專利名稱：一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電鍍廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法和裝置。
背景技術(shù)：
電鍍是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層另一種金屬膜的工藝，能夠?qū)Υ冎破菲鸬椒乐垢g，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進(jìn)美觀等作用。根據(jù)采用鍍層金屬的不同，電鍍分為鉻電鍍、銅電鍍、鎳電鍍等，其中鉻電鍍以其卓越的性能被廣泛應(yīng)用。在我國(guó)，鉻電鍍普遍為六價(jià)鉻電鍍。電鍍時(shí)，以鉻金屬或其他不溶性材料做陽(yáng)極， 待鍍的制品做陰極，H2CrO4為電鍍液，形成電流后，鉻金屬的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在待鍍制品表面被還原形成鍍層。然而，在電鍍鉻的過(guò)程中，電鍍液不可避免的會(huì)從生產(chǎn)工序中帶來(lái)其他金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)，例如鐵、銅、鋅、鉻(三價(jià)鉻)等金屬陽(yáng)離子，此外陽(yáng)極材料會(huì)隨時(shí)間推移而發(fā)生溶解，也會(huì)產(chǎn)生金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)。這些金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)的積累，嚴(yán)重影響了電鍍工藝，降低了電鍍品質(zhì)。因此，長(zhǎng)時(shí)間使用電鍍液后必須排出部分電鍍廢液并補(bǔ)充新的電鍍液或重新配制電鍍液。無(wú)論重新配制電鍍液還是定期排出部分電鍍廢液并補(bǔ)充新的電鍍液，都會(huì)面臨處理電鍍廢液的問(wèn)題。鉻電鍍廢液中含有高濃度鉻酸，而其中的六價(jià)鉻離子毒性很高。如果水中六價(jià)鉻離子的含量超過(guò)0. lmg/L的濃度，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性作用。此外，六價(jià)鉻離子對(duì)皮膚有嚴(yán)重的刺激性，能造成皮膚潰瘍，長(zhǎng)期攝入會(huì)引起扁平上皮癌、肉瘤和腺癌等疾病。同時(shí)，六價(jià)鉻離子的廢水、廢物不能自然降解，易對(duì)環(huán)境造成持續(xù)性污染。傳統(tǒng)六價(jià)鉻電鍍廢液的處理方法，如化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法等，無(wú)法使鉻酸中六價(jià)鉻離子回收利用，只能使其生成氫氧化鉻除去，造成了資源浪費(fèi)。同時(shí)，傳統(tǒng)處理方法不能進(jìn)行徹底處理，給環(huán)境帶來(lái)極大危害。中國(guó)專利CN101580957A公開(kāi)了 “鉻鍍液及其廢液的凈化回用方法和裝置”，該專利通過(guò)離子交換吸附對(duì)鉻廢液進(jìn)行吸附處理，達(dá)到回用再利用的目的。但是，該方法在進(jìn)行離子交換吸附的前后需要分別進(jìn)行鉻廢液的稀釋以及回用液的濃縮，增加了處理工藝中的能耗。此外，該方法中電鍍液的回用率為95%，仍然不能最大限度的回用電鍍液。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法和裝置，使得該方法無(wú)需稀釋和濃縮步驟即可完成處理鉻電鍍廢液，并達(dá)到較高的回用率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法，包括電鍍廢液以5_6BV/h流速通過(guò)含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂進(jìn)行凈化?，F(xiàn)有技術(shù)中，需要對(duì)電鍍廢液進(jìn)行稀釋才進(jìn)行離子交換吸附，主要是由于鉻酸具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)酸性，如果直接進(jìn)行吸附就會(huì)氧化、腐蝕吸附介質(zhì)，使吸附效果大大降低。而本發(fā)明優(yōu)選采用朗盛德國(guó)有限公司生產(chǎn)的Lewatit K2620，它是一類球珠態(tài)、擁有磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂，主要應(yīng)用于汽油添加劑MTBE、ETBE和TAME的生產(chǎn)，以及酚烷基化、烯的水化、酯化、醚化、較大極性和非極性分子的縮合和烷基化，但是在處理鉻電鍍廢液方面的應(yīng)用未見(jiàn)公開(kāi)。本樹(shù)脂具有活化了的反應(yīng)中心一磺酸基團(tuán)，提高了其酸度和反應(yīng)活性，其大孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)了陽(yáng)離子向反應(yīng)中心的傳輸，高的交聯(lián)度與其緊密的球狀結(jié)構(gòu)使之具有高的化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械穩(wěn)定性。