硫酸铬制备或来源

亚硫酸氢钠法处理含铬废水要点：

1.废水先进行酸化，pH≤3；

2.亚硫酸氢钠的投加量可按其与六价铬离子质量比为3.5：1-5：1考虑；

3.亚硫酸氢钠与废水混合均匀后应将pH值调至7-8；

4.亚硫酸氢钠与废水混合反应时间以及碱与废水混合絮凝时间都不宜小于15-30min；

5.絮凝沉淀池有效容积按3-4平均小时废水量考虑；6.絮凝后的沉淀时间为1.0-1.5h.

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

1974年英国发表了 Alecra-3的三价铬镀铬工艺，并于1975年申请了一份用三氯化铬作主盐的三价铬镀铬专利，即Alecra-3000。1981年，英国开发了硫酸盐的环保铬(Envir0-chome)的三价铬镀铬工艺。

1 镀液组成

目前研究和使用的三价铬电镀液主要成分如下:

(1)主盐:当前三价铬镀铬体系主要有氯化物体系，硫酸盐体系和硫酸盐-氯化物混合体系。

氯化物镀液导电好，电压低，镀液分散能力、覆盖能力和电流效率较高，但阳极会析出有毒的Cl2，且对设备腐蚀较重;硫酸铬电镀时阳极析出无毒的氧气，无污染，但镀液导电性不如氯化物，镀液分散能力、覆盖能力和电流效率较低。

(2)络合剂:通常为羟基羧酸及其盐，如甲酸和乙酸盐、氨基乙酸、草酸及其盐，柠檬酸及其盐，硫氰算眼和酒石酸盐等。

(3)导电盐:减少电能的消耗。多为钠、钾、铵的氯化物和硫酸盐。

(4)缓冲剂:维持镀液PH值稳定。多为硼酸、醋酸盐、铝盐以及柠檬酸盐等。

(5)稳定剂:复合型还原剂，抑制和降低六价铬的产生。多为甲醇、亚硫酸钠、卤化物等。

2 工艺条件

(1)温度:最好在室温下进行，工作温度一般控制在15~55℃。温度升高会降低浓差极化，并使Cr3+的析出点位正移，同时析氢严重，不利于铬的沉积。

(2)PH值为1~4。PH值低时析氢严重，阴极电流效率降低，PH值高时易发生羟桥化反应，镀层发暗。

(3)电流密度为3~100A/dm2。阴极电流密度范围较宽，但较低时会影响铬沉积速度，阴极电流密度过高会影响到镀层性能。

(4)电流效率为10%~25%。可以进行轻微搅拌。

另外，三价铬镀铬有单槽方式和双槽方式，单槽方式中的阳极材料是石墨棒，与其他普通电镀一样;双槽方式使用了阳极内槽，可以使用铅锡合金阳极罩，另外作为阳极基础液使用了稀硫酸。

3 三价铬镀铬优缺点

三价铬电镀具有下列优点:

(1)毒性低，污染小。镀液清洗水中不含六价铬，废水稍加处理即可排放，且电镀过程不产生有毒的铬酸雾;

(2)镀液浓度低,只有六价铬镀铬的1/10，分散能力和覆盖能力好，成品率提高;

(3)电镀过程不受电流中断的影响，无需退镀;

(4)阴极电流效率可达21~25%，高于六价铬电镀，提高了生产率。

同时，三价铬电镀也存在下列问题:

(1)镀层厚度较难提高，目前只能用于装饰性镀铬，而不能镀厚铬，功能性镀铬困难;

(2)镀液组分复杂，稳定性不好;对杂质的容忍性很低，维护较困难;

(3)阳极的选择和使用有不足处，耐腐蚀性，硬度，耐冲击性还有待提高;

(4)装饰性镀铬时，外观色泽不尽人意。

(5)一次设备投入较大，成本较高。

其中，镀层增厚问题是三价铬电镀工艺发展的关键和难题，影响三价铬镀铬层增厚的原因有如下三种观点:

a.PH值影响:阴极表面随着铬沉积的进行，PH值迅速升高(PH>8.2),导致铬的氢氧化物生成，并夹杂于镀层内，影响了铬镀层结晶的正常进行，造成镀层增厚困难。

b.Cr3+存在形态的影响:电镀过程中阴极扩散层内PH值升高(PH≥4)后，水合Cr3+会发生羟桥化反应，Cr3+的存在起催化作用，使羟桥化反应迅速进行，从而抑制了铬沉淀的进一步反应。

c.阴极反应过程的影响

随电镀时间的延长，阴极表面附近PH值和温度不断升高，造成阴极析氢加剧，金属沉积的电流效率降低，且阴极附近OH-与Cr3+发生羟桥化反应，抑制了铬沉积。

对于铬消耗的补充是通过自动添加铬的氢氧化物,同时依据不断的化学分析以及电镀液负荷(Ah/L)进行添加。通过大量是研究，得出了下面结论:

(1)三价铬电镀电流效率为15~20%;

(2)表面观测效果好，类似六价铬电镀;

(3)前处理充分后附着性好，下层有镀镍层时附着性较好;

(4)硬度为750~800 HVO.l，在热处理后能达1100~1200 HVO.l(400℃/L);

(5)沉积速率是六价格电镀两倍;

(6)微观结构方面，与六价铬电镀具有同样的微观裂纹，但有时会观测到大些的裂纹。

(7)耐磨性与六价铬电镀相同，热处理后会有所提高;

(8)耐腐蚀性方面，由于裂纹，在碳钢的使用上效果不佳，但在底层为镍层的情况下效果会有所提高。

(9)环境影响因有氯气产生需要保持良好的通风，添加溴化氨能极大地减少气体的发生。

但要注意的是， HOSHINO电镀液会产生六价铬离子。

3 总结与展望

环保型三价铬电镀取代六价铬电镀已是必然趋势。近年来，三价铬电镀发展迅速，已在装饰性镀铬上有所应用，并在很多国家用于工业化生产，但在功能性镀铬方面还未工业化。

当前我们国家也在研究三价铬镀铬的应用方面取得了不少成绩，但还得加强工艺性能和理论基础方面的研究，其中需注意以下方面:

(1)镀层外观，厚度改善提高，加强功能性镀层的应用研究。

(2)研究稳定的三价铬电镀液。

(3)目前三价铬电镀液的造价高于六价铬电镀液，需要减少成本。