镀镍线清洁生产机会分析 杨高英1，雷兆武2 (1.河北建材职业技术学院，河北秦皇岛066004;2.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004) 摘要:以某公司镀镍生产线为例，进行清洁生产的审核分析，针对镍电镀过程，研究了工艺和单元操作，在镍金属平衡和水平衡的基础上，分析镍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，实现镍电镀过程的清洁生产。 关键词:镍电镀过程;清洁生产;清洁生产机会 中图分类号:TQ153.12文献标识码:B 文章编号:1001-3849(2012)08-0026-04 引言 某公司为IT产业零配件生产厂家，主要生产过程包括冲压、成型、电镀及组装等。依据公司能耗高、物耗高及污染重环节的调研和考察结果，结合国家重金属污染防治规划，确定镀镍生产线为公司清洁生产审核重点。 本文以该公司镍电镀全过程为研究对象，进行电镀过程的清洁生产审核分析。 1·电镀工艺现状 1.1电镀工艺 该公司镍电镀过程为连续作业方式，由镀前处理、镀镍、镀液回收和逆流漂洗等工序构成。 1)前处理。为待镀件进行电镀前的预处理过程，主要去除镀件表面的油污、铁锈等成分，包括碱洗、酸洗以及清洗等工序。 2)镀镍。对经过前处理后的镀件进行镀镍加工。采用镍珠作为阳极，用硫酸镍、氯化镍等配制镀液，在加温的条件下进行。 3)镀液回收。对镀件带出的镀液进行回收，减少后续作业的中污染物的量，同时，通过对镀液的回收，可以提高镀层金属镍的利用率。 4)逆流漂洗。对镀件上残留的镀液进行清洗，保持镀件表面的洁净。 1.2电镀单元操作过程 依据镀镍工艺和原材料使用情况，将电镀过程划分为前处理、镍镀液回收及逆流漂洗、纯水制备等三个单元。各单元操作、原材料使用及产生废物如图1、图2和图3所示。
根据各单元操作过程，镍电镀消耗的主要原材料包括阳极(镍珠)、镍盐(硫酸镍或氯化镍等)、添加剂、脱脂剂、酸及水等。 1.3电镀过程主要污染物及治理 1)电镀过程主要污染物。污染物来自与电镀生产的全过程，主要污染物包括废水、废气和固体废物。废水包括前处理过程产生的脱脂废水、酸性废水、清洗和逆流漂洗过程中产生的废水。逆流漂洗过程为废水产生的主要环节，废水中主要污染物为Ni2+、COD及BOD等。废气产生于镀镍工序，包括由于电极反应产生的废气和镀液加热蒸发产生的废气，如硫酸雾、盐酸雾等。固体废物包括镀液过滤产生的废滤芯、残余的阳极、镀槽中残渣、原材料包装袋(桶)，以及废水处理过程中产生的污泥等。 2)污染物治理。废水采用“化学沉淀+生物接触氧化”工艺进行处理。为防止废水对土壤等污染，电镀场地和污水处理设施进行防渗敷设。废气经收集系统收集后，进入碱液吸收塔，废气经碱液吸收塔处理后，废气符合大气污染物综合排放标准，经由排气筒排出。为有效地收集废气，在电镀槽上加盖板，减少废气的逸出。固体废物属于危险废物，委托具备危险废物处理资质单位进行处理处置。 2·电镀过程物料平衡 进行物料平衡的目的，旨在准确判断审核重点的废弃物流，定量地确定废弃物的数量、成分以及去向，从而发现过去无组织排放或未被注意的物料流失，并为产生和研制清洁生产方案提供科学依据，主要包括金属镍平衡和水平衡。 2.1物料实测 为完成金属镍平衡和水平衡，需要对电镀过程中相关项进行实测，检测内容和方法如表1、表2。
2.2实测结果及物料平衡计算 物料实测及平衡结果如表3。