以上結(jié)構(gòu)特性使得其在處理電鍍廢液時(shí)，無(wú)需稀釋即可抵抗鉻酸的強(qiáng)氧化性和強(qiáng)酸性，并且具有很高的吸附活性。此外，本發(fā)明通過(guò)流量計(jì)使所述電鍍廢液通過(guò)吸附介質(zhì)的流速為5-6BV/h，因?yàn)榱魉龠^(guò)大或過(guò)小均不能達(dá)到最佳的吸附效果。流速過(guò)大，電鍍廢液與吸附介質(zhì)接觸的時(shí)間就會(huì)縮短，使吸附介質(zhì)無(wú)法充分吸附電鍍廢液中的金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)；而流速過(guò)小，吸附塔內(nèi)的電鍍廢液就無(wú)法處于同一平面上，造成塔內(nèi)壓力的不均衡，各部分流速不相同，進(jìn)而引起塔內(nèi)吸附介質(zhì)發(fā)生攪動(dòng)，出現(xiàn)空隙，最終使電鍍廢液中的部分金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)無(wú)法接觸到吸附介質(zhì)，影響吸附效果。本發(fā)明通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)吸附效果，結(jié)果表明鋅、銅、鐵、鉻等金屬陽(yáng)離子含量減少了 80%以上，達(dá)到電鍍液回用標(biāo)準(zhǔn)，電鍍液回用率達(dá)到98%以上。本發(fā)明所述方法還包括樹(shù)脂再生步驟，當(dāng)本發(fā)明所述樹(shù)脂吸附飽和后，用8%硫酸以2BV/h流速通過(guò)含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂。本發(fā)明可通過(guò)電子監(jiān)測(cè)設(shè)備或常規(guī)人工監(jiān)測(cè)手段判斷樹(shù)脂飽和狀態(tài)，這些監(jiān)測(cè)方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。此外，本發(fā)明還提供一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的裝置，其組成和連接關(guān)系參見(jiàn)圖 1，由圖1可知本發(fā)明所述裝置包括電鍍液貯槽、入口與電鍍液貯槽出口連通的電鍍廢液貯槽、入口與電鍍廢液貯槽出口連通且由含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂和外殼組成的吸附塔，所述吸附塔的出口與電鍍液貯槽入口連通，所述連通的管道上均設(shè)有閥門和氣泵， 所述閥門為一通閥門或兩通閥門，所述電鍍廢液貯槽和吸附塔連通的管道上還設(shè)有流量計(jì)，吸附塔和電鍍液貯槽連通的管道上還設(shè)有監(jiān)測(cè)儀。其中，吸附塔優(yōu)選用Lewatit K2620 吸附介質(zhì)。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述裝置還包括出口與吸附塔入口連通的硫酸槽、入口與吸附塔出口連通的廢水處理裝置，所述連通的管道上均設(shè)有氣泵和閥門，所述閥門為一通閥門或兩通閥門。其中，作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述硫酸槽和電鍍廢液貯槽通過(guò)兩通閥門共同與吸附塔入口連通，所述廢液處理裝置和電鍍液貯槽通過(guò)兩通閥門共同與吸附塔出口連通。本發(fā)明所述裝置可通過(guò)人工控制，也可通過(guò)連接到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)控制。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述方法和裝置無(wú)需稀釋和濃縮步驟即可完成處理六價(jià)鉻電鍍廢液，并達(dá)到較高的回用率，減少了鉻電鍍廢液對(duì)環(huán)境和人類的危害，可以廣泛應(yīng)用于六價(jià)鉻電鍍工藝領(lǐng)域。


圖1所示為本發(fā)明所述凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的裝置示意其中，1所示為電鍍液貯槽，2所示為一通閥門，3、5、8、11、14所示為氣泵，4所示為電鍍廢液貯槽，6所示為流量計(jì)，7、13所示為兩通閥門，9所示為硫酸槽，10所示為吸附塔， 12所示為監(jiān)測(cè)儀，15所示為廢液處理裝置；在此說(shuō)明，附圖只是說(shuō)明本發(fā)明裝置的組成和連接關(guān)系，以便更好地理解本發(fā)明， 并不對(duì)其各組成部分的空間位置加以限制。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法和裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及裝置已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法和裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 當(dāng)檢測(cè)到電鍍液貯槽1中Fe3+濃度超過(guò)8g/L、Cu2+濃度超過(guò)5g/L、Zn2+濃度超過(guò) 3g/L或Cr3+濃度超過(guò)6g/L時(shí)，由PLC控制系統(tǒng)打開(kāi)一通閥門2，啟動(dòng)氣泵3將電鍍廢液送入到電鍍廢液貯槽4，啟動(dòng)氣泵5、流量計(jì)6和兩通閥門7，將電鍍廢液以5. 