钱力波 郭 勇 曹 伟

(1.中科院上海有机化学研究所，上海 200032;2.三明海斯福化工有限责任公司，福建 三明 365200; 3.中国科学院大学，北京 100049)

0 前言

化学镀铬技术据考古学家考证已经在中国2200年前用于青铜兵器，电解镀铬技术由德国人Gerther于1856年在其博士论文中报道[1]，至20世纪20年代Sargent和Fink[2-3]进一步开发了使用铬酸盐作为电解质的六价铬镀铬技术，继而使镀铬技术工业化，迄今为止已有近100年的发展历史[4]。如今许多家庭用品和工业品的金属器件都有表面镀铬，这是因为镀铬表层一方面起到美观的作用，更重要的是可以提高表面硬度和减少本体金属腐蚀。虽然目前有多种表面装饰和防腐技术，但是镀铬仍然占据着重要的地位，在全球仍然有大量的镀铬工厂，镀铬需求旺盛。

1 铬雾机理与危害

根据电解质不同，镀铬工艺分为六价铬工艺和三价铬工艺[5]。发展至今的六价铬Cr(Ⅵ)使用的是铬酐(CrO3)作为电解质，加硫酸配置成高浓度铬酸溶液作为电解质(CrO3+H2SO4)。槽液的酸度极大，铬酸中铬由Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，最后为Cr(0)，镀铬过程中的阴极阳极电极反应式见图1。

图1 镀铬过程中的阴极阳极电极反应式

Cr(Ⅵ)电镀过程，由于阴极电流效率只有10%～15%，而阳极采用不溶性的铅合金，所以在阴极产生大量氢气，在阳极产生大量氧气，这些气体以气泡形式上升到液面并释放到空气中时，携带大量的含铬液滴，形成雾状污染物，如图2左侧所示，俗称“铬雾”[6]。

这种随铬雾排出的铬酸根据工况不同，占到镀铬用铬酸的20%～40%。铬雾的产生不仅会造成铬酐的大量损失，铬酸强烈的腐蚀性还会严重影响车间工人的身体健康，排放到大气环境中也会造成重金属的环境污染[7]。……