NL8100362A

NL8100362A - Werkwijze voor het elektrolytisch aanbrengen van chroom.

Info

Publication number: NL8100362A
Application number: NL8100362A
Authority: NL
Original assignee: Armines
Priority date: 1980-01-28
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1981-08-17
Also published as: GB2070645A; US4460438A; ES498819A0; DE3102585C2; SE8100550L; BR8100530A; GB2070645B; CH647558A5; DE3102585A1; JPS56119788A; FR2474538B1; FR2474538A1; LU83102A1; ES8200728A1; BE887238A

Description

-1- 21730/Vk/jg

Aanvrager: Association Pour La Recherche Et Le Developpement Des Methodes Et Processus Industriels (ARMINES), Parijs, Frankrijk.

Korte aanduiding: Werkwijze voor het elektrolytisch aanbrengen van chroom.

a 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het elektro lytisch aanbrengen van chroom met behulp van een bad, waarin driewaardig chroom aanwezig is.

Het aanbrengen op elektrolytische wijze van chroom of het chrome-ren wordt in het algemeen bewerkstelligd door elektrolyse van een wateri-10 ge oplossing die geconcentreerd chroomzuur (zeswaardig chroom) bevat in aanwezigheid van ionische katalysatoren zoals sulfaten of fluorverbindingen. Deze bekende werkwijze heeft een aantal algemeen bekende nadelen.

Een van die nadelen is de hoge toxiciteit van het toegepaste chroomzuur, waardoor om de gezondheidsregels in acht te houden met bepaalde veilig-15 heidsraaatregelen moet worden gewerkt, waarbij bepaalde en kostbare inrichtingen moeten worden toegepast om de dampen die afkomstig zijn uit de chroombaden tijdens de elektrolyse af te zuigen en vooral omdat vloeistoffen die uit het bad worden afgevoerd, te zuiveren, zoals de wasvloeistof en de badvloeistof zelf. Bovendien is het stroomrendement dat wordt 20 verkregen met dit procédé zeer middelmatig, vaak lager dan 30?. Bovendien brengt deze werkwijze een aanzienlijk verlies met zich mee met betrekking tot het element chroom, bijvoorbeeld door het wassen tijdens het opnièuw vullen van de chroombaden, omdat een hoge concentratie van zeswaardig chroom in het bad aanwezig moet zijn.

25 Er zijn een aantal verbeteringen voorgesteld voor dit soort baden, zodat een verbeterde uitvoering mogelijk is, met name met betrekking tot het stroomrendement van de elektrolyse en* met betrekking tot de kwaliteit van het neergeslagen chroom.

Onlangs heeft men andere werkwijzen ontwikkeld die als elektrolyt 3D driewaardig chroom bevatten in een organische oplossing of in een gedeeltelijk waterige, gedeeltelijk organische oplossing met in het algemeen een scheiding van de anode- en kathoderuimte. Dergelijke werkwijzen waarbij driewaardig chroom wordt toegepast als elektrolyt hebben echter op hun beurt weer een aantal nadelen omdat deze slecht zijn uit te voeren 35 door een beperkte hechting van het chroom, door de dikte van de aangebrachte laag die in het algemeen minder is dan 3 /im en door een laag stroomrendement, waardoor deze werkwijze duur is omdat organische oplosmiddelen worden toegepast, hetgeen prijsverhogend werkt, waardoor de voordelen die 8 i 0 0 36 2 ,/*·, ,..-¾ ' ’ -2- 21730/Vk/jg worden bewerkstelligd door de éénvoudigere uitvoering dan met zeswaardig chroom worden teniet gedaan, of althans worden beperkt door de mogelijkheden van het chromeren op complexe voorwerpen, door de noodzakelijke scheiding van de anode-,en kathoderuimte.

5 Door de werkwijze volgens de uitvinding worden de bovenvermelde nadelen opgeheven die samenhangen met de bekende werkwijzen en de werk- · wijze volgens de uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt, dat men als elek-trolyse-oplossing een oplossing gebruikt, verkregen door een reductie die is bewerkstelligd met een reductiemiddel zoals een alcohol, met name 10 methanol, in overmaat ten opzichte van chroomzuur in een .zwavelzure oplossing en door het vervolgens verdunnen van de oplossing met water zonder de onvermijdelijke toevoer van de additionele produkten en de elektrolyse wordt uitgevoerd zonder het scheiden van de anode- en kathoderuimten onder - een potentiaalverschil tusseiy de anode en kathode van boven 6 V, waarbij 15 de stroomdichtheid aan de kathode 10-40 A per dm bedraagt. De concentratie van het driewaardige chroom kan variëren van 0,1 tot 1 gramion/1 en de pH wordt gehouden op 1-1,5.

De hoeveelheid driewaardig chroom in het bad is aanzienlijk lager dan in het bekende bad waarin driewaardig of zeswaardig chroom aanwezig 20 is. Volgens een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk gebleken om betere re'sultaten te verkrijgen met een elektrolyse-oplossing die ongeveer 0,2 gramion/1 bevat van het driewaardige chroom.

