ES2315632T3 - Decapado respetuoso con el medio ambiente de materiales plasticos recubiertos de cromo y extension a sustratos metalicos pasivables recubiertos de cr. - Google Patents
Decapado respetuoso con el medio ambiente de materiales plasticos recubiertos de cromo y extension a sustratos metalicos pasivables recubiertos de cr. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2315632T3 ES2315632T3 ES04425859T ES04425859T ES2315632T3 ES 2315632 T3 ES2315632 T3 ES 2315632T3 ES 04425859 T ES04425859 T ES 04425859T ES 04425859 T ES04425859 T ES 04425859T ES 2315632 T3 ES2315632 T3 ES 2315632T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- pickling
- acid
- nickel
- chrome
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 28
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 38
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 14
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 claims description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical group [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 abstract 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- -1 nickel and copper Chemical class 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006957 Michael reaction Methods 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XEMZLVDIUVCKGL-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;sulfuric acid Chemical compound OO.OS(O)(=O)=O XEMZLVDIUVCKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Procedimiento químico, libre de impacto medioambiental, para el decapado del cromo, cobre y níquel de sustratos poliméricos recubiertos de cromo o sustratos metálicos recubiertos de cromo pasivables según las condiciones químicas de decapado, comprendiendo dichos sustratos metálicos pasivables aluminio, titanio, circonio y sus aleaciones, y comprendiendo el procedimiento: a) sumergir los sustratos poliméricos o metálicos recubiertos en un baño que contiene una disolución ácida acuosa de peróxido de hidrógeno y mantener la concentración de ácido en exceso durante el decapado, puesto que la etapa b) de reacción de decapado prácticamente se detiene a un pH superior a 2; b) disolver las sub-capas de cobre y níquel mediante la reacción con la disolución oxidante acídica que se difunde a través de los poros y los defectos del recubrimiento de cromo; c) recuperar el cromo decapado como láminas metálicas finas de cromo mediante filtración, puesto que este metal no se disuelve debido a la pasivación en presencia del peróxido de hidrógeno; d) recuperar completamente los sustratos poliméricos o metálicos en condiciones que permitan su uso para el recubrimiento o para otros procesos; e) recuperar el cobre disuelto como cobre metálico mediante la deposición electroquímica de iones de cobre a partir del filtrado obtenido de la etapa c); f) recuperar el níquel disuelto como sal de níquel del ácido de decapado, mediante la saturación efectuada mediante la recirculación de la disolución electrolizada en el reactor de decapado, seguido por la precipitación; g) o alternativamente a la etapa e) y f), recuperar simultáneamente el cobre y el níquel como peróxidos mediante la neutralización de la disolución filtrada.
Description
Decapado respetuoso con el medio ambiente de
materiales plásticos recubiertos de cromo y extensión a sustratos
metálicos pasivables recubiertos de Cr.
En poco menos de medio siglo después de su
descubrimiento, el recubrimiento galvánico ha alcanzado una gran
importancia y se utiliza especialmente en la industria moderna para
la protección anticorrosión, objetivos decorativos, fabricación de
utensilios y artículos habituales, y en la tecnología electrónica.
El proceso consiste en general en la reducción de iones metálicos a
partir de electrólitos acuosos o sales fundidas. Lo expuesto
anteriormente ocurre en el proceso de electrodeposición, en el que
los electrones se proporcionan por un suministro externo de
energía, o mediante la deposición sin electrodos en el que la fuente
de electrones es un agente reductor presente en la disolución (sin
suministro externo de energía). En la parte final del proceso se
confiere una fina película brillante a los artículos recubiertos,
incluso si son de naturaleza polimérica, con una bonita
característica de reflejo típica de los metales recientemente
cortados.
Con el fin de obtener una buena cohesión del
cromo en el soporte que se debe revestir, como capas principales se
utilizan metales como el níquel y el cobre, que tienen mejores
características de soporte, en las que se deposita posteriormente el
cromo.
De manera general, los procedimientos de
recubrimiento galvánico y los procesos relacionados suponen grandes
posibilidades de contaminación de aguas por metales pesados,
especialmente el cromo. No obstante, la contaminación medioambiental
elevada está relacionada con el desecho de los artículos recubiertos
después de su uso. Existe otro problema que consiste en el reciclado
de los artículos con defectos de fabricación.
