[摘要]电镀要做到清洁生产,必须从源头抓起。在电镀车间改造设计时来实施清洁生产技术是有效的途径,可实现改善生产环境、节能降耗、降低水污染。生产应用中收到明显经济、环境和社会效益。 [关键词]电镀;清洁生产;设计;应用 [中图分类号]X781.1[文献标识码]B[文章编号]1001-1560(2007)05-0056-02 0前 言 实现清洁生产是当今解决生态环境的需要,电镀这个重污染行业必须先行。在电镀生产点的周期性设备改造时,要按清洁生产的理念进行技术革新,低投入的简单重复或略加改进翻新,达不到实现清洁生产的目的。结合企业电镀车间的实际情况,用全新设计制定切实可行的方案。也就是说要突出清洁,资金投入恰当或略高,生产运行安全、高效、成本低,这样企业受益,也造福子孙后代。为此,公司在新一轮电镀设备改造时,规划将南、北二区电镀集中在北区建电镀车间和废水处理站,实施清洁生产设计,以彻底改变电镀生产的面貌。 1.清洁型电镀车间设计 总原则是在北区现有电镀厂房基础上,利用原装配车间旧厂房进行整体规划布置二条槽长5m左右、总容积70000L的锌酸盐吊镀自动线,一条3000L滚镀锌自动线,二条高温钢铁滚、吊兼容的发黑自动线、两条手动线和废水处理站等。占地5700m2的清洁型电镀车间(包括绿化带)。在不影响生产的前提下逐步拆建,达到预期目标。 1.1电镀工艺 (1)镀锌 仍用宽温、宽电流添加剂BZN 99进行锌酸盐镀锌,低铬彩色钝化、黑钝化,蓝白钝化改为低铬三价铬钝化。 (2)镀硬铬 采用250g/L中浓度镀铬配方。用铬雾抑制剂抑制铬雾,清洗为三级逆流漂洗,回收液定期电加热浓缩后回用于铬槽和配制低铬彩色钝化液。 (3)镀装饰铬 仍用高整平、出光快、高耐蚀性的三层镍、铬工艺,无铜离子污染源。光亮镀镍采用三级逆流漂洗,定期加热浓缩回用镍槽。 (4)镀化学镍 生产需要新增化学镀镍工艺,改部分镀铬零件为化学镀镍,减少六价铬离子的污染。 (5)钢铁发黑 仍用高温发黑工艺,后处理改浸脱水防锈油,提高发黑的耐蚀性,增加甩油工序,降低生产成本和油污染,加温改为槽内电加热,降低了能耗。 (6)铝及镁合金化学氧化 仍用低铬化学氧化工艺。 (7)前处理5条自动线均设计一步法电镀,全部在线上进行前处理。生产量较大的两条吊镀锌线增加低浓度同槽超声波除油除蜡,利用超声波空化效应使零件的表面及缝隙中的油污、蜡等污垢迅速剥离,从而使工件表面净化,较大地减轻阴、阳极电解除油的压力,电解除油改为低磷低碱中温配方,降低工作温度和电流,保证除油零件全润水,产生的碱膜薄,盐酸去膜浓度控制在原配方的2/3以下,减少强碱和强酸的用量,较大地改善了生产环境,消除了繁重的零件装挂先除油的手工操作环节。 1.2电镀设备 设备的设计和选择除了新型、安全、可靠、实用,最重要的是利于清洁生产,提高资源利用率,消除生产过程中的跑、冒、滴、漏来尽可能杜绝废水废气的污染,对关键性设备和元器件坚持采用国内名牌或进口品牌。 (1)手动线改为微机智能控制自动线 电镀车间批量大的镀锌、发黑5条线改为一步法微机智能控制自动线,只需人工上下挂。配备自动控温、定时、连续过滤、空气搅拌等,行车运行用无级调速变频器,能慢速启动、停止和快速运动,吊镀锌线设几套控制程序可分别进行彩色、黑色、篮白的自动钝化,提高了生产过程中的质量控制水准。镀锌、发黑、除油、酸洗、钝化等槽行车上行吊钩到位设有最佳10s左右延时功能,挂具和零件上镀液50%以上自流回槽,节约化工原辅料,减少废水处理量。 (2)自动线行车、工艺槽、管道及整体外观 生产线均采用中轨式行车,结构简单明快,维修方便,外涂玻璃钢防腐蚀层。工艺槽安装在用环氧夹布玻璃钢的防腐蚀地面上(需要高耐蚀性地面辅以厚花岗岩),工艺槽、管道、加温管、空气搅拌、冷却管等根据使用要求选用钛、不锈钢、PVC、PP,钢体内衬PVC软塑,板外涂玻璃钢,各工艺槽出口管道连接相应的废水处理管道。 自动线利用两边高1m的走道,把抽风管、铜排管道等安装在下面。外侧用可拆卸的不锈钢板装饰,外观整齐美观。 (3)清水槽结构改进 镀件清洗水是主要电镀废水之一,几乎要占车间废水排放量的80%以上。