[发明专利]一种降低硫酸锌电镀液中总铁浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低硫酸锌电镀液中总铁浓度的方法，直接用于连续电镀锌机组，也适用于利用硫酸锌电镀液的其他用途。

背景技术

电镀锌的镀液参数控制是整个生产的核心，武钢电镀锌车间选取的电镀液为硫酸盐体系，由于锌粒及浓硫酸均含有杂质，加上电镀锌机组自身的特性，不可避免会引入各种杂质离子，尤其是在生产过程中不电镀的情况下，酸性镀液会腐蚀带钢，导致引入如：Fe²⁺、Fe3+、F-、Cl-、Cu2+等离子，均对电镀锌板面质量及电镀锌机组设备有着不同程度的危害，其中以Fe2+、Fe3+（以下称为总铁）危害最大，它不仅消耗大量的酸，增加成本，而且由于电镀液中总铁浓度高于4g/L，电镀过程中产生锌铁共沉积，导致板面出现针孔状的孔洞，降低电镀锌板耐蚀性，不能满足用户需求。

目前，国内的降低硫酸锌电镀液中总铁浓度方法主要有两种，一是定期排放超标镀液，造成镀液浪费，由于锌的成本在1.5-2万元/吨，当电镀液中锌离子浓度控制目标值时，1立方米的镀液排放就会导致千元的成本损失，排放越多，损失越大。同时排放的镀液需增设废水处理装置，否则造成环境污染；二是增加除总铁的专用设备，造价高达500万，且效果不明显。国外曾在1997年利用氧气或者过氧化氢以及氧化锌或者碳酸锌对硫酸盐电镀锌液进行再生（Joachim Kuhlmann.Method and plant for generating sulfate electrolyte in steel strip galvanizing processes:United States Patent,NO.5,690,804.25.NOV.1997.），但用该方法需要使用大量碳酸锌，增加成本，而且高浓度的双氧水可与碳酸锌反应生成二氧化碳及过氧化物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种降低硫酸锌电镀液中总铁浓度的方法，仅通过优化溶锌工艺及氧化还原反应，就能有效降低电镀锌镀液中的总铁浓度。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种降低硫酸锌电镀液中总铁浓度的方法，其包括如下步骤：

（1）在电镀生产的硫酸锌电镀液中，加入锌粒，至锌粒不能溶解为止，此时，硫酸锌电镀液的pH提升至2.0-2.6；

（2）将步骤（1）所得的电镀液加入过量的低浓度双氧水，使其中的Fe²⁺进行完全氧化至Fe³⁺；

（3）继续将步骤（2）所得的电镀液中加入碳酸锌悬浮液，使镀液pH提升至2.8-3.5，静置，所得溶液下层为红棕色沉淀，上层为澄清透明的溶液，将上层清液分离出，即为降低总铁浓度后的硫酸锌电镀液，总铁含量不高于500mg/L。

上述方案中，所述用于电镀锌生产的硫酸锌电镀液的初始pH范围值为1.2-1.6，总铁浓度不高于4g/L。

上述方案中，所述低浓度的双氧水的质量浓度为3-10%，若双氧水浓度过高，则会生成过氧化物和二氧化碳，方程式为ZnCO₃+H₂O₂=ZnO₂+H₂O+CO₂↑。

上述方案中，所述步骤（2）所涉及的氧化还原反应为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O。

上述方案中，所述碳酸锌悬浮液浓度为优选为0.5-1mol/l，若碳酸锌悬浮液浓度低于0.5mol/l，则会增加整个电镀液循环系统中水的比例，导致容积增加后产生的负面影响；若选择固体碳酸锌颗粒，否则会生成大量细小絮状物，且不会沉淀，不利于电镀液中沉淀的清除。

上述方案中，所述步骤（2）镀液pH提升至2.8-3.5的原因在于：pH低于2.7，无沉淀生成；高于3.5，则会生成氢氧化锌沉淀，破坏电镀锌成分。