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实施电镀清洁生产的途径及重要意义

2015/2/9 12:15:41
文章来源:网络

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  应该制定有力的措施预防污染,使污染物产生之前被削减或消灭在生产过程中,这样就可以从实质上避免污染的产生。让清洁生产不单纯是一个清洁生产技术问题,而是贯穿到生产、管理、污染控制、流通和消费的全过程进行控制,因而这是一个复杂的系统工程。因此,要实现清洁生产,必须首先转变观念。

  一、全过程进行控制污染

  在电镀生产的全过程进行控制,即从原材料选择和采购、生产工艺的优选、组织管理、污染控制、包装和储运等全过程对污染进行控制,并积极采用电镀的新技术、新工艺和电镀的清洁技术。近年来,电镀市场上出现了许多用低毒、低害的新工艺产品,如三价铬镀装饰铬、碱性锌酸盐镀锌、锌层三价铬钝化、铝合金无氰镀锌、碱性无氛镀铜、无铬电解抛光、铝合金无黄烟化学抛光等,它们代表了电镀技术的进步。

  电镀企业中的技术改造,必须以生产线为基本单元,生产线通过技术改造以后,才能实施清洁生产。从源头削减污染,提高资源利用率,减少能耗,减少或者避免污染物的产生。通过系统的规划,认真解决好以下几个方面的问题。

  (1)提高加工合格率,消灭返修品通过改进工艺和优化工艺参数,加强生产过程的质量控制,提高加工合格率,消灭返修品,是降低物耗和能耗,减少废弃物的最基本措施。

  (2)采用低毒、低害的化工原料用低毒低害原料配制的功能处理溶液替代毒性大、危害重的原料配制的处理溶液;采用低浓度配方替代高浓度配方。必须提醒的是,改变处理溶液配方必须慎重,应当通过各种试验论证,证实其能够满足质量要求并具有良好的工艺性之后,才能放心地使用。

  (3)重视对传统前处理工艺的改进传统的前处理工艺中,除油(脱脂)和酸洗工序,通常是产生大量污染物的源头之一由于选用的除油剂配方不尽合理,除油槽缺少具有合理结构的油、水分离装置配套,使除油溶液的液面上和清洗水的水面上常飘着油花,不仅使工件除油的质量不高,还影响废水的末端处理质量,缩短除油液的寿命,导致污染物排放量的增加。酸洗操作常常伴随着有毒有害气体(如酸雾、黄烟)的产生和酸液的跑、冒、滴、漏,不仅对设备和环境造成严重的腐蚀和污染,也危及操作者的安全;失效酸液的更换,是污染物排放的主要负担之一。因此,用先进的前处理工艺替代传统的前处理工艺,是技改优先考虑的内容之一。

  (4)重视镀液维护方法的改进人们往往要等到镀液的工艺性能有变差的迹象时,才去调整镀液的成分;等到镀液被有害的杂质污染,造成镀件质量不合格时,才不得不停产进行除杂处理或者更新。这样,不但加工质量不稳定,而且经济损失大、生产成本高、材料和能源浪费多、污染物的数量也多。这种镀液维护模式不适用于清洁生产。新型的镀液维护模式是从源头抓起,采用杂质含量少的优质化学药品、阳极和去离子水配制镀液和维护镀液;采取各种措施杜绝杂质进人镀液;回收镀件清洗水;缩短镀液成分分析和校正的周期,保证镀液的工艺性能在任何时候均处于良好的状态;将各种去除杂质的技术装备、回收物料流失的装备与镀液系统有效地组合,形成封闭循环;这样就可最大限度地提高合格率、提高资源利用率、减少甚至避免污染物的产生和降低生产成本。

  二、采用无毒或低毒工艺

  采用低毒、无毒工艺能从源头上减少或消除污染,因而是最积极的措施。无氰代替氰化电镀就是从源头开始避免有毒物质对人体和环填的危害,并使处理污染物的费用大大降低。我国在消除电镀污染方面做了大量的工作,自20世纪70年代就大规摸地开展了无氰电镀的研究和应用,并取得了良好的效果。

