论文部分内容阅读
彩色不锈钢是不锈钢的深加工产品,其中采用铬酐、硫酸为主体的INCO酸性化学着色法是目前最常用的着色工艺。随着着色过程的进行,着色液中六价铬逐渐转化为三价铬,溶液老化而失效。另外,在不锈钢着色过程中会产生一定的含铬废水,如不加以处理,将对环境造成严重的危害。本论文针对不锈钢着色老化液,开发了以Pb-PbO2为阳极,Pb为阴极的双室隔膜电解槽体系,采用电化学氧化法对老化液进行再生,溶液中三价铬通过电化学氧化成为六价铬,溶液返回不锈钢着色工艺重新使用。论文通过循环伏安法测定了1.0mol/L H2SO4介质中Cr2(S04)3在电极上发生电化学氧化的相关参数,探讨了Cr3+电化学氧化为Cr6+的反应机理,并提出了电解过程的传质模型。实验确定老化液再生的最佳工艺为：阴极支持液为5%(wt%)的H2SO4,阳极电流密度为5A/dm2。恒电流电解7.5h,三价铬转化率为25.97%,电流效率为68.45%。论文考察了再生老化液的回用效果,研究了再生液着色过程的电位-时间曲线及再生液制备的彩色不锈钢的性能。电位-时间曲线测定表明,再生后的着色液可以用与正常液相同的方法来控制着色终点。着色后彩色不锈钢色膜的光亮度、色差测定表明,再生后的着色液其着色能力恢复正常。极化曲线测定表明,再生液着色的不锈钢耐腐蚀性能与正常液相当,二者的自腐蚀电位分别为-0.3319V和-0.3241V,自腐蚀电流密度分别为1.57×10-5A/cm2和1.56×10-5A/cm2。两种溶液着色的不锈钢色膜的耐摩擦性能也基本一致。采用还原沉淀法处理不锈钢着色过程产生的含铬废水,以Na2S03为最佳还原剂将Cr6+还原为Cr3+,然后加入NaOH将Cr3+沉淀。采用控制pH值的方法来控制沉淀过程,碱化沉淀铬的反应终点pH为8-9。处理后的水无色澄清,总铬含量为0.44mg/L,远小于国标规定的排放标准。六价铬去除率大于99.97%,总铬回收率为99.98%。Cr(OH)3沉淀溶解后与不锈钢着色老化液一并采用电化学氧化法进行再生,最终回到不锈钢着色流程。