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化学电镀技术

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化学电镀技术范文第1篇

关键词:镀铜废水;生态安全;化学技术;策略方法

随着现代工业的快速发展,电镀行业也在急剧发展,电镀业排放的废水量也越来越大,电镀行业成为当今世界上三大污染工业之一,随着今年十八届三中全会的召开,关于生态环境的决定进一步为环境保护提供强有力的支撑。

一、 镀铜废水处理的概述

电镀废水按照电镀种类不同可以分为酸碱废水、氰化废水、含镍废水、含铜废水以及混合废水等。其中镀铜废水是指含铜的电镀废水,在电镀行业中是极其普遍的。镀件表面所含的金属种类不同其电镀方法也是不同的,电镀工艺有很大差别,但是电镀的流程基本一致。基于相同的电镀生产流程,电镀废水产生的原因有:电镀前处理的废水、镀层漂洗的废水、后处理的废水、废弃的化学镀液以及废弃的退镀液等四种。

镀铜废水有着极强的腐蚀作用。酸、碱性的废水有着极强的腐蚀性,如果直接排放会腐蚀下水管道,渗透到土壤里会导致土壤层破坏,农耕土地减产甚至不能种植粮食作物,如果排放进入水体,会使水污染同样造成海洋生态失衡,并且会腐蚀船只的底部,甚至造成鱼类灭绝,如果人类不慎引用含过量酸、碱性的污染水,会对人体造成极大的危害。铜是人体必需的微量元素,却少铜元素会早成人体亚健康,但是过量的铜摄入同样是灭顶之灾。铜元素摄入过量会使人体的重金属含量超标,可能引发人体中毒。

镀铜废水的处理无论是在维护人体健康,生态安全以及环境保护方面都是十分必要的,安全而有效地处理含铜混合电镀废水仍是电镀废水处理的一项艰巨任务。目前我国在此方面的研究已将取得了初步进展,总结出来了行之有效的三种方法。

二、镀铜废水的处理方法

镀铜废水处理技术的应用是非常普遍的,镀铜废水中含有很多的金属物质和化学成分,对于金属的回收和二次使用来说这是很麻烦的。方便快捷的废水处理技术是我们今后所要寻找的重要任务。对于城市发展而言,镀铜废水很有可能造成污水的外流和错误的排放,对城市的环境卫生构成一定的威胁。目前我国对于镀铜废水的处理有很多有效的方法,从化学工艺的角度进行分析,主要有以下几种化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、膜分离法、生物法等,这些方法也是处理其它电镀废水常用的方法,我们主要对几个化学方法进行分析。

首先是化学沉淀法主要的原理是溶度积原理,通过添加能与重金属离子形成比其络合物更稳定的沉淀物的化学药剂,通过化学试剂的使用,将重金属离子从电镀废水中分离出来,然后对重金属进行过滤,达到去除的效果。这种方法比较适合现阶段使用,因为化学沉淀法需要的资金投入比较少,而且消耗的人力和时间比较少,容易操作。

其次是氧化还原的方法,氧化还原方法是应用最基本的化学原理进行镀铜废水的处理,利用强氧化剂将络合物的配位体经过细致的处理时限氧化分解,使重金属从络合态释放变为游离态,然后通过加入碱,使其产生沉淀而除去,将金属从废水处理中取出,还原金属和水各自的成分组成,氧化还原法的优点是回归传统的工艺,实现物理处理。

还有离子交换法,在处理重金属废水的过程中离子交换方法是最为有效的方法这种方法操作的基本过程中,利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其去除,使废水得以净化的方法。这种方法的操作的过程也是比较的方便快捷,最大的优点是产生的废弃物和残渣比较稳定,不会对环境造成污染,效果是最为明显的,但是投入的研究成本却是最大的。在实际的操作过程中需要消耗大量的实践,而且受用的情况也比较特别,对于处理废水的金属含量较高,水量充分的环境效果不是很明显。

通过化学处理技术、物理处理方式和生物处理的比较我们可以发现,化学处理方式的效果最为明显,相对与其他学科方法化学处理技术相对比较成熟,应用也比较广泛。生物技术和物理技术在实践的条件上受到很多的限制,而且研究技术起步发展的比较晚,没有形成系统的方法,选择的余地也是比较小的。所以采用化学处理方式是镀铜废水处理最有效的技术手段之一。

综上所述,通过化学工艺技术处理镀铜废水对于减轻我国工业污染程度,提升资源的利用率,实现资源的合理的回收和二次利用有着重要的意义。所以我国应该加大研究和创新的力度,实现化学工艺的发展,为应用化学的领域扩展和实践应用的扩展做出更多的努力。(作者单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院)

参考文献:

[1]丁利军.膜分离技术在电镀废水资源回收及中水回用中的应用[J],科技资讯,2008, 2.

[2]邵利芬,杨玉杰,姚曙光等.含铜电镀废水处理技术研究进展[J],工业用水与废水,2007,38(3).

化学电镀技术范文第2篇

关键词:电镀废水;处理;技术;综合应用 ;金属离子

对于世界上的三大工业污染来说,电镀废水是最为难以应对的,从电镀废水本身的含量来看,其含量复杂,所含有害物质相对较多,各种化学物质都相对较为复杂。因此,要想更好的进行电镀废水处理,需要进一步的提升电镀废水处理技术,以高端的电镀废水技术为依托进行电镀废水的处理。从目前来看,我国的电镀废水处理技术是一个不断完善的过程,其出现了许多的创新点,这些创新技术使得我国的电镀废水处理技术得到了一定的提升,使电镀废水处理技术进一步完善。

