电镀车间清洁生产

公司电镀车间清洁生产机会分析

2015在职研究生（化学工程）：冯淼

摘要：以某公司电镀生产线为例，进行清洁生产分析，针对电镀过程，研究了工艺和单元操作，在电镀主盐金属平衡和水平衡的基础上，分析电镀过程的清洁生产水平，发现清洁生产机会，以电镀生产的节能、降耗、减污和增效的目的为出发点，实现电镀过程的清洁生产。

关键词：电镀过程；清洁生产；清洁生产机会

电镀可在材料表面进行装饰保护及获得某些新功能，作为一种表面精饰工艺广泛应用于机械、电子、仪器、仪表、轻工、航天、军工等许多领域。可以说，它是与国民经济各部门联系最密切，应用最广泛的技术之一。但是，传统的电镀工艺技术产生大量的毒性较大的废水、废气和污泥，给环境造成了极大的污染。因此，在提高电镀质量的同时，必须充分注意电镀的三废给环境带来的危害，采用电清洁生产技术能最大程度的减少和消除传统电镀给环境带来的污染和危害，使能源利用合理化，经济效益最大化。本文将以我公司电镀车间为例，进行调研，通过产污环节分析，提出一些清洁生产方案。

1、电镀工艺流程

图1 电镀工艺流程示意图

2、各工序功能及产污分析

1）脱脂（电解脱脂剂），采用电解方式或碱性方式对器件表面进行除油处理，主要污染物为含碱、含油废水。

2）水洗，清洗器件表面带出的残留液，主要污染物为含各类重金属，含酸、含放料

脱脂 水洗 活化 水洗 镀镍 水洗 镀金 金回收水洗 镀锡 烘干 封孔 热水洗 吹干 收料

碱废水。

3）活化（盐酸），利用酸去除器件表面的氧化皮、腐蚀钝化膜，主要污染物为含酸、含金属离子废水。

4）镀镍（氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸），镀镍需要经过预镍、普镍、高温镍处理，主要污染物为含镍废水、含酸废水、含镍槽脚和废气。

5）镀金（氰化金钾），电解液由氰化亚金钾及游离的氰化钾等物质组成，主要污染物为含剧毒氰和含氰废气。

6）封孔（水性封孔剂），封孔剂会对环境的产生一定程度的污染。

3、针对各工序存在的问题，提出一些清洁生产方案

通过对我们电镀车间的整体调研，包括原辅材料与能源、工艺技术与设备、过程控制与管理、废弃物等方面的分析，发现各工序存在的问题，挖掘企业现有的清洁生产潜力，提出相应的清洁生产方案。

3.1脱脂

脱脂工序可通过提高效率，减少脱脂剂的使用和降低能耗，来达到清洁生产的目的。

3.1.1引入超声波装置

超声波可应用于溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂和酸洗等场合，一步或多步达到除脂、除锈、除膜等效果。超声波脱脂的溶液和温度都比相应的脱脂液低，因为温度和浓度过高，都将阻碍超声波的传播，降低脱脂能力。使用超声波可降低脱脂液的温度，可节约能源；降低脱脂剂浓度，可减少带出和污染，还能节约脱脂剂的使用。

3.1.2加装油水分离装置

工件经过进行脱脂处理后，从工件表面剥离的油污往往浮在除油槽液的表面，这些油污清除不干净，对电镀质量影响很大，也会大大降低低脱脂剂的使用使用寿命。在除油工序，采取设置与槽体宽度一样大的溢流口，在溢流口对面设置吹液管，迅速将浮在除油槽液面的油污溢流到槽体外的油水分离装置，此装置可以将油水进行分离，再将除油液输送回除油槽。这样就大大减少清洗槽的压力，也相对减少了清洗水的用量，达到节能减排的效果。

3.2活化

活化工序产生含酸、含金属离子废水。采用酸盐活化方式，替代现在的盐酸、硫酸活化，它们用途广泛,易溶于水,可代替传统的三酸和氢氟酸,对各种金属表面上的锈蚀物进行有针对性的去除,对电镀前浸酸工序也可使用,以起到活化作用，相较于使用盐酸、硫酸，降低废水的污染性。

