[发明专利]一种基于耦合作用去除镀铬溶液中杂质离子的方法

说明书

本发明属于镀铬板的生产控制技术领域，公开了一种基于耦合作用去除镀铬溶液中杂质离子的方法。基于镀铬溶液中的杂质离子及其浓度，基于热力学耦合原理，分别控制金属铬镀液及铬氧化物镀液的pH来提高镀铬板表面能，通过对镀液的改进，有效的提高了含杂质较多的镀铬板的表面能，使镀液中高浓度的杂质离子形成沉淀，通过热力学耦合作用把低浓度的杂质离子一起沉淀下来，然后将沉淀物过滤，从而净化镀铬溶液，实现了镀液中除铁离子之外的铝离子以及钛离子的高去除率，其中，Al³⁺、Ti³⁺的去除率达到90％以上，达到很好的净化镀液的效果，对提高生产效率具有重要意义。

技术领域

本发明属于镀铬板的生产控制技术领域，特别涉及镀铬溶液中杂质离子的控制方法。

背景技术

镀铬钢板是通过在钢板表面进行电解铬酸盐处理，使钢板表面沉积一层金属铬(一般为50～100mg/m²)及铬氧化物膜(一般为5～20mg/m²)的经济型罐材料，其结构如图1所示。镀铬板表面化学成份稳定，从表面膜溶出的铬离子是极其微量的，正是由于镀铬板表面的无毒性，其产品广泛应用于食品罐头。镀铬钢板除了具有无毒性的特点，还具有镀着量少、成本低、附着力强、涂漆性好、耐温性好、高抗硫性、高耐碱性等优点。因此，镀铬板还用于自行车部件、家庭电器用品、办公用品、建材材料部件、汽车部件等领域。

镀铬液主要成分是铬酸酐(CrO₃)，再加入少量的外来阴离子(通常所说的催化剂硫酸、氟化物、氟硅酸盐、氟硼酸盐、碘酸盐、氯酸盐等)，只有添加催化剂后，镀铬才有可能顺利而连续地进行。单纯的铬酸溶液是不能获得铬镀层的。铬酸酐中的铬是以六价形式存在，铬酸酐易溶于水成为铬酸，该水溶液是一种强酸。随着铬酸酐浓度的不同，溶液中的六价铬可以多种形式存在，如铬酸氢根(HCrO₄^-)、铬酸(H₂CrO₄)、重铬酸(H₂Cr₂O₇)、三铬酸(H₂Cr₃O₁₀)、四铬酸(H₂Cr₄O₁₃)等。目前，镀铬板有两种生产工艺，即一步法和两步法。一步法是指将钢基板置于一种电解液中进行电解处理，使其表面同时析出金属铬和铬氧化物膜的方法。所用的电解液为浓度小于150g/L的CrO₃和一些添加剂(如Na₂SiF₆、H₂SO₄等)。两步法是第一步将钢基板置于高浓度铬酸溶液(150g/L CrO₃和Na₂SiF₆、H₂SO₄等添加剂)中，使其表面镀上一层金属铬，然后进行水漂洗；第二步将镀有一层金属铬的钢板置于较低浓度铬酸溶液(65g/L CrO₃和Na₂SiF₆、H₂SO₄等添加剂)中，使其表面形成一层铬氧化膜，第二步主要起到生成均匀氧化膜和均化铬层的作用。

在镀铬槽液中，无论是哪种镀液体系，都具有较强的腐蚀性，进而导致镀液腐蚀冷轧基板，形成铁离子。此外，由于原料的纯度、生产设备的腐蚀，镀液还包括铝、钛、铜、锌等杂质离子。杂质离子含量少时，对铬镀层并无太大影响，但当杂质含量高时，镀层就会出现发花、发黄、变暗、有条纹等一系列问题，并且随着杂质含量的增加，槽电压上升，溶液电阻增加。因此，急需一种去除镀铬溶液中杂质离子的方法，从而延缓镀铬槽液使用期限，提高镀铬质量。