一、电镀废水来源

1.清洗废水

在电镀废水中,清洗废水主要是由电镀过程中所使用的零件清洗。由于电镀过程中其所应用的零件众多,在清洗的过程中需要大量的水资源,此时产生清洗废水,

2.电镀液本身

从废水角度来说,电镀液本身就是一种废水,其含有铬、铜、镍等多种的化学物质,同时还含有多种对人体有直接危害的化学物质,这些化学物质为人们的身体健康埋藏了隐形的杀手。电镀液本身在电镀废水中是最为厉害的一个废水,这些废水对于我国电镀废水处理来说是一个挑战。

3.一些其他废水

在电镀废水中,其他废水中包含有清洗车间、通风渗透等等所产生的废水,这些废水在很大程度上是能够进行有效的减少的,如果在电镀过程中进行合理预防,使得电镀过程中能够将一些有毒性的、污染严重的,以及其他废水及时的进行清理,可以更好的避免其自身所产生的危害。

二、常规法处理方法

(1)化学法。此法就是向废水中投加化学药剂。通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其转变成无害或易于与水分离的物质再从废水中除去的处理工艺。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用场地较大。包括以下四种:

(2)中和沉淀法。此法主要是向含重金属的废水中加入石灰、碳酸钠、苛性钠等沉淀剂进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。但此法处理的废液出水pH值较高,特别是其当废水中含有 Zn、Al、Pb、Sn等两性金属时,生成的沉淀物会在较高的pH值下再溶解,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀。另外废液中如果含有卤素、氰根等阴离子要先予去除,否则将会和重金属形成络合物,影响处理效果。

(3)硫化物沉淀法。但其缺点是:沉淀颗粒小,易形成胶体,需添加絮凝剂辅助沉淀,因此增加了成本,且沉淀物在水中残留,遇酸生成气体,易造成二次污染,故此法应用并不广泛。但可和中和沉淀法配合使用,用石灰作为硫化法沉淀的pH调节剂,效果更好。

(4)氧化还原法。向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成低毒的低价重金属离子后,再使其碱化成沉淀而分离去除的方法。如向废水中加入硫酸亚铁将毒性高的Cr6+(约为Cr3+的100倍)还原为毒性低得Cr3+,再利用沉淀法除去Cr3+。该法原理简单,易于操作,但存在处理出水水质差,不能回收利用,处理混合废水时,易造成二次污染。所以该法一般用于污水的预处理。

(5)铁氧体法。该法是利用过量的 FeSO4作为还原剂,在一定酸度下使废水中的各种金属离子(主要是Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+)形成铁氧体晶粒沉淀析出从而使废水得到净化的方法。故此法在国内电镀业中应用较广。但该法产泥量大,且污泥制作铁氧体时的技术条件较难控制,需耗能加热至70℃左右,处理成本较高,处理后盐度高,而且不能处理含汞和络合物的废水。

(6)电解法。在电场的作用下使废水中的有害物质通过电解在阴、阳两极上分别发生还原、氧化反应转化成无害物质,或利用电极氧化还原产物与废水中的有害物质发生化学反应。但缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水,并且电能消耗、铁极板消耗量很大,成本高,一般经浓缩后再电解经济效益会更好。

(7)离子交换法。是利用离子交换剂自身所带的自由移动离子与废水中待处理的离子进行选择换,从而分离废水中有害的物质使废水净化的处理方法。但由于离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,因此在应用上受到一定限制。

(8)吸附法。是利用吸附剂的物理吸附、化学吸附及氧化还原等作用,以除去废水中的有害物质的方法。不足之处是吸附速度慢,容量小,不适于有害物浓度高的废水。一般用作预处理手段或深度净化。

三、创新的电镀废水处理方法

(1)生物法。在常规的电镀废水处理方法中,生物法全然没有被重视,而随着科学技术的不断发展,生物法逐渐的引起了人们的重视,从本质上来说,生物法更加体现了人类的力量,人们通过对于一些菌的研制,使得这些菌能够更好的吸附有毒物质,并对这些有毒物质进行相应的转化,使其转化成为人们需要的物质。

(2)膜分离法。对于膜本身来说,其具有一定的通透性,其对于一些有害物质可以较好的产生隔离的作用,同时,膜的占有面积相对较小,渗透力比较强,其能够充分的发挥隔离的作用。以隔离为基础进行电镀废水处理是一种相对合理的选择。

(3)萃取法。萃取法是相对有局限性,主要是针对那些不溶于水的物质而言,能够将那些不溶于水的物质迅速地分离出来。对于萃取法而言,主要是通过三个环节完成的,首先是混合,将有害物质和其他物质的一种混合,其次是分离,将有害物质分离出来,最后是回收,将一些人类可以利用的物质进行回收再利用。

四、结束语

化学电镀技术范文第3篇

在新的环保形势下,探讨电镀园区废水处理思路和方法的转型突破。本文重点阐述了对电镀园区高浓度废水处理必要性和重要性,分析了电镀园区高浓废液处理工艺及发展趋势,以期为相关同行提供参考。

关键词:

电镀废水;高浓废液;废水处理转型

1电镀园区废水处理现状与问题

1.1电镀园区废水处理现状

电镀园区聚集众多电镀企业,据不完全统计全国的电镀生产每年排放4亿吨含重金属废水。电镀园区废水处理中心来水复杂程度高,处理难度大,运营成本过高导致废水管理运营机构投机取巧,从各方面减少废水处理成本,导致废水处理不达标[1]。电镀废水中除了酸碱废水、含油废水、有机废水外,还有含氰废水、大量有毒的难降解的重金属废水。因此,政府部门近年来也在积极推行电镀企业“集中建设、集中治污”环保理念,节能减排和重金属污染防治工作正逐步深入电镀园区。

