CN112028316A - 一种含铬钝化液处理方法和处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种含铬钝化液处理方法和处理系统，包括以下步骤:a、从反应罐中抽取含铬的钝化液放入三角瓶中，用PH检测探头读取PH值。b、向三角瓶的溶液内加入的硫酸溶液、标准浓液的硫酸亚铁铵溶液，直到PH数值为7时停止，通过计算得出六价铬、三价铬的浓度；c、根据反应罐中含铬钝化液的总容量，配比第一容器罐中硫酸亚铁铵以及相应第二容器罐中氢氧化钙的总物质量；d、将第一容器罐内的硫酸亚铁铵通入反应罐中，将六价铬还原为三价铬；e、将第二容器罐内的氢氧化钙通入反应罐中，将三价铬沉淀；f、启动与压滤机将反应后的溶液抽取至储存罐内；本含铬钝化液处理方法，将钝化液中的铬离子进行沉淀，处理方便且高效，使其他水溶液达到环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及热镀锌钝化加工领域，具体涉及一种含铬钝化液处理方法和处理系统。
背景技术
热镀锌技术是目前世界上钢材防腐蚀方法中一种最基础、最古老、最广泛的方法，钢材热镀锌工艺与其他金属防腐蚀方法相比，在镀层电化学保护性、镀层的致密性、镀层耐久性。镀层免维护性、镀层与基体结合力、镀层经济性以及热镀锌工艺对钢制件形状和尺寸的适应性、生产的高效性方面所具有的优势是其他工艺所无法比拟的，因此广泛用于冶金、建材、建筑、电力、交通、车船制造、机电和农业等国民经济的各个领域。
在对工件进行镀锌加工时，工件经过较长时间的储运，需要对工件进行钝化处理，以防止在储运过程中产生腐蚀。其腐蚀产物通常称为白锈。常用钝化方法为有铬酸盐法进行处理。但是钝化液中为含铬重金属水溶液，不能进行排放，导致钝化液使用老旧，从而达不到钝化质量要求。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术存在的问题之一，本发明的一个目的在于提出一种含铬钝化液处理方法，该处理方法能够将钝化液中的铬离子进行沉淀，处理方便且高效，使其他水溶液达到环保要求。
为实现上述目的，本一种含铬钝化液处理方法和处理系统包括以下步骤:
a、从反应罐中抽取含铬的钝化液放入三角瓶中，将PH检测探头放置在三角瓶的溶液中，并读取PH值。
b、向三角瓶的溶液内加入的硫酸溶液，再逐滴加入标准浓液的硫酸亚铁铵溶液，直到PH数值为7时停止，通过如下化学反应方程式：
还原反应：Cr6++(NH4)Fe(SO4)2·6H20＝Cr3++Fe2(SO4)3+NH3↑
通过计算得出六价铬、三价铬的浓度；
c、再根据如下化学反应方程式：
沉淀反应：Cr3++Ca(ON)2+Fe2(SO4)3＝Cr(OH)3↓+Ca2(SO4)3↓
计算所需要氢氧化钙的物质量，再根据反应罐中含铬钝化液的总容量，配比第一容器罐中硫酸亚铁铵以及相应第二容器罐中氢氧化钙的总物质量；
d、控制器先打开第一容器罐与反应罐之间的水泵，其之间设有的流量阀调节通过的溶液量，将第一容器罐内的硫酸亚铁铵通入反应罐中，将六价铬还原为三价铬；
e、控制器再打开第二容器罐与反应罐之间的水泵，其之间设有的流量阀监测通过的液体量，将第二容器罐内的氢氧化钙通入反应罐中，将三价铬沉淀；
f、启动与反应罐连通的压滤机，将反应后的溶液抽取至储存罐内，储存罐上的PH检测器实时对储存罐的酸碱度进行监测，并通过电信号传导至控制器中，控制器控制显示器将其显示。
进一步的，步骤a中PH检测的探头使用蒸馏水进行清理，清理2min后再放入三角瓶中。
进一步的，步骤b中加入钒示剂。
