清洁镀铬新工艺

1 项目概况

镀铬是电镀行业重要镀种，广泛应用于金属保护与装饰。我国现行以铬酐为原料，硫酸催化镀铬工艺，因其含高毒性Cr⁶⁺，对工人及环境造成极大的危害。与Cr⁶⁺电镀相比，Cr³⁺电镀，其车间安全、卫生，环境效益高，成本低，其覆盖能力、均镀能力、操作条件均优于Cr⁶⁺电镀工艺。
    美、英等发达国家已立法逐步减少并最终停用Cr⁶⁺电镀工艺，代之以清洁的Cr³⁺电镀工艺。
    我院从1996年开始，一直从事清洁镀铬的实验室研究工作，取得了可喜的成果。1996年～1998年，专项开发研制的清洁镀铬专用主盐——紫色态硫酸铬，获得成功。1998年～2000年进行了大量配方试验，在镀层光亮度方面取得了突破性进展，电流效率提高到30%左右，该工艺所得镀层作为防护-装饰性镀层完全满足用户要求。
    本项目的开发解决了镀铬工业面临的窘境。为我国独立自主、自力更生地实现镀铬工业“绿色化工”生产提供保证。

2 技术特点

本技术最大特点在于以清洁无害的一紫色态硫酸铬为原料，进行清洁镀铬，其镀层性能满足防护-装饰性镀层的技术要求。
    工艺流程中镀液经配制—陈化—镀铬—除杂—补充—陈化的循环来实现镀液的稳定性能。
    电镀操作在常温下进行。

3 产品质量指标
    镀层成本   ≤0.8元/dm²          镀层色泽   接近于现行工艺
    电流效率   ≥25%                其它指标   好或持平于现行工艺
    镀层厚度   0.3～0.5μm

4 主要原材料：硫酸铬  硫酸  硼酸  助剂

5 主要设备：清洗槽  镀槽  离子交换柱  配液槽  直流电源  循环泵

6 经济效益预测（与传统镀铬比）

⑴ 原材料成本低
    清洁镀铬所用原料紫色态硫酸铬1.0万元/吨，金属利用率35%，理论电沉积出一吨金属铬镀层所消耗硫酸铬成本约为19万元。传统镀铬所用原料铬酐其成本1.3万元/吨，金属利用率10%，理论电沉积出一吨金属铬镀层所消耗铬酐成本约为25万元。
    清洁镀铬配方需要多种功能添加剂，如：还原剂、配位剂、光亮剂、表面活性剂等，较之Cr⁶⁺离子电镀配方只需铬酐加硫酸来讲要复杂，增加成本约1万元（以每吨产品计）。
    两项相抵，吨产品原料成本节约5万元。
    ⑵ 电耗低
    清洁镀铬工艺所用原材料为Cr³⁺，电化当量0.647g/Ah，电流效率大于25%，吨产品电耗6万度，约合3万元。而传统镀铬工艺以Cr⁶⁺为原材料，电化当量0.324g/Ah，电流效率一般在13%左右，吨产品电耗24万度，约合12万元。
    吨产品电耗节约18万度，折合9万元。
    原材料成本较传统工艺降低30%左右。
    ⑶ 安全和环保治理费低
    Cr⁶⁺离子治理需两步，先还原成无害Cr³⁺离子再加碱沉淀滤除。而Cr³⁺离子只需加碱沉淀滤除一步即可，因此治理Cr³⁺离子的设备投资及操作费用均低于Cr⁶⁺离子。
    以电镀厂电镀装置2m³计，年生产镀装饰铬镀层面积3万m²计，传统工艺与清洁工艺环保治理费用比较如下：
                   传统工艺（万元）  清洁工艺（万元）
    环保操作费用          5                 0.5
    环保设备投资          55                45

7 关键词：清洁镀铬  新工艺