高俊健，邢文長(zhǎng)

（安美特化學(xué)有限公司，香港 九龍）

綠色電鍍技術(shù)系統(tǒng)示范項(xiàng)目

高俊健*，邢文長(zhǎng)

（安美特化學(xué)有限公司，香港 九龍）

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，詳細(xì)介紹了安美特公司配合中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)和中國表面工程協(xié)會(huì)共同啟動(dòng)的“綠色電鍍技術(shù)示范項(xiàng)目”的實(shí)施狀況。該示范項(xiàng)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(shí)用技術(shù)。經(jīng)被試點(diǎn)電鍍企業(yè)投放于大生產(chǎn)實(shí)踐的長(zhǎng)期使用，該示范項(xiàng)目取得了上佳的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益：?jiǎn)挝凰慕档土?5%，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(shù)；清潔生產(chǎn)；鋅鎳合金電鍍；生物除油；電解除油；三價(jià)鉻鈍化

1 前言

為了響應(yīng)中國政府節(jié)能減排的基本國策，實(shí)現(xiàn)電鍍行業(yè)的環(huán)保達(dá)標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展，安美特化學(xué)有限公司與中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、中國表面工程協(xié)會(huì)合作，率先以示范項(xiàng)目的形式積極推廣綠色電鍍先進(jìn)技術(shù)。經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，項(xiàng)目取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 綠色電鍍技術(shù)系統(tǒng)項(xiàng)目

項(xiàng)目從占中國電鍍市場(chǎng)份額最大的抗蝕性保護(hù)鍍層入手，選擇了多家具有代表性的電鍍廠做試點(diǎn)，在維持工廠電鍍線現(xiàn)狀基本不變和保證生產(chǎn)正常進(jìn)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(jìn)技術(shù)。

2. 1 前處理新技術(shù)

2. 1. 1 生物除油技術(shù)

高溫(75 °C)熱浸化學(xué)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(huì)隨著使用時(shí)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(jié)合為一體的生物除油技術(shù)[1]。該技術(shù)利用天然的微生物把復(fù)雜的有機(jī)分子轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退瓤沙?，又能有效降低?duì)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(xiàng)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(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(zhǎng)(至今已連續(xù)使用18個(gè)月)，大大降低了化學(xué)品的消耗和污染，提高了生產(chǎn)效率。

2. 1. 2 自動(dòng)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(shí)間長(zhǎng)；大部分的除油劑為固體顆粒，補(bǔ)充時(shí)不能直接添加；除油溫度較高，能耗高。自動(dòng)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(shù)[2]，它具有以下特點(diǎn)：

(1) 除油溫度由75 °C降至40 °C，使能耗降低。

(2) 實(shí)現(xiàn)在線分析。

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

2. 2 電鍍新技術(shù)——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(huì)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(shù)--三價(jià)鉻鈍化液再生系統(tǒng)

傳統(tǒng)的鈍化液使用一段時(shí)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(xué)品的消耗和加重對(duì)環(huán)境的污染。新開發(fā)的三價(jià)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(jìn)的離子交換技術(shù)，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(xiàng)新技術(shù)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(yīng)用效果

為了考核這些新技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，項(xiàng)目組深入試點(diǎn)工廠電鍍線，跟進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一年。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，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(shù)系統(tǒng)應(yīng)用狀況Table 1 Application status of green electroplating technology system

目前，該技術(shù)項(xiàng)目已通過專家評(píng)審，并被中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)確認(rèn)為2010年國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)。所獲證書如圖1所示。該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)核算(滿負(fù)荷生產(chǎn))結(jié)果如表2所示。

4 結(jié)論

圖1 由中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的2010年國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)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(shù)資金投入和經(jīng)濟(jì)回報(bào)對(duì)比Table 2 Comparison between capital investment and economic returns for the new technology

長(zhǎng)達(dá)一年的生產(chǎn)實(shí)踐和大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)表明，本示范項(xiàng)目所推廣的綠色電鍍先進(jìn)技術(shù)具有明顯的工藝先進(jìn)性、環(huán)?？煽啃院徒?jīng)濟(jì)受益性，深受試點(diǎn)工廠及廣大用戶的歡迎。中國表面工程協(xié)會(huì)亦對(duì)此項(xiàng)目良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益予以充分肯定，準(zhǔn)備在業(yè)內(nèi)大力推廣。詳細(xì)的生產(chǎn)和技術(shù)細(xì)節(jié)論述，以后將有專文介紹。“綠色電鍍技術(shù)系統(tǒng)”內(nèi)容豐富，涉及電鍍工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，比如裝飾性鍍層、塑膠電鍍、抗蝕性保護(hù)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(xiàng)目在抗蝕性保護(hù)鍍層領(lǐng)域的應(yīng)用狀況，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用今后將陸續(xù)展開。相信本示范項(xiàng)目的推廣，將會(huì)大大推動(dòng)中國電鍍業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)中國由電鍍大國邁向電鍍強(qiáng)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(biāo)、趨勢(shì)及遠(yuǎn)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(wù)管理工作。

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

[ 編輯：韋鳳仙 ]