3.3各工序废水处理

后面的镀镍、镀金、镀锡工序，主要产生含重属和含酸废液，这里把他们放在一起加以分析和讨论。

3.3.1节水

节水与减排是相辅相成的：要想减排，就得先搞好节水，否则排水量大了，需再作深度处理才能回用的中水量就大。用科学而实用的方法做到最大限度的节水，排放的水量就少。若能同时做到达标排放，则污染物排放总量也少了。节水后的原水总量越少，处理的废水量越少，处理费用就越低。

在设计制造的生产线中，所有供水点全部采取设定供给量的自动控制系统，根据生产需要预定最佳的供水量，采用工件到位的开启控制，严格和合理使用了水源。采用清洗水逆流漂洗与喷淋清洗技术，利用逆流漂洗工艺是非常有效的节水措施。采用此法若设备配套齐全，则可以实现全封闭循环使用，有害物质则被封闭在工艺之中，有节约用水、节省污水治理费用的双重意义。这一方法已有不少厂家使用，但在一些老厂因工艺设备己固定好，且场地较拥挤，工艺线上难以因地制宜调整解决。一个例子是：将工艺线上与镀槽同一方向排列的长方形清洗槽、辅助槽转一个方向，由横向排列变成纵向排列后即可挤出位置，供增添的逆流漂洗槽放置使用，也可在末位槽的逆流漂洗槽上坐个盆或增添一个喷头，达到增加一个逆流漂洗槽的功能。根据各级清洗水浓度差的关系，尽可能将附着物清洗在前级清洗水中，形成逆流清洗水浓度的高低差，实现高浓度清洗水的利用，使后级清洗水浓度降低，逐级喷淋、逆流漂洗再加上空气搅拌的清洗效果，充分利用了清洗水源，达到清洗水充分利用的最佳效果。

镀镍、镀金、镀锡后清洗，用回收槽的水补充镀铬液的蒸发消耗，回用了流失的资源，减少了污染物。在设计、制造的镀硬铬生产线中，广泛采用和使用多级逆流回收清洗，将回收水补充镀槽，使活塞杆、输送缸、油缸镀硬铬生产线上的清洗水实现了闭路循环。

3.3.2含重金属废水处理

对于前处理清洗水和含镍废水，可将这些废水经过膜处理技术，再回用到前级清洗水中，有效地减少了废水的排放量，使生产线用水量大幅度的降低。膜分离技术应用在电镀废水处理中，主要是微滤、超滤和反渗透。微滤和超滤属于筛分机理，主要用于膜生物反应器及废水的预处理等。反渗透是将溶液中溶剂（如水），在压力作用下透过一种对溶剂（如水）有选择透过性的半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其它成份（如盐）被阻留在膜的高压侧，从而得到分离浓缩。在电镀废水处理中利用反渗透膜截留重金属离子和有机添加剂（如光亮剂等），而让水分子透过膜，从而达到分离浓缩目的。

膜处理技术和相应的膜处理装备，经反复膜处理使处理后的水质，能满足回用在生产线中清洗和配制镀液对水质的要求。可从电镀废水中回收重金属和水资源，减轻或杜绝它对环境的污染，实现电镀的清洁生产，对我们公司附加值较高的金、镍等电镀废水用膜分离技术可实现闭路循环，并产生良好的经济效益。对于综合电镀废水，经过简单的物理化学法处理后，采用膜分离技术可回用大部分水，回收率可达60％～80％，减少污水总排放量，消减排放到水体中的污染物。此举措意义不仅在于实现了废水的回用，更标志着电镀工业进入了水循环使用时代。

3.3.3无氰镀金

镀金工序采用的工艺是氰化镀金，由于氰化物是剧毒物质，严重地影响健康，同时对环境产生极大的破坏。随着科学的发展和环境保护意识的增强，镀金技术逐渐向无氰镀金的方向发展，如亚硫酸盐、硫代硫酸盐、卤化物、硫代苹果酸等镀金，其中以［Au（SO3）2］- 为络阴离子的亚硫酸盐镀金研究得比较多。亚硫酸盐无氰镀金特点：（1）镀液不含剧毒的氰化物，可以减少对电镀工人的身体危害和环境污染；（2）镀液比较稳定，分散能力和深镀能力都较好；（3）镀层光亮细致、耐磨，镀层与基体结合力较好，电镀时沉积速率较快，如果加入其它金属（如锑或钴等）可以镀硬金。采用亚硫酸盐无氰镀金工艺替代氰化镀金工艺，杜绝废水中含有氰化物。

3.3.4其它

介绍一些节能减排、清洁生产的方法。镀镍、镀液回收和镀件漂洗；选用高