原手动线各清洗槽为单体进出水,自动线改为流向合理的二联、三联槽,进水槽为某工序的末位清洗槽,一水多用循环回至2～3槽,部分清洗要求严格的增装喷淋、压缩空气搅拌和超声波清洗,提高清洗效果(尤其碰焊件),减少生产用水1/2以上。 (4)抽风机等设备改进 抽酸、碱风机增加喷淋液化装置,废液排入相应废水池。抛光机改为吸尘抛光,重灰尘落入箱内,定期清理排出,轻灰尘通过出风口排入水中。 (5)加工艺槽盖板 设计简单轻便的槽盖板,在公休日或停产时,将酸、碱、加温镀槽等槽面盖住,防止空气中灰尘落入,并减轻槽液中气体外逸造成的成分损失和设备腐蚀,同时还有减轻环境污染和保温功能。(6)整流器 改用节能、体积较小的可控硅整流器,安装在离镀槽近且通风良好的房内。电流电压调整设在自动线上对应的槽旁,直观且操作方便。镀硬铬采用自动换向硅整流器。 1.3废水处理 废水处理站设计把车间多种多股废水归纳为三大类废水(重金属离子废水、发黑废水、混合废水),采用较先进的智能控制和可靠、实用、低成本的处理方案。利用高于地面的中轨式电镀自动线工艺槽的出口接管道,直接排入低于地面的相应废水处理池中,分别用化学法、物理化学法、酸碱中和法来处理。废水处理中对各抽水泵的开关实行智能控制,具有自动报警功能,操作电脑可查pH值、抽水量、各泵工作时间。配备贮废酸、废碱池,用于废水处理时调整各池pH值。配备简单可行的净化、回收混合废水装置,90%回用到水质要求不太高的发黑线及镀锌前处理清洗,年节水30万t。废水处理产生废泥、废渣经压滤取出入池,定期运至专用的储存地。 1.4保障措施 (1)车间经常组织职工学习清洁型电镀生产、设备保养维护方面的知识。同时,制定了相关的规章制度,使生产人员都能按规章操作。 (2)要求维修人员在生产空闲期对自动线设备进行必要检修,易损件定期更换;现场工艺人员对镀液进行周期性的处理、更换和用瓦楞板对镀液进行小电流去除异金属杂质,确保设备完好,保持镀液长期稳定,生产时3班运转安全正常。 (3)建立小试验跟踪工艺线镀液的制度,在实验室用霍尔槽,小槽模拟大槽试验,发现镀液故障苗头,及时进行调整,保证3班稳产高产。 (4)对生产线上的超声波除油除蜡、低铬钝化槽等,制定了定期更换制。不允许勉强延长使用,既保证了产品质量又降低消耗。如低铬彩色钝化,使用时间越长钝化液中锌铁离子浓度越高,添加时铬酐、硫酸量超过配槽量,清洗水Cr6+含量也偏高。工艺规定两至三班制,生产5d更换一次,减少了铬酐用量,保证了低铬钝化液的浓度和清洗水的Cr6+排出量。 (5)设计挂具时,采用合理的工件悬挂方式,在保证良好导电基础上尽量减少挂具面积,利于溶液回流镀槽,减少了溶液的带出。 (6)对工作温度较高,有危害性气体逸出的溶液,添加抑雾剂,减少蒸发量20%～50%,阻绝部分污染源,改善了生产环境。 2清洁型电镀自动线的生产应用 2005年8月,电镀车间改造完毕,三班生产运行至今1a多。实践证明,生产管理顺畅,产品质量上台阶,设备安全、节能、故障率低,产生了明显的经济、环境、社会效益。 微机智能控制自动线生产准确地按设定成熟工艺流程运转,消除人为因素干扰,电镀产品合格率从原来的70%～85%上升为现在的95%以上。每条线每班减少开行车人员2名。 自动程序控制中设定某些工艺槽行车上行延时,零件清洗干净有序,各种槽液相当稳定,只要按正常消耗量添加化工材料,基本无故障,保证了生产周期,节约了大量原料。 自动线设计的功能先进、安全、节能、故障率低,日常维修减少,劳动强度和运行总成本下降。 经济效益明显,年节水500000t×1.54元/t=77万元,年节约维修费用7.8万元,年节约化工辅料35万元,减员10人×2万元/年=20万元,其他忽略不计,年节约资金合计139.8万元。 车间内前处理增加超声波除油除蜡,降低电解除油碱浓度、电流密度、酸洗盐酸浓度,空气质量明显变清新,经环保部门检测达标(见表1)。室外抽风机加净化装置,保证了基本无有害气体散发,生产环境得到改善。
清洁型电镀车间生产运行,明显改善了环境,产生了可观的经济效益和社会效益。 |
