Технология получения свинцового крона с использованием отходов гальванических производств

• Автор: Горева, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Экологическая опасность и масштабы применения хромсодержащих растворов в гальванотехнике

1.2. Методы переработки отработанных хромсодержащих растворов

1.3 Общие сведения о свойствах свинцового крона и способах его получения

1.3.1 Свойства хромата свинца

1.3.2 Химический состав и свойства свинцовых кронов

1.3.3 Способы получения свинцового крона.

1.4 Электрохимический синтез свинцового крона

1.4.1 Анодное поведение свинца в электролитах различных типов

1.4.2 Известные технические решения
1.5 Отработанные свинцовые аккумуляторы как потенциальная сырьевая база для получения крона.
1.6 Обоснование направлений исследований.
Глава 2. Методика эксперимента.
2.1 Использованные растворы и реактивы.
2.2 Потенциометрическое титрование.
2.3 Химические анализы.
2.4 Электрохимические исследования.
2.4.1 Снятие гальваностатических кривых и хроновольтамперограмм
2.4.2 Измерение скорости выделения кислорода.
2.4.3 Снятие вольтамперных характеристик мембран.
2.5 Получение крона и изучение его свойств.
2.5.1 Химический синтез свинцового крона.
2.5.2 Электролиз.
2.5.3 Мембранный электролиз
2.5.4 Фильтрация суспензий и обработка осадков.
2.5.5 Исследование характеристик осадков.
2.5.6 Исследование свойств лакокрасочных покрытий
Глава 3. Подготовка отработанных растворов к синтезу свинцового крона.
3.1 Расчет остаточных концентраций примесей.
3.2 Определение удельного расхода щелочи на очистку.
Глава 4. Химический синтез свинцового крона
Глава 5. Анодное поведение свинца в растворах, содержащих СгУ1.
5.1 Распределение форм СгУ1 в зависимости от раствора
5.2 Анодное поведение свинца в растворах без активаторов
5.3 Влияние ацетата натрия на анодное поведение свинца в хромсодержащих растворах
5.4 Влияние различных факторов на скорость выделения кислорода на свинцовом аноде.
5.5 Выводы
Глава 6. Электрохимический синтез хромата свинца.
6.1 Влияние различных факторов на ВТ хромата свинца.
6.2 Причины повышения при электролизе.
6.3 Стабилизация при электролизе
6.4 Некоторые практические аспекты электролиза.
6.5 О возможности применения мембранного электролиза для получения свинцового крона
6.6 Выводы.
Глава 7. Технология получения свинцовых кронов
Основные выводы по работе.
Приложения
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Акт об использовании результатов работы
Литература


Высокая токсичность соединений хрома (VI) обусловила низкие значения ПДК хрома в питьевой воде (0, мг/л [1]) и в воде рыбохозяйственных водоёмов (0, мг/л [2]). Соединения Сг(У1) оказывают на организм человека и теплокровных животных общетоксическое, раздражающее, кумулятивное, аллергенное, канцерогенное и мутагенное действие. Хром (VI), будучи в воде для полива в концентрации 5 мг/л вредно действует на сельскохозяйственные растения; при концентрации мг/л наблюдается заметно выраженный хлороз, а при мг/л задерживается рост. Хром кумулируется в тканях растений. При концентрации Сг(У1) в сточных водах 2-5 мг/л возникает токсическое действие на микрофлору сооружений биологической очистки стоков [2]. В гальванических производствах используется несколько десятков различных технологических растворов, содержащих соединения хрома (VI) (хромовый ангидрид, бихроматы натрия, калия или аммония, хромат калия). К этим технологическим растворам относится подавляющее большинство электролитов хромирования, значительная часть растворов электрополирования, часть электролитов анодирования алюминия, растворы для пассивации (хроматирования) цинковых, кадмиевых, серебряных, оловянных, фосфатных покрытий, для наполнения анодно-оксидных покрытий на алюминии, для химического оксидирования и травления магниевых сплавов, для электрохимического фрезерования меди, для травления пластмасс и др. На предприятиях г. VI). По мере накопления в хромсодержащих растворах примесей (это, прежде всего, катионы Сг3+ и катионы обрабатываемого металла и покрытия) растворы выходят из строя, что требует либо их очистки (регенерации), либо сброса на заводские очистные сооружения. Основным источником отработанных хромсодержащих растворов (ОХР) являются линии цинкования с последующим пассивированием цинковых покрытий. Несмотря на разработку растворов пассивирования, не содержащих шестивалентного хрома, до настоящего времени ещё широко используются для этой цели растворы с хромом (VI). По данным [6] норма расхода раствора хроматирования составляет 0,4 л/м2 покрытия для автоматической подвесочной линии. При цинковании в барабанах расход увеличивается в 1,3 раза, при цинковании в стационарных ваннах - в 1, раза. С учётом того, что в России в год электрохимическим способом покрывается 0 млн м2 поверхности [7], из которых на цинкование приходится ,8%, расход раствора хроматирования для подвесочных линий можно оценить как (0,4 - 0,2) л/м2 • 0 млн м2/год • 0,8 = ,1 млн л/год, где 0,2 л/м2 - унос раствора с промываемыми деталями Так как средняя концентрация Сг^1) в растворах хроматирования составляет не менее 5 г/л, то в год на очистные сооружения с линий цинкования только с залповыми сбросами направляется не менее 0 тонн шестивалентного хрома. Вторым по масштабности источником ОХР являются линии анодирования. В гальванотехнике наиболее распространено анодирование в хромовом и сернокислом электролитах. При анодировании в сернокислом электролите наиболее часто используемой операцией по заполнению пор анодной плёнки является хроматная обработка. Дополнительным источником ОХР являются линии хромирования. Все эти растворы регулярно меняются, частота смен зависит от производительности. Таким образом, учитывая масштабность применения хромсодержащих растворов, экологическую опасность хрома, проблема сбора отходов и утилизации хрома из них является актуальной как с экономической, так и с экологической точек зрения. Хромсодержащие отходы образуются как результат деятельности галь-ванохимических производств. В табл. Табл. БК или БН) Н2Б 8- (,5-) [3]. Продолжение таблицы 1. Примечание: знаком * отмечены растворы, используемые на предприятиях г. Табл. Продолжение таблицы 1. Примечание: знаком * отмечены растворы, используемые на предприятиях г. С(Сг ) > г/л, С(Бе ) > г/л; в электролитах анодирования - С(А+) > Юг/л, С(Бе3+) > 2 г/л; в электролитах эматалирования - С(А+) > 1 Ог/л, С(Сг3+) > 6 г/л, С(Ре3+) > 5 г/л; в отработанных растворах хроматирования цинковых и кадмиевых покрытий -С(гп2+) > г/л, С(Сс+) > г/л, С(Сг3+) > 7 г/л. Безусловно, конкретные масштабы залповых сбросов растворов, указанных в табл.