1.2电镀园区废水处理面对的问题

(1)电镀行业内,在国土开发密度较高,环境承载能力减弱,环境容量减少的地区执行国家《电镀水污染物排放标准》(GB21900-2008)规定的水污染物特别排放限值表3要求。这些严格限值对于废水处理工艺和设施较简单电镀园区来说是比较难达到的。(2)国家为了控制电镀行业重金属污染物排放总量,要求电镀园区控制污染物排放总量,进行逐步削减,提高水资源利用率,实现水回用。目前珠三角地区电镀园区废水回用率一般要求达到60%以上,电镀园区必须花费大量金钱建设废水回用系统,组建专门运营班组长期运行。(3)废水处理工艺复杂,各种大小型处理设备种类繁多使电镀园区废水处理运行成本增高。为了减少生产运行成本,园区或企业会出现废水处理设备闲置,废水处理药剂减量,废水处理不彻底,废水偷排、漏排现象。除了以上问题之外,电镀园区废水处理还有运行不稳定、工艺落后、管理混乱、操作不当等现象。但从最深层次挖掘导致电镀废水处理这些问题出现根本原因是电镀废水处理中心来水——电镀车间高浓度废液。它是影响电镀废水处理成本、效果、回用率的主因。

2电镀园区废水处理新思路

高浓废液含大量重金属离子、有机难降解污染物,废水处理难度大,对后续废水处理系统冲击严重。如果仅仅在传统废水处理工艺技术基础上是很难解决废水处理高成本、高回用率、达标排放问题。废水处理设施、工艺、技术转型升级才是电镀园区废水处理的正确出路。

2.1高浓废液来源

电镀园区高浓废液主要来源于企业电镀生产的废液。其主要包括酸镍废液、碱性废液、重金属废液、化学镍废液、综合废酸等。传统的高浓废液种类:除油废水、含氰废水、含铬废水、化学镍废水、硫酸镍废水、杂类(酸铜、镀锡、锌、退镀液)。升级后高浓废液种类:铬酸废液、酸镍废液、碱性废液、重金属废液、化学镍废液、综合废酸、废硝酸、废磷酸、废氟酸、含氰废液、络合物废液、反渗透膜浓水。

2.2高浓废液处理工艺思路转型

传统的电镀园区高浓废液处理主要采用简单的“物化+生化处理”,处理工艺流程如下:高浓废液处理采用先进蒸发浓缩技术和设备,进行技术转型升级,建设单独高浓废液处理系统与传统处理方式区分开来单独处理,把高浓度难降解污染物对后续废水处理工序造成的影响降到最小,实现污染物减量化。具体流程如下:高浓度废液收集区-物化处理系统-生化处理系统-浓缩蒸发系统-废液减量化。

2.3高浓废液效果分析

废水处理设施、工艺、技术转型升级是电镀园区废水处理的正确出路。新型的高浓废液处理系统与物化系统、生化系统、污泥处理系统不同,它是一套独立废水处理系统。废水采用分质、分类+高压输送+先进浓缩蒸发技术进行处理,将高浓度废液在原来分类基础上在进行细分,分别进入独立废液预处理单元,把部分可降解的污染去除;对含重金属浓度高的采用离子交换法进行资源化回收;对高浓废液中含高盐有机污染物则输送至蒸发浓缩反应釜中进行高温蒸发反应,处理效率和效果得到大幅度提升,防止了高浓废液对后续废水处理冲击,降低了废水处理运营成本,减少污染物排放,实现污染物减量化。

3电镀园区废水处理转型存在制约因素

3.1升级改造成本高,降低投资管理者改造想法

众所周知,电镀园区建设是一个投资高、投资回收期长一项产业,其建设运营需要投入大量资金。新环保法出台后,排放标准更严格,部分电镀园区不得不进行改造。工程占用土地面积,人力、物力、财力耗费量大,直接经济效益低等让投资者对工程升级改造“望洋兴叹”。

3.2园区管理与技术尚不足

尽管某些电镀园区拥有较雄厚的资金和优惠的政策,但是园区管理方面不尽人意,管理混乱,水平低下,导致园区发展止步不前。另外,废水处理运营单位在设计上不具备综合运用各种成熟技术的能力,造成方案先天不足,留下各种生产运营隐患。

3.3能源消耗大

由于园区电镀企业数量多、水量大,电镀废水处理设备多机联动,实行全天24h运行,电力资源消耗量大。电镀园区各废水处理工艺复杂,回用率要求高,相关配套设施设备数量大,种类多,运行负荷严重,进步加大电力损耗。

4电镀园区废水处理转型主要措施

4.1提高意识,强化管理

电镀园区应紧紧围绕环保政策发展方向,开展环保保护,清洁生产,节能减排系列法律、政策与技术专题讲座和交流会,提高园区管理者环保意识,园区管理水平和员工专业技能水平。建立健全废水处理值班室岗位职责,运行管理制度,员工奖惩制度,规范酸、碱等废水处理药剂管理,做好生产运营数据分析记录,做到精准运营,减少能源消耗和药剂使用量。

4.2紧抓源头减排,杜绝落后工艺

对入园企业电镀生产工艺、排放废水种类进行审核,提倡企业采用清洁原材料,先进生产工艺,杜绝。成立专门电镀企业源头监管部门,建设电镀企业废水源头在线监控系统,建立长效管理机制[2]。每天对车间排水进行抽查,督促电镀园区企业在电镀生产车间就开始实施清洁生产,节能减排,对工艺落后电镀企业要求开展技术工艺整改,从源头减少电镀污染物排放量。

参考文献

[1]李峰,吴欲,胡如南.我国电镀废水处理回用的现状及探讨[J].电镀与精饰,2011,33(03):17-20.

