螯合沉淀法去除三价铬镀铬液中的镍和铜杂质

2018-04-17郭崇武李小花

电镀与涂饰 2018年7期

郭崇武*，李小花

（广州超邦化工有限公司，广东广州 510460）

由于六价铬对环境污染严重，并且对人体有致癌作用，因此六价铬镀铬已经受到了越来越严格的限制。国内从20世纪末引进三价铬镀铬技术后，业内对三价铬镀铬工艺进行了大量的实验和应用研究[1-14]，这项技术已日臻成熟，正在逐步取代六价铬镀铬工艺。但三价铬镀铬工艺应用时间较短，生产中的镀液维护技术还有待进一步的完善。

镀件在进行三价铬镀铬前一般需要镀光亮镍，因此，镍杂质被带入三价铬镀铬槽是不可避免的。硫酸盐三价铬镀铬液受到镍杂质污染时，镀层颜色偏黄，失去原本优美的外观，严重时高电流密度区镀层粗糙。氯化物三价铬镀铬液中含有一定量的镍杂质时，低电流密度区的镀层出现黑色阴影。三价铬镀铬液有时也会受到铜杂质的污染，微量的铜杂质就会使镀层偏黑，严重时高电流密度区镀层粗糙。

采用沉淀法去除三价铬镀铬液中镍和铜杂质是目前比较先进的处理技术，但这项技术一直被国外跨国公司所垄断。在国内，三价铬镀铬槽一般采用电解法去除镍和铜杂质，通常耗时8 h以上，影响生产。

二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)螯合剂对重金属离子有很强的沉淀能力，可以利用它来除去三价铬镀铬液中的镍和铜杂质。在三价铬镀铬液中，DDTC对重金属离子的沉淀能力从大到小依次为铜离子、镍离子和三价铬离子。DDTC被加入三价铬镀铬液中后，与铜和镍离子反应分别生成二乙基二硫代氨基甲酸铜沉淀和二乙基二硫代氨基甲酸镍沉淀，还能部分生成二乙基二硫代氨基甲酸铬沉淀。反应完成后残留在镀液中的DDTC对镀液性能有不良影响，需要用活性炭将其去除。另外，工业级的DDTC中往往含有对三价铬镀铬液有害的有机杂质，也需用活性炭来加以去除。

1 处理工艺

1.1 主要步骤

(1) 在三价铬镀铬液中加入DDTC溶液，搅拌。

(2) 用活性炭处理经步骤(1)处理后的三价铬镀铬液。

(3) 过滤经步骤(2)处理后的三价铬镀铬液，去除沉淀物，清洗滤芯。

1.2 工艺要求

(1) DDTC溶液的质量浓度为100 g/L。

(2) 所加DDTC与三价铬镀铬槽中镍和铜杂质的质量比为(8 ～ 10)∶1。

(3) 向镀槽中加活性炭0.5 ～ 1.0 g/L。

(4) 按镀槽体积计算活性炭添加量，以0.5 ～ 1.0 g/L为宜。活性炭可以加入过滤机中，令步骤(2)与步骤(3)合而为一。

(5) 3个步骤既可在镀槽工作温度下进行，也可在室温下进行。

2 处理效果

2.1 硫酸盐三价铬镀白铬溶液

用超邦化工的Trich-9551硫酸盐三价铬镀铬液试验，向镀液中加入硫酸镍和硫酸铜，令镀液中镍和铜的质量浓度均为50 mg/L。将镀液加热至工作温度(50 ～ 55 °C)，在搅拌下加入DDTC溶液10 mL/L，搅拌20 min后加活性炭0.5 g/L，再搅拌20 min。以定量滤纸过滤试液后，用原子吸收分光光度法测定滤液中镍和铜的质量浓度，均为0.01 mg/L，去除率达到99.98%。

向镀液中补加Trich-9551 A添加剂2 mL/L，然后调节镀液pH至3.6，加热至52 °C后进行267 mL赫尔槽试验，用镀光亮镍的试片以5 A电流镀3 min，镀层光亮且接近六价铬镀铬的色泽，镀液状态正常。