专利名称：一种陶瓷隔膜电解槽及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种能去除镀铬电解液中金属杂质的陶瓷隔膜 电解槽及其制备方法和应用。
背景技术：
在电镀行业中铬酸(铬酐)的使用量很大，如装饰镀铬、硬络和塑料电镀的粗化 等等。塑料电镀前处理粗化工艺一般采用铬酸(400克/升)\硫酸(400克/升)进行粗化，反 应式如下<formula>formula see original document page 3</formula>粗化塑料小企业一天要消耗铬酸几十公斤，大型企业一天要消耗几百上千公斤之 多，据化验C一+含量和生产实践经验推算，C一+耗铬酸量仅占粗化消耗铬酸总量的5% 上下，95%的铬酸随着铬雾、废水流失浪费掉污染环境。由于铬酸溶液具有强酸性，在电镀过程中，往往会带进铜、镍、锌、铁等金属离子 或氯离子。当这些金属离子达到一定浓度时，会导致电流密集处烧焦，不规则发雾，电 流效率下降等。当镀液中铁含量大于15g/L，铜大于35g/L时， 一般不能使用，此时必 须进行处理。在镀铬溶液中除去铁、铜、镍等金属离子杂质比除去&3+要难得多。目前有2种方法阳离子交换树脂除去法和隔膜电解法。阳离子交换树脂法:采用732强酸性阳离子交换树脂可除去镀铬液中铁等金属离子， 但是使用这种方法须将铬酸含量降低至130g/L以下方能进行处理，然后处理好的镀铬 液要再浓縮即可回用。采用隔膜电解法即可将镀铬液中的金属杂质离子去除，如Cu2++2e—Cu还原反应； 也可使溶液中含量过高的Cr3、氧化成六价铬，循环使用。因此采用隔膜电解法处理， 可使镀液生产正常，延长溶液使用寿命，更为突出的是防止了废弃液中高浓度六价铬的 排放。在隔膜电解法中，工业的关键在于隔膜的性能，目前国内还不能自己生产陶瓷隔膜 电解槽，国外的产品也存在成本比较高等问题，影响了隔膜电解法的使用效果和使用寿 命。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低的陶瓷隔膜电解槽。 本发明所要解决的另一技术问题是提供上述陶瓷隔膜电解槽的制备方法。本发明还要解决的一个技术问题是提供上述陶瓷隔膜电解槽在去除铬液后处理中 的应用。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下一种陶瓷隔膜电解槽，为敞口容器，它的材料包括如下重量份数的组份氧化铝 50~75份，氧化硅30 60份；陶瓷隔膜电解槽的微孔总体积占电解槽总体积的10~40%; 微孔孔径0.3-1.5nm。制备上述陶瓷隔膜电解槽的方法为，将50-75份的氧化铝、30~60份的氧化硅、5 20 份的造孔剂和5~15份的镧系稀土混合，在水溶液中球磨均匀，再注入模型成型，干燥 后进窑炉经1000 1600'C烧制而成。其中所述的造孔剂为淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、石墨粉或稀土粉。当经过窑炉 烧制后，造孔剂会挥发去除，电解槽成品中不会留有残余。其中镧系稀土为催化剂，其经过窑炉烧制后也能挥发除去。上述陶瓷隔膜电解槽可应用于镀铬溶液的后处理，能有效去除溶液中的金属杂质离 子(如铜、铁、镍等)，也能将溶液中的三价铬，氧化成六价铬，供电镀行业循环使用。有益效果本发明的陶瓷隔膜电解槽成本低、微孔分布均匀、孔径单一，能较好的 满足金属离子的渗透，且制备过程简单，易于实现。
图1为隔膜电解法原理示意图，其中l为待处理的镀铬液；2为镀槽；3为阳极；4 为阴极；5为陶瓷隔膜电解槽；6为10~20%的硫酸。
