一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硫酸锌电镀液处理技术领域，具体涉及一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。
【背景技术】
[0002]硫酸盐镀锌工艺因其能够在大电流密度下工作的优异性能被广泛应用于板材及线材的高速电镀锌生产中，是目前国内外普遍采用的一种电镀锌工艺。由于硫酸锌电镀液的主要成分为硫酸锌和稀硫酸，电镀液的酸性较强，钢铁镀件在电镀过程中基材表面的铁会部分溶解进入电镀液，加上溶锌或电镀锌系统补充的硫酸等化工原料因纯度不够等方面的原因，都有可能导致电镀锌镀液运行一段时间后，镀液中的亚铁和三价铁离子的含量会不断累积从而超出其临界浓度(总铁离子浓度达到3000~4000mg/L)，一旦铁离子的含量超出临界值，将严重影响镀锌板的质量，镀层出现结晶粗大、针孔、附着力弱、灰暗甚至无镀层等严重质量问题，并对镀锌板的耐蚀性能产生不良影响。因此，为了稳定镀锌板的质量必须脱除电镀液中的杂质铁离子。
[0003]为降低电镀锌镀液中亚铁和三价铁的含量，保证工艺的稳定正常运行，目前采取的方法主要有定期排放镀液法、活性炭吸附法、离子交换法和氧化沉淀法。定期排放镀液法虽能维持镀液杂质不超标，但一方面补充新鲜镀液将提高运行成本，另一方面排放的镀液将增加环保压力；活性炭能够通过其发达的微孔或中孔选择性吸附电镀液中的杂质金属离子，从而降低电镀液中杂质金属离子的含量，活性炭吸附法虽然能够在一定程度上去除电镀液中的亚铁离子，但由于其存在吸附容量小，选择性不高及吸附金属离子后不易再生等缺陷，在电镀液的处理中单独应用较少；离子交换法如宝钢集团采用离子交换吸附工艺去除电镀锌镀液中Fe2+、Fe3+，该套设备随镀锌生产工艺一同引进，整套装置为进口 ANDRITZ公司产品，离子交换法的难点如何提高对目标去除杂质的选择性；氧化沉淀法国内在这方面也开展了一些有益的探索工作，CN103695971A提出了一种降低硫酸锌电镀液中总铁浓度的方法，该方法首先在硫酸锌电镀液中加入锌、溶锌，将硫酸锌电镀液的pH提升至2.0-2.6，然后加入过量的双氧水，将Fe2+氧化成Fe 3+，再加入碳酸锌悬浮液将镀液的pH值提升至
2.8-3.5，静置分层得总铁不高于500mg/L的电镀液，该方法存在3点不足之处，一是用硫酸锌电镀液溶锌反应速度慢，溶锌时间长，影响生产效率；二是通过溶锌将PH提升至
2.0-2.6，降低了酸度也就降低了双氧水的氧化速度；三是再加入碳酸锌悬浮液将镀液的PH值提升至2.8-3.5，pH偏低，氢氧化铁沉淀不完全，铁离子去除不彻底。
【发明内容】
[0004]本发明旨在于克服现有技术缺陷，目的是提供一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤:
(I)将硫酸锌电镀液引出至反应釜中，常温常压下加入过氧化氢溶液或通入臭氧气体，反应10~20min，将电镀液中的亚铁离子完全氧化至三价铁离子；
(2)向步骤(I)所得的电镀液中加入氧化锌反应10~15min，将电镀液的pH升至
3.6-4.0，使溶液中的三价铁转化为氢氧化铁；
(3)再向步骤(2)所得的氢氧化铁悬浮液中加入有机高分子絮凝剂，促进氢氧化铁絮凝沉降；
(4)将步骤(3)所得的沉淀进行过滤，所得澄清的滤液为脱除铁离子后的电镀液，将处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用。
[0006]所述的过氧化氢溶液为质量百分浓度为27wt%或30wt%的过氧化氢水溶液；
所述的臭氧为质量体积浓度为30~3 5 g/m3的臭氧气体。
[0007]所述的有机高分子絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺。
[0008]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
(I)本发明涉及的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，是通过侧线引出含有较高铁离子浓度的硫酸锌电镀液，采用氧化结合絮凝强化沉淀分离的方法，镀液中的铁离子脱除更为彻底，处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用，无废液外排，处理过程高效环保。
[0009](2)本发明涉及的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，采用的是过氧化氢或臭氧强氧化剂，氧化能力强、反应速度快，且二者的还原产物为水分子不引入新的杂质。
[0010](3)本发明涉及的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，氧化后的电镀液加入氧化锌与电镀液中的游离氢离子反应，生成镀液成分硫酸锌和水分子，该过程既调节了电镀液的PH值，又补充了电镀液中的有效成分，且无新的杂质引入。
[0011](4)本发明涉及的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，向调节pH后的电镀液悬浮液中加入非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，强化沉淀效果，并对生成的沉淀进行过滤，铁离子脱除更为完全。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的一种工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。
[0014]实施例1
一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。所述的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，该方法包括以下步骤:
(1)将50L硫酸锌电镀液(总铁离子浓度为3560mg/L)引出至反应釜中，常温常压下加入过氧化氢溶液，反应10~20min，将电镀液中的亚铁离子完全氧化至三价铁离子；