3·电镀过程清洁生产水平分析 依据《中华人民共和国环境保护行业标准清洁生产标准电镀行业》(HJ/T314-2006)，镍电镀过程清洁生产水平指标包括生产工艺与装备要求、资源利用指标、镀件带出液污染物产生指标(末端处理前)及环境管理要求四类指标。 3.1生产工艺与装备要求 1)结合产品质量要求，在脱脂过程中，采用热碱液，通过超声脱脂和电解脱脂;在电镀过程中用阳极袋回收阳极残料。2)采用全自动控制的节能电镀生产线，有生产用水计量装置和车间排放口废水计量装置。3)在清洗工序中，采用压缩空气喷吹、喷淋清洗及三级逆流方式，提高清洗效率，减少水资源消耗。4)电镀槽加盖，防止废气散逸;设备确保无跑冒滴漏。5)生产作业地面及污水系统防腐防渗措施。 3.2资源利用指标 依据HJ/T314-2006标准要求，镍电镀过程资源利用指标如表4。
依据表3相关指标计算，镍利用率为92.72%，新鲜水用量为0.289t/m2，满足二级清洁生产要求。 依据HJ/T314-2006标准要求，镍电镀过程镀件带出液污染物产生指标(末端处理前)如表5。
依据表3相关指标，镍电镀过程镀件带出液污染物产生指标(末端处理前)为0.596g/m2，满足二级清洁生产要求。 3.3环境管理要求 1)遵照国家和地方有关环境法律、法规，污染物排放达到国家和地方排放标准、总量控制和排污管理要求;2)按照GB/T24001建立并运行环境管理体系，环境管理手册、程序文件及作业文件齐备;3)具备完善的废水、废气净化处理设施且有效运行，有废水计量装置。有适当的电镀废液收集装置和合法的处理处置途径，生产现场有害气体发生部位有可靠的吸风装置，废水处理过程中产生的污泥、及其他电镀废物按照危险废物处置，处置设施及转移符合标准，处置率达到100%;4)生产现场环境清洁、整洁，管理有序，危险品有明显标识;5)购买有资质的原材料供应商的产品，对原材料供应商的产品质量、包装和运输等环节施加影响;危险废物送到有资质的企业进行处理;6)按照《国务院关于全面加强应急管理工作的意见》的精神，根据实际情况制订和完善本单位应急预案，明确各类突发事件的防范措施和处置程序。 4·电镀过程清洁生产机会 清洁生产就是在对电镀过程分析的基础上，通过源头削减和过程控制，达到降低能耗、物耗，减少或避免废物的产生和排放的目的。清洁生产机会是实现这一目的的具体措施。 1)前处理。加强脱脂剂、酸的质量检验和库存管理，采用不含磷洗涤剂代替含磷洗涤，降低废水中磷的浓度;依据待镀件上油脂和金属锈的附着量，确定脱脂剂和稀酸的浓度和用量;采用中温或常温脱脂;控制清洗水用量;将脱脂废水和酸性废水进行中和等。 2)镀镍、镀液回收和镀件漂洗。选用高纯度阳极(镍珠)，降低镀液中杂质浓度;减少镀件带出液量;进行镀液回收;镀槽采用低浓度镀液;减少镀液中添加剂的用量;利用电厂余热对镀液进行加热;对含镍漂洗废水采用“微滤+反渗透”工艺，渗透液用于三级逆流漂洗等。 3)纯水制备。加强膜装置在线清洗，提高产水能力;浓水回用于废气净化。 4)生产管理。加强设备检查维修和保养;综合废水经处理后用于废气的净化;建立废物最小化企业管理体系;制定废物最小化生产技术操作规程;提高技术人员、管理人员的水平;提高员工技术操作水平;提高员工环保意识和清洁生产意识;激励员工积极参与清洁生产等。 5·结语 镍电镀过程清洁生产，旨在降低电镀过程中的物耗、能耗，减少污染物的产生和排放，提高产品产量和质量，实现电镀过程的节能、降耗、减污、增效的目的。通过对镍电镀工艺和单元操作研究，在金属镍平衡和水平衡的基础上，分析镀镍生产线清洁生产水平，发现该过程清洁生产机会，为实现清洁生产制订合理方案。 参考文献 [1]雷兆武，申左元.清洁生产及应用[M].北京:化学工业出版社，2007:8 |