化学电镀技术范文第4篇

根据多年实践研究,纵观我国表面工程的现状和将来的发展,对于电镀行业实施清洁生 产的技术进步、严谨管理、绿色通道、紧迫态势等方面发表不少相关论文,思路清晰,可操 作性强。

王一夫指出,中国已加入WTO,国际贸易的竞争越来越激烈,工业产品、农产品和其他 行业,都要按国际标准化监测办事,我国的工业和农业的产品要进入国际市场,还有很多事 情要做,努力缩小差距,我国政府多次提出,中国不能以牺牲环境为代价来发展经济。

电镀行业面对经济发展而带来的环境问题,必须认真贯彻第九届人大常务委员会第28次 会议通过的中华人民共和国清洁生产促进法,切实实施清洁生产。这是我国工业持续发展的 一项重要战略,是实现我国工业污染控制重点由末端控制向生产全过程控制转变的重大措施 ,并对行业生产的健康发展起到重大的推动作用。

2001年12月,国家环保总局召开有关专家研究讨论,首先选定电镀、啤酒、造纸三个行 业,具有代表性的污染行业作为推行清洁生产评定技术标准的试点行业。

王所长身任多职:中国电镀协会老专家委员副主任、中国电镀协会顾问委员会副主任、 宁波电镀协会副理事长等。他数十年潜心研究、积极工作,提出了按ISO14000标准要求,努 力实施电镀清洁生产绿色通道应从以下几个方面切实抓紧做好。

转变观念,提高清洁生产意识

一个综合型电镀厂、电镀车间,可以说五毒俱全,在多年电镀工作岗位上,总觉得电镀 厂要达到清洁生产“难”,确定电镀厂要达到清洁生产比别的行业要难,其原因电镀厂用的 化工材料太复杂,有多种酸、碱、有机化工和无机化工及各种光亮剂、添加剂、表面活性剂 和各种金属材料等,但考虑到环境保护和按照国际标准要求实行清洁生产,时间紧迫,功在 当代,利在千秋。

改变观念,规划好一个清洁生产的电镀厂,造就一批观念新颖,开拓性强,懂管理、懂 科学、会开发的高素质人才。加强企业管理,向高新技术发展。改进电镀工艺与设备,是提 高电镀质量的关键,所以不断探索改革工艺,应用新的工艺技术至关重要。电镀设备是实现 新的技术工艺有效措施,在生产线上实现温度、电流等参数的测控及添加剂自动补充,进而 实现自动生产,只有自动化才能真正做到清洁生产。

加强三废治理,减少排污总量。电镀行业是用水、用电大户,目前还不能离开水和电, 电镀体清洗下来的电镀废水必须处理达标才能排放。不少小电镀厂仍采用常流水的清洗工序 ,既浪费水资源,又增大了排污量,无论是间隙式逆流漂洗,还是连续式逆流漂洗都会比常 流水的情况大大减少用水量。相比之下,二槽逆流漂洗比单槽节水70%~80%,而三槽逆流 串联,节水效果更好。

有些单位采用反喷淋法,起雾法代替简单逆流漂洗,更进一步减少用水量,并提高回收 镀液的效果。

强化管理体制调正集中行业管理

全国电镀生产厂有三万多家,仅宁波就有600多家、实在太分散,污染源太多,不好管 理,也不好处理,建议政府有关部门考虑,对规划、管理、处理、发展,全面考虑,实行集 中电镀、供热、供水、供电,集中治理,节能且可大大减少污染源。

随着经济的发展,环境问题已相当突出,按ISO14000标准,以预防为主,规范从政府到 企业等所有行为,达到降低资源消耗,改善环境质量的目的。

电镀实施清洁生产是防治污染的重要途径

目前电镀污染控制治理方法多种多样,首先是从源头减少污染,通过技术和管理的改进 ,减少排污量;其次是综合利用,生产过程中排放的各种污染物进行回收利用,把废物变为 资源;最后是把生产过程排放的废水进行净化处理,以达到规定的排放标准。在电镀废水净 化处理中大多数采用化学法,也就是氧化还原,酸碱中和,化学沉淀,固体分离方法。以上 三种控污措施,是互有关联。但是,从经济效益和有效防治环境污染的发展来看,从源头削 减更具有积极意义。电镀废水单纯的末端净化处理,不但浪费资源,消耗了能源,影响了企 业的经济效益,而且也不能圆满解决电镀污染的排放对环境的危害。如果从源头削减又称为 清洁生产(或清洁工艺)是防止工艺污染的根本出路。

化学电镀技术范文第5篇

关键词:电镀废水处理设施金属

一、 前言

电镀行业是国民经济中不可缺少的环节,涉及国防、工业、生活领域。从大类上分为机件金属电镀、塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。

电镀产生的废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。因此必须严格处理废水达标排放,缺水地区推行废水处理达标循环利用,从技术生产上讲,由于电镀生产过程和废水处理过程须投加一定量的多种化学品。电镀废水处理后达到循环回用,回用水必须经脱盐后才能回用于生产线用水,对环境含盐总量不会削减,树脂交换、反渗透工艺的浓缩液仍返回地面。

二、电镀废水处理工艺

废水处理工艺设计是根据废水性质、组分及企业的情况和处理后排放水质参数的要求,经综合技术经济比较后确定的。

电解法:能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想,所以含氰废水还要用化学法。

化学药剂+气浮法:采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因电镀污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便,到90年代末,气浮法应用越来越少。

近年开发的生物处理工艺:小水量单一镀种运行效果高,许多大工程使用很不稳定,因水质水量难以恒定,微生物对水温,品种,重金属离子的浓度,PH值的变化难稳定适应,出现瞬间大批微生物死亡,出现环境污染事故,而且培菌不易。

本工艺是针对不同性质的废水加入不同的药品进行氧化还原中和后,采用直接压滤分离方法分离污泥,投资省、运行操作管理方便,稳定可靠、能耗低。

当前许多缺水地区要求电镀废水循环回用。在GB8978―1996一级排放预处理的水质基础上深度净化,主要回用水含盐量大,占20%--23%,必须进行脱盐处理,采用粗滤精滤超滤反渗透工艺,可达饮用水水质标准,这对水资源重复利用有一定意义,但铬盐等浓缩液污染物占20%--23%仍返还环境中。

