电镀生产污染

电镀生产污染在机械加工中常需要进行电镀处理，一方面可以防锈、防腐蚀，又可以使产品美观漂亮。

电镀工艺原理是将被镀工件作为阴极，放在含有某种金属离子的电解质溶液中，通电时金属离子沉积在工件表面。

电镀生产主要分为前处理、电镀和后处理工艺。

我国一般将转化膜生产也归属电镀范畴，转化膜包括氧化、磷化、发黑、钝化等工艺。

电镀生产分布多个行业部门，其中机械工业占30﹪，轻工业占20﹪,其余分布在其他行业。

我国电镀加工主要是镀锌、镀铜、镀镍、镀铬，其中镀锌占50﹪，镀铜、铬、镍占30﹪，转化膜占15﹪。

电镀生产主要以污水和污水中重金属污染为主，有少量的废气和废渣产生。

电镀工业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括氰化物、铬酐等有毒有害化学品，这些有毒有害物质通过废水和废渣排入环境，成为一个重污染行业。

目前由于新材料的使用，电镀工艺已经超出对金属材料的电镀，电镀工业的发展和产业结构的调整，还出现了非金属材料的电镀等新的电镀技术，因而增加了各种有机物和有机溶剂的污染。

（一）电镀的前处理工艺电镀生产的预处理包括使用酸、碱进行金属表面处理；使用表面活性剂对工件表面的预处理；使用有机溶剂对金属表面的预处理；对废金属工件的喷胶（树脂）、喷塑料的表面处理。

表面抛光处理→工件的除油处理→工件的除锈处理→电镀前的预处理（1）表面的抛光处理包括：磨光、抛光、喷砂、滚光、刷光等方法。

（2）工件的除油处理包括：有机溶剂（煤油、汽油、苯类、三氯乙烯、四氯化碳、酒精等）除油、碱性溶液（氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠等）除油，还有表面活性剂（表面活性洗涤剂）除油、超声波除油等。

（3）工件的除锈处理包括：化学（盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、铬酸酐、氢氟酸）侵蚀除锈、电化学侵蚀（酸液加电极）除锈、盐浴法（氢氧化钠和硝酸钠盐）除锈。

表8—21 镀前处理表8—22 电镀前的预处理方法简介注：在镀前的预处理中常使用氰氟酸进行酸性处理（二）电镀工艺及电镀液主要成分电镀生产工艺，一般包括预镀和电镀二次电镀过程。

在预镀和电镀过程中，除了采用旧工艺镀铜、镀镉、镀锌和镀金等要进行氰化处理外，电镀其他金属和上述金属的电镀新工艺一般不需要进行氰化处理。

在电镀槽的生产过程中主要污染是从电镀槽带出的和清洗流失的电镀液，电镀过程排出的废水中主要包括电镀液中的重金属、氰化处理中的氰化物。

氰化处理消耗掉的氰化物有95﹪进入到废水中去。

表8—23 电镀工艺及电镀液主要成分（三）电镀的后处理及钝化为了提高金属镀层的抗腐蚀能力，锌、镉、铜、银等金属镀层用铬酐溶液进行化学或电化学方法处理后，能在镀层表面形成一层坚实致密的镀膜，能使镀件光亮美观，还可以大大提高抗腐蚀能力，镀层经钝化后，抗腐蚀能力可以提高5倍以上。

电镀的后处理工艺是对锌、镉、铜、银等金属镀层用铬酸和铬酐溶液进行化学或电化学方法处理，使镀层表面形成一层坚实致密的镀膜，镀件光亮美观，还可以大大提高抗腐蚀能力。

镀层经钝化后，抗腐蚀能力可以提高5倍以上。

其中高铬酸钝化处理六价格的流失较高，铬污染严重甚至高于电镀工艺。

表8—24 钝化工艺和钝化液（四）电镀工业的废水污染电镀工业的主要污染是废水污染，电镀废水主要是酸洗废水、电镀漂洗废水、钝化废水和刷洗地面产生的废水。

电镀工艺流程中有多次清洗、碱洗、酸洗、滚洗等产生大量清洗废水，由于用过的清洗水和废弃的电镀液，及生产过程中的泄漏，会排出多种有毒的重金属元素，对环境造成严重污染。