进一步的，所述步骤b中硫酸溶液中硫酸与水的配比为＝1：3。
一种含铬钝化液处理系统，包括第一容器罐、第二容器罐和储存罐；第一容器罐内装有硫酸亚铁铵溶液，第二容器罐内装有氢氧化钙溶液；
第一容器罐与反应罐连接之间、第二容器罐与反应罐连接之间均设有水泵、控制液体单向流入反应罐的单向阀和调节液体流量的流量阀，每个水泵和流量阀分别与控制器连接，并通过控制器控制其相应的动作；
反应罐通过压滤机与储存罐连接，使得将反应后的液体抽取至储存罐中。
进一步的，所述第一容器罐下端的排液口与密封的第一收集罐连通，其之间设有第一开闭阀，第二容器罐下端的排液口与密封的第二收集罐连通，其之间设有第二开闭阀。
进一步的，所述反应罐底部为倒置圆锥结构，并且底端设有出料口与压滤机连接。
进一步的，还包括：液位感应器，液位感应器为多个，并相应设置在第一容器罐、第二容器罐、反应罐和储存罐中，每个液位感应器与控制器连接；控制器控制显示器显示各个罐体的液位，并与报警装置连接。
进一步的，还包括：设置在储存罐内的PH检测器，PH检测器通过电信号至控制器中，控制器控制显示器显示PH数值、控制流量阀的流量调整。
与现有技术相比，本一种含铬钝化液处理方法先从反应罐中抽取含铬的钝化液放入三角瓶中，用PH检测探头进行检测，再向三角瓶的溶液内加入的硫酸溶液、标准浓液的硫酸亚铁铵溶液，直到PH数值为7时停止，通过计算得出六价铬、三价铬的浓度，因此实现对抽取的铬离子浓度的精准计算；
再根据反应罐中含铬钝化液的总容量，配比第一容器罐中硫酸亚铁铵以及相应第二容器罐中氢氧化钙的总物质量，通过第一容器罐内的硫酸亚铁铵通入反应罐中，第二容器罐内的氢氧化钙通入反应罐中，相应实现六价铬还原为三价铬、三价铬沉淀，因此实现对钝化液中铬离子沉淀的精准配制，处理方便且高效，使其他水溶液达到环保要求；
本一种含铬钝化液处理系统的第一容器罐与反应罐连接之间、第二容器罐与反应罐连接之间均设有水泵、控制液体单向流入反应罐的单向阀和调节液体流量的流量阀，每个水泵和流量阀分别与控制器连接，并通过控制器控制其相应的动作，因此实现自动反应，避免人工操作，并且避免罐体的相互污染；由于设置多个液位感应器，通过液位感应器实时对各个罐体内溶液的液位进行监测，避免溶液过量或过少，更加安全可靠，另外控制器可以将各个罐体得液位情况反馈至显示器上，实现人员的更好观察，将对特殊要求罐体设置液位区间，当液位感应器感应溶液过量或过少，控制器可控制报警装置进行报警，提醒人员注意或查看。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图中：1、第一容器罐，2、第二容器罐，3、反应罐，4、压滤机，5、储存罐，61、液位感应器，62、流量阀，63、水泵，64、单向阀，65、PH检测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本一种含铬钝化液处理方法，包括以下步骤:
a、从反应罐3中抽取含铬的钝化液放入三角瓶中，将PH检测探头放置在三角瓶的溶液中，并读取PH值。
b、向三角瓶的溶液内加入的硫酸溶液，再逐滴加入标准浓液的硫酸亚铁铵溶液，直到PH数值为7时停止，通过如下化学反应方程式：
还原反应：Cr6++(NH4)Fe(SO4)2·6H20＝Cr3++Fe2(SO4)3+NH3↑
通过计算得出六价铬浓度；
c、再根据如下化学反应方程式：
沉淀反应：Cr3++Ca(ON)2+Fe2(SO4)3＝Cr(OH)3↓+Ca2(SO4)3↓
计算所需要氢氧化钙的物质量，再根据反应罐3中铬钝化液的总容量，配比第一容器罐1中硫酸亚铁铵以及相应第二容器罐2中氢氧化钙的物质量；