Según este impacto negativo y las restricciones
y directivas legales existentes y previstas sobre la protección del
medio ambiente, deben promoverse procedimientos eficientes de
decapado con el fin de evitar la contaminación del agua y del suelo.
En la técnica de la electrodeposición se han sugerido ampliamente
los procedimientos de decapado electroquímicos y/o químicos y la
recuperación correspondiente de los metales de recubrimiento (véase
por ejemplo, Brindis, Jr., et al., patente US nº 4.302.246;
Cunningham, patente US nº 4.356.069; Colgan et al., patente
US nº 6.428.625; Brooks, patente US nº 6.454.670). En la patente US
nº 4.356.069, Cunningham describe una disolución acuosa de ácido
crómico, peróxido y ácido sulfúrico que se utiliza en el decapado
inverso actual de los sustratos metálicos recubiertos con Cr y/o Ni,
para preparar el metal para su recubrimiento. En la patente US nº
3.738.867 se describe la decapado del depósito de cobre o de plata
de sustratos no metálicos sin recubrimiento de cromo, tales como
vidrios, en el intervalo amplio de pH [0,5-12], que
utiliza agentes de oxidación tales como peróxido de hidrógeno,
perborato sódico, persulfato sódico, persulfato potásico/persulfato
amónico y mezclas de los mismos compuestos. En la patente US nº
4.439.289, Viglione describe la retirada de los recubrimientos
magnéticos de los discos de memoria de los ordenadores en una
disolución de ácido sulfúrico y glicerina aplicando una potencia
eléctrica a los electrodos en el baño, estando uno de los mismos en
el disco propiamente dicho. Dicho proceso va seguido por la retirada
del metal restante de los recubrimientos y por lavados químicos.
Recientemente, Kazuhisa,
JP-A-11.109138, ha descrito la
retirada de un recubrimiento de fibra óptica utilizando peróxido de
hidrógeno junto con ácido sulfúrico, con el fin de retirar el
recubrimiento de la fibra y una disolución acuosa de hidrocarbonato
sódico para limpiar la fibra óptica. No obstante, se da poca
información sobre el decapado de materiales de los artículos
poliméricos recubiertos (Huang, patente US nº 5.019.161; Michaels
et al., patente US nº 6.436.197; Hodge et
al., patente US nº 2003131688 relativa al decapado de tipo
mecánico) que son, en los últimos decenios, muy abundantes en todas
las esferas de actividades humanas.
Conviene señalar que debe prestarse una gran
atención a la recuperación de los artículos plásticos con sus
características físico-químicas inalteradas. Con el
fin de que los sustratos poliméricos sean reutilizables para los
procesos de recubrimiento, según la normativa anticontaminación,
debe prestarse atención a evitar la descomposición de los polímeros
durante el proceso de decapado. Asimismo, es de gran importancia la
recuperación y el decapado completos de los metales de
recubrimiento, en su forma metálica o de sal, para su reutilización
en los procesos de recubrimiento.
El procedimiento propuesto en la presente
invención tiene la ventaja principal de combinar todas las
características citadas anteriormente, es decir, la conservación
segura y perfecta de la estructura de base plástica después del
decapado, y la recuperación y reutilización completa del níquel,
cobre y especialmente cromo, que no es atacado, ni disuelto y en
consecuencia está listo para ser reutilizado. El proceso resulta ser
una tecnología sin desechos, con una fácil aplicabilidad industrial
y un coste muy bajo.
La invención tiene como objetivo principal
proponer un procedimiento para el decapado químico de artículos
poliméricos o metálicos recubiertos, basándose el proceso de
decapado en la acción del ácido-peróxido de
hidrógeno en los metales depositados. Se ha comprobado que este
proceso de ácido-peróxido es muy eficiente para la
completa recuperación del níquel, cobre y el cromo de los polímeros
recubiertos, en particular del grupo de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS o sus mezclas con cloruro de polivinilo, policarbonatos,
polietileno, etc.), o de metales pasivables. Un hecho muy importante
es que, al término del proceso, la superficie del polímero o del
metal está completamente limpia y sin ningún daño provocado por el
tratamiento. Dicho hecho hace que los sustratos tratados estén
listos para una redeposición o un uso adicional.
