Способ электрохимической регенерации хромовокислых электролитов

 

°,. (73) Авторы изобретения

Л. Н. Клейн, В. Ф. Конюк, Я, М. Бейзерман и А. Д Соков (7I) Заявитель

Одесский конструкторско-технологический кисти по поршневым кольцам (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

ХРОМОВОКИСЛЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к способам регенерации испольэованнх электролитов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации хромово5 кислых электролитов, включающий окисление ионов трехвалентного хрома и апектролитическое осаждение железа на керамическом хромированном катоде при межэлектродном расстоянии 250-300 мм В

Недостатком известного способа является незначительное;снижение содержания железа в регенерированном электролите (до 8,2 г/л) и большое время регенерации - 72 ч.

Бель изобретения — снижение содержания железа в регенерированном электролите и сокращение времени регенерации.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему окисле ние ионов трехвалентного хрома и элект» рохимическое осаждение железа на керамячиком хромированном катоде при межэлектродном расстоянии 250-300 мм, перед началом электролиза осуществляют окисление ионов трехвалентного хрома за счет предварительного введения в электролит перманганата калия при его весовом соотношении к ионам трехвалентного хрома 3: 1, и электролнтнческое осаждение железа проводят при катодной и объемной плотностях тока

5- 10 А/дм н 0,2-0,3 А/л соответственно в течение 6-9ч.

Химическое окисление трехвалентного хрома производят до остаточного его содержания в электролите 0,5 - 1,0г/л.

Предварительное окисление трехвалентного хрома до шестивалентного сокра» шает продолжительность регенерации, а образующиеся в ходе реакции соеди1 пения марганца пониженной валентности благоприятствуют снижению содержания железа в регенерированном электролите, в результате чего концентрация железа в электролите снижается до 3,6 -4, 1г/и, 905339

252

16,1

13,2

10,9 электролите, г/л

3/9

6,1

8,0

1,79

4,3

3,5 а время регенерации, сокращается до

6-9ч.

Накопление соединений марганца пониженной валентности в значительных количествах в электролите не происходит, поскольку при восстановлении перманга ната калия большая его часть в виде двуокиси марганца оседает на дно ванны, а оставшийся двухвалентный марганец выпадает в осадок в виде двуокиси мар- и ганца при последующем электролизе, в результате чего свойства электролита н качество хромового покрытия после проведения регенерации электролита не изменяются. 15

Процесс регенерации осуществляют следующим образом.

Электролит загружают в гальваничес1 6 кую ванну при 40-45 С малыми дозами добавляют расчетное количество перманганата калия при непрерывном. перемешивании и охлаждении раствора, Для полнсты протекания реакции окисления трехвалентного хрома в шестива лентный ванну выдерживают в течение 1 — 1,5ч.

Затем в ванну помещают свинцовый цилиндрический анод с внутренним диаметром 300 мм и катод - керамический стержень диаметром 25 мм и длиной 700 мм,п покрытый слоем хрома толщиной 0,3 мм, например плазменным напылением.

После проведения всех подготовительных операций через электролит цропускают постоянный ток. Электролиз осуо 3$ ществляют нри 40-45 С, катодной плотности тока 6-10А/дм и объемной плотности тока 0,2-0,3 А/л в течение 6-9 ч.

Пример. Б емкость с водяной рубашкой загружают 300 л отработанного электролита состава, г/и:

Хромовый ангидрид 260

Серная кислота 2,2

4$

Железо трехвалентное 16,1

Содержание трехвалентного хрома в стработанном электролите (в пересчете на окись хрома), г/л

Загрузка перманганата калия, кг (объем электролита 300 л) Хром трехвалентный {в пересчете на окись хрома) 8,0

Криолит (в пересчете на фтор) 4,2

Прн температуре электролита 42 С небольшими порциями при непрерывном охлаждении и перемешивании вводят

4,32 кг перманганата калия. После загрузки перманганата калия ванну выдерживают в течение 1,5ч, остаточная концентрация ионов Сг сос тавляет 1, 1 г/л.

Концентрация ионов морганца после отстоя электролита в течение суток не превышает 2,5г/л. Затем в ванну помешают свинцовый анод диаметром 500 мм с высотой рабочей части 350 мм и катод — керамический стержень диаметром 20 мм, длиной 700 мм, покрытый на плазмотроне слоем хрома толщиной

0,3 мм. Через электролит температурой

42 С в течение 9ч прспускают постояно ный ток силой 90 А.

После окончания процесса регенерации был получен электролит следующего состава:

Хромовый ангидрид

Серная кислота 2,2

Железо трехвалентное 4,1

Хром трехвалентный (в пересчете на окись хрома)

Криолит (в пересчете на фтор) 4,2

Марганец двухвалентный 2, 1

Аналогичным образом были регенерированы электролиты с концентрацией Сг+ (в пересчете на окись хрома) 6,1 и 0,7 цри содержании железа 13,2 и 3,9 соответственно. Полученные результаты представлены в таблице.

905339

Продолжение таблицы

Ус повии э пектрохимн ческой регенерации

Выдержка, ч

Температура, C

1,5

1,5

1,5

40-45

40-45 40-45

Остаточное содержание хрома трехвалентного в электролите после выдержки, гlл

0,7

0,5

Отстой электролита, сут.

Содержание марганца двухвалентного в электролите после отстоя, г/л

2,5

1,5

0,5

Напряжение постоянного тока, В

Объемная плотность тока, А/л

Сила тока, А

Температура- электролиза, оС

0,3

0,25

0,2

75

40 -45

40-45

40-45

Содержание в реп нерированном электролите, г/л хрома трехвалентного (в пересчете на окись хрома) двухвалентного марганца

0,7

0,5

2,1

1,3

0,4

Составятель В. Игнатьев

Редактор А. Гулько Техред Л. Пекарь КоРРектоР М. Шароши.

Заказ 297/40 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >KWS, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый способ регенерации электролитов хромированяя позволяет значительно сократить время регенерации и снизить содержание люлеза в регенернруемом электролите, что обеспечивает увеличение производитель ности гальванического оборудования в среднем в 2,8 раза. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения на заводах поршневых колеи составит 35 тыс. Руб. в год.

Формула изобретения

Способ электрохимической регенерации хромовокислых электролитов, включающий окисление ионов трехвалентного хрома и электролитическое осаждение г железа на керамическом хромированном

36 катоде при межэлектродном расстоянии

250 300мм, о т л и ч а ю ш н йс я тем; что, с целью снижения содержания железа н сокращения времени регенерации, окисление ионов трехвалеятиого хрома осуществляют за счет предварительного введения в электролит яермвнганата калия прн его весовом

coomotaaeaaats к ионам трехвалентного хрома 3: Л в электролитическое осаж- .

pease железа проводят прн катодной и объемной плотностях тока 5-10 А/дм и 0,2-0,3 А/л соответственно в течение 6-9ч.

Источники ннформапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Реферативный журнал Химия, 1975, N 9, реф. 9Л315.