[發明專利]一種轉化既有六價鉻鍍液為新生三價鉻鍍液的方法

在審

• 申請號: 201510944420.X
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN105543906A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 丁運虎;黃興林;毛祖國;鄧華才;肖偉平;王柱元
• 申請（專利權）人: 武漢材料保護研究所
• 主分類號: C25D3/06
• 分類號: C25D3/06;C25D3/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 何英君

技術領域

本發明一種轉化既有六價鉻鍍液為新生三價鉻鍍液的方法，屬電鍍技術 領域，具體涉及電鍍鉻技術。

技術背景

鉻鍍層因具有光亮、堅硬、抗變色、耐磨耐腐蝕性能優良等特點在五金、 機電、汽車等行業廣泛應用。長期以來鍍鉻工藝都是采用鉻酸為鉻源的六價 鉻電鍍工藝。六價鉻是電鍍工藝中最嚴重、最難處理的污染源之一.美國環 境保護局(EPA)將六價鉻確定為17種高度危險的毒性物質之一。鉻在水中 以三價和六價形式存在，其中六價鉻的毒性很大，大約是三價鉻的100倍， 如果水中六價鉻的含量超過0.1毫克/升，就會對人體產生毒性作用。鑒于 六價鉻的這種高毒性，在《電鍍污染物排放標準GB21900-2008》中，其排 放限值由0.5mg/L降低為0.2mg/L。據各地電鍍協會調查，我國各地電鍍企 業中六價鉻電鍍工藝使用依舊很普遍，六價鉻槽液總量在千萬噸以上，每年 用于電鍍廢水的費用中60％以上是用于處理含六價鉻的廢水、廢氣和廢物， 其潛在的環境污染損失和人員職業病危害費用更加驚人。

為了取代嚴重污染的六價鉻電鍍鉻工藝，電鍍科技工作者做了很多研 究，包括低濃度鍍鉻、代鉻鍍層和三價鉻鍍鉻等，目前來看三價鉻電鍍是替 代六價鉻電鍍的最理想工藝，其研究和推廣進程受到越來越廣泛的關注。

當前研究的三價鉻鍍液，通常由三價鉻鹽、絡合劑、導電鹽等配制而成， 如日本專利TW201581557A采用甲酸、醋酸等脂肪族一元有機羧酸或丙二酸、 琥珀酸等脂肪族二元有機羧酸做絡合劑與硫酸鉻等三價鉻鹽在一定溫度下 反應得到三價鉻鍍液。美國專利US2012024714A1采用甲酸或甲酸鹽作為絡 合劑與堿式硫酸鉻在75-90℃下反應得到一種覆蓋能力優異的三價鉻鍍液。 美國專利US2005012816公開了一種三價鉻電鍍方法，用草酸鹽和硫酸鉻、 另加導電鹽和催化劑在90℃下得到沉積速率較高的三價鉻鍍液。

這些方法獲得的三價鉻鍍液與六價鉻相比，毒性較低，廢水處理相對容 易；但存在2大缺陷：一是由于使用的三價鉻鹽中含有大量的陰離子，導致 鍍液中三價鉻離子濃度只能達到20-30g/L，無法配置更高濃度，溶液鍍速慢， 夾雜多，耐蝕性差；二是這些三價鉻工藝，均必須新配置槽液，而原有的六 價鉻鍍液，要么通過廢水處理的方式解決，耗用大量的化工材料，形成大量 的含鉻廢渣，要么就地封存，形成嚴重的環境隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉化既有六價鉻鍍液為新生三價鉻鍍液的方 法，該方法不僅將對環境污染較強的既有六價鉻電鍍液，有效轉化為對環境 影響較小的三價鉻電鍍液，有利于環境保護；而且轉化后調整的新生三價鉻 電鍍液在規定工藝條件下電鍍速率快，低電流密度區覆蓋能力好，所得鍍層 可與六價鉻鍍液的鉻鍍層媲美。

本發明一種轉化既有六價鉻鍍液為新生三價鉻鍍液的方法，由轉化既有 六價鉻電鍍液為三價鉻活性配體基本溶液的步驟一和調整三價鉻活性配體 基本溶液為新一代三價鉻電鍍液的步驟二組成，所述步驟一是將既有六價鉻 電鍍液在pH值0.5-1.0，溫度80-90℃下，通過添加規定量的還原劑和有機 酸絡合劑，并保溫2h～4h，使六價鉻還原為三價鉻并與機酸酸絡合劑形成配 體結構為[CrL_x·(H₂O)_6-x]的三價鉻活性配體基本溶液，該三價鉻活性配體 [CrL_x·(H₂O)_6-x]中，L為碳原子數小于10的羧酸或羧酸鹽，其中x為1～5的 整數，所述還原劑與六價鉻的摩爾比為2～3：1；所述有機酸絡合劑含量 100-500g/L；所述步驟二，是通過向步驟一形成的三價鉻活性配體基本溶液 中，添加導電鹽和催化劑，調整該三價鉻活性配體基本溶液為含三價鉻 60-90g/L、導電鹽50-300g/L、催化劑含量1-10g/L，pH值0.1-2.0的新生 三價鉻電鍍溶液；采用所述步驟二的新生三價鉻電鍍溶液，在30-60℃的鍍 液溫度和10-30A/dm²和電流密度條件下，獲得穩定的裝飾性光亮鍍鉻層。

所述步驟一中添加的還原劑為甲醇、乙醇、葡萄糖中的一種或兩種及兩 種以上的混合物其混合物。