根据多年来在环境监察工作中了解到的实际经验,在投加适量药剂反应良好的条件下,不管是气浮法、还是沉淀法,都是起到固液分离的作用,只要达到固液分离并且分离彻底、稳定可靠,并又要适应高浓度废水处理时也能得到及时有效分离,气浮法与沉淀固液分离方法均不能满足以上条件,这种结论在我厂做过以往工程均得到证实。根据经验,对这种高浓度废水直接采用压滤方法一步到位,可减少沉淀池投资,又可保证不同浓度废水处理稳定达标。

三、电镀生产工艺及排放废水情况简述

大多数电镀厂系综合性多镀种作业,涉及铬、镍、锌、铜等多镀种,从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件,含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰,但亦有不少电镀厂仍在沿用。

一般电镀厂的生产工艺如下:电镀生产工艺主要为机械抛光(磨光或滚光)除油酸浸蚀电镀烘干合格产品入库,不合格产品退镀。

四、设计水质

各电镀厂的生产工艺,生产规模差别很大,镀种,废水浓度均不一致,甚至6―10倍,处理工艺大致可把含铬废水和酸洗废水混合后单独处理;把含氰废水和除油废水混合后单独处理;其它镀种废水混合后单独处理。废水水质浓度与处理成本成正比,废水浓度与采用的生产工艺相关,排放标准与该地的环境容量由当地环境部门确定排放标准,一般分为达标排放GB8978―1996一级和回用水质标准。

五、工艺流程

5.1、含氰废水格栅调节池废水泵电磁流量计二级氧化反应池混合废水池

Na2SO3 H2SO4

5.2、 含铬废水格栅调节池水泵电磁流量计还原反应池混合废水池CaO PAM

5.3、混合废水格栅混合废水池水泵电磁流量计中和反应池 压滤泵压滤机砂滤池PH调节池标准化排放口,干污泥经无害集中处置。

六、工艺流程原理简述

6.1、含氰废水预处理:

含氰废水经格栅后,进入含氰废水调节池,经转子流量计后泵入二级氧化反应池,该池内安装有PH自动控制仪、ORP自动监控仪和搅拌机,加药时可通过PH计和ORP仪反馈的信号而控制加药量,一级氧化反应是氰化物在碱性条件下被氯氧化为氰酸盐的过程,其反应式分如下两种步骤:

CN -+ClO-+H2O=CNCl+2OH - (一)

CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O (二)

在一级反应过程中,(一)式反应很快,但(二)式反应中PH值小于8.5时,反应速度慢,而且释放出剧毒物CNCl的危险,因此在第一级反应过程中污水的PH值要控制到≥11。

第二级氧化反应是将第一级反应生成的氰酸盐进一步氧化成N2和CO2,虽然一级反应生成的氰酸盐毒性很低,仅为氰的1%,但是CNO-易水解成NH3,对环境造成污染,其反应原理为:

2NaCNO+3HOCl=2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O

反应时,该池的PH值应控制在7.5~8之间,因PH≥8时,反应速度慢;当PH太低时,氰酸根会水解成氨,并与次氯酸生成有毒的氯胺。经二次破氰预处理后,原来的络合物被打开,废水直排到混合废水池后再与混合废水一并处理。

6.3、混合废水处理:

混合废水为含铬预处理后废水、含氰废水预处理后废水、镀镍、普通镀铜、除油等废水,该废水混合后经格栅处理由防腐泵提升经转子流量计进入中和反应池,该池内安装有PH计及搅拌机,当向反应池投加碱(CaO)时,各金属在一定的PH值下生成相应的氢氧化物沉淀物。根据我们以往所积累的对电镀废水行业的处理经验,混合废水最佳沉淀的PH值为9.5,反应后的出水进入中间水池,再经过经砂滤后,出水的PH还是偏碱性,因此再经PH调节池加酸调节后可达标排放。压滤后的污泥外运集中深埋或制砖或回收金属离子或经其它无害化处理。

化学电镀技术范文第6篇

【关键词】仪表腐蚀;电镀;修复

1、引言

仪表的应用空间广阔,涉及工农业、交通运输、航空航天、医药卫生、武器装备等众多领域,在国民经济各行各业的运转中扮演着指导者和把关者的角色,承载着极其重要的功能。然而,由于种类繁多,加之应用场所的外在环境千差万别,仪表在使用过程中出现不同程度的腐蚀破损或损坏失效在所难免。针对此情况,开展修复工作极具现实意义。可以说,在满足经济性、适度延长服役周期的前提下,进行修复处理是首选措施。

基于电化学沉积原理的电镀技术兼具诸多工艺优势,经工程实践证实是一种高效可靠的修复技术。近些年,电镀工艺在修复腐蚀破损零部件方面的应用日渐拓宽。本文采用该技术修复仪表的腐蚀,探讨修复流程中的主要工艺要点和难点,并对修复后表面的质量和性能进行评价。

2、修复原理

与仪表表面涂漆的修复原理不同,电镀修复的工艺原理是基于镀液定的金属离子在外加电场作用下得电子而还原,并镀覆于阴极表面[1]。即是说,在经严格预处理后的仪表表面镀覆一金属薄层。由于该工艺是以原子量级的方式实现材料成型,因而镀层与基底(仪表表面)结合紧密,不会出现一定周期后镀层脱落或翘曲的情况。

3、修复流程

3.1镀液配方

修复工艺采用典型的氨基磺酸盐型镀镍液,配方为:氨基磺酸镍440ml/L,氯化镍9g/L,氯化钠20g/L,硼酸12g/L,pH值约4.0。在此说明:所用试剂均为分析纯,用蒸馏水按规范要求配置。

3.2电镀工艺条件

对电镀而言,阴极电流密度、搅拌方法及强度、镀液温度、添加剂及其浓度等均为主要的工艺条件。为制备出质量优异、性能良好的镀层,优选电镀工艺条件是关键前提。具体而言:

