探讨电镀清洁生产技术

刷镀 2008-06-27 16:05:59

 

    1 采用低毒无毒电镀清洁工艺
    1. 1  无氰电镀代替氰化物电镀工艺 目前已广泛采用的氯化物镀锌或碱性锌酸盐镀锌来代替氰化物镀锌工艺,已经占镀锌的90 %左右。由于新型添加剂的研究和应用,无氰镀锌的质量有了明显提高,特别是氯化物锌镀的发展更为迅速。硫酸盐镀铜或焦磷酸盐镀铜等工艺在消除氰化物污染方面取得了很大的成功。用焦磷酸盐镀铜和酸性光亮镀铜代替氰化物镀铜,显著地减少了氰化物的使用量。焦磷酸盐镀液稳定,成分简单,电流效率高,分散能力和覆盖能力较好,而且获得的镀层结晶细致,电镀过程中无刺激性气体逸出,可减少通风设。但对于钢铁件镀铜,要进行预浸或预镀处理,以提高和改善镀层与基体的结合力。硫酸盐镀铜工艺成分简单,成本低,容易维护和控制,随着组合光亮剂的开发和使用,能够得到镜面光亮,整平型和韧性良好的镀铜层。但缺点是钢铁不能直接镀铜,需进行预镀镍等。 无氰镀银和无氰镀金也取得了较大的进展。如硫代硫酸盐镀银,成分简单,覆盖能力好,电流效率高,镀层结晶细致,可焊性好。但镀液不够稳定,可使用的电流密度范围比较窄。亚氨基二磺酸盐镀银,获得的镀层结晶致密,可焊性,耐蚀性等性能良好,覆盖能力接近氰化镀银;还有磺基水杨酸镀银和烟酸镀银等都取得了较好的效果。亚硫酸盐镀金也已得到了广泛应用,分散能力和覆盖能力良好,电流效率高(近100 %) ,镀层光亮细致,沉积速度快,孔隙少,镀层与镍,铜,银等金属基体具有良好的结合力。 从降低镀液的毒性,减少废气,降低废水处理的费用和整体效益(经济效益和社会效益) 来看,无氰电镀取代氰化物电镀在我国是势在必行。
    1. 2  取代6 价铬电镀 用3 价铬、复合电镀、多元合金电镀等取代6 价铬电镀也是很重要的问题。因为6 价铬不仅毒性大,镀液中铬酐浓度高,零件在出槽时,会带出大量难以清洗干净的高浓度6 价铬,废水处理费用较高。再者6 价铬电镀的电流效率很低,电能大部分消耗在析出氢气上。这样既浪费能源,又造成了气体带出镀液形成的“铬雾”,造成大气环境污染并影响操作人员身体健康。 3 价铬镀液的毒性小,污染也少,这样可以减少废水的处理费用。它的电流效率高,可以节省能源,对环境和操作人员的危害比较小。国外已经开始将3 价铬电镀工艺用于生产;国内目前还没有成熟的3价铬电镀工艺。镀层质量与6 价铬镀层相近,且具有微孔或微裂纹的特点。但镀层增厚困难,还不能取代功能性镀铬。3 价铬代硬铬采用了氨基乙酸体系和尿素体系镀液,镀层质量、沉积速度、耐蚀性、硬度和耐磨性等都可以与6 价铬镀层相似,而且工艺稳定。如果用3 价铬代替6 价铬镀硬铬得以实现,将是一个新的突破。
    1. 3  无氟和无铅电镀 在电镀中,有不少镀种使用氟化物、氟硅酸盐或氟硼酸盐等有毒物质。这些物质具有很强的腐蚀性,对人体危害极大,且三废处理比较困难。电镀铅、锡及其合金等工艺常用含氟镀液体系,甚至高效、高速镀铬也用含氟的添加剂。镀锡、镀铅锡合金镀液中氟化物和氟硼酸盐还占有相当的比例。人们从环境保护和清洁生产出发,研究并开始应用无氟镀液来代替氟化物镀液。一种是氨基磺酸镀液,可获得结晶细致、平滑、光亮的镀层,且沉积速度快,适合于高速电镀;另外就是甲磺酸、酚磺酸盐镀液,成分简单,容易维护,废水处理简单。可在高电流密度下工作,适合高速电镀,但价格较贵。镀铬中的添加剂也已被无氟的复合有机添加剂所取代。 近年来,各国都在积极研究和发展无氟无铅的可焊性镀层,以取代氟化物电镀锡铅合金。如硫酸盐等体系的锡铋、锡银、锡铜合金等,不但从获得的镀层性能上可以代替可焊性锡铅合金,关键是消除了氟化物、铅等有害物质的污染。
    2 改进镀件清洗方法,采用逆流清洁技术  电镀行业从废水中排放的重金属很可观,电镀过程中沉积到镀层上去的重金属只占重金属消耗量的很少部分。以镀铬为例,铬酐作为镀铬层沉积仅占总量的15 %~25 % ,而排入大气,水环境中的要占75 %~85 % ,其中40 %~50 %的铬酐是在零件清洗过程中流失的。如果能够对清洗工序进行改革,把敞开式的清洗系统改变为封闭式清洗系统,不仅可以实现不排或少排清洗水,而且可以将进入这一工序的溶液返回到电镀工序中重复利用。 电镀逆流清洗技术是一种从改革清洗工序着手的防止电镀污染技术。这项技术不但能够有效地防止电镀污染,而且能够回收水和化工原料,实现电镀清洗水的闭路循环。我国对逆流清洗技术进行了大量的试验研究,于20 世纪80 年代应用了逆流清洗,逆流,反渗透,逆流清洗—化学处理等防治技术。并由这些防治手段组成的电镀废水闭路循环系统或半闭路循环系统已成为我国电镀行业防治电镀废水的主要发展趋势。
    3 减少镀件附着液的带出量和槽液蒸发量 电镀车间废水中的污染物主要是由于镀件从渡槽(或其他镀前、镀后处理槽) 中带出的溶液物质,一般说带出物质的量与镀液的浓度成比。这样既浪费了原材料,又增加处理废水的负担。为此,采用低浓度的配方,可以节约资源、减少对环境的污染。有的低浓度工艺如低铬酸镀铬、低铬酸钝化、低浓度镀镍、低铬酐抛光、无“黄烟”铝合金抛光等工艺都已经获得很好的应用。近年来使用稀土低浓度和低温度添加剂镀铬工艺取得了极大的成功。 
    4 采用替代电镀的清洁技术及开发电镀新工艺新技术  除了采用电镀外当可选用①机械镀; ②热喷镀;③物理气相沉积(蒸发镀、离子镀、气相镀) 等。并大力研究和开发各种无毒或低毒、无污染和低污染的新工艺是电镀工作者在新世纪工作发展的重要方向。
 

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