一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置及除杂方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，涉及金属钝化处理技术领域，包括离子交换器，离子交换器上设置有与钝化槽管道连接的钝化液入口和钝化液出口，纯水进水管道与离子交换器上的纯水入口连接，三价铬离子废水池通过管道与离子交换器上的废水出口连接，再生液容器通过两根管道分别与离子交换器上的再生液入口和再生液出口连接，离子交换器与钝化槽、纯水进水管道、三价铬离子废水池和再生液容器的连接管道上均设有至少一个阀门，离子交换器中填充有强酸性阳离子树脂，再生液容器内装设有强酸，再生液容器与离子交换器的连接管道上设有液压泵。本发明专利技术能有效除去三价铬钝化液中的Fe

A kind of impurity removing device and method of trivalent chromium passivation solution for zinc plating

【技术实现步骤摘要】
一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置及除杂方法
本专利技术涉及金属钝化处理
，更具体地说，它涉及一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置及除杂方法。
技术介绍
清洁生产已成为当今世界的一种国际潮流，是实现社会可持续发展的唯一途径。清洁生产是从全方位、多角度的途径去进行生产，包括改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或不眠生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或消除对人类健康的危害。三价铬钝化是镀锌层常用的钝化处理工艺。根据三价铬钝化膜的形成机理，随着钝化面积的增加，钝化液中的锌离子会不断累积升高。实践证明，该钝化液中的锌离子浓度大于10g/L，将影响工件盐雾性能；钝化液的Fe3+浓度大于120mg/L，首先会影响钝化膜外观(随着三价铁的过量积累，钝化膜色泽会逐渐泛黄)，也会使防腐性能比正常情况下差。在实际生产中，钝化液在使用一段时间后，随着钝化液中Fe3+、Zn2+的积累，钝化膜外观泛黄、盐雾性能差(不满足96h无白锈，144h无红锈要求)，补加浓缩液也无法使钝化液恢复正常状态，而不得不更换部分槽液或全部槽夜。报废的三价铬钝化液中含有Fe3+、Zn2+、Cr3+、Co2+，处理达标才能排放。三价铬钝化液新开槽的费用和废水处理费用会增加电镀成本。在生产实践中发现，当三价铬钝化液中杂质离子(如Fe3+、Zn2+)超过一定范围后，膜层质量会受影响。
技术实现思路
为解决上述问题，延长三价铬钝化液的使用寿命，减少三价铬废水的排放，应将杂质离子的含量控制在一定范围内(Fe3+、Zn2+的含量分别低于120mg/L和10g/L)。离子交换法是去除溶液杂质离子的常用技术之一，具有选择性吸附的优点。本专利技术采用强酸性阳离子树脂交换法除去三价铬钝化液中的Fe3+、用锌络合剂除去钝化液中积累过的Zn2+等杂质离子，以延长三价铬钝化液的使用周期，在保证产品质量的前提下减少废水排放，实现环保、节能减排和节约成本的目的。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，包括离子交换器，离子交换器上设置有与钝化槽管道连接的钝化液入口和钝化液出口，纯水进水管道与离子交换器上的纯水入口连接，三价铬离子废水池通过管道与离子交换器上的废水出口连接，再生液容器通过两根管道分别与离子交换器上的再生液入口和再生液出口连接，离子交换器与钝化槽、纯水进水管道、三价铬离子废水池和再生液容器的连接管道上均设有至少一个阀门，离子交换器中填充有强酸性阳离子树脂，再生液容器内装设有强酸，再生液容器与离子交换器的连接管道上设有液压泵。采用上述技术方案，钝化处理过程中，Fe3+浓度逐渐升高，需要经过对钝化液进行除杂处理，打开钝化液的输出阀门，将钝化液导入至离子交换器中，经过强酸性阳离子树脂将Fe3+吸附，并将处理后的钝化液再次导出至钝化槽中，继续进行钝化处理；在重复多次此操作，铁离子损失率低于一定程度后，需要对强酸性阳离子树脂进行再生处理：首先打开纯水的输入阀门，从纯水进水管道将纯水导入离子交换器中，除去强酸性阳离子树脂中的气泡和钝化液，并将废水导入至三价铬离子废水池中，然后从再生液容器中将再生液导入离子交换器内，使得酸性阳离子树脂恢复离子交换功能，并将导出的再生液导回至再生液容器中，再导入纯水，将离子交换器中的强酸再生液洗净，再生液使用3-5次后，通过对树脂吸附三价铁的损失率来判定是否需要重新配制，确保树脂的再生效果。上述技术方案能够可以延长三价铬钝化液的使用周期，在保证产品质量的前提下减少废水排放，实现环保、节能减排和节约成本的目的。作为一种优选方案，钝化液入口、废水出口和再生液出口均设置在离子交换器的底部，钝化液出口、纯水入口和再生液入口均设置在离子交换器的顶部。采用上述技术方案，钝化液中的Fe3+可以很好被强酸性阳离子树脂吸附，同时保证纯水的清洗效果和再生液的再生效果。使钝化液的铁离子稳定在120mg/L以下，确保镀层盐雾性能。作为一种优选方案，离子交换器中强酸性阳离子树脂填充程度不超过90％。因强酸性阳离子树脂遇钝化液会膨胀，故需要预留至少10％的空间。作为一种优选方案，镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置还包括控制装置，离子交换器与钝化槽、纯水进水管道、三价铬离子废水池和再生液容器的连接阀门分别至少包括一个电磁阀，所有电磁阀的信号输入端分别与控制装置的信号输入端连接。