(1)阴极电流密度。电流密度小,电镀速率低,沉积缺陷不易形成,因而有利于获得形貌质量好、结构致密的镀层;增大电流可提高生产效率,但可能出现一定程度的电镀过程液相传质受限,致使氢气的产生量增多,加之氢气泡难以及时彻底逸离,故易形成针孔、积瘤等缺陷,恶化镀层形貌与结构。正因如此,电镀工艺中通常采用低阴极电流密度[2]。

(2)搅拌方法及强度。为加速反应金属离子向阴极表面的输运,电镀过程中必须施加搅拌措施。常用的搅拌方法有机械搅拌法、压缩空气搅拌法、磁力驱动对流搅拌法、超声搅拌法等。每种方法均有其最优适用空间,在工艺许可的情况下,施加复合搅拌方法的效果更优。至于搅拌强度,并非越高越好,通常会有一最优值,这需结合具体实验条件优选得到。

(3)镀液温度。温度主要影响镀液电导率和离子迁移速率,此外对阴极过电位及氢气的析出电位也有一定影响。有关镀液温度对电镀工艺影响的研究文献较多,综合研究结果得出,镀液40-50℃条件下制备的镀层形貌和结构较为理想[3, 4]。

(4)添加剂及其浓度。电镀过程中,添加剂能促进气泡脱附、细化晶粒、改善镀层结构[5]。正因具有此特殊功能,添加剂在各式各样电镀工艺中的应用极其普遍。但需指出的一点是:添加剂功能的发挥受其使用剂量的制约,超过适量后往往难获得理想效果。

3.3修复过程

(1)仪表表面预处理。预处理流程为:粗磨精磨除油污稀盐酸溶液中活化除氧化物稀氢氧化钠溶液中浸洗中和酸蒸馏水冲洗干燥。

(2)电镀。采用上述的镀液配方,工艺条件为:阴极电流密度4A/dm2、镀液温度40℃,加入剂量为0.05g/L的表面活性剂,电镀过程中持续施加磁力-空气复合搅拌。

(3)镀后处理。调节电镀时间,控制镀层厚度约60μm。对镀层进行清洗、干燥处理后,进行质量评价与性能测试。

4、修复后表面的质量评价与性能测试

基于表面形貌仪分别观察电镀处理前后的仪表局部区域表面形貌,结果如图1所示。对比图1(a)和图1(b)可以看出,未镀前的表面凹凸不平,高低起伏严重,近似呈现山丘状结构。这是由于表面不均匀和不同程度腐蚀所致。而施加电镀处理后,由于坑洼状结构一定程度被填平,所以表面状况显著改善,平整性大幅改观,这可在很大程度上减少腐蚀介质与表面的接触面积,减轻渗透腐蚀和间隙腐蚀作用,保护表面化学性能的稳定。

进一步用扫描电子显微镜测试经电镀处理后仪表表面的微观结构发现,表面结构致密、显微组织匀称,并且晶界呈现不明显态势,见图2。正是由于处理后的仪表表面状况及微观结构所呈现出的诸多良好特征,明显增强了表面的耐腐蚀性。如图3所示的镀后仪表表面在体积分数10% HCl溶液中的腐蚀率(腐蚀质量损失率)与腐蚀时间的关系恰印证了这一结论。用浸泡腐蚀法测定出的腐蚀率-腐蚀时间关系曲线显示,随着腐蚀时间延长,腐蚀率均呈升高趋势。但不同之处在于,电镀处理后表面的腐蚀率增幅相对较为平稳,而非大幅递增。

5、结语

为增强仪表表面的耐腐蚀性,基于电镀工艺开展了修复处理。对镀后表面的质量和性能进行评价得出,表面状况良好,微观结构致密,耐腐蚀性明显提高。

参考文献

[1]程秀云,张振华.电镀技术[J]. 北京: 化学工业出版社, 2007.

[2]刘忆,杨森,殷锦捷.低温镀铁时电流密度对镀层性能的影响[J]. 电镀与涂饰,2008(2): 15-16.

[3]张景双,杨哲龙.电镀锌铬合金工艺探讨[J].上海电镀, 1992(4): 12-14.

化学电镀技术范文第7篇

关键词:电镀 清洁生产 源头消减

中图分类号:TQ153 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(c)-0214-01

1 深圳电镀行业概况

电镀是指通过化学或电化学作用在金属(或非金属)制件表面形成另一种金属膜层,因而改变制件表面属性的一种加工工艺。但实际中,也有电镀厂承接阳极氧化、磷化、化学抛光等多种表面处理加工业务,实际工作中并未严格区分企业类别,往往同时参考电镀或者表面处理行业的相关标准。

深圳市基础工业电子、轻工行业需要大量的电镀企业提供配套加工,经过十多年的发展,电镀加工企业呈现点多面广、规模小,加工能力和污染防治水平参差不齐的特点。电镀企业根据业务来源,可分为配套电镀厂、车间,专业电子配件电镀厂,和综合性电镀厂。这三类企业中,前两类企业由于产品单一,生产流程稳定,开展清洁生产条件和最终实施效果都较好;而综合性电镀厂由于产品和生产工艺不稳定,开展清洁生产受限制较多,一些措施实施难度大,效果不佳。

下面以清洁生产分析途径,归纳为五个方面做介绍。

2 原辅材料和能源

深圳电镀行业基本淘汰了高污染生产工艺,原辅材料方面改进余地不大,现有措施主要为增加清洁能源使用,提高能源利用率。

小型电镀加工厂以电为主要能源,少数较大规模加工厂使用燃油锅炉为加热能源。在开通管道天然气的地区,也都逐渐改造使用天然气。

深圳位于亚热带地区,光热条件丰富,有电镀企业根据自身特点使用太阳能辅助加热的案例。该厂生产线上对除油槽、镀镍槽的加温使用电加热方式,槽液温度在50度左右,而板式太阳能集热器能提供热水温度约65~75度,企业自建换热设备,在镀槽和管道外敷设保温层,将循环过滤的槽液预热后回流到镀槽,只在温度较低时开启电加热,根据企业使用记录,全年可利用太阳能大约9个月,年节电量约23万度。由于太阳能密度较低,该方案仅适合有场地,槽液温度低的小型电镀企业。

