低污染的鍍硬鉻工藝及清洗方法

   日期:2013-08-16     瀏覽:743    評論:0    

引言

    GB21900—2008《電鍍污染物排放標準》已于2008年8月1日開始執行。對現有設施、新建設施及部分環境敏感區所有設施設定了三類不同排放限值。其中提出了單位產品基準排水量,即企業生產單位面積鍍層的廢水排放量上限。如現有設施的基準排放量電鍍光亮鉻為750mL/m,其它為300mlMm,新建設施的限值為其2/3,甚至更低。意味著工廠或車間將難以用大量的凈水把電鍍廢水稀釋再達標排放。

    電鍍廢水中Cr(VI)對環境造成嚴重的污染,是人們關注的焦點。各地都在研究開發新的代鉻鍍層。其中三價鉻鍍鉻液可以替代Cr(VI)的鍍液,尤其是裝飾性鍍層已有相當數量的產品逐步推廣應用。但目前三價鉻鍍液鍍硬鉻工藝的工業化生產尚不成熟。由于Cr(VI)鍍液電鍍硬鉻層的硬度較高、結合力和耐磨性好,鍍層可達1000m以上。所以從當今工業產品的種類和使用情況來看,還需Cr(Ⅵ)鍍液鍍硬鉻。問題是如何選用一種適合的添加劑降低CrO的質量濃度,減少帶出量,改善水洗方法,回收利用,從源頭削減Cr(VI)對環境的污染。

    1采用稀土低鉻鍍鉻工藝

    1.1鍍液組成及工藝條件

    鉻酐120g/L

    稀土添加劑1.2g/L

    硫酸0.6g/L

    Θ45~50℃

    Jk25~30A/dm

    1.2工藝特點

    (1)經濟效益好某廠硬鉻車間有大、中、小3個鍍鉻槽共1萬多升溶液使用稀土添加劑,對林業、機械、挖掘機的軸類件尺寸鍍鉻,拋光呈鏡面,鍍層為80

    m左右,其它零件在250m上下(鍍層需精磨)。該稀土低鉻鍍液由原標準(250g/LCrO,)鍍鉻液轉化而成,鍍液P(CrO)將降低50%,提高'7為30%以上。例如,同樣d為80~0.18mm,z為1300mm的銷軸,原鍍液電鍍需2.5h,稀土低鉻鍍液僅1.5h。就原鍍液轉化配槽一項節約鉻酐1t多,按當時單價所節余的鉻酸溶液還可以生產100萬元產值的鉻鍍層,不必使用新的鉻酐原料。

    (2)帶出量較少實踐表明,鍍液質量濃度越高,溶液黏度就越大,帶出量也就越多。以鋁氣缸鍍鉻為例,原鍍液P(CrO,)為250g/L,水洗回收槽中的CrO含量很高。以當時的3個水洗槽為例,分析其槽中P(CrO)結果是:第1水洗槽為15.8g/L;第2水洗槽為4.7g/L;第3水洗槽為1.4g/L左右。自改用稀土低鉻鍍液進行生產以后,由于CrO質量濃度的降低,帶出量較少。如第1水洗槽中P(CrO)從原來的15.8g/L降低到7L左右。

    2控制帶出量及水洗方法

    2.1減少帶出量的措施

    從鍍槽中取出鍍件時,粘附在鍍件表面上鍍液的數量因條件而異,其范圍很大。一般為i00~400mL/m,鎳/鉻層一般為60mL/m左右。帶出液不僅浪費了資源,還嚴重污染了環境,國標考核該項

    指標意義在于促進企業在工藝和裝備方面采取措施,從源頭削減污染物,減少鍍件從鍍槽中帶出鍍液的數量。與帶出量有關的因素,除了鍍液本身的質量濃度外,還有以下方面的原因:

