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由于六價鉻對人體的影響比較嚴(yán)重,一直都被列為環(huán)境污染的重要監(jiān)測對象,特別是近年各國提高了對鉻污染的控制標(biāo)準(zhǔn),人們開始重視開發(fā)用毒性相對較低的三價鉻鍍鉻來替代六價鉻鍍鉻。因此三價鉻鍍鉻是目前替代六價鉻鍍鉻的一種新工藝。三價鉻鍍鉻的研究始于l933年,但是直到l974年才在英國開發(fā)出有工業(yè)價值的三價鉻鍍鉻技術(shù)。三價鉻鍍鉻與六價鉻鍍鉻的比較見表。
三價鉻鍍鉻與六價鉻鍍鉻比有明顯的優(yōu)點,特別是分散能力、均鍍能力好;鍍速高,可以達(dá)到0.2μm/min的鍍速,從而縮短電鍍時間。電流效率也比六價鉻鍍鉻高,可達(dá)到25%以上。同時,還有燒焦等電鍍故障減少、不受電流中斷或波型的影響、不需要特殊的陽極隔膜等優(yōu)點。而最為重要的是不采用有害的六價鉻而沒有了環(huán)境污染問題,降低了污水處理的成本,對操作者的安全性也大大提高。
三價鉻鍍鉻有單槽方式和雙槽方式,單槽方式中的陽極材料是石墨棒,其他與普通電鍍一樣,雙槽方式是使用了陽極內(nèi)槽,將鉛錫合金陽極置于內(nèi)槽內(nèi),另外作為陽極基礎(chǔ)液使用了稀硫酸。相對六價鉻鍍鉻,有容易操作和安全的優(yōu)點。
三價鉻鍍鉻和六價鉻鍍鉻的比較
項 目 | 三價鉻鍍鉻 | 六價鉻鍍鉻 | |
單槽法 | 雙槽法 | ||
鉻濃度/(g/L) pH值 陰極電流/(A/dm2) 溫度/℃ |
20~24 2.3~3.9 5~20 21~49 |
5~10 3.3~3.9 4~15 21~54 |
100~350 1以下 10~30 35~50 |
陽極 | 鉛錫合金 | 鉛錫合金 | |
攪拌 鍍速/(μm/min) 最大厚度/μm 均鍍能力 分散能力 鍍層構(gòu)造 |
空氣攪拌 0.2 25以上 好 好 微孔隙 |
空氣攪拌 0.1 0.25 好 好 微孔隙 |
無 0.1 100以上 差 差 非微孔隙 |
色調(diào) | 似不銹鋼金屬色 | 藍(lán)白金屬色 | |
后處理 廢水處理 安全性 鉻霧 污染 雜質(zhì)去除 |
需要 容易 與鍍鎳相同 幾乎沒有 幾乎沒有 容易 |
需要 容易 與鍍鎳相同 幾乎沒有 幾乎沒有 容易 |
不需要 普通 危險 大量 強(qiáng)烈 困難 |
但是三價鉻鍍鉻也存在一次設(shè)備投入較大和成本較高的不足。還有在色度上和耐腐蝕性不如六價鉻的說法。同時,鍍液的穩(wěn)定性也是一個問題,在管理上要多下一些功夫。
典型的三價鉻鍍鉻的工藝如下:
硫酸鉻 | 20~25g/L |
溴化銨 | 8~12g/L |
甲酸銨 | 55~60g/L |
濃硫酸 | 1.5~2mL/L |
硫酸鈉 | 40~45g/L |
pH值 | 2.5~3.5 |
氯化銨 | 90~95g/L |
溫度 | 20~30℃ |
氯化鉀 | 70~80g/L |
陰極電流密度 | l~100A/dm2 |
硼酸 | 40~50g/L |
陽極 | 石墨 |
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