RU2075448C1 - Установка для регенерации хромсодержащих растворов - Google Patents
Установка для регенерации хромсодержащих растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075448C1 RU2075448C1 RU93057800A RU93057800A RU2075448C1 RU 2075448 C1 RU2075448 C1 RU 2075448C1 RU 93057800 A RU93057800 A RU 93057800A RU 93057800 A RU93057800 A RU 93057800A RU 2075448 C1 RU2075448 C1 RU 2075448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- chromium
- membrane
- regeneration
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: для электрохимической регенерации хромсодержащих гальванических растворов. Установка, содержащая электролизер, разделенный катионообменной мембраной на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенными к источнику постоянного тока, снабжена емкостью аэрирования, расположенной перед анодной камерой и соединенной с ней средствами подачи раствора. В анодной камере вплотную к мембране со стороны анода установлен фильтр с избирательностью к ионам трехвалентного хрома, а анод и катод подключены к источнику постоянного тока через управляющее устройство с возможностью их периодического отключения. 6 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам электрохимической регенерации хромсодержащих гальванических растворов (хромирование, пассивация, анодирование и др.).
Известна установка регенерации и очистки хромсодержащих растворов. Электролиз проходит в ванне с диафрагмой, разделяющей катодное и анодное пространство. В катодную камеру мигрируют примеси ионов металлов, на аноде окисляется Cr+3 в Cr+6, причем хромовая кислота возвращается в производство.
Однако известная установка не обеспечивает полного окисления Cr+3 до Cr+6. Кроме того, мембрана, разделяющая электролизер на катодную и анодные камеры, быстро засоряется и требует замены.
Наиболее близкой к заявленной по технической сущности и требуемому техническому результату является установка регенерации хромсодержащих растворов, разработанная фирмой "Анкор-Минтекс". Работа установки основана на электроокислении трехвалентного хрома в шестивалентный на специальных электродах в электролизере с разделенным катионообменной мембраной катодным и анодным пространством. Регенерируемый раствор из ванны хроматирования подается центробежным насосом в анодные камеры электролизера, где трехвалентный хром окисляется в шестивалентный. Ионы меди, железа и другие ионы, накапливающиеся в растворе в процессе хроматирования, мигрируют под действием электрического поля в катодные камеры электролизера, где восстанавливаются до металла. Из анодных камер электролизера регенерированный раствор самотеком поступает в ванну хроматирования. В катодную камеру электролизера заливается фоновый католит.
Но в процессе регенерации хромового ангидрида в известной установке часть хрома Cr+3 переходит в катодную камеру, в результате чего концентрация хромового ангидрида в восстановленном технологическом растворе снижается, а часть Cr+3 оседает на поверхности мембраны, засоряя ее. Кроме того, часть ионов металлов собирается в анодной камере вблизи поверхности мембраны, образуя концентрационный слой, который препятствует в дальнейшем переходу ионов примесных металлов в катодную камеру и удлиняет тем самым цикл регенерации и очистки раствора.
Для повышения эффективности регенерации хромсодержащих технологичесчких растворов известная установка, содержащая электролизер, разделенный катионообменной мембраной на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенными к источнику постоянного тока, снабжена емкостью аэрирования, расположенной перед анодной камерой и соединенной с ней средствами подачи раствора. В анодной камере вплотную к мембране со стороны анода установлен фильтр, который, являясь дополнительным препятствием для прохождения ионов трехвалентного хрома в катодную камеру, не препятствует прохождению ионов примесных металлов. Анод и катод электролизера подключены к источнику постоянного тока через управляющее устройство, которое обеспечивает возможность их периодического отключения. Работа установки в прерывистом режиме способствует снятию концентрационного слоя вблизи мембраны.
Установка (см. чертеж) содержит емкость 1 для аэрирования раствора и электролизер 2. В предложенном примере электролизер содержит катодную камеру 3 и три анодные камеры 4, количество анодных камер диктуется производственной необходимостью. Аноды 5 и катоды 6, соединенные между собой последовательно, через устройство управления 7 подключены к источнику 8 постоянного тока. Анодная камера 4 образована с помощью катионообменной мембраны 9, вплотную к которой установлен фильтр 10, избирательный к ионам трехвалентного хрома. Установка содержит также емкость 11 для католита, промежуточные емкости 12 для анолита, насосы 13 для закачки анолита и католита, фильтры 14 для фильтрования растворов от механических взвесей, вентили 15 для регулирования уровня анолита и католита, теплообменники 16 для охлаждения анолита и католита, а также компрессор 17 для подачи воздуха в емкость аэрации. Патрубки ввода и вывода растворов из камер электролизера не показаны.
Устройство управления 7 выполнено в виде реле времени и предназначено для периодического отключения анодов 5 и катодов 6 от источника 8 постоянного тока каждые 30 минут на 3 минуты (обоснование режима отключения приведено в соответствующей таблице).