La disolución de decapado preferida utilizada en
el procedimiento de la presente invención es acuosa y se ha
realizado a partir de ácido sulfúrico concentrado (calidad técnica,
96%) y peróxido de hidrógeno (calidad técnica, 35%). De manera
alternativa, pueden utilizarse, en lugar del ácido sulfúrico,
también ácido clorhídrico (calidad técnica, 35%) u otros ácidos. El
uso del peróxido de hidrógeno tiene la ventaja principal, en
relación con otros oxidantes, de no solubilizar el cromo que, en
caso contrario, debería retirarse posteriormente de la disolución.
Podrían utilizarse otros peróxidos, pero los ensayos efectuados, por
ejemplo, con peroxodisulfato potásico no han dado resultados
satisfactorios. La composición, en porcentaje en volumen, de la
disolución de decapado acuosa preferida, es del 10% de ácido
sulfúrico y el 10% de peróxido de hidrógeno.
En cualquier caso, los componentes de la
disolución se mezclan en primer lugar y los artículos que deben
decaparse se añaden posteriormente. El proceso se efectúa a
temperatura ambiente y se caracteriza por una ligera producción de
gases y un rápido aumento de la temperatura hasta los
80-90ºC. La oxidación del Cu y Ni tiene lugar bajo
la capa de Cr y mediante la difusión del compuesto de decapado a
través de los poros y los defectos presentes en el recubrimiento
fino de cromo de los sustratos plásticos y metálicos recubiertos. El
proceso de oxidación continúa hasta la completa disolución de las
sub-capas de cobre y níquel. La capa de cromo se
libera en finas láminas metálicas en la superficie de la
disolución, debido a la formación de una película protectora de
óxido de cromo producida por la acción del peróxido de hidrógeno.
Las láminas de cromo se recuperan fácilmente mediante
filtración.
El agitado de la disolución mejora notablemente
el proceso de decapado. Con el fin de aumentar aún más la velocidad
de decapado, el procedimiento puede incluir un tratamiento previo de
las piezas recubiertas mediante la inmersión en nitrógeno líquido,
lo que favorece un decapado físico parcial de las capas recubiertas.
No obstante, la inmersión en el nitrógeno líquido rompe la
estructura polimérica debido a la rápida disminución de la
tempera-
tura.
tura.
La recuperación del cobre y del níquel presentes
en la disolución se efectúa mediante procesos electroquímicos o
químicos.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un proceso en el que: (i) un compuesto acuoso de
peróxido ácido actúa como una disolución "segura" de decapado
de metales recubiertos (especialmente níquel, cobre y cromo) de una
estructura polimérica o metálica pasivable; (ii) una tecnología de
dicho proceso; (iii) una tecnología para la recuperación de los
sustratos y los metales decapados para un uso posterior.
Dichos tres aspectos conjuntamente constituirían
parte de las ventajas principales de la invención, junto con otras
que se describirán a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento propuesto de decapado del metal
de estructuras metálicas y poliméricas tiene la ventaja de ser una
tecnología química muy simple, que evita el uso de procesos químicos
y de oxidación electroquímica en los que se forma generalmente cromo
hexavalente y que tiene un impacto medioambiental perjudicial. Al
mismo tiempo, el procedimiento de la presente invención deja la
estructura de los artículos sin alterar y lista para objetivos
adicionales y usos inmediatos, puesto que la superficie liberada no
necesita el tratamiento previo requerido generalmente para una
primera deposición de capa, tal como el desengrase, pulido y
preparación de ácido.
Aunque se han considerado en la presente
invención dos compuestos de decapado (ácido
sulfúrico-peróxido de hidrógeno y ácido
clorhídrico-peróxido de hidrógeno), no existen
limitaciones en el uso de otros ácidos o peróxidos. No obstante, se
ha comprobado que el compuesto de ácido
sulfúrico-peróxido de hidrógeno es más fiable debido
a su relativa seguridad y facilidad de uso. En particular, se
preferirá al compuesto de ácido clorhídrico-peróxido
de hidrógeno puesto que: (i) los iones de cloruro interfieren en la
etapa electrolítica de la recuperación del cobre (véase a
continuación) debido a la formación de cloro en el ánodo; (ii) el
cloruro de níquel es mucho más soluble que el sulfato, haciendo de
este modo más difícil la recuperación del níquel; (iii) el ácido
clorhídrico es volátil y corrosivo. La simplicidad y el bajo coste
(véase a continuación) del proceso que se describe en la presente
invención constituyen, evidentemente una gran ventaja para su
aplicación a escala industrial.
