[发明专利]一种转化既有六价铬镀液为新生三价铬镀液的方法

说明书

技术领域

本发明一种转化既有六价铬镀液为新生三价铬镀液的方法，属电镀技术 领域，具体涉及电镀铬技术。

技术背景

铬镀层因具有光亮、坚硬、抗变色、耐磨耐腐蚀性能优良等特点在五金、 机电、汽车等行业广泛应用。长期以来镀铬工艺都是采用铬酸为铬源的六价 铬电镀工艺。六价铬是电镀工艺中最严重、最难处理的污染源之一.美国环 境保护局(EPA)将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一。铬在水中 以三价和六价形式存在，其中六价铬的毒性很大，大约是三价铬的100倍， 如果水中六价铬的含量超过0.1毫克/升，就会对人体产生毒性作用。鉴于 六价铬的这种高毒性，在《电镀污染物排放标准GB21900-2008》中，其排 放限值由0.5mg/L降低为0.2mg/L。据各地电镀协会调查，我国各地电镀企 业中六价铬电镀工艺使用依旧很普遍，六价铬槽液总量在千万吨以上，每年 用于电镀废水的费用中60％以上是用于处理含六价铬的废水、废气和废物， 其潜在的环境污染损失和人员职业病危害费用更加惊人。

为了取代严重污染的六价铬电镀铬工艺，电镀科技工作者做了很多研 究，包括低浓度镀铬、代铬镀层和三价铬镀铬等，目前来看三价铬电镀是替 代六价铬电镀的最理想工艺，其研究和推广进程受到越来越广泛的关注。

当前研究的三价铬镀液，通常由三价铬盐、络合剂、导电盐等配制而成， 如日本专利TW201581557A采用甲酸、醋酸等脂肪族一元有机羧酸或丙二酸、 琥珀酸等脂肪族二元有机羧酸做络合剂与硫酸铬等三价铬盐在一定温度下 反应得到三价铬镀液。美国专利US2012024714A1采用甲酸或甲酸盐作为络 合剂与碱式硫酸铬在75-90℃下反应得到一种覆盖能力优异的三价铬镀液。 美国专利US2005012816公开了一种三价铬电镀方法，用草酸盐和硫酸铬、 另加导电盐和催化剂在90℃下得到沉积速率较高的三价铬镀液。

这些方法获得的三价铬镀液与六价铬相比，毒性较低，废水处理相对容 易；但存在2大缺陷：一是由于使用的三价铬盐中含有大量的阴离子，导致 镀液中三价铬离子浓度只能达到20-30g/L，无法配置更高浓度，溶液镀速慢， 夹杂多，耐蚀性差；二是这些三价铬工艺，均必须新配置槽液，而原有的六 价铬镀液，要么通过废水处理的方式解决，耗用大量的化工材料，形成大量 的含铬废渣，要么就地封存，形成严重的环境隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种转化既有六价铬镀液为新生三价铬镀液的方 法，该方法不仅将对环境污染较强的既有六价铬电镀液，有效转化为对环境 影响较小的三价铬电镀液，有利于环境保护；而且转化后调整的新生三价铬 电镀液在规定工艺条件下电镀速率快，低电流密度区覆盖能力好，所得镀层 可与六价铬镀液的铬镀层媲美。

本发明一种转化既有六价铬镀液为新生三价铬镀液的方法，由转化既有 六价铬电镀液为三价铬活性配体基本溶液的步骤一和调整三价铬活性配体 基本溶液为新一代三价铬电镀液的步骤二组成，所述步骤一是将既有六价铬 电镀液在pH值0.5-1.0，温度80-90℃下，通过添加规定量的还原剂和有机 酸络合剂，并保温2h～4h，使六价铬还原为三价铬并与机酸酸络合剂形成配 体结构为[CrL_x·(H₂O)_6-x]的三价铬活性配体基本溶液，该三价铬活性配体 [CrL_x·(H₂O)_6-x]中，L为碳原子数小于10的羧酸或羧酸盐，其中x为1～5的 整数，所述还原剂与六价铬的摩尔比为2～3：1；所述有机酸络合剂含量 100-500g/L；所述步骤二，是通过向步骤一形成的三价铬活性配体基本溶液 中，添加导电盐和催化剂，调整该三价铬活性配体基本溶液为含三价铬 60-90g/L、导电盐50-300g/L、催化剂含量1-10g/L，pH值0.1-2.0的新生 三价铬电镀溶液；采用所述步骤二的新生三价铬电镀溶液，在30-60℃的镀 液温度和10-30A/dm²和电流密度条件下，获得稳定的装饰性光亮镀铬层。

所述步骤一中添加的还原剂为甲醇、乙醇、葡萄糖中的一种或两种及两 种以上的混合物其混合物。