RU2481421C2 - Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования - Google Patents
Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481421C2 RU2481421C2 RU2011131509/02A RU2011131509A RU2481421C2 RU 2481421 C2 RU2481421 C2 RU 2481421C2 RU 2011131509/02 A RU2011131509/02 A RU 2011131509/02A RU 2011131509 A RU2011131509 A RU 2011131509A RU 2481421 C2 RU2481421 C2 RU 2481421C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- chamber
- solution
- sulfuric acid
- acid solution
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способа утилизации отработанных технологических растворов, в частности растворов химического никелирования, и может быть использовано для утилизации отработанных растворов, содержащих в качестве лигандов для ионов никеля карбоновые кислоты и их производные. Способ включает использование двухкамерного электрохимического модуля, содержащего раствор серной кислоты, с двумя катионообменными мембранами и свинцовым анодом в задней камере. Каждая из камер электрохимического модуля содержит раствор серной кислоты 50-200 г/л, плотность тока на свинцовом аноде составляет 2,5-7,5 А/дм2. В переднюю камеру помещают индикаторный свинцовый анод, сигнализирующий о необходимости перемещения раствора серной кислоты из задней камеры в переднюю и заполнения задней камеры свежим раствором серной кислоты, причем площадь поверхности индикаторного анода равна 0,5-2% площади поверхности основного анода, а плотность тока на нем равна плотности тока на основном аноде. Способ позволяет предотвратить разрушение основного свинцового анода и сократить до минимума расход серной кислоты, используемой для приготовления и замены растворов в обеих камерах модуля. 1 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к гальванотехнике, конкретно - к способам утилизации отработанных растворов химического никелирования.
Известен способ утилизации отработанного раствора химического никелирования путем извлечения из него ионов никеля сорбцией на ионообменных смолах [JP 2009228030, опубл. 08.10.2009]. Применение этого способа сопряжено с образованием большого количества токсичных отходов.
Наиболее близким по решаемой задаче и технической сущности является способ утилизации отработанных растворов химического никелирования путем электроосаждения никеля на катоде с использованием двухкамерного электрохимического модуля с двумя катионообменными мембранами, содержащего раствор серной кислоты 150 г/л и погруженного в емкость с утилизируемым раствором, причем свинцовый анод находится в задней (анодной) камере модуля, а раствор серной кислоты в обеих камерах модуля ежемесячно заменяют свежим [Кругликов С.С., Черник А.А., «Опыт применения погружных электрохимических модулей для утилизации отработанных растворов химического никелирования». Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности», 2010, т.18, №1, стр.35-36].
Существенным недостатком этого способа является быстрое разрушение свинцового анода, начинающееся при попадании в анодную камеру анионов карбоновых кислот, входящих в состав электролитов химического никелирования (уксусной, молочной, аминоуксусной и др.), в результате их миграции и диффузии из утилизируемого раствора в переднюю и далее - в заднюю (анодную) камеру модуля.
Проведенные испытания показали, что устойчивая работа свинцового анода отвечает диапазону концентрации серной кислоты в анолите от 50 до 200 г/л, а указанный в описании способа фиксированный срок замены растворов серной кислоты одновременно в обеих камерах модуля, равный 1 месяцу, в одних условиях должен быть сокращен во избежание разрушения анода, а в других является слишком коротким и его соблюдение ведет к неоправданному перерасходу серной кислоты. Проведенные эксперименты показали также, что максимальный срок службы свинцового анода достигается при анодной плотности тока 2,5-7,5 А/дм2.
Технической задачей предлагаемого изобретения является предотвращение разрушения свинцового анода при максимальном снижении расхода серной кислоты на замену ее раствора в камерах модуля.
