Утилизация отработанных растворов. Взаимодействующие с подложкой хроматные покрытия

Раствор, требующийся для формирования на алюминии хроматного покрытия, химически взаимодействующего с подложкой, содержит смесь реагентов, обычно включающую шестивалентный и трехвалентный хром, фосфат, алюминий и фтористые ионы. Концентрация этих ионов может варьироваться от одного фирменного продукта к другому, а некоторые могут содержать нитритные ионы, либо другие ускоряющие добавки.

Реагентами, способными создавать проблемы в плане отходов, являются шестивалентный и трехвалентный хром, фосфатные и фтористые ионы. Несколько вариантов объявлены пригодными для их обработки, но некоторые все же могут быть связаны с ограничениями. Такими ограничениями могут явиться капитальные затраты, текущие эксплуатационные расходы, неотработанность технологии, также доступность поставщиков или наличие оборудования для обработки в конкретной местности.

Примерами обработки, применяемой или заявленной, могут служить следующие:

(1)Восстановление ионов Cr до трехвалентной формы с последующим осаждением (отложением в осадок) и фильтрацией.

(2)Удаление ионов Cr³⁺ и Al³⁺ из рабочего раствора, а ионов Cr, CN и F из фазы последующей промывки с помощью ионообменных картриджей, которые будут регенерироваться химической компанией.

(3)Рециркуляция хроматной/фосфатной промывки (т.е. промывочной воды, содержащей хроматы и фосфаты).

(4)Регенерация хромово/фосфатной ванны.

(5)Рециркуляция отходов хрома/алюминия.

Обработка под номером один является традиционной и, вероятно, самой надежной; она будет рассмотрена более подробно. Обработка номер два используется в Японии, но она рассчитана на химическую компанию, которая будет готова регенерировать смоляные ионообменные картриджи. Восстанавливаемая хромовая кислота является товарным продуктом. Подобное оборудование не является доступным повсеместно и, значит, его привлечение зависит от ситуации на месте.

Вариант номер три может реализовываться двумя путями. Одна технология связана с применением электролитического восстановления промывочной воды. Шестивалентный хром возвращается в рабочий раствор. Ионы трехвалентного хрома и алюминия преобразуются в соответствующие гидроокиси и затем отделяются от обработанной промывочной воды в осветлителе. Очищенная промывочная вода возвращается в промывочный оборот.

Другая технология предполагает «вечную» эксплуатацию хроматного раствора без сливания. Статическая промывка возвращается в хроматный раствор и уровень контролируется выпариванием (похоже, дорогостоящий метод). Идея вряд ли представляет нечто большее, чем лабораторный опыт, и коммерческого использования не знала. Возможные долгосрочные эффекты от загрязнителей в рабочем растворе, вероятно, до конца не прояснены.

Eco-Tec выпускает систему (основанную на ионообмене), которая может использоваться для регенерации хромово/фосфатного раствора (вариант под номером четыре) и, по-видимому, промывки после хроматного раствора. О примерах коммерческой эксплуатации не сообщается, вероятно, из-за капитальных затрат, хотя они могут оказаться малозначащими в сравнении с потенциальными штрафными санкциями за превышение экологических ограничений к выбросам.

Химический состав растворов для вырабатывания взаимодействующих с подложкой покрытий очень сложный. Часто отсутствуют аналитические средства для контроля состава при добавлении отдельных реактивов или несбалансированных химических смесей, или же они за пределами возможностей лабораторий производств по нанесению покрытий. Поэтому контроль факторов составов при вариантах три и четыре дело совсем не легкое.

Указанные варианты должны быть рассчитаны на раствор «вечного» типа, если обработка отработавших растворов должна быть исключена. Электролитическое восстановление и система ионного обмена Eco-Tec должны удалять загрязняющие примеси из хроматного раствора. Статическая промывка во взаимодействии с выпариванием будут производить сгущение примесей.

В вариантах под номерами один и два химический состав контролируется анализом одного или двух компонентов раствора и он затем пополняется добавками сбалансированых подпиточных смесей. Методика анализа разрабатывается опытным путем фирмами-поставщиками и они часто проводят анализ для своих клиентов.

Вариант номер пять представляет собой метод, предложенный AMAX Metals Recovery Inc., и описывает технологию вырабатывания раствора оксида хрома или хромата натрия из шлама Al-Cr или высокофосфористого Al-Cr. Этот вид обработки будет производиться после осаждения и фильтрации Al-Cr-шлама в обычной системе очистки. Маловероятно, что в таком виде этот процесс будет использоваться на установках, занимающихся покрытиями, но он может быть привлечен на производствах химической регенерации, занимающихся обработкой указанных отходов.