高俊健，邢文長

（安美特化學有限公司，香港 九龍）

綠色電鍍技術系統(tǒng)示范項目

高俊健*，邢文長

（安美特化學有限公司，香港 九龍）

根據(jù)生產(chǎn)實踐和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，詳細介紹了安美特公司配合中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會和中國表面工程協(xié)會共同啟動的“綠色電鍍技術示范項目”的實施狀況。該示范項目的核心內(nèi)容是包括前處理、鋅合金電鍍及后處理在內(nèi)的防腐蝕鍍層組合實用技術。經(jīng)被試點電鍍企業(yè)投放于大生產(chǎn)實踐的長期使用，該示范項目取得了上佳的環(huán)境和經(jīng)濟效益：單位水耗降低了85%，單位能耗降低了65%；電鍍廢水中COD減少了50%，電鍍速率提高了50%，產(chǎn)品一次合格率從90%提高到98%；鈍化液中鋅雜質(zhì)削減了65% ～ 95%，鐵雜質(zhì)削減了85% ～ 95%，而且徹底杜絕了鋅鎳合金電鍍過程中氰化物的產(chǎn)生。

綠色電鍍技術；清潔生產(chǎn)；鋅鎳合金電鍍；生物除油；電解除油；三價鉻鈍化

1 前言

為了響應中國政府節(jié)能減排的基本國策，實現(xiàn)電鍍行業(yè)的環(huán)保達標和可持續(xù)發(fā)展，安美特化學有限公司與中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會、中國表面工程協(xié)會合作，率先以示范項目的形式積極推廣綠色電鍍先進技術。經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實踐，項目取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

2 綠色電鍍技術系統(tǒng)項目

項目從占中國電鍍市場份額最大的抗蝕性保護鍍層入手，選擇了多家具有代表性的電鍍廠做試點，在維持工廠電鍍線現(xiàn)狀基本不變和保證生產(chǎn)正常進行的前提下，從前處理、電鍍到后處理，系統(tǒng)引入綠色電鍍先進技術。

2. 1 前處理新技術

2. 1. 1 生物除油技術

高溫(75 °C)熱浸化學除油是電鍍廠傳統(tǒng)的前處理工藝之一，其除油工藝通常使用除油劑。而除油劑的使用效果會隨著使用時間的推移而降低。因此，需要經(jīng)常更換槽液。這樣不僅造成生產(chǎn)效率低，而且產(chǎn)生污水處理與排放污染等問題。為了解決此類問題，安美特公司開發(fā)了一種將天然生物降解和水性清潔結合為一體的生物除油技術[1]。該技術利用天然的微生物把復雜的有機分子轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，既可除油，又能有效降低對環(huán)境的污染。而且，生物除油劑可循環(huán)使用，無需更換，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。該項技術具有以下優(yōu)點：

(1) 除油溫度由75 °C降至40 °C，能耗降低了63%。

(2) 革命性的生物降解原理(非皂化)，無需翻槽、重配槽液，更新槽液周期大大延長(至今已連續(xù)使用18個月)，大大降低了化學品的消耗和污染，提高了生產(chǎn)效率。

2. 1. 2 自動監(jiān)控低溫(40 °C)電解除油體系

高溫(75 °C)堿性電解除油是另一種電鍍前處理工藝，它存在的問題是：除油效果不穩(wěn)定；槽液離線分析，分析時間長；大部分的除油劑為固體顆粒，補充時不能直接添加；除油溫度較高，能耗高。自動監(jiān)控低溫(40 °C)電解除油系統(tǒng)是為了解決上述問題而開發(fā)的新技術[2]，它具有以下特點：

(1) 除油溫度由75 °C降至40 °C，使能耗降低。

(2) 實現(xiàn)在線分析。

(3) 自動監(jiān)控加料，保持槽液在最佳的濃度。既可減少化學品的浪費，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2. 2 電鍍新技術——新型堿性鋅鎳合金電鍍工藝(薄膜陽極)

傳統(tǒng)的堿性鋅鎳合金電鍍工藝通常使用金屬陽極，故在電鍍過程中會產(chǎn)生氰化物等分解物，從而降低電流效率，降低產(chǎn)能，并增加能耗。采用薄膜陽極的新型堿性鋅鎳合金電鍍工藝避免了氰化物等污染物的生成，提高了電流效率和產(chǎn)能，并能保證鍍層質(zhì)量。