电镀污水的水质复杂，其中可能含有铬、锌、镉、镍、铜等重金属和氰化钠等剧毒污染物，同时，由于有机溶剂和氢氟酸的使用又会产生化学物质和氟的污染。

电镀废水主要污染物质为金属离子，其次是酸、碱类物质，还有镀件基体预处理过程漂洗下来的氧化皮、油污，还有使用表面活性剂、有机材料产生的有机物。

但电镀主要污染还是重金属离子、酸、碱和有机物污染。

含重金属废水主要来自电镀和钝化工艺，一般显酸性，水质成分与镀层金属有关（常用的镀层金属有铬、锌、镍、镉、铜、银）。

清洗镀件时会产生含这些金属的废水。

有关资料显示：电镀工业水耗的国内平均水平为3.0 t/m2镀件，镀铜的物料利用率为65﹪，镀镍的物料利用率为75﹪，镀铬的物料利用率为 10.5﹪。

含氰污水来自氰化电镀的清洗阶段，除油后的清洗污水显碱性，去除氰化物工序的污水显酸性，主要含硫酸、盐酸、氢氟酸等。

电镀的混合污水含多种重金属、氯化物、有机物等污染物，显酸性。

（五）电镀工业污染物产生量电镀工业生产过程中，由于生产过程的不同，产生的污染物也不同。

电镀类型不同，产生的污染物也不同。

产生的污染物的量见表7-32。

表8—25 电镀工业各电镀类型的污染物产生量（六）电镀废水的处理方法1. 化学处理法含氰废水处理方法包括臭氧法、电解氧化法、离子交换法、硫酸亚铁法、活性炭吸附法等，国内外还大多使用碱性氯化法。

含氰废水经破氰处理后，如有条件可与其他废水混合进行沉淀和过滤处理。

含铬废水处理方法包括铁氧体处理法、亚硫酸盐还原处理法、槽内处理法等。

含锌废水处理方法多采用化学凝聚沉淀法。

含镉废水处理方法包括聚合硫酸铁法、硫化物-聚合硫酸铁法、2. 物理化学处理法包括离子交换法、电解法和活性炭吸附法。

离子交换法是利用离子交换树脂中的交换离子与电镀废水中的金属离子交换，达到去除目的。

离子交换体有方钠石、泡沸石、菱沸石、片沸石及高岭土等电解法是使废水中有害物质通过电解的氧化、还原转化成无害物质或沉淀物。

3. 物理法电镀废水处理使用的物理法主要有蒸发浓缩法、晶析法和膜分离法蒸发浓缩法是通过蒸发降低废液中的水分，浓缩镀液。

晶析法是固液分离技术的一种方法，在过饱和溶液中析出金属结晶盐。

膜分离法包括液膜分离法和固膜分离法的一种反渗透法，反渗透技术的关键是半透膜的选择。

五、金属加工的酸洗处理污染1.轧钢的酸洗废水和处理许多金属加工厂在对钢铁制品的轧制过程，热轧后1000℃钢铁表面产生氧化皮，一般可以用水力清除机进行氧化皮清除，钢铁制品在冷轧后，温度可在700～900℃，在缓慢降温冷却过程产生的氧化皮可能是致密的Fe3O4,或是疏散的FeO，600℃以下氧化结束。

产生的氧化铁皮，一般采用酸洗机进行酸洗，酸洗介质多采用热的盐酸或硫酸溶液，溶液浓度一般为15﹪。

酸洗过程还要加入缓蚀剂（甲醛、硫脲、二苄亚砜、六亚甲基四胺等）。

酸洗后残存于金属表面的残液，要经过冲洗槽的清水冲洗，冲洗水量相当于酸洗液损失量的4000倍。

为了除去金属表面的氧化物，通常要进行酸洗，会产生废酸和酸洗废水（含酸0.3％左右），废酸应再生回用或综合利用，酸洗废水量约为损失的酸洗液质量的4000倍或为废酸液的35倍，酸洗废水含氯离子、铁离子，pH值等污染。

