如何降低成本并改善电镀设备对环境的影响

作者：亚洲电镀器材有限公司 田东龙

欢迎访问e展厅 展厅 7 喷涂/清洗/表面工程展厅 PVD涂层设备, 电镀设备, 热镀锌设备, 超声波清洗机, 静电喷粉机, ... 本文将就降低电镀设备操作成本及其对环境的影响提供切实可行的方法与建议，同时这些改装方法并不需要一笔巨大的额外投资。本文将包括最大限度的减少废弃物，废水和能源消耗，以及通过简单有效的方法来评估不同种类的工艺技术以保证做出正确的选择。 1. 引言 过去，电镀和表面处理行业从未遇到过如此严峻的外部环境。最近几年来，车辆报废法令和有害物质禁用指令等立法项目对行业造成了很大的影响。除此之外，环境立法逐渐严格，螺线金属、化学、能源和水等资源材料的费用上涨，全球化竞争影响加剧，在这种环境下，明白及减少操作成本空前重要。近年来，受到业内少数不道德人士的损害, 外界对业界的形象有所吴杰。表面处理本质上是一项绿色产业，因为他在环境保护方面有着相当重要的地位。它以低成本，易生产的基质，实现了大量加工，改善原材料属性并提供成品的表面保护。这些保护大大提高了成品的寿命，是另一种保护环境、节约资源。 例如，电镀版为基本材料生产只有几微米的薄层，最大限度的节约了资源。这些薄层可以降低基本材料腐蚀性，耐磨性，同时也保证表面效果能满足人们的需要。既然我们了解到降低操作费用对于我们这个行业的利润如此重要，为何相关的可以实现此目标的技术并未广泛采用呢？ 2. 新电镀系统的投资原则 尽管本文并不是以商务形式讨论，但是理解成本与投资的差距对于新技术的获得与使用尤其重要。作者在下面以简洁描述：“用于购买可产生利润的设备的费用”。 通过此概念，节约能源和降低废弃物排放既可以带有商业意识, 同时也有利于保护环境，为下一代着想。这样，投资者可以关注下一个重要策略，即选取“现有的最好的技术”。 3. 现有的最好的技术 明白到新电镀系统需要投资后，我们就可以选取现有最好的工艺和技术以求整合到系统之中。 “现有技术”指的是技术水平已经达到可以在可行的经济技术条件下执行的水平，同时也要考虑到其代价和优点。“最好”指的是在现有技术中，整体上能达到最有效, 高水平的环境保护水平。“技术”包含可用科技, 安裝, 设计，建造，维修，操作和启用等方面的技术。 4. 现有高投资的技术 近年，已有很多论文介绍了新的方法和概念，然而，本文的目的并非对他们做详细介绍。 己证实及现有的低用水、低耗能、低化学及金属用量的技术如下： 金属复原与循环水洗离子交换系统；金属恢复的电解析出系统；电渗析 媒介回流过滤系统；附带油回收系统的预清洗；改善操作与控制的软件；改善的水洗系统；低耗能干燥系统；电脑辅助模式系统以提高电镀金属在各部件的分配。 5. 现有的实用、简易、有效及低投资成本技术 在此重申，本文的主题太广泛，因此不能面面俱到的对所有技术和工艺进行仔细的综合调查与研究。其中对环境和投资有重要影响的领域是水的消耗，包括系统用水与系统排放的水。作者并不保证以下的任何一点是新的，但是很多仍然有待更广泛的使用。 5.1 许多电镀系统加工程序主要关注加工浸洗中的沉浸时间，而忽视了原材料的固溶处理时间和后续的原材料漂洗时间。通过降低上升速度，保证原材料在加工阶段后的固溶处理时间恰当，这样可以尽量利用电镀液, 尤其是贵重金属和盐回流到生产溶液中。在滚筒系统中，可以通过旋转滚筒至上方位置, 取得更好的效果。 5.2 采用简易的气体动型流速表的流量计, 并在入水冲洗池水源处配以手动隔膜阀,可以有效限制水流，但此项技术目前尚未广泛应用。 5.3 另一项简单工艺是只采用自动电动电磁阀，配以pH或电导传感器根据冲洗水中的化学或金属材料浓度关闭或开启阀门。 5.4 灵活的控制系统可以在一定时间内根据设备生产量开启水源，即在预设数量的挥巴或滚筒加工完成后, 可以允许水流入冲洗水槽缸。另一个有用工具是指控制系统能够在机器停转时关闭水源。 