2. 3 后處理新技術--三價鉻鈍化液再生系統(tǒng)

傳統(tǒng)的鈍化液使用一段時間后，由于鐵、鋅雜質(zhì)污染物的積累，鈍化液功能下降，工件防腐性能降低，外觀變色。而重新配制槽液，將增大化學品的消耗和加重對環(huán)境的污染。新開發(fā)的三價鉻鈍化液再生系統(tǒng)[2]有效地解決了以上問題。該系統(tǒng)利用先進的離子交換技術，在高性能的鈍化液中有選擇性地除去金屬雜質(zhì)。在使用該項新技術后，部分廠家的鈍化液使用一年都未更換，產(chǎn)品質(zhì)量提高，生產(chǎn)穩(wěn)定，降低了生產(chǎn)成本，利于環(huán)保。

3 應用效果

為了考核這些新技術的先進性和可靠性，項目組深入試點工廠電鍍線，跟進時間長達一年。經(jīng)過現(xiàn)場檢測，收集了第一手生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 綠色電鍍技術系統(tǒng)應用狀況Table 1 Application status of green electroplating technology system

目前，該技術項目已通過專家評審，并被中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會確認為2010年國家重點環(huán)境保護實用技術。所獲證書如圖1所示。該項目經(jīng)濟核算(滿負荷生產(chǎn))結果如表2所示。

4 結論

圖1 由中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會頒發(fā)的2010年國家重點環(huán)境保護實用技術證書Figure 1 Certificate for national key environmental protection practical technology in 2010 issued by China Association of Environmental Protection Industry

表2 新技術資金投入和經(jīng)濟回報對比Table 2 Comparison between capital investment and economic returns for the new technology

長達一年的生產(chǎn)實踐和大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)表明，本示范項目所推廣的綠色電鍍先進技術具有明顯的工藝先進性、環(huán)?？煽啃院徒?jīng)濟受益性，深受試點工廠及廣大用戶的歡迎。中國表面工程協(xié)會亦對此項目良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益予以充分肯定，準備在業(yè)內(nèi)大力推廣。詳細的生產(chǎn)和技術細節(jié)論述，以后將有專文介紹。“綠色電鍍技術系統(tǒng)”內(nèi)容豐富，涉及電鍍工業(yè)的各個領域，比如裝飾性鍍層、塑膠電鍍、抗蝕性保護鍍層、耐磨性鍍層及功能性電子鍍層等。本文介紹的僅為示范項目在抗蝕性保護鍍層領域的應用狀況，在其他領域的應用今后將陸續(xù)展開。相信本示范項目的推廣，將會大大推動中國電鍍業(yè)的技術進步，促進中國由電鍍大國邁向電鍍強國。

[1] 高俊健, 鄺靄雪. 新型前處理工藝[J]. 電鍍與涂飾, 2008, 27 (9): 43-46.

[2] IGEL O, 吳雪穎, 高俊健. 電鍍及表面處理工業(yè)的目標、趨勢及遠景[J].電鍍與涂飾, 2009, 28 (7): 4-8.

Advanced green electroplating technology demonstration project //

KO Danny Chun-kin*, XING Wen-chang

The article described the implementation and results of the “Advanced Green Electroplating Technology Demonstration Project”, which was jointly initiated by Atotech, China Association of Environmental Protection Industry and China Surface Engineering Association. The scope of the project includes pretreatment, zinc alloy plating and post-treatment for corrosion protection. Based on the long term application of these technologies at the demonstration sites, the project has achieved significant environmental and economic benefits: water consumption per unit plating area was reduced by 85%, energy consumption reduced by 65%, COD in wastewater reduced by 50%, plating speed increased by 50% and the first pass rate of product increased from 90% to 98%, in addition, the zinc impurity in passivation bath decreased by 65%-95% and iron impurity decreased by 85%-95%; the formation of cyanide during the zinc–nickel alloy plating process was also prevented.

green electroplating technology; cleaner production; zinc–nickel alloy plating; bio-cleaner; electro-cleaner; trivalent chromium passivation

Unit 904-12, 9/F, Miramar Tower, 132 Nathan Road, Tsim Sha Tsu, Kowloon, Hongkong

TQ153

A

1004 – 227X (2010) 11 – 0011 – 03

2010–08–27

2010–09–13

高俊?。?975–），男，廣東中山人，博士，分公司經(jīng)理，主要從事通用五金電鍍及電子業(yè)務管理工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) danny.ko@atotech.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]