酸洗废水的处理轧钢等金属加工厂都产生酸洗废水﹐包括废酸和工件冲洗水。

酸洗每吨钢材要排出1～2m 废水﹐其中含有游离酸和金属离子等。

如钢铁酸洗废水含大量铁离子和少量锌﹑铬﹑铅等金属离子。

少量酸洗废水﹐可进行中和处理并回收铁盐﹔较大量的则可用冷冻法﹑喷雾燃烧法﹑隔膜渗析法等方法回收酸和铁盐或分离回收氧化铁。

若采用中性电解工艺除氧化铁皮﹐就不会出酸洗废水。

但电解液须经过滤或磁分离法处理﹐才能循环使用。

2. 不锈钢轧制的废水和处理不锈钢酸洗过程是不锈钢生产的表面处理工序。

带材、管材、线材的不锈钢酸洗的生产线产生的废水和废气对环境的污染都十分严重。

不锈钢加工过程中污染治理问题比生产还要复杂，要做到达标排放，不仅需大投入，更需要良好的技术。

国内多数小企业超标排放或根本不治理，大型企业多选择进口设备，价格较贵，运行费亦高。

1.污染物的产生不锈钢生产中酸洗是必不可少的工艺。

与碳钢酸洗不同，不锈钢酸洗是在一定温度下，采用硝酸和氢氟酸混酸进行酸洗，后再用清水进行冲洗。

在生产过程废水中含各种重金属离子和氟离子、pH值显酸性。

废气含有HF、NOx。

废水、废气污染物毒性极大，对环境影响极大，必须进行有效治理。

2 废水处理废水中主要成分如下：酸性、SS、Cr6+、Ni2+、F-。

其中Cr6+、Ni2+都是国家严格控制排放的一类毒物。

机械加工过程中有电洗镀工序，就包含了电镀的一切污染。

在有电镀车间机械加工的废水中，还可能含有重金属离子和氰化物。

六、钢铁件酸洗磷化工艺的废水污染在汽车制造行业、五金电器行业的加工生产中，为使钢铁构件防锈和美观，需进行涂装工艺。

涂装工艺电泳前须进行酸碱洗和磷化处理，酸碱洗是去除钢铁构件表面的污渍，磷化处理使钢铁构件形成一层磷化膜，起到更好的防锈作用。

经过磷化防锈处理的工件防锈期可达几个月甚至几年，广泛用于钢铁构件加工、运输、包装贮存及使用过程中的防锈加工。

防锈磷化主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化三大品种。

所谓磷化，是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液化学处理，在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层（磷化膜）的方法。

涂装底漆前的磷化处理，将提高漆膜与基体金属的附着力，提高整个涂层系统的耐腐蚀能力；提供工序间保护以免形成二次生锈。

磷化处理温度通常为常温型5～30℃，低温型35～45℃，中温型50～70℃。

中、高温磷化工艺，磷化速度快，磷化膜耐蚀性好，但磷化膜结晶粗大，挂灰重，液面挥发快，槽液不稳定，沉渣多，而低、常温磷化工艺的磷化膜结晶细致，厚度适宜，膜间少杂质，吸漆量少，涂层光泽度好，可改善涂层的附着力。

1. 酸洗磷化工艺钢铁构件磷化前须经酸洗，酸洗后的工件将给磷化带来麻烦，如工件表面生锈泛黄，残留酸液的清除，磷化膜出现粗化等。

酸洗后的工件在进行锌系、锌锰系磷化前一般要进行表面调整处理。

对不同涂漆品种的加工，如静电喷漆、静电粉末涂装、电泳涂漆，要求是磷化膜均匀、细致、膜较薄。

一般五金加工喷涂加工前的酸洗磷化的通用工艺如下：金属元件→碱洗→清洗→酸洗→清洗→表调→清洗→磷化→清洗→电泳→清洗→烘干（脱脂）（除锈）在磷化工序中，使用的磷化液由于各生产厂家按不同的性能要求，生产不同配方的磷化液，磷化液按配方元素不同，主要分轻铁系、锌系、锰系、锌钙系磷化液。

采用的促进剂基本都是钼酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝硝基化合物等。

使用的清洗剂主要包括脱脂剂,脱漆剂,碱性清洗剂,酸性清洗剂,高效清洗剂,专用清洗剂,渗氮清洗剂,三合一清洗剂,四合一清洗剂。

常温低温磷化液配方组成及一般性能注：磷化液一般由主盐、促进剂和中和剂所组成。

过去使用的磷化液，大多采用亚硝酸钠（NaNO2）作促进剂，2. 磷化、电泳废水污染和治理磷化废水主要污染物为COD、乳化油、T-P、LAS，其中脱P，除油是难点。

先除油和表面活性剂，采用的是先投加PAC，再投加NaOH+CaCl2。

此方法可以减少渣量，操作方便，易于调节，并且金属离子—并去除。

电泳废水主要污染物为高分子树脂、颜料、中和剂、重金属离子Pb2+及低分子有机溶剂。