Cтраница 3
Так как для хромирования применяют относительно концентрированные растворы, то и в промывных водах концентрация хромовой кислоты высокая. Поэтому необходимо обезвреживать соединения шестивалентного хрома в сточных водах, вызывающие отравление у человека. Для очистки хромовых сточных вод применяют реагентный и электрокоагуляционный методы. [31]
Особенности хромирования по сравнению с другими гальва-ностегическими процессами заключаются в следующем: 1) главным компонентом электролита является хромовая кислота, а не соль хрома; 2) с повышением концентрации хромовой кислоты или с повышением температуры хромового электролита выход по току значительно понижается, в то время как в большинстве других процессов выход по току при этих условиях повышается; 3) с повышением плотности тока выход по току повышается. [32]
На активной поверхности лишь неполностью восстанавливаются хромат-ионы до Сг 3, и эта реакция протекает с участием ионов водорода. Реакция протекает быстрее при перемешивании, а также при увеличении концентрации хромовой кислоты и увеличении концентрации посторонних анионов. Под влиянием температуры с одной стороны увеличивается подача ионов к электроду, что способствует протеканию реакции, с другой - увеличивается окислительное воздействие хромовой кислоты, тормозящее электродный процесс. [33]
При температурах ниже 40 получаются матовые серые осадки хрома. При температуре выше 50, наоборот, зона блестящих осадков возрастает с понижением концентрации хромовой кислоты. Это значит, что при более высокой температуре получаются блестящие осадки в ваннах малой концентрации. При повышенной температуре ( 60 С) получаются молочные осадки хрома, обладающие малой пористостью. Колебание температуры более чем на 1 - 2 для установленного режима плотности тока не допускается, так как поверхность осадка очень чувствительна к изменениям температуры. [34]
Существенное влияние на выход металла по току и свойства осадков оказывает концентрация в растворе посторонних анионов. Максимальный выход по току, наибольшая твердость и блеск осадков достигаются при определенном соотношении концентраций хромовой кислоты и посторонних анионов, которое зависит в свою очередь от природы аниона, температуры и плотности тока. [35]
При использовании катионитовых мембран отработанные электролиты хромирования помещают в анодную камеру диафрагменного электролизера, а в катодную заливают 5 % - ный раствор серной кислоты или сульфата натрия, подкисленного серной кислотой. Это позволяет обеспечить практически полное удаление примесей Сг3 и большей части ( 70 - 90 %) примесей железа, цинка, меди без снижения концентрации хромовой кислоты. Примеси металлов осаждаются в катодном пространстве в виде осадков гидроокисей или в виде рыхлого, порошкообразного, легко отделяемого осадка, частично осыпающегося с поверхности катодов. [36]
Ионообменники применяются главным образом на предприятиях, занимающихся хромированием. Они используются здесь для регенерации хромсодержащих электролитов, насыщенных ионами посторонних металлов. Если концентрация хромовой кислоты в электролите начинает превышать 125 г / л, то последний необходимо разбавить, так как в противном случае может произойти разъедание ионообменника. Регенерат концентрируется выпариванием до первоначальной концентрации хромовой кислоты. Регенерация электролита осуществляется катионообмен-ником. Для обработки промывных вод, содержащих хромовую кислоту, наоборот, пользуются анионообменниками, которые в процессе регенерации образуют раствор едкого натра, содержащего хром. Этот раствор обрабатывается катионитами, после чего он может быть возвращен в производство в виде чистой 4 - 6 % - ной хромовой кислоты. [37]
В качестве примера действительно применяющегося процесса в британской автомобильной и велосипедной промышленности приводится следующее сообщение Кука и Эванса: Чан емкостью 1818 л сделан из стали я выложен внутри твердым свинцом ( содержащим 7 % сурьмы) и стеклом. Этот чан помещен в водяную ванну, которая подогревается паром при помощи змеевика. Такая концентрация хромовой кислоты была принята после того, как опыты показали, что эта концентрация обеспечивает значительно лучшую рассеивающую способность, чем более высокая концентрация, хотя и требует более тщательного контроля. [38]
