专利名称：：铬镀液及其废液的净化回用方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种电镀液的净化回用方法，具体涉及铬镀液及其废液的净化回用方法和装置。
背景技术：
：铬酐是电镀行业中使用量很大而废水处理费用亦较高的一种化工原料。在传统的铬酸镀铬工艺中，由于生产时铬镀液随工件的带出，电镀槽后面通常需要设置34个铬液回收槽，以降低含铬废水的处理后排放，尽管部分回收液返回镀槽，但随着回收槽杂质浓度的升高，回收袼液最终还是需要进行处理才可排放。长久以来，电镀铬液回收后没有办法继续充分利用，主要就是因为其中溶解含有的大量铜、锌、镍、铁等多种金属杂质。如果将回收溶液直接补充回镀铬槽，肯定会加速金属杂质的累积，这些金属杂质一旦积累到一定含量，就会影响镀铬的质量，最终造成整槽溶液的报废，而废液仍必须经过处理才能达标排放。过去有人使用素瓷罐电解的方法对镀铬槽液进行处理，希望能除去其中的各种金属杂质，但结果表明，这种方法处理并不彻底，效率较低，而且经常会造成槽液中硫酸与Cr3+的失衡，极易引起镀铬故障。此外，通常铬液回收槽中的铬酸浓度较低，而镀铬槽容量有限，即使直接回用，镀槽溶液中铬酸的补充量也远远小于带出量，仍然依靠大量的额外铬的补充，因此直接回用并无明显的经济价值，不能有效节约成本。同时补充的回收液也把有害杂质重新带回电镀槽，引起槽液污染。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种铬镀液及其废液的净化回用方法，本发明针对性的解决金属污染，能有效除去铜、锌、镍、铁等多种有害金属杂质，并将净化后的溶液进行浓縮处理，最后回用于电镀槽，回用率达到95%以上，同时，通过自动化控制系统，将镀铬槽、回收槽、槽液净化系统、浓缩装置以及分析仪表等有机结合起来，实现全自动操作，解决了国家多年来在清洁生产内不能实现的铬镀液循环使用。系统在有效节省铬酐额外补充的同时，也避免了大量含铬废水的排放，取得循环经济、清洁生产的双重收效。本发明目的通过以下技术方案来实现铬镀液及其废液的净化回用方法，包括以下步骤(1)工件在电镀槽1镀铬后，工件把镀铬液带入第一回收槽2，当电导计测定第一回收槽2溶液的电导率达到设定值后，由PLC控制器控制加水电磁阀，加水到第二回收槽3,第二回收槽3的水溢流到第一回收槽2，然后第一回收槽2的溶液溢流到铬液储存槽4;(2)终端液位仪表测定铬液储存槽4内溶液达到设定液位后，由PLC控制器根据溶液的浓度，将铬液储存槽4内溶液分批定量送入净化装置缓冲槽5进行处理，当净化装置缓冲槽5内的溶液达到每批要处理的量时，由PLC控制器发出信号，停止泵溶液到净化装置缓冲槽5;将阳离子树脂柱6中残留的水排到铬液储存槽4;泵净化装置缓冲槽5溶液到阳离子树脂柱6，溶液经过阳离子树脂后完成净化，转入浓缩装置7;然后对阳离子树脂反冲洗，排水到净化装置缓冲槽5,当净化装置缓冲槽5的液位达到设定的控制液位即完成反冲洗，利用压縮空气将阳离子树脂柱6中的残留的水排走；当检测到阳离子树脂柱6中的液位达到设定的低液位后，即完成排水，进入下一步再生；加酸到阳离子树脂柱6;当阳离子树脂柱6液位仪表测定的液位达到设定的高液位后，停止加酸，通过PLC控制器设定的再生程序及时间，当达到设定时间后；利用压缩空气将阳离子树脂柱6中的酸排走，当阳离子树脂柱6中的液位达到设定的低液位后，完成排酸，进入下一步阳离子树脂的冲洗，当pH控制器检测到冲洗水的pH值达到设定值时，完成冲水，即完成一次批量处理的净化过程；(3)将净化后的溶液转入浓缩装置7，在浓縮装置7的蒸发器中采用加热喷雾风干浓縮的方法将净化的铬镀液浓缩，浓度分析仪表测量浓缩装置7的浓缩槽中的铬酸浓度后，将信号反馈给PLC控制器，当达到所设定的铬酸浓度要求的范围时，停止浓縮；每次按需要，定量将浓縮后的铬镀液补充回电镀槽1;通过流量计的检测和阀门的控制达到精确控制进入电镀槽1的铬酸的量，维持电镀槽1的铬酸浓度不变。所述加酸为加入30%质量以下的硫酸。为提高浓縮效率，浓縮前将所述净化后的溶液加热到45r55'C，温度通过PLC控制器实现自动控制。