Фильтр 10 представляет собой специально обработанное фильтровальное полотно. Чувствительный слой, сформированный на ткани, избирательно регулирует на ионы Cr+3. Фильтр 10, установленный вплотную к катионообменной мембране 9 (МК-40) со стороны анода, в процессе регенерации хромового ангидрида препятствует переходу ионов Cr+3 из анодной камеры в катодную и засорению мембраны 9. В то же время переход ионов примесных металлов Fe+3 и Cu+2 в катодную камеру осуществляется беспрепятственно.
Конструктивно установка выполнена в виде компактных модулей и может работать автономно или в составе гальванической линии.
Работа установки будет показана для случая, когда электролизер содержит одну катодную и одну анодную камеры.
Отработанный хромсодержащий раствор подают в емкость 1 аэрации, где он перемешивается воздухом, подаваемым компрессором 17. При этом кислород воздуха способствует более полному окислению ионов Cr+3 до Cr+6. Из емкости 1 раствор анолита насосом 13 через промежуточную емкость 12 с вентилем 15, фильтр 14 и теплообменник 16 подают в анодную камеру 4. Из емкости 11 насосом 13 через фильтр 14 и теплообменник 16 в котодную камеру 3 подают раствор католита. При подаче постоянного тока на электроды 5 и 6 в анодной камере 4 электролизера начинаются процесс регенерации хромового ангидрида и очистка раствора от ионов примесных металлов.
В процессе регенерации вместе с ионами примесных металлов в направлении катода 6 увлажняются ионы Cr+3, однако фильтр 10 и мембрана 9 пропускают в катодную камеру 3 только ионы примесных металлов, задерживая ионы Cr+3 в анодной камере 4 и способствуя тому, что задержанные ионы Cr+3 участвуют в процессе окисления хромового ангидрида, а не теряются при восстановлении на катоде до металла, как это происходит в прототипе.
Мигрируя под действием силовых линий электрического поля, часть ионов металлов собирается в анодной камере 4 вблизи поверхности фильтра 10, образуя концентрационный слой, который препятствует в дальнейшем переходу ионов примесных металлов в катодную камеру, а также исключает собравшиеся в концентрационном слое ионы Cr+3 из процесса окисления.
Для того, чтобы восстановить концентрационное равновесие в обмене анолита и интенсифицировать процесс, каждые 30 минут управляющее устройство 7 отключает электроды 5 и 6 от источника постоянного тока 8 на 3 минуты. Отключение электродов не нарушает режим электролиза, но способствует тому, что ионы Cr+3 за время отключения успевают рассеяться в объеме анолита, а при подключении источника 8 вовлекаются в процесс окисления.
Пример. Регенерацию хромсодержащего раствора проводили на лабораторном варианте установки (фиг. 1), содержащей одну анодную и одну катодную камеру. Исходным раствором (анолитом) является отработанный технологический раствор, содержащий, г/л: Cr2O3 250 (Cr+6 240, Cr+3 10), H2O4 2; Cu+2 5; Fe+3 10.
Электролизер размером 100 х 80 х 110 мм. Анод выполнен из свинца и сурьмы, SА 0,47 дм2. Катод выполнен из титана, SК 0,07 дм2. Расстояние между электродами 32 мм. Емкость аэрации 150 х 150 х 100 мм.
Катионообменная мембрана типа МК-40, S 0,47 дм2. Фильтр на мембране со стороны анода выполнен в виде специально обработанного фильтровального полотна, S 0,47 дм2. В анодную камеру раствор на регенерацию подавали в количестве 1,8 л. В катодную камеру подают католит - 1%-ный раствор серной кислоты. Скорость прокачки анолита и католита относительно поверхности электродов 1,5-1,7 м/сек. Электролиз проводили при плотности тока DA 10 A/дм2.
В установке предусмотрено охлаждение католита и анолита проточной водой через змеевиковые холодильники совместно с контуром водяного охлаждения источника питания. Для фильтрации раствора от механических взвесей использовали сетку из нержавеющей стали с ячейкой 0,1 х 0,1 мм.
Результаты эксперимента представлены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Содержание Cr+6 в анолите в процессе окисления Cr+3 в зависимости от наличия фильтра на мембране.
Как видно из таблицы 1, концентрация шестивалентного хрома в анолите с использованием фильтра на мембране выше, чем без него. Повышенная концентрация Cr+6 объясняется тем, что фильтр предотвращает потерю Cr+3 в анодной камере.
В таблице 2 показано влияние процесса аэрации на концентрацию Cr+3 в анолите.
Из таблицы 2 видно, что аэрирование в процессе регенерации хромового ангидрида значительно интенсифицирует процесс окисления Cr+3 до Cr+6. Полное окисление с применением аэрации проходит в два раза интенсивнее.
В таблице 3 показано влияние режима работы установки на концентрацию Cr+3 в анолите в процессе регенерации хромового ангидрида.
Из таблицы 3 видно, что использование прерывного режима позволяет значительно интенсифицировать процесс окисления Cr+3 до Cr+6.
В таблице 4 дана зависимость скорости переноса ионов Cu+2 и Fe+3 от времени подключения электродов к источнику постоянного тока.
Из таблицы 4 видно, что скорость переноса возрастает и достигает пикв в течение первых 30 минут.