Электролиты хромирования требуют поддержания определенной концентрации сульфатов и хромовой кислоты. При нанесении гальванического покрытия хромом в электролите накапливаются посторонние металлы ( медь, цинк, никель, алюминий), которые вредно сказываются на свойствах электролита и делают его непригодным для дальнейшего использования. Часто это происходит уже тогда, когда концентрация хромовой кислоты еще достаточно большая. Регенерация электролита хромирования уменьшает попадание шестивалентного хрома в сточные воды гальванических цехов, кроме того, позволяет сократить потери дефицитного хромового ангидрида, повышает эффективность самого процесса гальванического хромирования. [39]
В 1950 - 1960 гг. были проведены испытания, во-первых, с электролитами высоких концентраций, и, во-вторых, сравнительные испытания с сернокислыми и саморегулирующимися электролитами. Влияние этих напряжений а предел усталости хромированных образцов из высококачественной стали SAE 4140 [ зь 1489 6 Мн / м2 ( 152 кГ / мм2) ] было явно выражено. Хромовые электролиты сульфатного типа приводят, судя по этим данным, с увеличением концентрации хромовой кислоты к покрытиям, вызывающим сильное снижение предела усталости. Полученные из этих электролитов покрытия частично обладают тем преимуществом, что они при высоких температурах эксплуатации не только е обнаруживают снижения предела усталости, но, наоборот, увеличивают его. [40]
Концентрация хромового ангидрида в электролите может меняться в довольно широких пределах без заметного ухудшения качества осадка. Однако с увеличением количества хромового ангидрида при прочих равных условиях, как видно из кривых фиг. Рабочий интервал - отношение верхнего и нижнего значений плотности тока, при которых получаются блестящие осадки-сужается с увзличгнием концентрации хромовой кислоты. [41]
Температура раствора оказывает большое влияние на характер осадков и величину интервала блестящих отложений. При температуре ниже 40 С получаются матовые серые осадки хрома. При температуре выше 503 С, наоборот, зона блестящих осадков возрастает с понижением концентрации хромовой кислоты. Это значит, что при более высокой температуре получаются блестящие осадки в ваннах малой концентрации. Наиболее широкие возможности дает температура 45 - 55 С. При повышенной температуре ( ffi1 С) получаются молочные осадки хрома, обладающие малой пористостью. Колебание температуры более чем на 1 - 2 С для установленного режима плотности тока не допускается, так как поверхность осадка очень чувствительна к изменениям температуры. [42]
Процесс хромирования очень чувствителен к колебаниям температуры и плотности тока. Оба эти фактора находятся во взаимной зависимости. Повышение температуры снижает выход по току, ъ повышение плотности тока повышает его. Блестящие покрытия получаются при высоких плотностях тока только в случае, если одновременно повышаются температура и плотность тока. При температурах ниже 40 С получаются матовые серые осадки хрома, хотя выход по току увеличивается. При температуре выше 50 С, наоборот, зона блестящих осадков с понижением концентрации хромовой кислоты возрастает. Это значит, что при более высокой температуре получаются блестящие осадки в ваннах малой концентрации. Наиболее широкие возможности дает температура 45 - 55 С. [43]
В дальнейших исследованиях [7] было высказано представление о механизме влияния посторонних анионов на неполное восстановление хромат-ионов. Предполагают, что анионы SOf -, C1 - и F -, адсорбируясь на окисленной поверхности катода и образуя растворимые комплексы, способствуют возникновению активных центров. Комплексы, переходя в раствор, обнажают чистую поверхность металла, на которой и происходит восстановление хромат-ионов. По мнению автора, влияние катодной пленки на восстановление хромат-ионов до металла проявляется не только в торможении конкурирующих процессов ( VIII. Присутствие на катоде пленки, содержащей большое число ионов Сг3, предотвращает десорбцию частично восстановленных ионов хрома с поверхности катода и создает возможность дальнейшего восстановления их до металла. Установлено, что состав и свойства катодной пленки ( прочность, растворимость, сопротивление) зависят от природы и концентрации посторонних анионов, концентрации хромовой кислоты, температуры и плотности тока. В свою очередь, состав и свойства пленки влияют на соотношение между скоростями одновременно протекающих при электроосаждении хрома указанных выше трех реакций. [44]