De toegepaste anode is samengesteld uit een metaal waardoor het 25 mogelijk is om minder zeswaardig chroom te vormen door de anodische oxy-datie. Door in feite uit te gaan van een bepaalde concentratie in het bad verhindert het zeswaardig chroom aanzienlijk meer een neerslag van een bepaalde kwaliteit, kórreivormig neerslag maar héchtend, dan de kwantiteit hetgeen samenhangt met het kathoderendement dat .in feite wordt verminderd. 30 Uit de uitgevoerde experimenten volgens de uitvinding is gebleken dat met een anode van platina of nikkel voortreffelijke resultaten worden verkregen.

Zodoende heeft men een inwendig stroomrendement kunnen verkrijgen boven 30$ bij een pH-waarde van ongeveer 1,3 en bij een omgevingstempera-35 tuur van 20 °C, bij een snelheid voor het neerslaan boven ljum/ minuut bij een elektrolyse gedurende 5 minuten en het chroomneerslag dat zodoende is verkregen heeft voortreffelijke eigenschappen, wanneer het wordt neergeslagen op diverse materialen, met name op zink.

8100362 -3- 21730/Vk/jg

Het elektrolytisch neerslaan volgens de uitvinding heeft een aantal voordelen ten opzichte van de bekende werkwijze. Op de eerste plaats ten opzichte van.de bekende chroombaden die zijn bereid door uit te gaan van driewaardig chroom is het mogelijk geworden om een lagere kostprijs 5 te' bewerkstelligen voor het bad door het feit dat dit bad zeer eenvoudig is samen te stellen. Bovendien, zoals boven reeds is vermeld, is nu het stroomrendement hoger. Het chroomgehalte van het bad is lager.en hier-door wordt het verlies aan chroom minder groot tijdens het wassen en daardoor wordt het onvermijdbare mechanische afvoeren van het chroom door middel 10 van de te chromeren voorwerpen ook verlaagd. Door het opnieuw vullen van de baden wordt de hoeveelheid chroom die verloren gaat in de vorm. van afval minder groot bij eenzelfde voluméhoeveeïheid toegepaste oplossing.

Bij de meeste chroombaden kan door het niet aanwezig zijn van de scheiding van de anode- en kathoderuimten de mogelijkheid worden verkregen om voor- » 15 werpen van een complexe vorm te chromeren. De werkwijze volgens de uitvinding maakt het zelfs mogelijk om het chroommetaal in.een dikte van enkele tientallen microns aan te brengen, waarbij het voorwerp toch blinkend wordt en de vorm wordt gehandhaafd. De kleur en de uitwendige vorm van het neerslag is in elk geval vergelijkbaar met het neerslag dat is verkregen 20 met behulp van baden waarin zeawaardig chroom is toegepast.

Ten opzichte van de chromeringsbaden die zijn bereid door uit te gaan van zeswaardig chroom, wordt het voordeel verkregen bij de werkwijze volgens de uitvinding, dat de omstandigheden voor het in bedrijf houden zeer weinig verschillend zijn van de omstandigheden die toegepast worden 25 bij de chroombaden met zeswaardig chroom. Het intrinsieke rendement ten opzichte van de stroom is met 30$ verbeterd, hetgeen leidt tot^een aanzienlijke besparing van de toegepaste energie ten opzichte van de zeswaardige chroom bevattende baden, welk rendement nog kan worden verdubbeld omdat het metaal is gereduceerd tot een oxydatiegetal van drie in 30 plaats van zes. De problemen met betrekking tot de toxiciteit en het behandelen van de af te voeren stromen zijn aanmerkelijk verminderd. Het procédé maakt het mogelijk dat de elektrische stroom wordt onderbroken.

Onder bepaalde omstandigheden is het toegestaan om de voorwerpen opnieuw te chromeren en het neerslaan van het chroommetaal op een groot aantal 35 materialen is mogelijk, met name op zink. Ten slotte is het raogelijk om de werkwijze volgens de uitvinding toe te passen op de gebruikelijke chromeringsbaden (met zeswaardig chroom), hoewel dit afhankelijk is van de werking hiervan.

81 00 3 6 2 -CONCLUSIES-

Claims

1. Werkwijze voor het elektrolytisch aanbrengen van chroom met behulp van een bad waarin driewaardig chroom aanwezig is, met het kenmerk, 5 dat men als elektrolyse-oplossing een oplossing gebruikt, verkregen door een reductie die is bewerkstelligd met een reductiemiddel zoals een alcohol, met name methanol, een overmaat ten opzichte van chroomzuur in een zwavelzure oplossing en door het vervolgens verdunnen van de oplossing met water zonder de onvermijdelijke toevoeging van de additionele produk-ten en de elektrolyse wordt uitgevoerd zonder het scheiden van de anode en kathoderuimten, onder een potentiaalverschil tussen de anode en katho- 2 de van boven 6 V, waarbij de stroomdichtheid aan de kathode 10-40 A/dm bedraagt*

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elek-15 trolyse-oplossing 0,1 tot 1 gramion/1 driewaardig chroom bevat.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat de anode is vervaardigd uit een metaal waardoor de minst mogelijke vorming van zeswaardig chroom mogelijk is bij de anodische oxydatie*

4. Werkwijze volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat de anode 20 is vervaardigd uit platina of nikkel. Eindhoven, januari. 1981 8100362