Las disoluciones acuosas están constituidas por
1 volumen de ácido (ya sea sulfúrico, calidad técnica, 96% o
clorhídrico, calidad técnica, 37%), 1 volumen de peróxido de
hidrógeno (calidad técnica, 35%) y 8 volúmenes de agua, es decir,
constituido por un 10% en volumen del ácido concentrado y un 10% en
volumen al 35% de peróxido de hidrógeno y 80% por volumen de
agua.
La secuencia de experimentos y análisis revela
que los materiales recubiertos estudiados contienen aproximadamente
70-85% (en peso) de material plástico, estando la
parte restante constituida de cobre, níquel y cromo en las
proporciones de 63:29:8 (en peso), lo que es típico en el proceso de
cromado en la industria del automóvil.
\newpage
La reacción principal corresponde a la oxidación
del cobre y el níquel (Me) mediante el peróxido de hidrógeno, según
la ecuación:
Me +
H_{2}O_{2} + 2H^{+} = Me^{2+} +
2H_{2}O
Puesto que la reacción implica el consumo de
H^{+} y la velocidad del proceso de decapado aumenta con la
concentración de ácido, es importante mantener esta última en exceso
durante el proceso de decapado. A título de ejemplo, a un pH
superior a 2, el proceso se detiene parcialmente. Sólo es necesario
un ligero exceso de peróxido de hidrógeno en relación con el cobre y
el níquel para completar el proceso de decapado. Con el fin de
mantener el estado de pasivación del cromo, es preferible preparar
en primer lugar la disolución de ácido sulfúrico, añadir a
continuación en la misma la disolución de peróxido de hidrógeno, y
finalmente proceder con la inmersión de los materiales
recubiertos.
El proceso de decapado es elevadamente
exotérmico, y la temperatura de la disolución aumenta rápidamente
hasta 80-90ºC. El calor producido puede utilizarse
en otras etapas del plan tecnológico.
La ligera producción de gas, que se observa
durante el proceso de decapado, se debe a la generación de oxígeno
derivada de la reacción de desproporción catalizada del peróxido de
hidrógeno.
En unas pocas horas, los metales están
completamente decapados de la superficie de la estructura
polimérica, que permanece totalmente limpia y sin daños, lista para
un uso posterior. Como se ha descrito anteriormente, el cromo no se
disuelve y se recupera en finas láminas después de su
filtración.
La recuperación de los demás metales (Cu y Ni)
se realiza del modo siguiente. El cobre se recupera de la disolución
resultante mediante electrolisis, puesto que el níquel no se
deposita en dichas condiciones (Patrizio Gallone, "Tratado de
Ingeniería Electroquímica", Tamburini Editor, Milán, 1970,
Capítulo XIV). El níquel puede recuperarse como sulfato una vez que
se alcanza la saturación a través de la recirculación de la
disolución electrolizada al reactor de decapado. De manera
alternativa, dichos metales pueden recuperarse como hidróxidos
mediante la neutralización de la disolución. El presente aspecto de
la invención hace que todos los componentes de la disolución de
decapado derivados sean recuperables y reutilizables en la
tecnología de recubrimiento galvánico.
Otro aspecto relevante de la invención es el
efecto medioambiental particularmente positivo del proceso
propuesto, debido a la ausencia de desechos. En particular, se evita
la formación de cromo hexavalente tóxico y otros iones de cromo. En
consecuencia, la invención proporciona a la industria del
recubrimiento galvánico una nueva tecnología química complementaria
que permite la recuperación del cromo y otros metales de
recubrimiento, tales como cobre y níquel, de artículos recubiertos,
impidiendo su peligrosa acumulación en el medio ambiente.
El proceso propuesto es una tecnología de bajo
coste, puesto que el peróxido de hidrógeno es el reactivo
principalmente consumido y el ácido se regenera parcialmente durante
la etapa de electrolisis.
El uso complementario de las tecnologías y
procedimientos existentes de la producción in situ del
peróxido de hidrógeno concentrado permite disminuir
significativamente el coste del proceso.
Conviene señalar que el proceso presentado en la
presente invención puede utilizarse también para el decapado análogo
del recubrimiento de objetos de sustratos metálicos pasivables según
las condiciones operativas realizadas.
La flexibilidad del procedimiento propuesto y
del compuesto arriba indicado como forma de realización preferida es
efectivo y se ilustra en las reivindicaciones.