В таблице 5 показано изменение концентрации Cu+2 и Fe+3 в электролите в зависимости от времени отключения электродов от источника постоянного тока.
Из таблицы 5 видно, что ПДК по меди и железу достигаются во второй час работы при паузе 3 минуты. Оптимальное время паузы 3 минуты.
В таблице 6 показано изменение концентрации Cr+3, Fe+3, Cu+2 в анолите в процессе регенерации в зависимости от времени в предлагаемой и базовой установках.
Как видно из таблицы, эффективность работы предлагаемой установки выше базовой.
Таким образом, наличие в предлагаемой установке камеры аэрации, фильтра, избирательного к ионам Cr+3, и управляющего устройства позволяет сократить цикл регенерации с 6 часов в базовой установке до 2 часов и повысить степень очистки раствора от примесных ионов: по меди на 11% по железу на 7%
Claims (1)
- Установка для регенерации хромсодержащих растворов, содержащая электролизер, разделенный катионообменной мембраной на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенными к источнику постоянного тока, средства ввода и вывода хромсодержащего раствора и католита соответственно из анодной и катодной камер, отличающаяся тем, что установка содержит емкость аэрирования, снабженную патрубком ввода исходного хромсодержащего раствора, расположенную перед электролизером и соединенную с анодной камерой электролизера средствами ввода раствора, анодная камера снабжена фильтром, выполненным избирательным к ионам трехвалентного хрома и размещенным на мембране, анод и катод подключены к источнику постоянного тока через управляющее устройство, выполненное с возможностью их периодического отключения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057800A RU2075448C1 (ru) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Установка для регенерации хромсодержащих растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057800A RU2075448C1 (ru) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Установка для регенерации хромсодержащих растворов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93057800A RU93057800A (ru) | 1996-06-20 |
RU2075448C1 true RU2075448C1 (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20150946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93057800A RU2075448C1 (ru) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Установка для регенерации хромсодержащих растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075448C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481424C2 (ru) * | 2011-07-28 | 2013-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ регенерации раствора черного хроматирования цинковых покрытий |
RU2591025C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электромембранной регенерации раствора снятия хромовых покрытий |
RU2612248C1 (ru) * | 2015-11-12 | 2017-03-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ очистки и регенерации кислотных растворов хроматирования и устройство для его осуществления |
-
1993
- 1993-12-23 RU RU93057800A patent/RU2075448C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Воропаев Л.Е. и др. Справочник-каталог разработанных и внедренных прогрессивных технологий утилизации и регенерации отходов производства, промышленных стоков и вентиляционных выбросов. - Минск, ч.1, 1991, с.19, уст.1.2. 2. Там же, с.20, уст.1.4. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481424C2 (ru) * | 2011-07-28 | 2013-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ регенерации раствора черного хроматирования цинковых покрытий |
RU2591025C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электромембранной регенерации раствора снятия хромовых покрытий |
RU2612248C1 (ru) * | 2015-11-12 | 2017-03-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ очистки и регенерации кислотных растворов хроматирования и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3481851A (en) | Apparatus and procedure for reconditioning metal treating solutions | |
US4468305A (en) | Method for the electrolytic regeneration of etchants for metals | |
CA2468856A1 (en) | Method and apparatus for producing negative and positive oxidative reductive potential (orp) water | |
CN206940502U (zh) | 一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水装置 | |
US4105534A (en) | Apparatus for removing impurities from electrolyte solutions | |
US5827411A (en) | Apparatus for electrolytic treatment of an electrolytic solution | |
JP2002322564A (ja) | 無電流浴電解質を電気透析によって再生するためのシステム | |
RU2075448C1 (ru) | Установка для регенерации хромсодержащих растворов | |
US7108772B2 (en) | Device and process for electrodialysis of ultrafiltration premeate of electrocoat paint | |
GB2045803A (en) | Electrolytic purification of effluents | |
JP4014278B2 (ja) | リン酸イオン含有排水の処理方法 | |
US4302319A (en) | Continuous electrolytic treatment of circulating washings in the plating process and an apparatus therefor | |
CA2226367A1 (en) | Process for demetallization of highly acidic baths or use of said process in the electropolishing of stainless-steel surfaces | |
CN220724381U (zh) | 一种具有循环净化设备的钢带电镀槽 | |
JP2000212787A (ja) | 電解方法 | |
EP0602141A1 (en) | ELECTROLYTIC DEVICE AND METHOD WITH POROUS, STIRRED ELECTRODES. | |
RU2789159C1 (ru) | Способ регенерации электролита хромирования | |
RU2067555C1 (ru) | Способ очистки сточных вод производства печатных плат, содержащих фоторезист спф-вщ, и устройство для его осуществления | |
RU1807009C (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов | |
JPH08158086A (ja) | 塩水電解槽 | |
RU2076847C1 (ru) | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов | |
SU943331A1 (ru) | Многокамерный проточный электролизер | |
JP3651872B2 (ja) | 塩水中の硫酸根と塩素酸根の除去方法 | |
JP2003145162A (ja) | 電気透析用電極及び該電極を使用する電気透析方法 | |
SU1723047A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от растворенных примесей |