Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭЛЕКТРОМЕМБРАННОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРА СНЯТИЯ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относиться к гальванотехнике, конкретно, к способам регенерации раствора на основе гидроксида натрия (100-200 г/л), применяемого для анодного снятия хромовых покрытий с хромированных стальных деталей и с подвесочных приспособлений, и может быть использовано на участках хромирования гальванических цехов.

В процессе анодного снятия (растворения) хромового покрытия в электролите накапливаются ионы хромата. Поэтому отработанный раствор, содержащий гидроксид и хромат натрия, необходимо обезвреживать, нейтрализуя содержащуюся в нем щелочь и обрабатывая его после этого каким-либо восстановителем для перевода ионов хромата в ионы трехвалентного хрома с последующим добавлением щелочного реагента для осаждения гидроксида хрома. С целью снижения расхода химикатов и количества образующихся отходов обезвреживание отработанных растворов целесообразно заменить их регенерацией, то есть удалением из отработанного раствора большей части накопившихся в нем ионов хромата и повышением концентрации гидроксида натрия до первоначального уровня.

Известен способ регенерации кислых хроматсодержащих растворов путем их электрохимической обработки в анодной камере электролизера с катионообменной мембраной [Kruglikov S. S. Removal of metal cations from chromaer-based solutions by mermbrane electrolysis. Metal Finishing, vol. 107, # 11, November 2009, p. 13-1; Патент РФ 2481424, з. от 28.072011, опубл. 10.05.2013]. В этом способе процесс регенерации включает удаление из регенерируемого раствора накапливающихся ионов цинка путем их переноса из регенерируемого раствора - анолита через катионообменную мембрану в католит - вспомогательный раствор серной кислоты, а также анодное окисление ионов трехвалентного хрома в хромат. Регенерированный раствор - это анолит, из которого удалена большая часть содержавшихся в нем ионов цинка и восстановлена первоначальная концентрация ионов хромата.

Технической задачей разрабатываемого способа является, наоборот, удаление из регенерируемого раствора ионов хромата. Ввиду этого наиболее близким по решаемой задаче и технической сущности является способ очистки электролита хромирования от ионов железа и других катионных загрязнений [Патент РФ 2481425, з.28.07.2011, опубл. 10.05.2013]. В этом способе ионы хромата во время электролиза переходят из средней камеры в анолит. Однако при реализации этого способа растворы на всех стадиях многостадийного процесса регенерации должны иметь кислую реакцию, что обеспечивает достаточную электропроводность как самих растворов (католитов и анолитов), так и разделяющих их мембран. Попытки осуществить регенерацию сильнощелочного раствора снятия хромовых покрытий с помощью этого способа оказались неудачными из-за резкого падения силы тока в результате многократного возрастания сопротивления электролизера вскоре после включения тока.

В предлагаемом способе задача по устранению резкого спада тока вскоре после начала электролиза решается путем проведения процесса регенерации электрохимической обработкой регенерируемого раствора в камерах двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной и трехкамерного электролизера с катионообменной и анионообменной мембранами в следующей последовательности: сначала в анодной камере двухкамерного электролизера, затем в средней камере трехкамерного электролизера, затем в катодной камере двухкамерного электролизера и катодной камере трехкамерного электролизера.

В результате регенерации получают раствор гидроксида натрия исходного состава (100-150 г/л) и побочный продукт - раствор хромовой кислоты (25-50 г/л), который можно использовать для приготовления и корректировки электролита хромирования, растворов пассивации и др. Важная особенность предлагаемого способа - отсутствие резкого спада тока вскоре после его включения, что позволяет продолжать вести процесс регенерации в стабильном режиме вплоть до его завершения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Раствор снятия хромового покрытия в ванне (4) содержит 100 г/л гидроксида натрия и 10 г/л хромового ангидрида. Регенерацию проводили в течение 15 ч и стабильном напряжении постоянного тока 18 В. Сила тока в цепи в ходе электролиза составляла 15-18 А, постепенно увеличиваясь от начального до конечного значения. По окончании процесса регенерации получен раствор снятия с концентрацией гидроксида натрия 140 г/л и остаточной концентрации хромового ангидрида 2 г/л, возвращенный в ванну снятия (4), и раствор хромовой кислоты в емкости (10), содержащий 25 г/л хромового ангидрида.

Пример 2

Раствор снятия хромового покрытия в ванне (4) содержит 120 г/л гидроксида натрия и 20 г/л г/л хромового ангидрида. Регенерацию проводили в течение 25 ч при стабильном напряжении 17 В. Сила тока в цепи составляла 20-25 А, постепенно увеличиваясь от начального до конечного значения. По окончании процесса регенерации получен раствор с концентрацией гидроксида натрия 150 г/л и остаточной концентрацией хромового ангидрида 3 г/л, возвращенный в ванну снятия хрома (4), и раствор хромовой кислоты с концентрацией хромового ангидрида 40 г/л.