净化后的溶液铬酸含量只有1050克/升，经过浓缩后，达到100克/升以上。所述PLC控制器分别与远程监控计算机、数据打印设备、现场监控设备连接，组成PLC控制系统。所述PLC控制器具有标准通讯接口RS485，符合多种通讯规约，具有自动与手动转换功能，实现对相关开关量和模拟量的信号釆集、相关设备及工艺的控制、数据记录、系统诊断和安全保护。铬镀液中的金属杂质离子，一般为(^2+、Zn2+、Ni2+、Fe3+，经过离子交换后被除去，铬镀液中的六价铬以Cr(V'和Cr20,形式存在，不会和树脂发生交换；当电镀槽1里铬镀液的金属杂质超过一定范围时，还可以直接抽出部分混入铬液储存槽4内，通过净化系统逐渐净化除去，让铬镀液回复到正常的杂质浓度。所述电导计是测定溶液的电导率的仪器，通过电导率可以得到铬溶液的浓度。实现所述的铬镀液的净化回用方法的装置，包括铬液储存槽4、净化装置缓冲槽5、阳离子树脂柱6、浓縮装置7和PLC控制器；所述的铬液储存槽4通过管路分别与电镀生产线中的第一回收槽2和电镀槽1连接，铬液储存槽4通过泵及管路与净化装置缓冲槽5连接，净化装置缓冲槽5再通过泵、阀门与阳离子树脂柱6连接，阳离子树脂柱6通过管5路与浓縮装置7连接，硫酸槽8通过连有泵和阀门的管路连接到阳离子树脂柱6，浓縮装置7通过连有阀门和流量计的管路连接到电镀槽1。所述第一回收槽2上设有连接到PLC控制器的电导计，用于测量溶液电导率，净化装置缓冲槽5上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表；所述铬液储存槽上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表和电导计；浓縮装置7上设有连接到PLC控制器的电导计、温度控制器和终端液位仪表。所述管路上的泵、流量计及阀门均连接到PLC控制器。所述铬液储存槽4、净化装置缓冲槽5、浓縮装置7和阳离子树脂柱6依次紧密排列。本发明相对于现有技术所具有的优点和有益效果1、离子交换反应中铬酸损失小，由于铬镀液中六价铬以Cr042—和Cr20,两种阴离子形式存在，不与阳离子型交换树脂发生反应。2、树脂再生采用低浓度硫酸，现有技术采用质量分数在95%以上的硫酸，通过虹吸的方式使浓硫酸与水混合，无论从安全方面还是酸用量的稳定性方面都存在很大的问题，而采用本发明方法采用质量分数在30%以下硫酸，操作安全还可以精确控制酸的用量，同时不会引入氯离子污染(不用HC1再生)。3、铬镀液的回用减少了原料铬酐的补充，节约了生产成本，减轻了企业负担，铬回用率达到95%以上。4、铬镀液的回用使得含铬废水的排放微乎其微，节省了企业废水处理的费用。5、装置排列紧凑，占地面积小。图1是本发明装置的平面布局图；图2是本发明装置布局的立面图；图3是本发明方法的工艺流程图中，CC为电脑控制；MS为手动控制；TE为温度控制。具体实施例方式以下实施例仅是本发明的一个具体例子，不限定本发明的保护范围。实施例l如图3所示，实现所述的铬镀液的净化回用方法的装置，包括铬液储存槽4、净化装置缓冲槽5、阳离子树脂柱6、浓縮装置7和PLC控制器；铬液储存槽4通过管路分别与电镀生产线中的第一回收槽2和电镀槽1连接，铬液储存槽4通过泵及管路与净化装置缓冲槽5连接，净化装置缓冲槽5再通过泵、阀门与阳离子树脂柱6连接，阳离子树脂柱6通过管路与浓缩装置7连接，硫酸槽8通过连有泵和阀门的管路连接到阳离子树脂柱6，浓縮装置7通过连有阀门和流量计的管路连接到电镀槽1。第一回收槽2上设有连接到PLC控制器的电导计，用于测量溶液电导率，净化装置缓冲槽5上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表；铬液储存槽上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表和电导计；浓缩装置7上设有连接到PLC控制器的电导计、温度控制器和终端液位仪表。管路上的泵、流量计及阀门均连接到PLC控制器。铬液储存槽4、净化装置缓冲槽5、浓缩装置7和阳离子树脂柱6依次紧密排列，如图1、2所示，排列紧凑占地面积小。