螯合沉淀法去除三價(jià)鉻鍍鉻液中的鎳和銅雜質(zhì)

郭崇武*，李小花

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

由于六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，并且對(duì)人體有致癌作用，因此六價(jià)鉻鍍鉻已經(jīng)受到了越來越嚴(yán)格的限制。國內(nèi)從20世紀(jì)末引進(jìn)三價(jià)鉻鍍鉻技術(shù)后，業(yè)內(nèi)對(duì)三價(jià)鉻鍍鉻工藝進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究[1-14]，這項(xiàng)技術(shù)已日臻成熟，正在逐步取代六價(jià)鉻鍍鉻工藝。但三價(jià)鉻鍍鉻工藝應(yīng)用時(shí)間較短，生產(chǎn)中的鍍液維護(hù)技術(shù)還有待進(jìn)一步的完善。

鍍件在進(jìn)行三價(jià)鉻鍍鉻前一般需要鍍光亮鎳，因此，鎳雜質(zhì)被帶入三價(jià)鉻鍍鉻槽是不可避免的。硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻液受到鎳雜質(zhì)污染時(shí)，鍍層顏色偏黃，失去原本優(yōu)美的外觀，嚴(yán)重時(shí)高電流密度區(qū)鍍層粗糙。氯化物三價(jià)鉻鍍鉻液中含有一定量的鎳雜質(zhì)時(shí)，低電流密度區(qū)的鍍層出現(xiàn)黑色陰影。三價(jià)鉻鍍鉻液有時(shí)也會(huì)受到銅雜質(zhì)的污染，微量的銅雜質(zhì)就會(huì)使鍍層偏黑，嚴(yán)重時(shí)高電流密度區(qū)鍍層粗糙。

采用沉淀法去除三價(jià)鉻鍍鉻液中鎳和銅雜質(zhì)是目前比較先進(jìn)的處理技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)一直被國外跨國公司所壟斷。在國內(nèi)，三價(jià)鉻鍍鉻槽一般采用電解法去除鎳和銅雜質(zhì)，通常耗時(shí)8 h以上，影響生產(chǎn)。

二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DDTC)螯合劑對(duì)重金屬離子有很強(qiáng)的沉淀能力，可以利用它來除去三價(jià)鉻鍍鉻液中的鎳和銅雜質(zhì)。在三價(jià)鉻鍍鉻液中，DDTC對(duì)重金屬離子的沉淀能力從大到小依次為銅離子、鎳離子和三價(jià)鉻離子。DDTC被加入三價(jià)鉻鍍鉻液中后，與銅和鎳離子反應(yīng)分別生成二乙基二硫代氨基甲酸銅沉淀和二乙基二硫代氨基甲酸鎳沉淀，還能部分生成二乙基二硫代氨基甲酸鉻沉淀。反應(yīng)完成后殘留在鍍液中的DDTC對(duì)鍍液性能有不良影響，需要用活性炭將其去除。另外，工業(yè)級(jí)的DDTC中往往含有對(duì)三價(jià)鉻鍍鉻液有害的有機(jī)雜質(zhì)，也需用活性炭來加以去除。

1 處理工藝

1.1 主要步驟

(1) 在三價(jià)鉻鍍鉻液中加入DDTC溶液，攪拌。

(2) 用活性炭處理經(jīng)步驟(1)處理后的三價(jià)鉻鍍鉻液。

(3) 過濾經(jīng)步驟(2)處理后的三價(jià)鉻鍍鉻液，去除沉淀物，清洗濾芯。

1.2 工藝要求

(1) DDTC溶液的質(zhì)量濃度為100 g/L。

(2) 所加DDTC與三價(jià)鉻鍍鉻槽中鎳和銅雜質(zhì)的質(zhì)量比為(8 ～ 10)∶1。

(3) 向鍍槽中加活性炭0.5 ～ 1.0 g/L。

(4) 按鍍槽體積計(jì)算活性炭添加量，以0.5 ～ 1.0 g/L為宜?；钚蕴靠梢约尤脒^濾機(jī)中，令步驟(2)與步驟(3)合而為一。

(5) 3個(gè)步驟既可在鍍槽工作溫度下進(jìn)行，也可在室溫下進(jìn)行。

2 處理效果

2.1 硫酸鹽三價(jià)鉻鍍白鉻溶液

用超邦化工的Trich-9551硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻液試驗(yàn)，向鍍液中加入硫酸鎳和硫酸銅，令鍍液中鎳和銅的質(zhì)量濃度均為50 mg/L。將鍍液加熱至工作溫度(50 ～ 55 °C)，在攪拌下加入DDTC溶液10 mL/L，攪拌20 min后加活性炭0.5 g/L，再攪拌20 min。以定量濾紙過濾試液后，用原子吸收分光光度法測(cè)定濾液中鎳和銅的質(zhì)量濃度，均為0.01 mg/L，去除率達(dá)到99.98%。

向鍍液中補(bǔ)加Trich-9551 A添加劑2 mL/L，然后調(diào)節(jié)鍍液pH至3.6，加熱至52 °C后進(jìn)行267 mL赫爾槽試驗(yàn)，用鍍光亮鎳的試片以5 A電流鍍3 min，鍍層光亮且接近六價(jià)鉻鍍鉻的色澤，鍍液狀態(tài)正常。

2.2 氯化物三價(jià)鉻鍍白鉻溶液

取超邦化工的Trich-6561氯化物三價(jià)鉻鍍鉻液，依2.1節(jié)的方法加入鎳和銅雜質(zhì)各50 mg/L，同樣以DDTC溶液和活性炭處理后過濾，測(cè)得濾液中鎳和銅的質(zhì)量濃度分別為1.24 mg/L和0.01 mg/L，去除率分別為97.52%和99.98%。

向鍍液中補(bǔ)加Trich-6565濕潤劑2 mL/L和Trich-6564穩(wěn)定劑2 mL/L，并調(diào)節(jié)鍍液pH至2.8之后，在31 °C下進(jìn)行267 mL赫爾槽試驗(yàn)，用鍍光亮鎳的試片以5 A電流鍍3 min，鍍層為氯化物三價(jià)鉻鍍層的不銹鋼色澤，光亮且無缺陷，鍍液正常。

3 結(jié)語

用DDTC螯合沉淀法去除三價(jià)鉻鍍鉻液中的鎳和銅雜質(zhì)，方法簡(jiǎn)單，處理速度快且去除率高，克服了傳統(tǒng)電解法處理時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)缺陷。本方法填補(bǔ)了國內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)的空白，具有較好的市場(chǎng)前景。

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