电镀企业用电量大,使用电感性负载多,供电部门都要求安装无功功率补偿装置,但无功功率集中补偿只减少了供电部门的传输功率。企业要减少自身电能损耗,应采用集中补偿与就地分散补偿相结合的办法,即在用电负荷车间配置一套无功功率“就地补偿”装置。降低自身低压线路的传输功率,降低了低压线路损耗,同时改善低压线路的供电质量。

在电镀厂加热、烘干设施中,热泵应用能有效节约电能。热泵是一种能量转移装置。具体来说就是以消耗部分能源为代价,从低位热源中吸取热量,然后将消耗的能源与吸取的热量一起传递给高位热源,实现加热的目的,这种工作方式比现有单纯使用电能、燃油加热要节约,热泵系统能效比能达到3.5以上,节电效果一般约70%。

热泵应用较多,而且节能效果明显,由于可以直接加热,有效能源利用效率也比常规燃油燃气锅炉高,综合使用成本也有优势。

3 技术工艺及过程控制

电镀企业多使用成熟工艺,且受委托加工要求限制,工艺难以调整,这方面改进主要是一些减少水耗、带出液等控制措施。如设置回收槽,增加停留时间,设置导流板,改进挂具设计,采用喷淋清洗等。但具体应用中仍存在问题,比如增加停留时间,镀件在空气中暴露时间过长,可能造成氧化,形成水渍等问题;对外承接加工的电镀厂无固定产品,对于批量较少产品很难购置新设计的挂具;产品表面不规则,喷淋清洗节水效果不好。

应用较多的成熟控制技术,主要为一些减少清洗水产生措施,如将产品最终清洗废水回用到要求不高的清洗环节上;将后段清洗废水用于工序前清洗,当然这种方法仅适用于清洗废水污染物浓度不高的企业;对于些间歇生产企业,清洗用水采用传感器控制就很有必要了。

某五金电镀厂滚镀车间,镀后清洗用水量较大。分析原因,每批产品清洗间隔时间较长,水阀一直处于打开状态,虽然车间有要求,清洗后应及时关闭或减小水阀,但员工实际操作中难以执行。车间改用探头和电磁阀控制用水,同等条件下比改造前节水约20吨/天。改造费用2.1万元,改造后节水和节省的废水处理费用估算约4.5万/年。

4 产品及设备

电镀设备里高频开关电源普及程度较高,由于其整流效率高,可靠性高,除部分企业对电源性能有特殊要求,多数企业都在逐步更替现有可控硅整流电源。

废水中金属回收常见的措施是树脂吸附法,即废水通过离子交换树脂,金属离子被吸附在树脂上,吸附饱和后,再使用酸/碱对树脂再生,通过洗脱液回收金属,树脂再生后重复投入使用。还有一种置换法回收装置,利用锌的金属活性高,可在溶液中置换出金属活性较低的金、银的原理,该方法消耗金属锌,只适合回收价值高的贵金属。

5 管理及员工

开展清洁生产离不开管理和员工教育,加强管理和提高员工参与清洁生产积极性,对清洁生产方案实施效果有至关重要的影响。

比如多数企业都在镀槽边设置有回收槽,但回收槽发挥效益完全靠人工操作完成。对于手动操作生产线,工人在疏于监管时,可选择不过回收槽,而将产品直接移动到清洗水槽中。即便是自动生产线,回收槽液的补充、使用都需要员工手动完成。管理措施和员工激励制度,可增加员工节约意识,减少生产过程中的浪费。

6 废弃物

电镀所使用槽液经过长时间使用后,由于杂质积累必须定期更换,这部分废液含污染物浓度高,一般作为危险废物或排放到废水处理站处理。清洁生产方案通常是加强槽液维护,增加槽液使用周期以减少废液产生量。另一个途径是将废弃物再次利用:某电镀企业需定期更换电解除油槽溶液,开展清洁生产后设置一个储罐,将换出槽液过滤后添加除油粉暂存,将其用于产品预处理,这样既减少了废液排放,也节约了药剂原料。

电路板制作工序中产生大量低含铜微蚀液,直接排放造成资源浪费,也加重废水处理的负担。现有两种微蚀液回收铜的处理技术,一种是通过冷却降低硫酸铜溶解度的方法,通过固液分离,回收硫酸铜,经过处理后的微蚀液再补充药剂重新投入使用;另外一种处理技术是通过电解回收的方式,通过直流电源,将微蚀液中的铜离子还原到电极板上,降低微蚀液中铜离子浓度,将其再返回使用。

7 结论

清洁生产需要企业根据自身生产特点,结合现有条件分析,寻找技术经济适合的清洁生产方案。清洁生产方案实施要达到预期目的,还需充分发挥员工积极性,综合应用管理制度和奖励制度。

参考文献

化学电镀技术范文第8篇

关键词:目前汽车行业中广泛采用电镀件作为装饰品,随着汽车不断发展及普及,电镀件的使用越来越广泛,本文重点讲述了电镀件设计过程中的开发原则及注意事项。

我国随着汽车及相关装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高,对电镀产品的装饰性和功能性的需求有了明显的提高。

一、电镀定义:

电镀是一种电离子沉积过程,是利用电极通过电流,使金属附着在物体表面上,其目的为改变物体表面的特性或尺寸。

我国国家标准《金属镀覆和化学处理与有关过程术语》GB/T3138—1995对电镀有明确的定义,即:电镀——利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。

