一种电沉积制备金属铬的方法与流程

本发明属于新材料，更具体地说，本发明涉及一种电沉积制备金属铬的方法。

背景技术：

1、铬(cr)，单质为钢灰色金属，具有银白色光泽，是自然界硬度最大的金属。纯铬有延展性，含杂质的铬硬而脆，熔点1857℃，沸点2672℃，具有很高的耐腐蚀性，不溶于水，镀在金属上可起保护作用。金属铬主要用于与钴、镍、钨元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船，以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇不可缺少的材料。

2、目前，生产金属铬的主要方法是依靠铝热法，但是铝热法生产的金属铬产品质量低，不适合用于高端产品中。铬铵矾电解金属铬的产品质量高于铝热法，但是其产品的铁含量仍然很高，不适合高端产品。而电沉积法生产工艺中，通过加入阻氢剂和铬雾抑制剂，大大降低了铬沉积过程的污染物排放，同时提升电流效率。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电沉积制备金属铬的方法，包括以下步骤：

3、步骤一、利用纯水、铬盐、硫酸、还原剂配制电沉积液；

4、步骤二、阳极板放入电沉积循环槽内，电沉积循环槽内电沉积液通过循环泵实现从循环槽-换热器-电沉积循环槽-循环槽的循环流动，调节电流至a电流，再放入阴极板调整极板间距；

5、步骤三、调整电流至b电流，调节电沉积液的出料温度至a温度；

6、步骤四、电解结束时，清洗阳极板和阴极板，剥离金属铬片；

7、步骤五、将剥离的金属铬片分别转移至一洗槽、二洗槽、三洗槽中清洗；

8、步骤六、将金属铬片分类，直接进行烘干或用清洗液进行二次提纯清洗；

9、步骤七、金属铬片烘干，得到纯金属铬片。

10、优选的是，其中，所述步骤一中，所述铬盐包括指铬酸酐或重铬酸钠，其中铬酸酐浓度为150-800g/l；所述硫酸的浓度为1-80g/l；所述还原剂为甲醇、乙醇、甲醛、水合肼中的一种或多种，还原剂加入量为1-20ml/l，纯水加入量为500-1000g/l。

11、优选的是，其中，所述步骤二中，所述阳极板采用涂层阳极板或合金铅板，其中涂层阳极板为铂涂层板或铑铱钌合金涂层板；所述合金铅板为铅银合金板、铅锡合金板或铅银锡锑合金板；所述合金铅板厚度为2-20mm，所述阳极板表面为光滑平面型和导流增表面积型；阳极板的长宽厚分别为300-1000:300-1000:2-20mm。

12、优选的是，其中，所述步骤二中，所述调节电流a的电流密度为5-20a/m2；所述阴极板为304不锈钢板、316l不锈钢板、304硬态板或7020铝板，阴极板的长宽厚分别为300-1000:300-1000:2-20mm；所述阴极板间距为1-10cm。

13、优选的是，其中，所述步骤三中，所述b电流的电流密度为800-1800a/m2；所述出料温度为10-35℃，所述换热器为钛材盘管换热器或钛材板式换热器。

14、优选的是，其中，所述步骤三调节电沉积液的出料温度至a温度后，根据电沉积液的消耗配置电沉积补充液，所述电沉积补充液浓度为200-800g/l铬酸溶液；配置电沉积补充液后，再补充铬雾抑制剂、阻氢剂和导电剂，所述铬雾抑制剂为f53、f53b或铬雾抑制浮球，其中f53和f53b按浓度0.02-0.04g/l补入电沉积补充液中；阻氢剂为十六烷基三甲基氯化铵或十二烷基以上的三甲基氯化铵的有机化合物，加入量为0.002-1g/l；导电剂为重铬酸铵、甲酸铵、乙酸铵等铵盐中的一种，其加入量为1-100g/l。

15、优选的是，其中，所述步骤四中，所述电沉积结束指电沉积时间为12-24小时，剥离金属铬片采用敲击式剥离机或挤压式剥离机。

16、优选的是，其中，所述步骤五中，将剥离的金属铬片转移至一洗槽、二洗槽、三洗槽中进行三级逆流洗涤，第三级采用纯水洗涤，洗涤后的一洗水返回步骤一进行配料。

17、优选的是，其中，所述步骤六中，质量好的金属铬片直接进行烘干，质量差的金属铬片通过清洗液进行二次提纯清洗，所述清洗液是4-20％的稀硝酸，浸泡温度为10-60℃，浸泡时间为1-48小时，使质量差的金属铬片浸泡至表面有附作物。