В предлагаемом изобретении поставленная задача решается тем, что в способе утилизации отработанного раствора химического никелирования (см. чертеж) путем электроосаждения никеля на катоде (1), расположенном в емкости (11) с утилизируемым раствором, с использованием двухкамерного электрохимического модуля (8), содержащего раствор серной кислоты, с двумя катионообменными мембранами (2, 5) и свинцовым анодом (7) в задней камере (6), каждая из камер содержит раствор серной кислоты 50-200 г/л, плотность тока на свинцовом аноде составляет 2,5-7,5 А/дм2, а в переднюю камеру (4) помещают индикаторный свинцовый анод (3), сигнализирующий о необходимости перемещения раствора серной кислоты из задней камеры в переднюю и заполнения задней камеры (6) свежим раствором серной кислоты, причем площадь его поверхности составляет 0,5-2% площади поверхности основного анода (7), а плотность тока на нем равна плотности тока на основном аноде.
Осуществление предлагаемого изобретения происходит следующим образом. В емкость (11) помещают погружной электрохимический модуль (8) с двумя катионообменными мембранами (2,5) и двумя камерами (4, 6), содержащими раствор серой кислоты 50-200 г/л. Емкость (11) заполняют утилизируемым отработанным раствором химического никелирования. В заднюю камеру (6) модуля помещают основной свинцовый анод (7), а в переднюю камеру (4) - индикаторный свинцовый анод (3) с площадью поверхности 0,5-2% поверхности основного анода. В емкость (11) параллельно мембране модуля завешивают катод (1) из нержавеющей стали и включают ток таким образом, чтобы плотность тока на основном и вспомогательном анодах была одинаковой и лежала в пределах 2,5-7,5 А/дм2, а плотность тока на катоде составляла 0,5-3 А/дм2. В качестве источников тока (9, 10) можно использовать, например, два выпрямителя. Электролиз ведут в непрерывном круглосуточном режиме. В ходе электролиза ежедневно проверяют состояние индикаторного анода (3). Изменение его окраски с буро-черной на серую является сигналом о необходимости замены раствора в передней камере раствором из задней камеры и заполнения задней камеры свежим раствором серной кислоты. Эта замена растворов обеспечивает устойчивую работу основного анода в задней камере модуля. Электролиз каждой порции отработанного раствора ведут до снижения в нем концентрации ионов никеля до 0,1-0,3 г/л.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
ПРИМЕР 1
В емкость, содержащую 400 л отработанного раствора химического никелирования, содержащего сульфат никеля, гипофосфит и фосфит натрия, молочную и борную кислоты, тиомочевину, ионы аммония и ионы никеля при концентрации их 7,3 г/л, помещают двухкамерный электрохимический модуль с двумя катионообменными мембранами МК-40 (см. фиг.), со свинцовым анодом в задней камере с площадью поверхности 4 дм2 и вспомогательным свинцовым анодом в передней камере с площадью поверхности 0,02 дм2. Параллельно мембране в емкость завешивают катод из нержавеющей стали размером 20×60 см. В каждую камеру модуля заливают по 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 50 г/л и включают ток 10 А. В процессе электролиза поддерживают pH католита в диапазоне 4,5-5,0 периодическим добавлением раствора гидроксида натрия. Электролиз ведут в круглосуточном непрерывном режиме в течение 5 рабочих дней, после чего в течение 2 суток процесс не проводят, растворы серной кислоты из камер модуля сохраняют в отдельных емкостях, все электроды после ополаскивания в воде хранят на воздухе, а модуль помещают в емкость с водой. Затем все компоненты установки приводят в рабочее состояние и электролиз продолжают в течение следующих 5 суток. После повторения описанных операций в течение 6 недель (7200 ч электролиза) буро-черная окраска индикаторного анода изменилась на серую.
Тогда раствор из передней камеры заменили раствором из анодной (задней) камеры, заднюю камеру заполнили свежим раствором серной кислоты, а раствор серной кислоты, находившийся до этого в передней камере, направили на утилизацию. После этого электролиз продолжали еще в течение 2 недель - до снижения концентрации ионов никеля до 0,1 г/л.
ПРИМЕР 2
В емкость, входящую в состав вышеописанной установки (см. ПРИМЕР 1), помещают 430 л отработанного раствора химического никелирования вышеописанного состава. Площадь поверхности катода и основного анода - как в примере 1, а площадь поверхности вспомогательного анода - 0,08 дм2. В каждую камеру модуля заливают по 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/л и включают ток 20 А. В процессе электролиза поддерживают pH 4,5-5,0 а ведут электролиз, как описано в ПРИМЕРЕ 1.
