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香河石虎電鍍廠

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詳細介紹

  工業上廣泛使用的鍍鉻液由鉻酐輔以少量的陰離子構成,鍍液中Cr6+的存在形式根據鉻酐濃度的不同而有差異,一般情況(Cr03200~400g/L)下,主要以鉻酸(CrO42-)和重鉻酸(Cr2O72-)形式存在。當pH值小于1時,Cr2072-為主要存在形式;當pH值為2~6時,Cr2O72-與CrO42-存在下述平衡,即
  Cr2072-+H20====2H2Cr04-+2CrO]一十2H+
  當pH值大于6時,CrO42-為主要存在形式。由此可以看出,鍍鉻電解液中存在的離子有Cr2072-、H+、cro42-和S042-等。實踐證明,除SO42-外,其他離子都可以參加陰極反應,采用示蹤原子法對鉻酸鍍鉻過程的研究表明,鍍鉻層是由六價鉻還原得到的,而不是三價鉻。這也可由鍍鉻液的陰極極化曲線(見圖4-18)得到。
 ?、抨帢O過程
  由恒電位法測定的鍍鉻液(含硫酸或不含硫酸)
  圖4—18鍍鉻陰極極化曲線
  1一由250g/LCr03鍍鉻溶液中獲得;2一由250g/LCrO3,5g/LH2S04的標準鍍鉻溶液中獲得
  陰極極化曲線可知,當鍍液中不含硫酸時(曲線l),在陰極上僅析氫,不發生任何其他還原反應。當鍍液中含有少量硫酸時(曲線2),陰極極化曲線由幾個線段組成,在不同的曲線段上發生不同的還原反應。
  ab段,隨著陰極電流增加,電極電位逐漸負移,陰極上沒有氫氣析出和鉻的生成。陰極區鍍液pH值小于1,離子存在形式主要是Cr2072-,此時的陰極反應為
  Cr2O72一+14H++6e_2Cr3++7H20
  隨著電極電位不斷負移,b點達到**大值。b點以后,除了Cr2072-還原為Cr3+外,還可觀察到陰極表面有大量氣泡產生,表明H+離子被還原為氫氣。
  bc段,同時進行著Cr2072-還原為cr3+和H+還原為H2兩個反應,但在這一段中隨著電極電位負移,電流逐漸下降,表明電極表面狀態發生了變化。膠體膜理論解釋為,由于上述兩個反應的進行,陰極表面附近的H+被大量消耗,pH值迅速升高(pH值大于3時),當生成的Cr3+離子數量達到Cr(OH)3的溶度積時,便與六價鉻生成一層橘黃色的堿式鉻酸鉻膠體膜Cr(OH)3·Cr(OH)Cr04,覆蓋在陰極表面上,阻礙了電極反應的進行,使得反應速度顯著下降;又由于鍍液中的硫酸對陰極膠體膜有一定溶解作用,使膠體膜的形成和溶解不斷交替進行,致使曲線呈現如段形狀。
  由于氫的不斷析出,使陰極區鍍液pH值逐漸增大,促進Cr2072-轉化成HCr04-離子,使HCrO4-離子濃度迅速增加。當電極電位負移到C點時,CrO42-便開始被還原成金屬鉻在陰極上析出,反應方程式為
  CrO42-+4H++6e-===Cr+4OH一
  由此可以看出,只有當陰極電極電位達到c點以后,金屬鉻才能被還原析出。此時,在陰極上三個反應同時進行,隨著陰極電極電位的負移,陰極電流迅速上升,反應速度加快,生成金屬鉻的主反應占的比重逐漸增大,即隨著陰極電流密度的增大,陰極電流效率增加。⑵陽極過程
  鍍鉻所用的陽極是鉛、鉛銻(含銻6%~8%)或鉛錫(含錫6%~8%)合金等不溶性陽極,這是鍍鉻不同于一般鍍種的特點之一。因為在鉻酸電解液中,金屬鉻鍍層是由六價鉻直接還原得到的。而金屬鉻陽極溶解時,卻是以不同價態的離子形式存在,主要是三價鉻的離子形式進入溶液,而且陽極的電流效率接近100%,這將導致三價鉻含量迅速增加。而陰極電流效率只有10%~25%,使得鍍液的組成不穩定。另外,金屬鉻硬而脆,不易加工成各種形狀。

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