18、优选的是，其中，所述步骤七中，烘干使用的烘干器选用震动流化床烘干器、烘房托盘式烘干器或红外低温窑；烘干温度为60-300℃。

19、本发明至少包括以下有益效果：

20、(1)本发明生产的金属铬片属于高质量的金属铬，纯度能达到99.999％，含量高。

21、(2)本发明采用的工艺能耗低且副反应强度低，工艺清洁环保。在电沉积过程中配置了铬酸溶液作为电沉积补充液，并向电沉积补充液中加入铬雾抑制剂降低铬酸的挥发，加入阻氢剂提高金属铬的沉积效率，加入导电剂增强电沉积补充液的导电能力。

22、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述铬盐包括指铬酸酐或重铬酸钠，其中铬酸酐浓度为150-800g/l；所述硫酸的浓度为1-80g/l；所述还原剂为甲醇、乙醇、甲醛、水合肼中的一种或多种，还原剂加入量为1-20ml/l，纯水加入量为500-1000g/l。

3.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述阳极板采用涂层阳极板或合金铅板，其中涂层阳极板为铂涂层板或铑铱钌合金涂层板；所述合金铅板为铅银合金板、铅锡合金板或铅银锡锑合金板；所述合金铅板厚度为2-20mm，所述阳极板表面为光滑平面型和导流增表面积型；阳极板的长宽厚分别为300-1000:300-1000:2-20mm。

4.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述调节电流a的电流密度为5-20a/m2；所述阴极板为304不锈钢板、316l不锈钢板、304硬态板或7020铝板，阴极板的长宽厚分别为300-1000:300-1000:2-20mm；所述阴极板间距为1-10cm。

5.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述b电流的电流密度为800-1800a/m2；所述出料温度为10-35℃，所述换热器为钛材盘管换热器或钛材板式换热器。

6.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤三调节电沉积液的出料温度至a温度后，根据电沉积液的消耗配置电沉积补充液，所述电沉积补充液浓度为200-800g/l铬酸溶液；配置电沉积补充液后，再补充铬雾抑制剂、阻氢剂和导电剂，所述铬雾抑制剂为f53、f53b或铬雾抑制浮球，其中f53和f53b按浓度0.02-0.04g/l补入电沉积补充液中；阻氢剂为十六烷基三甲基氯化铵或十二烷基以上的三甲基氯化铵的有机化合物，加入量为0.002-1g/l；导电剂为重铬酸铵、甲酸铵、乙酸铵等铵盐中的一种，其加入量为1-100g/l。

7.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述电沉积结束指电沉积时间为12-24小时，剥离金属铬片采用敲击式剥离机或挤压式剥离机。

8.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤五中，将剥离的金属铬片转移至一洗槽、二洗槽、三洗槽中进行三级逆流洗涤，第三级采用纯水洗涤，洗涤后的一洗水返回步骤一进行配料。

9.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤六中，质量好的金属铬片直接进行烘干，质量差的金属铬片通过清洗液进行二次提纯清洗，所述清洗液是4-20％的稀硝酸，浸泡温度为10-60℃，浸泡时间为1-48小时，使质量差的金属铬片浸泡至表面有附作物。

10.如权利要求1所述的电沉积制备金属铬的方法，其特征在于，所述步骤七中，烘干使用的烘干器选用震动流化床烘干器、烘房托盘式烘干器或红外低温窑；烘干温度为60-300℃。

技术总结本发明公开了一种电沉积制备金属铬的方法，包括：利用纯水、铬盐、硫酸、还原剂配制电沉积液；阳极板放入电沉积循环槽内，调节电流至A电流，再放入阴极板调整极板间距；调整电流至B电流，调节电沉积液的出料温度至A温度；配置电沉积液的补充液，再补充铬雾抑制剂、阻氢剂和导电剂；电解结束时，清洗阳极板和阴极板，剥离金属铬片；将剥离的金属铬片分别转移至一洗槽、二洗槽、三洗槽中清洗；将金属铬片分类，直接进行烘干或用清洗液进行二次提纯清洗；金属铬片烘干，得到纯金属铬片。本发明可以高效、低成本的方式制得金属铬，制备得到的金属铬纯度高，实现最大经济价值。技术研发人员：冷建军,李太辰,王斌,刘兵,刘刚,邓琴,高建红,李梦妮受保护的技术使用者：四川省银河化学股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20