实施例2工件在电镀槽l镀铬后，工件把铬镀液带入第一回收槽2，第一回收槽2溶液经电导计测定铬酸到10克/公升后，控制加水电磁阀，加水到第二回收槽3，第二回收槽3的水溢流到第一回收槽2，然后第一回收槽2的溶液溢流到铬液储存槽4;终端液位仪表测定铬液储存槽4内溶液达到容积80%后,PLC控制器根据溶液的浓度，将铬液储存槽4内溶液分批定量送入净化装置进行处理，所述净化装置采用阳离子交换树脂，将需净化的溶液泵入净化装置缓冲槽5，当净化装置缓冲槽5内的溶液达到每批要处理的量时，PLC控制器发出信号，停止泵溶液到净化装置缓冲槽5;将阳离子树脂柱6中的残留的水排到铬液储存槽4;泵净化装置缓冲槽5溶液到阳离子树脂柱6，进入净化工序；溶液经过阳离子树脂后完成净化，净化后的溶液转入浓縮装置7;然后用纯水对阳离子树脂反冲洗，排水到净化装置缓冲槽5，当净化装置缓冲槽5的液位达到容积10%时，即完成反冲洗，利用压縮空气将阳离子树脂柱6中的残留的水排走；当检测到阳离子树脂柱6中的液位达到设定的低液位后，即完成排水，进入下一步再生；加酸到阳离子树脂柱6;当阳离子树脂柱6液位仪表测定的液位达到设定的高液位后，停止加酸，通过PLC控制器设定的再生程序及时间，使阳离子树脂充分完成再生；当时间达到30分钟后；利用压縮空气将阳离子树脂柱中的酸排走，当阳离子树脂柱6中的液位达到设定的低液位后，即完成排酸，进入下一步阳离子树脂的冲洗，当pH控制器检测到冲洗水的pH值达到4时，完成冲水，即完成一次批量处理的净化过程；如此循环，整个过程采用PLC控制器自动控制；净化后的溶液转入浓缩装置7，浓縮前将所述净化后的溶液加热到45'C，在蒸发器中采用加热喷雾风干浓縮的方法将净化的铬镀液浓缩，浓度分析仪表测量浓縮装置7的浓縮槽中的铬酸浓度，将信号反馈给PLC控制器，当达到铬酸浓度100克/升时，停止浓縮；每次按需要，定量补充回电镀槽l;PLC控制器控制阀门，使得铬酸进入电镀槽l，同时通过流量计对进入电镀槽l的铬酸的流量进行测定并反馈信号给PLC控制器，PLC控制器通过流量的检测和阀门控制达到精确控制进入电镀槽1的铬酸的量，维持电镀槽1的铬酸浓度不变，如图2所示。在保证镀铬槽溶液浓度持续稳定在实施例2的工艺范围内，累计回用镀铬液折合铬酐达到了1568.3千克，期间只需额外补充铬酐量为82千克，回用率达到95%。离子交换交换树脂对各种金属离子的吸附及清除效果明显，完全达到浓縮后的回用要求，表1中列出了一些离子交换树脂处理前后回收铬镀液的成分含量。7表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>应用本发明方法后，带出的铬镀废液得以净化回用，节省了铬酐补充所需的原料成本，另外，在绝大部分带出铬酐循环使用的同时，含铬废水的排放己经变得微乎其微，处理含铬废水的成本也因此得到了节省，表2列出了回用1568.3千克铬酐所节约的原料及废水处理的费用。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、铬镀液及其废液的净化回用方法，其特征在于，包括以下步骤(1)工件在电镀槽(1)镀铬后，工件把铬镀液带入第一回收槽(2)，当电导计测定第一回收槽(2)溶液的电导率达到设定值后，由PLC控制器控制加水电磁阀，加水到第二回收槽(3)，第二回收槽(3)的水溢流到第一回收槽(2)，然后第一回收槽(2)的溶液溢流到铬液储存槽(4)；(2)终端液位仪表测定铬液储存槽(4)内溶液达到设定液位后，由PLC控制器根据溶液的浓度，将铬液储存槽(4)内溶液分批定量送入净化装置缓冲槽(5)进行处理，当净化装置缓冲槽(5)内的溶液达到每批要处理的量时，由PLC控制器发出信号，停止泵溶液到净化装置缓冲槽(5)；将阳离子树脂柱(6)中残留的水排到铬液储存槽(4)；泵净化装置缓冲槽(5)溶液到阳离子树脂柱(6)，溶液经过阳离子树脂后完成净化，转入浓缩装置(7)；然后对阳离子树脂反冲洗，排水到净化装置缓冲槽(5)，当净化装置缓冲槽(5)的液位达到设定的控制液位即完成反冲洗，利用压缩空气将阳离子树脂柱(6)中的残留的水排走；当检测到阳离子树脂柱(6)中的液位达到设定的低液位后，即完成排水，进