5.5 在德国，逆流冲洗的原则很多年前就有使用案例。三层冲洗可以大量节约用水，这也在德国被广泛使用了很多年。 5.6 如果现有的空间并不允许这样，在逆流清洗系统中第二个槽缸安装的喷射清洗系统可以协助降低水消耗，在新型喷雾嘴使用时效果尤其好。同理，这些系统可以在水箱上方高温操作状态下使用，通过镍补偿蒸汽流失，废酸洗液。这样可以通过最少的努力达到在流失和补给中的平衡。 5.7 在德国广泛使用的另外一项技术是生态冲洗。加工过程中在室温（不限）的状态下工作的废酸洗液，可以通过一个简单的冲洗站回收。固体溶液在加工前与加工后滴入冲洗站中。生态冲洗站可以由稀释的生产溶液产生，或者也可以只是在充满去离子水产生。在这种情况下，只需要一些时间，让它达到最后的浓度。生产溶液只能在槽缸本身或者槽缸的墙壁被清洗后更换。在正常操作下，不需要向槽缸加水，因为假定槽缸中的入水量和出水量相当。 5.8 至于能源节省，一个经常被忽略却需要大量能源的地方, 指的是排气和通风系统。有贵重的化学液可以被吸入系统中，同时槽缸的热消耗是指通过高水平的加热来实现。 5.9 开放式范围, 槽缸需要抽气应当仔细考虑。阳极和阴极保护会形成减少槽缸面积开放的有效节约途径。 5.10 提取率应当仔细参考及研究，计算以求符合法律规定。 5.11“推拉”系统应当合理设计，提供有效抽气的同时为槽缸降低抽气量，尤其是在大的槽缸上。 5.12 重申一下，一个灵活的控制系统加上可变的抽气扇可以降低系统能耗。抽气量也可在机器空转时降低。 5.13 另一项有用的技术是在槽缸中用文丘里喷嘴（venturi nozzles）空气搅动。空气搅动在大部分情况下是有规定的，文丘里（venturi）系统己有完好的建立。统一及有效地搅动可以通过使用单独的循环泵, 通过喷管推动加工溶液。这项设备如果合理设计可以不产生任何烟雾，并且可以提供四倍于入水量的出水量。因为文丘里喷嘴（venturi nozzles）并不产生烟雾，槽缸抽气也可降低在槽缸的化学液和金属的流失，同时输送管及洗涤器也可最小化。另一项重要的优点，是这种设置可以提高加工效率。 6. 实用，简单，有效地甄别选取现有最好技术的方法 简单的费用/效益分析可以容易地判断这是否是一种合理投资。可以把如下需求考虑在内： 预计成本收回期；每小时可生产的挂具，滚筒或挥巴；每小时镀金面积；每小时镀金部件；每小时的部件废酸洗液；可接受的水洗率；每单位年用冲洗水水量和水费和/或耗能量；每单位年排放水量和水费和/或耗能量；增加技术所需投资 结论 由此可以看出，很多试用的技术工艺都不需要大量的投资，就可以大幅减少电镀设备对环境的影响，降低操作成本。对于现有的技术，只能在完全了解，并对比现有的操作成本与采用新设备投资后，所降低的费用后，方可做出最好选择。 参考文献 1. D.Hemsley, The Surface Engineering 2000 Model Plating Plant Project, Transactions of the Institute of Metal Finishing, 2000. 2. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC)- Surface Treatment of metals and plastic materials using electrolytic or chemical process, 2002. 3. L. Hartinger, Handbook of Effluent Treatment and Recycling for the Metal Finishing Industry , 2nd Edition, Finishing Publications Ltd.,1994 (end)

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