d、控制器先打开第一容器罐1与反应罐3之间的水泵63，其之间设有的流量阀62调节通过的液体量，将第一容器罐1内的硫酸亚铁铵通入盛有含铬钝化液的反应罐3中，将六价铬还原为三价铬；
e、控制器再打开第二容器罐2与反应罐3之间的水泵63，其之间设有的流量阀62监测通过的液体量，将第二容器罐2内的氢氧化钙通入反应罐3中，将三价铬沉淀；
f、启动与反应罐3连通的压滤机4，将反应后的溶液抽取至储存罐5内，储存罐5上的PH检测器65实时对储存罐5的酸碱度进行监测，并通过电信号传导至控制器中，控制器控制显示器将其显示。
进一步的，步骤a、中PH检测探头使用蒸馏水进行清理，清理2min后再放入三角瓶中；
进一步的，步骤b、中加入钒示剂；
进一步的，所述步骤b、中硫酸溶液中硫酸与水的配比为＝1：3；
实施例，提取100mL的钝化液放入250mL的三角瓶中，将PH检测器65的探头使用蒸馏水进行清理，清理完成后放置在三角瓶的溶液中，并读取PH值。
b、向在三角瓶的溶液中加入10mL的硫酸溶液，硫酸：水的配比为1:3，；加入1mL指示剂(名称为钒示剂)，再逐滴加入硫酸亚铁铵，直到PH数值为7时停止。
通过计算得出六价铬浓度，计算公式为：
六价铬浓度C(g/L)＝3.333CV
其中：C-硫酸亚铁铵标准溶液浓度；V-消耗硫酸亚铁铵体积；
相应的，通过还原反应和的沉淀反应，如下化学反应式：
还原反应：Cr6++(NH4)Fe(SO4)2·6H20＝Cr3++Fe2(SO4)3+NH3↑
沉淀反应：Cr3++Ca(ON)2+Fe2(SO4)3＝Cr(OH)3↓+Ca2(SO4)3↓
通过实验溶液添加记录以及反应罐3中含铬钝化液的容量，配比需要添加的硫酸亚铁铵和的氢氧化钙的量；
本一种含铬钝化液处理系统，包括第一容器罐1、第二容器罐2和储存罐5；第一容器罐1内装有配比好的硫酸亚铁铵溶液，第二容器罐2内装有配比好的氢氧化钙溶液；
第一容器罐1与反应罐3连接之间、第二容器罐2与反应罐3连接之间均设有水泵63、控制液体单向流入反应罐3的单向阀64和调节液体流量的流量阀62，每个水泵63和流量阀62分别与控制器连接，并通过控制器控制其相应的动作；
反应罐3通过压滤机4与储存罐5连接，使得将反应后的液体抽取至储存罐5中；
进一步的，所述第一容器罐1下端的排液口与密封的第一收集罐连通，其之间设有第一开闭阀，第二容器罐2下端的排液口与密封的第二收集罐连通，其之间设有第二开闭阀；
进一步的，所述反应罐3底部为倒置圆锥结构，并且底端设有出料口与压滤机4连接；当在对铬进行沉淀反应时，通过反应罐3的圆锥设置有效将沉淀集中，并通过压滤机4将固液进行分离，更加高效；
在本发明的一个示例中，还包括：液位感应器61，液位感应器61为多个，并相应设置在第一容器罐1、第二容器罐2、反应罐3和储存罐5中，每个液位感应器61与控制器连接；通过液位感应器61实时对各个罐体内溶液的液位进行监测，避免溶液过量或过少，更加安全可靠，另外控制器可以将各个罐体得液位情况反馈至显示器上，实现人员的更好观察，将对特殊要求罐体设置液位区间，当液位感应器61感应溶液过量或过少，控制器可控制报警装置进行报警，提醒人员注意或查看；
在本发明的一个示例中，还包括：设置在储存罐5内的PH检测器65，PH检测器65实时对处理完成后进入储存罐5内液体PH数值进行测量，并通过电信号的方式传导至控制器中，并显示在显示器上，另外控制器可通过PH的数值适当调整输入硫酸亚铁铵和氢氧化钙的输入量，即通过流量阀62打开相应的通道，实现其与六价铬、三价铬的完全反应，使铬元素更好的沉淀，调整储存罐5内的酸碱度，更加环保。
Claims (9)