Спустя 3 недели было зафиксировано изменение окраски индикаторного анода. Проведена замена растворов серной кислоты в камерах (см. ПРИМЕР 1), и процесс электролиза продолжен до снижения концентрации ионов никеля до 0,1 г/л, на что потребовалась еще 1 рабочая неделя.
ПРИМЕР 3
В емкость (см. ПРИМЕРЫ 1 и 2) помещают 410 л отработанного раствора химического никелирования вышеописанного состава. Площадь поверхности катода и основного анода - см. ПРИМЕР 1. Площадь поверхности вспомогательного анода - 0,04 дм2. В каждую камеру модуля заливают по 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 150 г/л и включают ток 30 А. Спустя 26 суток (5 полных недель + 1 сутки) зафиксировано изменение окраски индикаторного анода, процесс электролиза был приостановлен, произведена замена растворов в камерах модуля (см. ПРИМЕРЫ 1 и 2) и электролиз продолжен еще на 1 неделю до снижения остаточного содержания ионов никеля 0,1 г/л.
Как видно из приведенных примеров, для устойчивой работы основного свинцового анода продолжительность эксплуатации анолита не может быть постоянной величиной, равной одному месяцу, как предложено в способе, взятом за прототип. Она изменяется в зависимости от конкретных условий и может быть определена в каждом конкретном случае с помощью вышеописанных приемов. Предлагаемый способ позволяет предотвратить разрушение свинцового анода и сократить до минимума расход серной кислоты, используемой для замены растворов в передней и задней камерах электрохимического модуля.
Claims (1)
- Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования путем электроосаждения никеля на катоде, расположенном в емкости с утилизируемым раствором, включающий использование двухкамерного электрохимического модуля, содержащего раствор серной кислоты, с двумя катионообменными мембранами и свинцовым анодом в задней камере, отличающийся тем, что каждая из камер электрохимического модуля содержит раствор серной кислоты 50-200 г/л, плотность тока на свинцовом аноде составляет 2,5-7,5 А/дм2, а в переднюю камеру помещают индикаторный свинцовый анод, сигнализирующий о необходимости перемещения раствора серной кислоты из задней камеры в переднюю и заполнения задней камеры свежим раствором серной кислоты, причем площадь поверхности индикаторного анода равна 0,5-2% площади поверхности основного анода, а плотность тока на нем равна плотности тока на основном аноде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131509/02A RU2481421C2 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131509/02A RU2481421C2 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011131509A RU2011131509A (ru) | 2013-02-10 |
RU2481421C2 true RU2481421C2 (ru) | 2013-05-10 |
Family
ID=48789672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011131509/02A RU2481421C2 (ru) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2481421C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545857C2 (ru) * | 2013-08-12 | 2015-04-10 | Дмитрий Юрьевич Тураев | Обезвреживание раствора химического никелирования методом мембранного электролиза (варианты) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1778082C (ru) * | 1990-07-30 | 1992-11-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Экспериментальным Производством Института Общей И Неорганической Химии Ан Усср | Способ извлечени никел из отработанных растворов химического никелировани |
RU2033480C1 (ru) * | 1992-04-02 | 1995-04-20 | Государственное предприятие ОКБ "Искра" | Способ извлечения никеля из отработанных концентрированных растворов химического и гальванического никелирования |
RU2066707C1 (ru) * | 1993-02-08 | 1996-09-20 | Научно-исследовательский технологический институт автоматизации производства | Способ утилизации никеля из отработанных растворов химического никелирования |
CN101519724A (zh) * | 2009-03-19 | 2009-09-02 | 金川集团有限公司 | 一种含低量镍废水中镍的回收方法 |