El escalado de la invención requiere una
tecnología sencilla de tres etapas, como se ilustra en el plan
principal. En la primera etapa, se decapan los metales de los
sustratos recubiertos, se recupera el calor, y los sustratos libres
se sacan del reactor para un proceso posterior de recubrimiento o
reutilización. En la segunda etapa, se efectúa la filtración de la
disolución resultante para recuperar las finas láminas metálicas de
cromo. El filtrado es una disolución concentrada de iones de níquel
y de cobre. En la última etapa, el cobre metálico se recupera
mediante electrolisis en un cátodo de Cu, mientras que el ácido
sulfúrico se regenera mediante la oxidación anódica del agua. El
proceso electrolítico produce una disolución concentrada de níquel,
que se hace recircular al reactor de decapado hasta su saturación.
De esta disolución saturada el níquel se recupera en forma de
sulfato.
El coste del tratamiento de decapado propuesto
en la presente invención es muy bajo y cuando se refiere al ácido y
al peróxido de hidrógeno, los precios industriales son cercanos a
0,10 Euros/kilogramo de plástico revestido.
Como resultado de la investigación detallada de
las posibilidades y variantes del procedimiento propuesto, se
reivindica lo siguiente.
Claims (4)
1. Procedimiento químico, libre de impacto
medioambiental, para el decapado del cromo, cobre y níquel de
sustratos poliméricos recubiertos de cromo o sustratos metálicos
recubiertos de cromo pasivables según las condiciones químicas de
decapado, comprendiendo dichos sustratos metálicos pasivables
aluminio, titanio, circonio y sus aleaciones, y comprendiendo el
procedimiento:
- a)
- sumergir los sustratos poliméricos o metálicos recubiertos en un baño que contiene una disolución ácida acuosa de peróxido de hidrógeno y mantener la concentración de ácido en exceso durante el decapado, puesto que la etapa b) de reacción de decapado prácticamente se detiene a un pH superior a 2;
- b)
- disolver las sub-capas de cobre y níquel mediante la reacción con la disolución oxidante acídica que se difunde a través de los poros y los defectos del recubrimiento de cromo;
- c)
- recuperar el cromo decapado como láminas metálicas finas de cromo mediante filtración, puesto que este metal no se disuelve debido a la pasivación en presencia del peróxido de hidrógeno;
- d)
- recuperar completamente los sustratos poliméricos o metálicos en condiciones que permitan su uso para el recubrimiento o para otros procesos;
- e)
- recuperar el cobre disuelto como cobre metálico mediante la deposición electroquímica de iones de cobre a partir del filtrado obtenido de la etapa c);
- f)
- recuperar el níquel disuelto como sal de níquel del ácido de decapado, mediante la saturación efectuada mediante la recirculación de la disolución electrolizada en el reactor de decapado, seguido por la precipitación;
- g)
- o alternativamente a la etapa e) y f), recuperar simultáneamente el cobre y el níquel como peróxidos mediante la neutralización de la disolución filtrada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el ácido es ácido sulfúrico o ácido clorhídrico.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la disolución de decapado de ácido consiste en 10% en
volumen de ácido sulfúrico concentrado, calidad técnica 96% o 10% en
volumen de ácido clorhídrico concentrado, calidad técnica 37%, 10%
en volumen de peróxido de hidrógeno concentrado, calidad técnica 35
y 80% en volumen de agua, y en el que dicha disolución oxidante de
ácido se utiliza asimismo para supervisar y ajustar la concentración
de ácido de la disolución de decapado durante el proceso de
decapado.