    (1)工件形狀開孔或凹槽部分多的鍍件,從槽中帶出鍍液的數量就多;(2)裝掛方式鍍件出槽附著的液體因重力而落人底部,所以鍍件裝掛時應將其棱角垂直于鍍槽的液面,盲孔或凹槽應向下;(3)脫液時間鍍件從槽中取出應在上空停留3~10S,同時利用振動的輔助手段,可以促進脫液。(4)噴射水洗利用水壓噴射呈霧狀,初始使濃的液體從鍍件表面全部流回槽內,大大減少帶出量。

    2.2水洗方法的改善

    過去用1個流動水洗槽,用大量的水進行清洗而排放,對末端廢水綜合處理系統的壓力很大,如今改用逆流多槽水洗循環利用的方法,對節約用水、回收資源及實現電鍍清潔生產是極其有效的。因為鍍硬鉻槽液溫度較高,其水分蒸發較快,施鍍時間長,鍍液被帶出次數少,而向鍍槽補充水量多,尤其在停鍍過夜時因蒸發濃縮而補充量更大。其補充量用第1水洗槽液水,再將后槽的清洗水依次補充前槽,末槽用去離子水或蒸餾水補加至工作狀態,基本上能達到帶出和回用兩個平衡。但是,現有設施的多級水洗槽有它的缺點,即幾個單槽并列槽間都有一定空隙。操作時,鍍件從鍍槽中取出移至各水洗槽運行過程中,帶出液落入這些槽間空隙處而滴流于地溝、地面,影響清潔生產。為解決上述問題,可在原有設施的水洗槽與槽間空隙部位,各設置一適合的優質塑料皮,讓帶出液落人其上面而流回槽內。在新建設施多槽水洗循環系統時,應設計一種“聯體型”內隔若干水洗槽,以克服舊模式槽與槽間隙的缺點。具體如下:

    (1)用6為10mm硬塑料板(或6為3mm不銹鋼板)加工為1800mm×600mm×750mm,焊成一聯體槽;另按其內腔尺寸,取相同材料加工3塊作為隔槽板,形成4個等距離(約450mm)加以焊牢。

    (2)再用同一材質加工為1800mm×50mm(2條)和600mm×50mm(2條),焊接在上述聯體槽外四周的上沿口作為發藍邊。注意:將其焊接呈15。錐面,即向槽內傾斜,以防止清洗水濺溢于槽沿而滴至地面。(3)再制作一塊適合的塑料板或皮,用來擋住水洗槽與鍍鉻槽之間的空隙,防止帶出液落人地面。

    2.3提高水洗的效率

    實踐表明,只要有效地控制鍍件從鍍槽中的帶出量及其水洗的操作方法,一般3—4個水洗槽即可。關鍵是加快對附在鍍件表面的液體擴散到清洗水中,因此,必須注意以下方法:

    (1)提高洗水的溫度,尤其在冬季。(2)用壓縮空氣進行攪拌。3)在水洗槽中移動工件。4)工件從水洗槽中取出后再放回槽中往復水洗兩次。5)工件經末槽水洗結束后,最好用布擦拭表面。檢查工件在各槽中水洗是否徹底,可以用試紙測定水洗槽中取出的工件表面上水的pH??雌涫欠衽c該水洗槽的pH相等。

    3結束語

    新國標的出臺,對電鍍工作者和電鍍企業是十分嚴峻的考驗。清潔生產是一個持續改善環境行為和環境續效的過程,它具有動態發展的特點。

    參考文獻:

    [1]王一夫.三價鉻電鍍進展簡述[J].表面工程資訊,

2007,(6):7-8.

    [2]奚兵.稀土低鉻酸鍍硬鉻[J].腐蝕與防護,2003,24(11):287—290.

    [3]川崎元雄,小西三郎,-k/lg信康,等.徐清發,李國英,潘曉燕,譯.實用電鍍[M].北京:機械工業出版社,1984.309.3l2.

    [4]蔡建宏.電鍍清潔生產改造的依據[J].電鍍與精飾,2008,30(7):13—16。

 
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