  1、无氰电镀

  以镀锌为例,现在氯化物镀锌和碱性锌酸盐镀锌已占主导地位,而氰化镀锌仅应用在军工产品和比较特殊要求的产品上,且多以中氰和低氰取代了高氰工艺。根据最近的调查,我国目前氰化物镀锌仅占10%左右,碱性锌酸盐镀锌占35%,氯化物镀锌占50%,其他镀锌占5%。从国外镀锌情况看,1990年氰化镀锌占97%,碱性无氰镀锌占4%,氯化物镀锌占3%;而到1995年,氯化物镀锌就占了50%,碱性镀锌占30%,氰化物镀锌仅占20%。可见无氰镀锌的进展是非常迅速的。由于新型添加剂的研究和应用,无氰镀锌的质量有了明显的提高,特别是氯化物镀锌的发展更迅速,也有的无氰碱性镀锌已达到氰化镀锌的水平。

  其次用量较大的是氰化镀铜,由于焦磷酸盐镀铜和酸性光亮镀铜的发展和应用,显著地减轻了氰化镀铜的使用量。焦磷酸盐镀铜液成分简单,镀液稳定,电流效率高,分散能力和覆盖能力较好。镀层结晶细致,电镀过程中无刺激性气体逸出,可不用通风设备。镀液是中性溶液,对镀锌压铸件和铝上浸锌层以及塑料上化学镀层无浸蚀作用。硫酸盐镀铜工艺成分简单,成本低,便于维护和控制,随着组合光亮剂的开发和使用,能够得到镜面光亮、整平性和韧性良好的镀铜层。镀铜层多作为装饰性镀层的中间层使用,我国有些单位采用电镀合金的办法来代替电镀铜,如使用无氰电镀Zn-Fe合金,经抛光后镀铬;或镀光亮Zn-Fe合金后,闪镀铜,再镀铬,就可作为日用五金制品的防护装饰性镀层,减少了环境污染。

  无氰镀银和无氰镀金也取得了较大的进展。硫代硫酸盐镀银成分简单,配制容易,覆盖能力好,电流效率高,镀层结晶细致,可焊性好。还有磺基水杨酸镀银、亚氨基二磺酸铵镀银和烟酸镀银等都取得了较好的效果。亚硫酸盐镀金和柠檬酸镀金已在生产上得到较多的应用,镀液分散能力和覆盖能力良好,电流效率高,镀层光亮细致,沉积速度快,孔隙少,镀层与镍、铜、银等金属结合力好。

  此外,还研究使用了无氰电镀合金,如柠檬酸盐电镀Sn-Zn合金,焦磷酸盐和锡酸盐电镀Sn-Co合金,无氰电镀Sn-Ni、Ni-W、Ni-Mo合金等都取得了较好的效果。

  2、无氟、无铅电镀

  含氟镀液主要用在电镀铅、锡及其合金以及高效高速镀铬等。目前使用的高效高速镀铬,已逐渐被加入无氟复合有机添加剂的镀液所取代。由于铅的毒性大,现在镀铅已很少应用。在镀锡生产线上,由于氟化物和氟硼酸盐具有适于钢板快速、常温电镀等优点,现在还占有相当的比重。从环保和发展考虑,现在已经研究并开始使用的有两种镀液可代替氟化物电镀锡:一种是氨基磺酸盐镀液;另一种是甲磺酸盐镀液,该镀液成分简单,维护容易,适合高速电镀,是今后发展的方向。

  Sn-Pd合金作为可焊性镀层,已大量应用在印制版和电子元器件上。过去主要应用氟硼酸盐镀液,由于严重污染环境,自20世纪70年代末,已经对氨基磺酸盐、酚磺酸盐和甲磺酸盐等有机酸盐来取代氟硼酸盐进行了大量的研究,而以甲磺酸盐镀液的效果最好。

  Sn-Pb合金镀层中的铅也有较大毒性,对环境污染严重。近几年来,各国都在积极研究和开发无铅的可焊性镀层,比较有希望的镀层有:锡、锡铋、锡银、锡铜、锡铈、锡锌和锡银铜合金等,其镀层各有优缺点,已在优选方面取得了较大进展。

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