5BV/h流速送入吸附塔10處理，同時(shí)開(kāi)啟氣泵11和兩通閥門13將處理后的電鍍凈化液送回之電鍍液貯槽。當(dāng)監(jiān)測(cè)儀顯示電鍍凈化液中金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)(即!^3+濃度Sg/ L、Cu2+濃度5g/L、Zn2+濃度3g/L、Cr3+濃度6g/L)，關(guān)閉氣泵11和兩通閥門13，控制氣泵5 將塔內(nèi)和管道內(nèi)殘留的電鍍廢液送回之電鍍廢液貯槽4，然后關(guān)閉氣泵5，控制兩通閥門7 打開(kāi)硫酸槽9 一端，用氣泵8將8%的硫酸送至吸附塔10中再生，同時(shí)控制兩通閥門13打開(kāi)廢液處理裝置15—端，用氣泵14將再生后的廢液送至廢液處理裝置15，當(dāng)檢測(cè)到再生后的廢液與8%的硫酸成分相同時(shí)停止再生，關(guān)閉所有閥門和氣泵，完成一個(gè)工作周期。實(shí)施例2 取某電鍍廠電鍍老化母液2m3置于電鍍液貯槽，采用分光光度法測(cè)得HCrCVJe3+， Ni2+，Zn2\ Cr3+的含量，具體結(jié)果見(jiàn)表1。本實(shí)施例選用Lewatit K2620吸附介質(zhì)，按照實(shí)施例1所述方法對(duì)其進(jìn)行處理，處理后再次檢測(cè)HCrOp Fe3+, Ni2+，Zn2\ Cr3+的含量，結(jié)果見(jiàn)表2.表1處理前各離子濃度(單位g/L)
權(quán)利要求
1.一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法，其特征在于，包括電鍍廢液以5-6BV/h流速通過(guò)含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂進(jìn)行凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括樹(shù)脂再生步驟，具體為用8%硫酸以2BV/h流速通過(guò)含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂。
3.—種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的裝置，其特征在于，包括電鍍液貯槽、入口與電鍍液貯槽出口連通的電鍍廢液貯槽、入口與電鍍廢液貯槽出口連通且由含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂和外殼組成的吸附塔，所述吸附塔的出口與電鍍液貯槽入口連通，所述連通的管道上均設(shè)有閥門和氣泵，所述閥門為一通閥門或兩通閥門，所述電鍍廢液貯槽和吸附塔連通的管道上還設(shè)有流量計(jì)，吸附塔和電鍍液貯槽連通的管道上還設(shè)有監(jiān)測(cè)儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于，還包括出口與吸附塔入口連通的硫酸槽、入口與吸附塔出口連通的廢水處理裝置，所述連通的管道上均設(shè)有氣泵和閥門，所述閥門為一通閥門或兩通閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于，所述硫酸槽和電鍍廢液貯槽通過(guò)兩通閥門共同與吸附塔入口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述裝置，其特征在于，所述廢液處理裝置和電鍍液貯槽通過(guò)兩通閥門共同與吸附塔出口連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及電鍍廢液處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的方法。本發(fā)明所述方法包括電鍍廢液以5-6BV/h流速通過(guò)含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂進(jìn)行凈化。本發(fā)明還提供了一種凈化六價(jià)鉻電鍍廢液的裝置，包括電鍍液貯槽、入口與電鍍液貯槽出口連通的電鍍廢液貯槽、入口與電鍍廢液貯槽出口連通且由含磺酸基團(tuán)的強(qiáng)酸性大孔聚合物樹(shù)脂和外殼組成的吸附塔，所述吸附塔的出口與電鍍液貯槽入口連通。本發(fā)明所述方法和裝置無(wú)需稀釋和濃縮步驟即可完成處理六價(jià)鉻電鍍廢液，并達(dá)到較高的回用率，減少了鉻電鍍廢液對(duì)環(huán)境和人類的危害，可以廣泛應(yīng)用于電鍍工藝領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C02F1/42GK102154681SQ201110116670
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者邱峰 申請(qǐng)人:邱峰