采用上述技术方案，可提高装置的自动化，减少人力劳动成本。作为一种优选方案，控制装置为PLC或单片机,在使用PLC时，PLC型号可选择西门子S7-200。采用上述技术方案，以PLC为例，通过设置延时程序分别控制相应电磁阀的启闭时间点，并通过操作工对生产线钝化槽槽液的Fe3+浓度定期分析，槽液Fe3+超过工艺范围后，立即开启该设备并启动吸附过程，并结合延时程序进行控制，以此实现全自动处理。作为一种优选方案，钝化槽中设置有温度检测装置和pH检测装置。采用上述技术方案，需要使用锌络合剂对钝化液中的Zn2+浓度进行调控，为防止钝化液中的钴也沉淀，需要将温度控制在60℃以上，且当把锌络合剂加入钝化液后，钝化液的pH至会下降(温度越高pH至越低)，会影响钝化过程，所以需要降温至工艺范围，待过滤后用10％的纯氢氧化钠或碳酸钠调节pH值至工艺范围后方可恢复正常钝化。作为一种优选方案，纯水进水管道连接一预留出水口。采用上述技术方案，因为配制再生液时如果盐酸溅到皮肤上，需要立即用水冲洗的，故该预留出水口保证现场的施工安全。一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂方法，基于上述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，包括以下步骤：S1：将需要输入至离子交换器的钝化液进行取样；S2：将钝化液输入至离子交换器；S3：将S2中输入的钝化液经强酸性阳离子树脂净化，并输出至钝化槽；S4：对从离子交换器输出至钝化槽的钝化液进行取样；S5：将S4中取样的Fe3+含量与S1中取样的Fe3+含量进行数据分析对比，得到Fe3+的损失率，并设定阈值点，Fe3+损失率在阈值点以上，重复S1至S4步骤，Fe3+损失率未超过阈值点，执行S6及后续步骤；S6：停止S1至S4步骤，并将纯水从纯水进水管道输入至离子交换器，并将处理后的废水输出至三价铬离子废水池；S7：停止S6步骤，并将再生液从再生液容器输入至离子交换器，并从再生液出口输出至再生液容器；S8：停止S7步骤，再次执行S6步骤；S9：停止S8步骤，再次执行S1至S5步骤。采用上述技术方案，S1和S5进行取样，可通过人工进行取样，再进行化验分析，得到Fe3+损失率，在多次实验过程中，损失率的阈值点设置在70％左右，效果能够达到最优，得到再生次数和除杂效果的最佳比例。作为一种优选方案，控制装置控制电磁阀，执行S1至S9步骤。作为一种优选方案，再生液为盐酸，盐酸浓度为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，包括离子交换器(1)，离子交换器(1)上设置有与钝化槽(2)管道连接的钝化液入口和钝化液出口，纯水进水管道(3)与离子交换器(1)上的纯水入口连接，三价铬离子废水池(4)通过管道与离子交换器(1)上的废水出口连接，再生液容器(5)通过两根管道分别与离子交换器(1)上的再生液入口和再生液出口连接，离子交换器(1)与钝化槽(2)、纯水进水管道(3)、三价铬离子废水池(4)和再生液容器(5)的连接管道上均设有至少一个阀门，离子交换器(1)中填充有强酸性阳离子树脂，再生液容器(5)内装设有强酸，再生液容器(5)与离子交换器(1)的连接管道上设有液压泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，包括离子交换器(1)，离子交换器(1)上设置有与钝化槽(2)管道连接的钝化液入口和钝化液出口，纯水进水管道(3)与离子交换器(1)上的纯水入口连接，三价铬离子废水池(4)通过管道与离子交换器(1)上的废水出口连接，再生液容器(5)通过两根管道分别与离子交换器(1)上的再生液入口和再生液出口连接，离子交换器(1)与钝化槽(2)、纯水进水管道(3)、三价铬离子废水池(4)和再生液容器(5)的连接管道上均设有至少一个阀门，离子交换器(1)中填充有强酸性阳离子树脂，再生液容器(5)内装设有强酸，再生液容器(5)与离子交换器(1)的连接管道上设有液压泵。


2.根据权利要求1所述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，所述钝化液入口、废水出口和再生液出口均设置在离子交换器(1)的底部，钝化液出口、纯水入口和再生液入口均设置在离子交换器的顶部。


3.根据权利要求2所述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，所述离子交换器(1)中强酸性阳离子树脂填充程度不超过90％。


4.根据权利要求3所述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，所述镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置还包括控制装置(6)，离子交换器(1)与钝化槽(2)、纯水进水管道(3)、三价铬离子废水池(4)和再生液容器(5)的连接阀门分别至少包括一个电磁阀，所有电磁阀的信号输入端分别与控制装置(6)的信号输入端连接。


5.根据权利要求4所述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，所述控制装置(6)为PLC。


6.根据权利要求1或5所述的镀锌三价铬彩色钝化液的除杂装置，其特征在于，所述钝化槽(2)中设置有温度检测装置和pH检测装置。


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【专利技术属性】
技术研发人员：侯继斌，张小勇，韩秀台，曹聚涛，刘新伟，王伟党，李丰，鲁显礼，李达，潘雄，李艳娜，
申请(专利权)人：河南星光机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41