4. Uso del procedimiento de la reivindicación 1
para evitar la contaminación del medio ambiente por los metales de
recubrimiento de cromo de los elementos recubiertos y artículos, en
particular derivados de los artículos desechados de las industrias
del recubrimiento, de automóviles y de otras industrias, evitando la
disolución del cromo y recuperando el cromo y el níquel de los
sub-recubrimientos de la placa de cromo.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITPD20040106 ITPD20040106A1 (it) | 2004-04-27 | 2004-04-27 | Demetallizzazione ecocompatibile di oggetti plastici cromati ed estensione a substrati metallici passivabili |
| ITPD04A0106 | 2004-04-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2315632T3 true ES2315632T3 (es) | 2009-04-01 |
Family
ID=34932892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04425859T Expired - Lifetime ES2315632T3 (es) | 2004-04-27 | 2004-11-18 | Decapado respetuoso con el medio ambiente de materiales plasticos recubiertos de cromo y extension a sustratos metalicos pasivables recubiertos de cr. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1591545B1 (es) |
| AT (1) | ATE411404T1 (es) |
| DE (1) | DE602004017130D1 (es) |
| DK (1) | DK1591545T3 (es) |
| ES (1) | ES2315632T3 (es) |
| IT (1) | ITPD20040106A1 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107460321B (zh) * | 2017-08-04 | 2019-05-03 | 浙江正道环保科技有限公司 | 一种金属镀层塑料退镀的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3738867A (en) * | 1971-04-01 | 1973-06-12 | Ppg Industries Inc | Removal of metal containing deposits from non-metallic substrates |
| US4356069A (en) * | 1981-03-09 | 1982-10-26 | Ross Cunningham | Stripping composition and method for preparing and using same |
| US4439289A (en) * | 1981-07-06 | 1984-03-27 | Sanders Associates, Inc. | Process for removal of magnetic coatings from computer memory discs |
| CH674851A5 (es) * | 1987-12-01 | 1990-07-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| JPH11109138A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ被覆除去方法 |
-
2004
- 2004-04-27 IT ITPD20040106 patent/ITPD20040106A1/it unknown
- 2004-11-18 DE DE200460017130 patent/DE602004017130D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-11-18 AT AT04425859T patent/ATE411404T1/de active
- 2004-11-18 EP EP20040425859 patent/EP1591545B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-11-18 ES ES04425859T patent/ES2315632T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-11-18 DK DK04425859T patent/DK1591545T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1591545B1 (en) | 2008-10-15 |
| EP1591545A1 (en) | 2005-11-02 |
| DE602004017130D1 (de) | 2008-11-27 |
| ATE411404T1 (de) | 2008-10-15 |
| DK1591545T3 (da) | 2009-01-12 |
| ITPD20040106A1 (it) | 2004-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2334839T3 (es) | Decapante sin cromo para superficies de plastico. | |
| CN106591850A (zh) | 用于在金属工件上保留标记的方法 | |
| MX2014008931A (es) | Decapado de plastico usando soluciones acidas que contienen manganeso trivalente. | |
| ES2605452T3 (es) | Decapado de acero inoxidable en un baño ácido electrolítico oxidante | |
| CN101113529B (zh) | 一种镁基微弧氧化电解液及其微弧氧化方法 | |
| CN115679430A (zh) | 钛铝复合件退膜处理剂及钛铝复合件表面微孔处理方法 | |
| US20140034514A1 (en) | Electrolyte for removing metal-carbide/nitride coatings or metal-carbide-nitride coatings and removing method using same | |
| KR100990723B1 (ko) | 마그네슘 합금의 표면처리방법 및 표면 처리된 마그네슘합금 | |
| CN102330099A (zh) | 一种不锈钢酸洗缓蚀剂 | |
| CN101643928B (zh) | 镁合金表面阴极电沉积磷酸盐/金属复合膜的方法 | |
| ES2315632T3 (es) | Decapado respetuoso con el medio ambiente de materiales plasticos recubiertos de cromo y extension a sustratos metalicos pasivables recubiertos de cr. | |
| CN102787346B (zh) | 清洁环保型镀膜前的等离子体清洗工艺 | |
| CN106567110A (zh) | 一种低共熔溶剂电沉积铬锰合金镀层的方法 | |
| US20110253555A1 (en) | Solution for electrolytically removing chromium carbide coating and method for same | |
| JPS62502976A (ja) | 金属基体上に高エネルギ−効率のクロム浴から附着性クロム電気めっきを形成するための活性化方法 | |
| JP2011021268A (ja) | 不溶性金属電極の回収方法 | |
| CN1641075B (zh) | 镁、镁合金的表面活化处理方法及表面镀方法 | |
| BR112015027094B1 (pt) | Método de regeneração de uma solução de corrosão compreendendo um complexo meta estável de íons de manganês (iii) em um ácido forte | |
| WO2005014890A1 (en) | An electrolyte solution | |
| EP2287361B1 (en) | Recast removal method | |
| ES2350873T3 (es) | Procedimiento para el pretratamiento de acero templado, hierro forjado o hierro fundido antes de un recubrimiento galvánico. | |
| TWI247826B (en) | Pre-treatment for plating on casting aluminum alloy | |
| TWI440745B (zh) | 電解退除碳化鉻膜層之退鍍液及方法 | |
| Abbott | 12.3 Process Scale-Up | |
| CN102899496A (zh) | 不溶性电极的回收方法 |