(2)向步骤(I)所得的电镀液中加入氧化锌反应10~15min，将电镀液的pH升至
3.6-4.0，使溶液中的三价铁转化为氢氧化铁；
(3)再向步骤(2)所得的氢氧化铁悬浮液中加入有机高分子絮凝剂，促进氢氧化铁絮凝沉降； (4)将步骤(3)所得的沉淀进行过滤，所得澄清的滤液为脱除铁离子后的电镀液，将处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用。
[0015]所述的过氧化氢溶液为质量百分浓度为30wt%的过氧化氢水溶液。
[0016]所述的有机高分子絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺。
[0017]本实施例处理后的硫酸锌电镀液中的总铁离子浓度下降至152 mg/L，远低于硫酸锌电镀工艺对镀液杂质的临界浓度范围，可返回电镀锌系统循环利用。
[0018]实施例2
一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。除下述技术参数外，其余同实施例1: 所述的硫酸锌电镀液(总铁离子浓度为2580mg/L)。
[0019]所述的过氧化氢溶液为质量百分浓度为27wt%的过氧化氢水溶液。
[0020]本实施例处理后的硫酸锌电镀液中的总铁离子浓度下降至103 mg/L，远低于硫酸锌电镀工艺对镀液杂质的临界浓度范围，可返回电镀锌系统循环利用。
[0021]实施例3
一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。所述的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，该方法包括以下步骤:
(1)将50L硫酸锌电镀液(总铁离子浓度为3862mg/L)引出至反应釜中，常温常压下通入臭氧气体，反应10~20min，将电镀液中的亚铁离子完全氧化至三价铁离子；
(2)向步骤(I)所得的电镀液中加入氧化锌反应10~15min，将电镀液的pH升至
3.6-4.0，使溶液中的三价铁转化为氢氧化铁；
(3)再向步骤(2)所得的氢氧化铁悬浮液中加入有机高分子絮凝剂，促进氢氧化铁絮凝沉降；
(4)将步骤(3)所得的沉淀进行过滤，所得澄清的滤液为脱除铁离子后的电镀液，将处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用。
[0022]所述的臭氧为质量体积浓度为35g/m3的臭氧气体。
[0023]所述的有机高分子絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺。
[0024]本实施例处理后的硫酸锌电镀液中的总铁离子浓度下降至169mg/L，远低于硫酸锌电镀工艺对镀液杂质的临界浓度范围，可返回电镀锌系统循环利用。
[0025]实施例4
一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。除下述技术参数外，其余同实施例1: 所述的硫酸锌电镀液(总铁离子浓度为2768mg/L)。
[0026]所述的臭氧为质量体积浓度为30g/m3的臭氧气体。
[0027]本实施例处理后的硫酸锌电镀液中的总铁离子浓度下降至115 mg/L，远低于硫酸锌电镀工艺对镀液杂质的临界浓度范围，可返回电镀锌系统循环利用。
[0028]上述【具体实施方式】为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的。
【主权项】
1.一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)将硫酸锌电镀液引出至反应釜中，常温常压下加入过氧化氢溶液或通入臭氧气体，反应10~20min，将电镀液中的亚铁离子完全氧化至三价铁离子； (2)向步骤(I)所得的电镀液中加入氧化锌反应10~15min，将电镀液的pH升至3.6-4.0，使溶液中的三价铁转化为氢氧化铁； (3)再向步骤(2)所得的氢氧化铁悬浮液中加入有机高分子絮凝剂，促进氢氧化铁絮凝沉降； (4)将步骤(3)所得的沉淀进行过滤，所得澄清的滤液为脱除铁离子后的电镀液，将处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用。2.如权利要求1所述的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，其特征在于所述的过氧化氢溶液为质量百分浓度为27wt%或30wt%的过氧化氢水溶液；所述的臭氧为质量体积浓度为30~35g/m3的臭氧气体。3.如权利要求1所述的侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法，其特征在于所述的有机高分子絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺。
【专利摘要】本发明公开了一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法。其技术方案是：侧线引出硫酸锌电镀液，常温常压下加入过氧化氢溶液或通入臭氧气体，反应10～20min，先将电镀液中的亚铁氧化为三价铁，然后加入氧化锌，反应10～15min，将电镀液的pH升至3.6～4.0，使溶液中的三价铁转化为氢氧化铁沉淀，再加入非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，强化沉淀效果，处理后的电镀液返回至电镀锌系统循环利用。本发明加入的氧化剂氧化能力强、反应速度快，采用聚丙烯酰胺絮凝剂强化沉淀分离，铁离子脱除更彻底，处理后的电镀液循环利用，无废液外排，处理过程高效环保。
【IPC分类】C25D3/22, C25D21/18
【公开号】CN104911683
【申请号】CN201510223103
【发明人】颜家保, 杨洋, 袁东东, 武文丽, 陈佩
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月5日