具体实施例方式通过下列实施例可进一步说明本发明，实施例是为说明而非限制本发明。本领域中 任何普通技术人员能够理解这些实施实例不以任何方式限制本发明，可做适当的修改而 不违背本发明的实质和偏离本发明的范围。实施例l:将60份的氧化铝、48份的氧化硅、16份的石墨粉和8份的镧系稀土混合，在水溶 液中球磨均匀，再注入模型成型，干燥后进窑炉经150(TC左右烧制，得空隙率32%， 平均孔径0.9nm的陶瓷隔膜电解槽。 实施例2:将50份的氧化铝、30份的氧化硅、5份的稀土粉和5份的镧系稀土混合，在水溶 液中球磨均匀，再注入模型成型，干燥后进窑炉经IOO(TC左右烧制，得空隙率11%， 平均孔径0.35pm的陶瓷隔膜电解槽。 实施例3:将75份的氧化铝、60份的氧化硅、20份的羧甲基纤维素和15份的镧系稀土混合， 在水溶液中球磨均匀，再注入模型成型，干燥后进窑炉经160(TC左右烧制，得空隙率 40%，平均孔径1.5pm的陶瓷隔膜电解槽。 实施例4:使用隔膜电解法之前，先将实施例1制备的陶瓷隔膜电解槽5浸泡于水中至少半小 时，让其充分吸足水。然后用布将槽5内外擦洗干净，挂入镀铬液l中，因罐壁有孔隙， 能使电流通过罐壁，但溶液不能对流，在槽5内放置电极板接阴极4，槽外挂阳极板3， 阴、阳极面积比控制在1: 2~5。电压4~10V，常温，陶瓷隔膜电解槽5内一般放置10~20% 的硫酸6 (镀铬液防止反渗)，槽外即阳极室存放镀液或其它含铬处理液1。开始电解 时，先用强电压10V，让其微孔充分打开，实施半小时后，回到5V，初次电解最少IO 小时以上，以后看杂质含量酌情电解。连接直流电源后，C一+在阳极表面氧化成Cr6+， 而Zi^+、 F^+在直流电场的作用下，通过隔膜迁移至阴极室，在阴极还原，金属杂质得 以去除。在电极表面发生氧化还原反应阳极反应 40IT陽4e—2H20+02T Cr3+-3e—Cr6+阴极反应 2H++2e—H2T M2++2e—M丄(M为铜、镍、铁等金属杂质离子)。 经过一定时间电解处理后，陶瓷隔膜电解槽5内溶液色泽变成深褐色成粘稠状，此时溶 液电阻增大，电压上升，电流下降，就要倒掉槽内废液，并清洗干净，更换新电解液。
权利要求
1. 一种陶瓷隔膜电解槽，为敞口容器，其特征在于它的材料包括如下重量份数的组份氧化铝50～75份，氧化硅30～60份；陶瓷隔膜电解槽的微孔总体积占电解槽总体积的10～40％；微孔孔径0.3～1.5μm。
2、 制备权利要求1所述的陶瓷隔膜电解槽的方法，其特征在于将50~75份的氧化 铝、30 60份的氧化硅、5~20份的造孔剂和5~15份的镧系稀土混合，在水溶液中球磨 均匀，再注入模型成型，干燥后进窑炉经1000 1600'C烧制而成。
3、 根据权利要求2所述的制备陶瓷隔膜电解槽的方法，其特征在于所述的造孔剂 为淀粉、羧甲基纤维素、石墨粉或稀土粉。
4、 权利要求1所述的陶瓷隔膜电解槽在去除镀铬溶液中金属杂质离子中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种陶瓷隔膜电解槽，为敞口容器，它的材料包括如下重量份数的组份氧化铝50～75份，氧化硅30～60份；陶瓷隔膜电解槽的微孔总体积占电解槽总体积的10～40％；微孔孔径0.3～1.5μm。本发明的陶瓷隔膜电解槽成本低、微孔分布均匀、孔径单一，能较好的满足金属离子的渗透，且制备过程简单，易于实现。
文档编号C04B38/00GK101260534SQ200810024038
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者应建军 申请人:宜兴市星光陶瓷研究所