JP2011052250A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Kansai Univ | 無電解ニッケルめっき廃液からニッケルを回収する方法及びそれに用いるニッケルイオン抽出剤 |
-
2011
- 2011-07-28 RU RU2011131509/02A patent/RU2481421C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1778082C (ru) * | 1990-07-30 | 1992-11-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Экспериментальным Производством Института Общей И Неорганической Химии Ан Усср | Способ извлечени никел из отработанных растворов химического никелировани |
RU2033480C1 (ru) * | 1992-04-02 | 1995-04-20 | Государственное предприятие ОКБ "Искра" | Способ извлечения никеля из отработанных концентрированных растворов химического и гальванического никелирования |
RU2066707C1 (ru) * | 1993-02-08 | 1996-09-20 | Научно-исследовательский технологический институт автоматизации производства | Способ утилизации никеля из отработанных растворов химического никелирования |
CN101519724A (zh) * | 2009-03-19 | 2009-09-02 | 金川集团有限公司 | 一种含低量镍废水中镍的回收方法 |
JP2011052250A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Kansai Univ | 無電解ニッケルめっき廃液からニッケルを回収する方法及びそれに用いるニッケルイオン抽出剤 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
U 2066707 C1, 20.09.1996. * |
КРУГЛИКОВ С.С. и др. Опыт применения погружных электрохимических модулей для утилизации отработанных растворов химического никелирования. - Журнал "гальванотехника и обработка поверхности", 2010, т.18, No.1, с.35, 36. * |
КРУГЛИКОВ С.С. и др. Опыт применения погружных электрохимических модулей для утилизации отработанных растворов химического никелирования. - Журнал "гальванотехника и обработка поверхности", 2010, т.18, №1, с.35, 36. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545857C2 (ru) * | 2013-08-12 | 2015-04-10 | Дмитрий Юрьевич Тураев | Обезвреживание раствора химического никелирования методом мембранного электролиза (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011131509A (ru) | 2013-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4306952A (en) | Electrolytic process and apparatus | |
US5785833A (en) | Process for removing iron from tin-plating electrolytes | |
MXPA01000932A (es) | Bano alcalino de zinc-niquel. | |
CN100482594C (zh) | 一种无结垢并回收阴阳离子的电去离子净水装置及方法 | |
JP4967050B2 (ja) | 電解イオン水生成装置 | |
CN109112569B (zh) | 一种离子交换膜电解法同时制备金属锰与二氧化锰的生产方法 | |
RU2481421C2 (ru) | Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования | |
CN201021439Y (zh) | 一种无结垢并回收阴阳离子的电去离子净水装置 | |
JP2020056093A (ja) | 硫酸溶液の製造方法およびこの製造方法で用いられる電解槽 | |
GB1511727A (en) | Electrolytic method for regenerating waste developers used for processing silver halide photographic materials | |
RU2603522C2 (ru) | Способ электромембранной регенерации раствора снятия кадмиевых покрытий и устройство для его осуществления | |
RU153346U1 (ru) | Электролитическая установка для получения газообразной смеси водорода и кислорода | |
CN201793761U (zh) | 从氰化贵液中电解金的膜电解槽 | |
RU2603642C1 (ru) | Способ получения нитрата церия (iv) | |
JPS5983785A (ja) | 高濃度硫酸コバルト水溶液の製造方法 | |
WO2021123129A1 (en) | Method and system for depositing a zinc-nickel alloy on a substrate | |
JP2764337B2 (ja) | Ni又はNi―Zn合金又はNi―Zn―Co合金メッキ方法 | |
CN201778139U (zh) | 一种阳离子发生装置 | |
GB1598306A (en) | Electrolytic method and apparatus | |
RU2481426C2 (ru) | Способ очистки промывной воды при электроосаждении покрытий свинцом и его сплавами | |
JP2000212787A (ja) | 電解方法 | |
JP2020055728A (ja) | 硫酸溶液の製造方法 | |
JPH06158397A (ja) | 金属の電気メッキ方法 | |
JP6750186B1 (ja) | めっき液の亜鉛濃度の上昇を抑制する方法および亜鉛系めっき部材の製造方法 | |
RU2712325C1 (ru) | Способ извлечения кадмия из промывных вод, содержащих цианиды |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140729 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161010 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170720 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180729 |