Возможности гальваники привлекают своей кажущейся доступностью: путем электролиза нанести на поверхность детали тонкий слой металла, и тем самым придать ей необходимые качества: декоративный вид, паяемость, твердость – это ли не чудо?
При организации участка встают вопросы выбора покрытия, состава электролита, режимов нанесения, а иногда даже подготовки поверхности, но практически никого не волнует вопрос очистки химических стоков, которые образуются в процессе нанесения покрытий.
Не надо забывать, что гальваническое производство является крупнейшим источником жидких и твердых токсических отходов.
В условиях крупного гальванического производства вопрос очистки химических стоков решается путем создания очистных сооружений. Для малых предприятий — это крайне не рентабельно. Тем не менее, сливать отходы без обработки – значит загрязнять окружающую среду, что чревато штрафными санкциями, которые в разы превышают доход.
Проблему очистки химических стоков для небольших гальванических участков (см.«Как создать гальванический участок цинкования?») можно решить с помощью погружного электрохимического модуля (ПЭМ), который устанавливается в ванне улавливания после химической или электрохимической обработки деталей.
ПЭМ представляет собой устройство из катионитовой или анионитовой мембраны, которое на фланцевом соединении примыкает к передней стенке корпуса, выполненного из полипропилена. Параллельно мембране расположен внутренний электрод, на расстоянии 20 – 30 мм от него – внешний электрод.
1 – корпус ПЭМ;
2 – внутренний электрод;
3 – ионообменная мембрана;
4 – внешний электрод;
При пропускании постоянного тока ионы проходят через мембрану в соответствии с ее типом и полярностью электродов. При этом на электродах идут электрохимические реакции (например, осаждения металла, находящегося в ванне улавливания).
Погружной модуль позволяет:
- провести очистку химических стоков;
- утилизировать отработанные растворы химического никелирования, электролиты хромирования, непригодные для дальнейшей эксплуатации путем извлечения токсических компонентов;
- ликвидирует сброс растворов травления (см. «Травление поверхности. Часть1»), пассивирования, осветления и травильного шлама путем их регенерации непосредственно в рабочей ванне;
- устраняет вынос тяжелых металлов в сточные воды после промывки и позволяет вернуть ионы металлов в рабочие ванны, тем самым снизить расход воды на промывку.
Другая комбинация мембран и электродов используется для регенерации хром-содержащих растворов, которые применяются для осветления и пассивирования цинка (см. «Процесс цинкования»), меди и кадмия. В процессе эксплуатации в них накапливаются ионы трехвалентного хрома и растворяющегося металла, уменьшается концентрация ионов хромата и кислотность раствора в соответствии с уравнением реакции:
3Zn + 2CrO42- + 16H+ → 3Zn2+ + 2Cr3+ + 8H2O
Если поместить в такой раствор ПЭМ с катионитовой мембраной, внутренним катодом и внешним нерастворимым анодом, то в процессе электролиза ионы Zn2+ будут переходить в ПЭМ, а ионы Cr3+ будут окисляться на аноде с одновременным подкислением раствора:
Cr3+ + 4H2O → CrO42- + 8H+ + 3е—
Регулируя силу тока, можно произвольно ускорять или замедлять реакцию, таким образом, поддерживать постоянный состав рабочего раствора, отвечающий оптимальным значениям отношения Cr(VI)/Cr(III). При этом полностью ликвидируются сбросы отработанного раствора, решается проблема очистки химических стоков, а корректировка сводится к минимуму.
Погружной электрохимический модуль разработан в РХТУ им. Д.И. Менделеева г. Москва. По вопросу приобретения и внедрения обращаться к проф. Кругликову Сергею Сергеевичу тел. 8 916 616 96 99, e-mail: skruglikov@mail.ru.
Нижн. Новгород Время