入下一步再生；加酸到阳离子树脂柱(6)；当阳离子树脂柱(6)液位仪表测定的液位达到设定的高液位后，停止加酸，通过PLC控制器设定的再生程序及时间，当达到设定时间后；利用压缩空气将阳离子树脂柱(6)中的酸排走，当阳离子树脂柱(6)中的液位达到设定的低液位后，完成排酸，进入下一步阳离子树脂的冲洗，当pH控制器检测到冲洗水的pH值达到设定值时，完成冲水，即完成一次批量处理的净化过程；(3)将净化后的溶液转入浓缩装置(7)，在浓缩装置(7)的蒸发器中采用加热喷雾风干浓缩的方法将净化的铬镀液浓缩，浓度分析仪表测量浓缩槽中的铬酸浓度后，将信号反馈给PLC控制器，当达到所设定的铬酸浓度要求的范围时，停止浓缩；每次按需要，定量将浓缩后的铬镀液补充回电镀槽(1)；通过流量计的检测和阀门的控制达到精确控制进入电镀槽(1)的铬酸的量，维持电镀槽(1)的铬酸浓度不变。2、根据权利要求1所述的铬镀液的净化回用方法，其特征在于，所述加酸为加入质量分数在30%以下的硫酸。3、根据权利要求1所述的铬镀液的净化回用方法，其特征在于，为提高浓縮效率，浓縮前将所述净化后的溶液加热到45'C55'C，温度通过PLC控制器实现自动控制。4、根据权利要求1所述的铬镀液的净化回用方法，其特征在于，净化后的溶液铬酸含量只有1050克/升，经过浓縮后，达到100克/升以上。5、根据权利要求1所述的铬镀液的净化回用方法，其特征在于，所述PLC控制器分别与远程监控计算机、数据打印设备、现场监控设备连接，组成PLC控制系统。6、根据权利要求1所述的络镀液的净化回用方法，其特征在于，所述PLC控制器具有标准通讯接口RS485,符合多种通讯规约，具有自动与手动转换功能，实现对相关开关量和模拟量的信号采集、相关设备及工艺的控制、数据记录、系统诊断和安全保护。7、实现权利要求l所述的铬镀液的净化回用方法的装置，其特征在于，包括铬液储存槽(4)、净化装置缓冲槽(5)、阳离子树脂柱(6)、浓縮装置(7)和PLC控制器；所述的铬液储存槽(4)通过管路分别与电镀生产线中的第一回收槽(2)和电镀槽(1)连接，铬液储存槽(4)通过泵及管路与净化装置缓冲槽(5)连接，净化装置缓冲槽(5)再通过泵、阀门与阳离子树脂柱(6)连接，阳离子树脂柱(6)通过管路与浓缩装置(7)连接，硫酸槽(8)通过连有泵和阀门的管路连接到阳离子树脂柱(6)，浓縮装置(7)通过连有阀门和流量计的管路连接到电镀槽(1)。8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一回收槽(2)上设有连接到PLC控制器的电导计，用于测量溶液电导率，净化装置缓冲槽(5)上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表；所述铬液储存槽上设有连接到PLC控制器的终端液位仪表和电导计；浓縮装置(7)上设有连接到PLC控制器的电导计、温度控制器和终端液位仪表。9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述管路上的泵、流量计及阀门均连接到PLC控制器。10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述铬液储存槽(4)、净化装置缓冲槽(5)、浓縮装置(7)和阳离子树脂柱(6)依次紧密排列。全文摘要本发明公开一种铬镀液及其废液的净化回用方法和装置，本发明方法针对性的解决金属污染，采用净化装置能有效除去铜、锌、镍、铁等多种有害金属杂质，并将净化后的溶液进行浓缩处理，最后回用于电镀槽，回用率达到95％以上，同时，通过自动化控制系统，将电镀槽、回收槽、净化装置、浓缩装置以及分析仪表等有机结合起来，实现全自动操作，解决了国家多年来在清洁生产内不能实现的铬镀液循环使用，本发明方法在有效节省铬酐额外补充的同时，也避免了大量含铬废水的排放，获得循环经济、清洁生产的双重收效。文档编号C25D21/22GK101580957SQ20091004003公开日2009年11月18日申请日期2009年6月5日优先权日2009年6月5日发明者黄广炳申请人:东莞庞思化工机械有限公司