1.一种含铬钝化液处理方法，其特征在于，包括以下步骤:
a、从反应罐(3)中抽取含铬的钝化液放入三角瓶中，将PH检测探头放置在三角瓶的溶液中，并读取PH值。
b、向三角瓶的溶液内加入的硫酸溶液，再逐滴加入标准浓液的硫酸亚铁铵溶液，直到PH数值为7时停止，通过如下化学反应方程式：
还原反应：Cr6++(NH4)Fe(SO4)2·6H20＝Cr3++Fe2(SO4)3+NH3↑
通过计算得出六价铬、三价铬的浓度；
c、再根据如下化学反应方程式：
沉淀反应：Cr3++Ca(ON)2+Fe2(SO4)3＝Cr(OH)3↓+Ca2(SO4)3↓
计算所需要氢氧化钙的物质量，再根据反应罐(3)中含铬钝化液的总容量，配比第一容器罐(1)中硫酸亚铁铵以及相应第二容器罐(2)中氢氧化钙的总物质量；
d、控制器先打开第一容器罐(1)与反应罐(3)之间的水泵(63)，其之间设有的流量阀(62)调节通过的溶液量，将第一容器罐(1)内的硫酸亚铁铵通入反应罐(3)中，将六价铬还原为三价铬；
e、控制器再打开第二容器罐(2)与反应罐(3)之间的水泵(63)，其之间设有的流量阀(62)监测通过的液体量，将第二容器罐(2)内的氢氧化钙通入反应罐(3)中，将三价铬沉淀；
f、启动与反应罐(3)连通的压滤机(4)，将反应后的溶液抽取至储存罐(5)内，储存罐(5)上的PH检测器(65)实时对储存罐(5)的酸碱度进行监测，并通过电信号传导至控制器中，控制器控制显示器将其显示。
2.根据权利要求1所述的一种含铬钝化液处理方法，其特征在于，步骤a中PH检测的探头使用蒸馏水进行清理，清理2min后再放入三角瓶中。
3.根据权利要求2所述的一种含铬钝化液处理方法，其特征在于，步骤b中加入钒示剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种含铬钝化液处理方法，其特征在于，所述步骤b中硫酸溶液中硫酸与水的配比为＝1：3。
5.一种含铬钝化液处理系统，包括第一容器罐(1)、第二容器罐(2)和储存罐(5)；第一容器罐(1)内装有硫酸亚铁铵溶液，第二容器罐(2)内装有氢氧化钙溶液；
第一容器罐(1)与反应罐(3)连接之间、第二容器罐(2)与反应罐(3)连接之间均设有水泵(63)、控制液体单向流入反应罐(3)的单向阀(64)和调节液体流量的流量阀(62)，每个水泵(63)和流量阀(62)分别与控制器连接，并通过控制器控制其相应的动作；
反应罐(3)通过压滤机(4)与储存罐(5)连接，使得将反应后的液体抽取至储存罐(5)中。
6.根据权利要求5所述的一种含铬钝化液处理系统，其特征在于，所述第一容器罐(1)下端的排液口与密封的第一收集罐连通，其之间设有第一开闭阀，第二容器罐(2)下端的排液口与密封的第二收集罐连通，其之间设有第二开闭阀。
7.根据权利要求5所述的一种含铬钝化液处理系统，其特征在于，所述反应罐(3)底部为倒置圆锥结构，并且底端设有出料口与压滤机(4)连接。
8.根据权利要求5所述的一种含铬钝化液处理系统，其特征在于，还包括：液位感应器(61)，液位感应器(61)为多个，并相应设置在第一容器罐(1)、第二容器罐(2)、反应罐(3)和储存罐(5)中，每个液位感应器(61)与控制器连接；控制器控制显示器显示各个罐体的液位，并与报警装置连接。
9.根据权利要求8所述的一种含铬钝化液处理系统，其特征在于，还包括：设置在储存罐(5)内的PH检测器(65)，PH检测器(65)通过电信号至控制器中，控制器控制显示器显示PH数值、控制流量阀(62)的流量调整。
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