      电镀能增强基材的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、性、耐热性、和表面美观。 其中塑料电镀广泛的应用在汽车行业。

二、塑料电镀的一般流程                                     

      1、前处理流程

        

      2、电镀流程

         

 

三、设计开发原则

      塑料件能否顺利进行电镀和电镀质量的好坏,首先取决于塑料基材的选用。用来电镀的塑料件,应确保其表面无缺陷、无明显的定向组织结构和内应力。

      塑料基材的准备,包括电镀件的造型设计、模具设计与制造、成形加工的方法和规范等。

塑料是非导体。在常规电镀前,必须通过一系列的化学处理,在其表面生成一层导电薄膜,这层导电膜一般只有0.1~0.3um。显然他的导电性能比金属件差,所以需要电镀的塑料件,在不影响外观和使用的前提下,设计时应尽可能满足下述要求:

      1、 尽量减少锐边、尖角及锯齿形

产品设计存在锐边、尖角及锯齿形等形状特性时,存在以下缺陷:

      1)产生较大的内应力,由于应力集中导致镀件开裂;

      2)电流较其他地方大,镀层更厚,内应力增加, 同时镀层容易烧焦;

      3)使用时这些部位易与其他外界发生碰撞,或产生变形,导致镀层脱落;

      4)正确的设计应是以一定的圆弧代替锐角,R值一般取0.2~0.4。

             

       2、电镀件不宜有盲孔

       镀件如果有盲孔(特别是较深的盲孔)时,在前处理和电镀过程中,要带走许多的溶液,致使溶液互相污染,既影响电镀质量,又会缩短各种溶液的使用寿命。如果在结构设计时,非需要盲孔不可,其盲孔深度最好控制在1/3 ~1/2之间盲孔底部的修圆半径要等于或大于3毫米。通孔的直径也不宜过小,以利于溶液的流通。

      3、减少深凹、突出部位

产品设计时塑料基材尽量减少深凹、突出部位,因深凹部位和突出部位在电镀时的电流密度相差太大,很难保证镀层厚度和光亮度的均匀一致;在常规电镀中,因起始电流密度较小,易蚀去深凹部位的化学镀层,出现露塑现象。

                   

      4、排液孔的设计

      如结构设计需要,必须设计为盲孔或其他不易排放电镀液的结构时,我们可以在不影响其强度的前提下加设排液孔。这样可以有效解决排液不畅的问题。

      5、镀件应有足够的厚度

在设计镀件的厚度时,首先应满足镀件的使用条件。在这个前提下,不能设计的太薄。太薄,在加工和使用过程中,易发生变形而引起镀层脱落。壁太厚,则浪费材料。

      零件应有足够的强度,壁厚一般在3mm左右,最薄不应低于1.9mm,最厚不应大于3.8mm,壁厚应尽量均匀,其厚度差不超过2倍。否则,容易发生收缩痕迹。

       6、减少大面积的平直表面

       1)镀件有大面积的平直表面,在常规电镀中,因电流密度分布不均,所获得的镀层厚度不均,亮度便不均匀。有人认为平直表面积应≤10cm2 。

       2)如果镀件需要更大的平直表面,也应使中间部位略微隆起,隆起度为0.1~0.2毫米/厘米。

        7、脱模斜度

      镀件造型设计时,必须考虑到成型时要易于脱模,否则强行脱模会拉伤或扭伤镀件表面。只要在镀件的内、外部分留有适当的脱模斜度,上述现象即可避免。若镀件的结构设计不允许时,应给出较大的公差范围,使模具设计者在设计模具时,可在规定的公差范围内,有选择脱模斜度的余地。

      8、加强筋的设计

塑料电镀件不希望有加强筋,但某些产品在规定的壁厚内,达不到设计所要求的机械强度时,可采用适当的加强筋来提高机械强度。在设计加强筋时应注意:

      (1)不采用长方形加强筋。加强筋的宽度要比它附着的壁厚小,一般只为壁厚的1/2到3/4;

      (2)加强筋的厚度为镀件厚度的1/8,有的资料规定不大于0.6毫米;

      (3)为了防止应力过分集中而影响镀层附着力,在加强筋与附着面的相接处以及在加强筋的端头都应有一定的圆弧,R取值为壁厚的1/8。加强筋的底部修圆半径为0.5~1毫米。

        9、电镀件的模具

电镀件的模具要求比一般注塑模具要求高,模具的型腔材料一般要求NAK80或者718H,材料需要热处理到35度左右,还有模具浇口要求很光滑,防止注塑时残留在浇口的冷料进入模具型腔,造成产品表面缺陷或产品报废。

为了确保镀件与挂具有较大的接触面,防止接触不良或烧焦接触点,要求塑料镀件与挂具的接触面比金属件大2~3倍。产品设计时要考虑产品在电镀过程的工艺夹片,如不清楚需要及时跟电镀公司联系。如果电镀利用现存在的结构作为导电点,容易造成产品露塑和结构变形。应留有电镀装挂位置,以便获得均匀的镀层,装挂装置应设计在不影响外观的部位,装挂薄壁件时要防止镀件变形。

四、电镀件相关技术标准

      1、镀层性能要求

表面镀层为铜+镍+铬电镀层,应符合 GB/T 12600-2005《金属覆盖层 塑料上镍+铬电镀层》的规定:

微孔密度:用GB/T 12600-2005附录E中方法测定微孔数。 每平方厘米内不少于10000个小孔。

冷热循环:满足GB/T 12600-2005的7.6要求按附录A.3中方法进行热循环试验。 经三次循环后,工件的镀层不应有开裂、鼓包、剥落、麻点或变形等缺陷。

       2、镀层耐腐蚀性能要求

电镀件应满足GB/T 10125-1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》的5.3的要求: