔剂采用羧甲基纤维素钠(CMC)、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、淀粉、氟化镁的一种或多种。
本发明的电解隔膜可采用烧制或压制方法制成，所述烧制采用将各成分按比例研磨，混合均匀、注模、成型、先进行脱水干燥后，1500-1800℃烧制8-24小时而成。
所述压制采用将各成分按比例混合，注模成型，在一定压力(8公斤压力)成孔，干燥制成。
所述复合多孔电解隔膜采用将多孔电解隔膜作为骨架作用，两层骨架隔膜相夹全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜，封闭，折压，压制，干燥制成。
本发明还提供针对该去除镀铬溶液中有害杂质的设备的阳极，所述阳极的形状为板状、圆柱状、梅花状、椭圆状、或棱形网状版面制成的蜂窝状的圆筒形或正多边形结构；所述蜂窝状采用单根和单根间的孔隙或孔径为5-50mm的棱形网状版面制成的。其材质选用：铅或铅锡合金或铅锑合金或钛及钛基氧化物或钛合金等。
其中，所述板型厚度10-20mm，宽度和长度可依据所述多孔电解隔膜形状和大小而定。圆筒形长度受多孔电解隔膜形状和大小而定。
本发明还提供一种电解槽，其包含上述电解隔膜。其作用是电子迁移、离子选择、离子交换、离子渗透、电化学氧化还原，等原理净化溶液中视觉看不见的金属离子杂质。
具体地说，一种电解槽，其包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极、阴极、及处于所述阳极和阴极之间的多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
本发明还提供一种快速去除“铬酸-硫酸”型溶液中有害杂质的隔膜电解机装置，包括上述电解槽、两条循环系统、以及置于所述电解槽上方的铬雾净化装置，所述第一循环系统两端分别处于所述电解槽两端的阳极附近，且通过管路依次连接有液位控制器、自吸泵、盛有待处理溶液的容器、过滤机、流量控制器，待处理镀铬溶液在所述第一循环系统内进行循环；所述第二循环系统两端处于所述电解槽的电解隔膜与阴极之间且通过管路依次设有收集调节槽、固液分离器、自吸泵；电解隔膜内部被析出杂质在所述第二循环系统内进行循环。
过滤机用于过滤溶液溶液中视觉能看得见的悬浮物及化学产品淤泥。
流量控制器和液位控制器，用于控制设备液位和流量，流量大小影响净化处理速度。
自吸泵用于抽取或排空或提升或溢流等作用。
固液分离器用于处理阴极室电解处理后，杂质电解液经收集，在收集调节槽中添加还原剂，使危害性大的六价铬离子还原成毒性很小的三价铬离子，调整pH在7-9，弱碱性，使金属杂质基本处于悬浮物状态，经过固液分离。液体溶液循环回阴极室作为下一次电解的电解液，固体杂质排出。实现零排放，有效防止对环境的第二次污染。
铬雾净化装置用于将设备内的铬雾排出，因为工作温度在0-90℃，一般工作温度在60℃左右，蒸发的气体会带出大量的有害六价铬，经此装置净化后，防止伤害人体和污染环境。
本发明能快速去除镀铬溶液中有害金属离子和降低塑料电镀粗化液中的三价铬离子含量。设备不仅体积小，操作简单，而且处理速度快，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1所述设备的俯瞰平面图；
图2为本发明实施例1所述设备的突出显示棱形网状的蜂窝结构的阳极在装置中的安装位置立体效果图；
图3为本发明实施例1所述设备的突出显示多孔隔膜或复合多孔隔膜在装置中的安装位置立体效果图；
图4为本发明实施例1所述设备的实际工作时装置的立体效果图；
图5为本发明实施例3所述设备的俯瞰平面图；
图6为本发明实施例3所述设备的立体简图；
图7为本发明快速去除“铬酸-硫酸”型溶液中有害杂质的隔膜电解机装置的工作示意图。
其中，1、1′电解隔膜；2、2′阳极；3、圆柱体阴极和电源阴极导电铜排连接处；4、4′阴极；5、电源阳极导电铜排；6、电源阴极导电铜排；7、电解隔膜下开口；8、8′电解槽；9、过滤机；10、12、自吸泵；11、铬雾净化装置；13、固液分离器；14、液位控制器；15、盛有待处理溶液的容器；16、收集调节槽；17、流量控制器。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明，有利于对本发明及其优点、效果更好的了解，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
如图1-3所示，本发明的去除镀铬溶液中有害杂质的设备，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极2、阴极4、及处于所述阳极2和阴极4之间的电解隔膜(多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜)1。
阳极2为形状是金属材质的具有六面蜂窝结构的阳极，蜂窝结构的六面为网状结构，蜂窝结构截面为正六边形，正六边形的对角距离定义为蜂窝结构的直径，直径在50mm-500mm的范围内，阳极2的六面蜂窝结构内部为电解隔膜1；阳极2使用钛或钛合金及钛基氧化物，建议使用钛基二氧化铅或氧化钇(IrO)或二氧化铅(PbO2)或铅锡合金(含锡6-15％)，采用粗细的金属丝制作成棱形网状版面，棱形网状版面再经机加工后成为蜂窝结构。这样的阳极2不会阻碍被处理溶液的流通。
阴极4由的铁或钢或不锈钢板或钛或钛合金或钛基氧化物或铅及其合金制作成圆柱体。
阳极2的蜂窝结构增强表面阳极电极有效面积，电极反应充分，生成臭氧、过氧化氢、羟基自由基、过氧自由基、氧自由基等一系列强氧化剂，使三价铬氧化成六价铬的速度更快、更彻底。而阴极4上六价铬还原成三价铬被电解隔膜1阻挡，不会迁移到被处理的溶液中，所以被处理溶液中三价铬含量只能直线下降。导电阴极4形状是板状，材料选用铅或铅合金的板或钛或钛合金或钛基氧化物的板材或不锈钢板或铁板制作而成。
阴极4和阳极2，使用不同尺寸来控制阴阳极面积比例，如果着重处理金属离子杂质，面积控制在1:2-2:3，如果着重处理三价铬离子含量，面积控制在1:10-1:300，着重棱形网蜂窝结构更可能实现阳极面积超大，可以实现阴阳极面积比例在1:2-1:300的范围。
电解隔膜1采用多孔隔膜或复合多孔隔膜，形状制作成四周封闭上下敞口的圆形容器，安装时注意使用耐酸耐碱耐温的材质来密封。
电解槽8材料使用PVC或PTFE或钛，建议使用后面两者。
电解槽8上部还设有电源阴极导电铜排6、将圆柱体阴极4和电源阴极导电铜排6相连接的圆柱体阴极和电源阴极导电铜排连接处3，电解槽8两侧还设有电源阳极导电铜排5。
本实施例设备彻底净化镀铬溶液中的有害金属阳离子杂质和降低塑料粗化液中的三价铬离子含量。不仅体积小，操作简单，而且处理速度快，成本又低。
实施例2
图5和图6，是采用方形敞口电解隔膜以及板状铅或铅合金阳极的俯瞰图和立体简图。
导电阳极2′为形状是板状，材料选用铅或铅合金的板或钛或钛合金或钛基氧化物的板材制作而成，板型表面可以做成瓦楞形状或多孔状，来实现面积增大。建议阳极2′使用钛基二氧化铅或氧化钇(IrO)或二氧化铅(PbO2)或铅锡合金(含锡6-15％)。阳极2的蜂窝结构增强表面阳极电极有效面积，电极反应充分，生成臭氧、过氧化氢、羟基自由基、过氧自由基、氧自由基等一系列强氧化剂，使三价铬氧化成六价铬的速度更快、更彻底。而阴极4′上六价铬还原成三价铬被电解隔膜1′阻挡，不会迁移到被处理的溶液中，所以被处理溶液中三价铬含量只能直线下降。
导电阴极4′为形状是板状，材料选用铅或铅合金的板或钛或钛合金或钛基氧化物的板材或不锈钢板或铁板制作而成。
导电阴极4′和导电阳极2′，使用不同尺寸来控制阴阳极面积比例，如果着重处理金属离子杂质，面积控制在1:2-2:3，如果着重处理三价铬离子含量，面积控制在1:5-1:10。
电解隔膜1′采用多孔隔膜或复合多孔隔膜，形状制作成四周封闭上下敞口的方形容器，安装时注意使用耐酸耐碱耐温的材质来密封。
电解槽8使用PVC或PTFE或钛，建议使用后面两者。
本实施例设备彻底净化镀铬溶液中的有害金属阳离子杂质和降低塑料粗化液中的三价铬离子含量。不仅体积小，操作简单，而且处理速度快，成本又低。
实施例3
如图7所示，管路的液体流向，确定其中有两套循环系统，包含一是被处理的“铬酸-硫酸”型溶液的循环系统，二是电解杂质析出电解液的循环系统。
本实施例为一种快速去除“铬酸-硫酸”型溶液中有害杂质的隔膜电解机装置，包括电解槽8、两条循环系统、以及置于所述电解槽8上方的铬雾净化装置11，所述第一循环系统两端分别处于所述电解槽8两端的阳极2附近，且通过管路依次连接有液位控制器14、自吸泵10、盛有待处理溶液的容器15、过滤机9、流量控制器17，待处理镀铬溶液在所述第一循环系统内进行循环；所述第二循环系统两端处于所述电解槽8的电解隔膜1与阴极4之间且通过管路依次设有收集调节槽16、固液分离器13、自吸泵12；电解隔膜内部被析出杂质在所述第二循环系统内进行循环。
电解槽8底部设有电解隔膜下开口7，为电解隔膜隔离的阴极室污水排放处，连接于收集调节槽16。
如图4、7所示，被处理的“铬酸-硫酸”型溶液循环系统，在实施例1或2的基础上，本实施例进一步加装进液装置—过滤机9、出液装置—自吸泵10、铬雾净化装置11。进液装置将需要处理的液体泵送入电解槽8：液体是“铬酸-硫酸”型溶液包括需要净化处理的报废和老化的镀铬溶液、需要净化处理的塑料电镀粗化液。出液装置用于将已经被电解隔膜1净化处理的镀铬溶液或塑料电镀粗化液排出电解槽8，进入容器15。
铬雾排风净化装置11用于将设备内的铬雾排出，防止伤害人体和污染环境。镀铬液中的悬浮物杂质由过滤机9过滤去除，杂质离子由电解隔膜1去除。
隔膜内部被析出杂质的循环系统，加装电解隔膜1、阴极4、收集调节槽16、固液分离器13、自吸泵12。
在电解隔膜1中，杂质金属离子以离子形式和氧化物形式和金属盐形式存在，部分在溶液，部分呈现为固体，部分附着在阴极4表面，经由收集调节槽16和固液分离机13，净化处理。收集调节槽16用于处理阴极室电解处理后，杂质电解液经收集，在收集槽子中添加剂还原剂，使其中的六价铬变三价格，然后调整pH在7-9，弱碱性，使金属杂质基本处于悬浮物状态，再加适量絮凝剂后，经过固液分离(方式多种，比如压滤分离和离心分离)。液体溶液循环回电解隔膜密封的阴极室作为下一次电解的电解液，压滤的固体杂质经过火烧，凝固等方法处理。实现零排放，有效防止对环境的第二次污染。
电解隔膜1内与阴极4之间的阴极室配置有100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、1克/升磷酸的电解杂质析出电解液，等电解处理后，除原先成份存在，杂质存在方式有：以金属离子、金属单质、金属氧化物和金属盐存在于阴极室中的电解液和附着于阴极表面。所以电解一段时间溶液浓度饱和，饱和后就需要清洗隔膜和清洗阴极表面，并且更换电解杂质析出电解液。
实施例4
电解隔膜1可为多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜。图1-6中的电解隔膜1或1′为多孔隔膜或复合多孔隔膜，形状制作成四周封闭上下敞口的圆形或方形容器，安装时注意使用耐酸耐碱耐温的材质来密封。
烧制多孔电解隔膜的各组分及用量为(重量份)：
钛白粉可降低烧制温度，同时增强膜的化学稳定性。
烧制多孔电解隔膜的制备方法为：将各个组分经过按份数比例，研磨后，均匀混合，注模，成型，干燥(脱水)后，烧制(烧制温度恒温控制于1600℃，烧制12小时)，制得多孔电解隔膜，其孔隙率为65-70％，孔径为0.003μm。
多孔电解隔膜属多孔组织孔径可以通过改动配制含量来改变(孔径在0.001μm-1μm之间调整)，成品孔隙率高达30-60％、强度在30-60MPa，吸收性强和渗透性强，利于离子的通过以及收集，起到渗透和收集杂质离子的作用，选材上综合利用后耐酸度是99％，所以使用寿命长。
压制多孔电解隔膜的各组分及用量为(重量份)：
先将各成分进行球磨后，按份数混合，搅拌、蘸料(均匀粘接剂)，混合，注膜成型，工艺压力为9公斤，经干燥后制的，成为多孔组织结构的膜体，膜的剥离强度约30N/2.5cm，孔径0.025μm，孔隙率为70％。
此方法成膜的孔径可以通过改动配制含量来改变，成品孔隙率高达30-85％、强度在30-60MPa，吸收性强和渗透性强，利于离子的通过以及收集，起到渗透和收集杂质离子的作用，选材上综合利用后耐酸度是99％，所以使用寿命长。
由多孔电解隔膜可再制成复合多孔隔膜，采用由两层多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜形成的。全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜采用杜邦Nafion膜。耐酸耐温耐腐，在铬酸-硫酸系列溶液中存在稳定，加大对金属阳离子的吸附作用，处理镀液中有害金属离子会更加彻底。
多孔电解隔膜为口径约5-200mm的方形或圆形的四周封闭上下敞口型容器，轻便容易操作，而且有效使用面积大。
根据实际生产需要处理的量，可以增加电解隔膜的数量，来加速处理速度，电解隔膜的数量增加的同时，金属网状蜂窝结构的阳极也会相应的增加或减少，多孔隔膜或复合多孔隔膜的单元数量越多，处理杂质或降低三价铬离子含量的速度越快。
多孔电解隔膜或复合多孔隔膜内的阴极室里盛放20-100g/L铬酸、0.1-2g/L硫酸溶液、0-2克/升磷酸或无机硫酸盐的电解杂质析出电解液。实际采用100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、1克/升磷酸最佳，假如铬酸浓度低，导电不好，影响处理速度，假如铬酸浓度高，虽然导电效果好，但需要二次处理六价铬的费用也就随之提高，比如在收集调节槽16中需要加入的还原剂量就很大，出来的淤泥也很多，需要处理的固体杂质就很多，生产成本提高，经过多次反复试验证明100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、1克/升磷酸的配比再次设备应用中时最佳。
多孔电解隔膜或复合多孔隔膜外的阳极室里盛放需要净化处理的镀铬溶液，包括镀铬溶液或塑料电镀粗化液。
可以按实际生产需求调节阴极4和阳极2的面积(指浸泡在液体中放电面的面积，阴阳极的对立面都是侧面)，面积比例可以为1:1-1:300，根据需要控制阳极2的金属直径，棱形网状的空隙间距大小，阴极4圆棒的直径和长短来实现。
由多孔电解隔膜可再制成复合多孔隔膜，采用由两层多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜形成的。全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜采用日本Asahi旭化成玻璃公司的Flemion膜。耐酸耐温耐腐，在铬酸-硫酸系列溶液中存在稳定，加大对金属阳离子的吸附作用，处理镀液中有害金属离子会更加彻底。
应用例1
阳极2使用3mm粗细的钛丝，钛丝表面镀20μm后的二氧化铅，做成的棱形网状版面后，再经过机加成直径(即六边形的对角距离)为300mm的蜂窝结构，蜂窝结构内包围1个实施例4的烧制复合多孔电解隔膜1(10只多孔隔膜，直径200mm，壁厚5mm。)。圆柱体阴极4使用直径为50mm的钛管。阴、阳极面积比为1:10，电解杂质析出电解液配置100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、0.5克/升磷酸。
按照图7的工作过程(以下同)，处理1000升报废镀铬溶液，时间72小时。处理前后各项成分数据如下(测量方法：原子吸收分光光度仪和ICP光谱仪，单位：g/L)：
| CrO3 | H2SO4 | Cr3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 处理前 | 210 | 2.2 | 16.2 | 19.265 | 12.131 |
| 处理后 | 200 | 2.3 | 0.1 | 0.0023 | 0.0015 |
处理1000升塑料电镀粗化液，时间24小时，可以去除降低1-1.5千克的三价铬离子。
应用例2
阳极2使用2mm粗细的钛丝，钛丝表面镀20μm后的二氧化铅，做成的棱形网状版面后，再经过机加成直径为300mm的蜂窝结构，蜂窝结构内包围1个实施例4的压制复合多孔隔膜1(使用20只多孔隔膜，直径150mm，壁厚5mm。)。阴极4使用直径为20mm的钛管，阴、阳极面积比1:8，电解杂质析出电解液配置100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、0.5克/升磷酸。
处理1000升报废镀铬溶液，时间36小时。处理前后各项成分数据如下(测量方法：原子吸收分光光度仪和ICP光谱仪，单位：g/L)：
| CrO3 | H2SO4 | Cr3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 处理前 | 350 | 4 | 23.6 | 11.2312 | 12.131 |
| 处理后 | 348 | 4.5 | 0.86 | 0.0563 | 0.06818 |
处理1000升塑料电镀粗化液，时间6小时，可以去除降低0.8-1.3千克的三价铬离子。
应用例3
阳极2使用10mm厚100mm宽1000mm长的板状瓦楞铅合金阳极，阴极4采用3mm厚50mm宽600mm长的不锈钢板，使用10只实施例4的烧制多孔电解隔膜1，直径150mm，壁厚5mm。电解杂质析出电解液配置100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、1克/升磷酸。
处理1000升报废镀铬溶液，时间36小时。处理前后各项成分数据如下(测量方法：原子吸收分光光度仪和ICP光谱仪，单位：g/L)：
| CrO3 | H2SO4 | Cr3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 处理前 | 400 | 4.2 | 30 | 12.094 | 4.8902 |
| 处理后 | 398 | 4.2 | 8.956 | 0.0023 | 0.0001 |
应用例4
阳极2使用10mm厚50mm宽500mm长的板状瓦楞铅合金阳极，阴极4采用3mm厚50mm宽600mm长的不锈钢板，使用10只实施例4的烧制多孔隔膜1，直径150mm，壁厚5mm。电解杂质析出电解液配置100g/L铬酸、1g/L硫酸溶液、1克/升磷酸。
处理1000升报废镀铬溶液，时间24小时。处理前后各项成分数据如下(测量方法：原子吸收分光光度仪和ICP光谱仪，单位：g/L)：
| CrO3 | H2SO4 | Cr3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| 处理前 | 238.45 | 2.7 | 2.4 | 12.094 | 2.8543 |
| 处理后 | 238 | 2.7 | 2.4 | 0.0003 | 0.0001 |
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种去除镀铬溶液中有害杂质的设备，其特征在于，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极、阴极、及处于所述阳极和阴极之间的多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔电解隔膜的孔隙率为75-80％，孔径为0.003-0.005μm。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜的形状为四周封闭、上开口的筒状。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的设备，其特征在于，所述骨料采用纳米γ-氧化铝、高纯锆铝、PTFE、FEP、氧化钛或石蜡、氧化锆、碳粉或碳酸盐、钛白粉、碳化硅的一种或多种组合；所述粘接剂使用全氟共聚物或聚合物耐酸耐碱耐温性质的粘接剂、聚乙烯醇、陶瓷类高温粘接剂、BD801粘接剂的一种或多种；所述非离子型表面活性剂选择乙氧基化非离子型氟碳表面活性剂或全氟表面活性剂JFN-600；所述成孔剂采用羧甲基纤维素钠、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、淀粉、氟化镁的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述阳极的形状为板状、圆柱状、梅花状、椭圆状、或棱形网状版面制成的蜂窝状的圆筒形或正多边形结构。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述阴极：阳极表面积比1:2～1:300。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：多孔电解隔膜或复合多孔隔膜、阳极、阴极；所述复合多孔隔膜由两层多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜，成为复合多孔隔膜；所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份添加剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂经过球磨，混合，注模，成型，干燥，制得多孔电解隔膜；
所述阳极为钛及钛基氧化物或钛合金或铅或铅锡合金，采用φ0.1-10mm粗细的钛及钛基氧化物或钛合金或铅或铅锡合金属丝制作成棱形网状版面，棱形网状版面再经机加工后成为蜂窝结构；
所述阴极是直径为5-100mm的圆柱体；
所述阴极、阳极表面积比1:2-1:300。
8.一种电解隔膜，其特征在于，为多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
9.一种电解槽，其特征在于，包括若干个电解单元，所述电解单元包括：阳极、阴极、及处于所述阳极和阴极之间的多孔电解隔膜或复合多孔电解隔膜，所述多孔电解隔膜由50-80份骨料、5-15份分散剂、0.2-1份粘接剂、0.1-0.5份非离子型表面活性剂、5-15份成孔剂组成，所述多孔电解隔膜的孔隙率为30-85％，孔径为0.001μm-1μm；所述复合多孔电解隔膜由两层所述多孔电解隔膜中间夹一层全氟型磺酸型均相阳离子交换隔膜而成。
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