清潔生產技術在鍍鋅生產線的應用

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摘要：研究并設計實施了清潔生產技術在鍍鋅生產線各個工序上的應用，經實踐證明，清潔生產技術的應用，不僅大大降低了污染物的排出量，而且減少了原料耗費量，節約了能源，降低了生產成本，使資源利用率不斷提高，產生了很好的經濟效益和環境效益，并可推廣到其他電鍍生產線上。

關鍵詞：清潔生產;鍍鋅;環境保護

《中國21世紀議程》對清潔生產的定義是：既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源并保護環境的實用生產方法和措施，其實質是一種物料和能耗最少的人類生產活動的規劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產過程之中。清潔生產是一種新的污染防治戰略，它是一種工業與環保相結合的生產方式，著眼于利用源削減和再循環手段將先前的污染末端治理轉向，把污染降低或消除在生產到消費的過程中，它包括清潔的能源、清潔的生產過程和清潔的產品。

1某公司鍍鋅生產線改善前的狀況

某公司鍍鋅生產線建于20世紀90年代中期，相比現在的生產工藝落后，所使用的原材料對環境和人體健康存在危害，對產生的廢物進行的末端治理費用昂貴。

1.1電鍍液仍然使用氰化鍍鋅溶液

氰化物在電鍍中是最優良的絡合劑，其均鍍能力和深鍍能力好，能得到光滑細致的鍍層。此外，其對電鍍車間設備腐蝕的作用很小，因而在生產中被長期廣泛的采用。但由于氰化物(氰化合物)有劇毒，不僅對人體健康產生危害，對環境的污染也很嚴重。人體直接接觸氰化物會引起中毒，嚴重的甚至會導致死亡。對于處理含氰廢水，其反應復雜，多采用堿性氯化法，需要經過兩個氧化階段，才能將有毒物質轉變為無毒物質。該方法需要大量的氧化劑，會產生較多的污泥沉渣，既污染環境，其治理費用也很高，因此，無氰電鍍是本次清潔生產技術應用的重中之重。

1.2鍍鋅前處理為增強除油效果，往往使用三氯乙

烯進行零件清洗三氯乙烯作為金屬脫脂劑，它能高效將工件表面的油污去除，是最佳的金屬脫脂洗劑。然而，三氯乙烯對人體健康存在極大的危害，嚴重可致死。該物質DOI:10.14099/j.cnki.tjkj.2017.03.013對環境也有嚴重危害，應特別注意對空氣、水環境及水源的污染。國際多個法規制定機構及政府皆承認三氯乙烯屬于第二類致癌物質。因此，尋找一種既經濟實用又能替代含氯溶劑的環保型清洗劑勢在必行。

1.3為了提高鍍鋅層的抗蝕能力，鍍鋅后需在重鉻

酸鹽溶液中進行鈍化鈍化使鍍層表面生成一層化學穩定性較高的鉻酸鹽膜，形成鈍化膜。鈍化處理不僅能大大提高鍍鋅層的抗蝕能力，而且還能使表面光澤美觀。六價鉻鈍化有很高的耐蝕性和自我修復的自愈力，且價格低廉，但屬于強致癌物，對環境和人體健康存在嚴重的危害性。三價鉻鈍化是取代六價鉻鈍化很好的選擇。

1.4在進行工件前處理時，浸蝕工序采用鹽酸

浸蝕后的零件表面殘渣較少，質量較高。但鹽酸易揮發，致使車間彌漫著大量的酸霧，氣味也大，不僅對環境造成嚴重污染，而且還危害人體健康；同時，酸霧還對車間設備、設施產生強烈的腐蝕。鹽酸抑霧劑的使用必不可少。

1.5清洗水采用長流水

清洗是電鍍工程中不可缺少的重要工序，無論是鍍前清洗還是鍍后清洗，都會影響鍍層的質量。為充分洗凈工件上殘留的藥液，水洗槽采用了長流水形式，以保證工件清洗時水是流動的，使工件清洗效果得到很大改善，但由于長時間流水，也浪費了寶貴的水資源。節約能源也是清潔生產的內容之一。上述各個方面，為本次清潔生產技術應用的改善重點。

2鍍鋅線體改造的基本依據

本次鍍鋅線體改造以清潔生產的標準作為依據，從源頭抓起。主要體現在以下幾個方面：①盡量使用低污染、無污染的原料來替代有毒有害的原料；②采用清潔高效的生產工藝，使物料能源高效地轉化成產品，減少對環境有害的廢物；③向社會提供清潔的產品，這種產品從原材料提煉到產品最終處置的整個生命周期中，要求對人體和環境不產生污染危害或將有害影響減少到最低限度；④在商品使用壽命終結后，能夠便于回收利用，不對環境造成污染或潛在威脅。

3改善方案

3.1堿性鋅酸鹽鍍鋅

將氰化鍍鋅溶液改為無氰堿性鋅酸鹽鍍鋅。根據最近的調查，我國目前氰化物鍍鋅僅占20%,左右，堿性鋅酸鹽鍍鋅占30%,，氯化物鍍鋅占45%,，其他鍍鋅占5%,。從國外鍍鋅情況看，氯化物鍍鋅占50%,，堿性鍍鋅占30%,，氰化物鍍鋅僅占20%,，還在不斷下降?？梢姛o氰化鍍鋅的進展是非常迅速的。由于新型添加劑的研究和應用，無氰鍍鋅的質量有了明顯的提高。我們選用了堿性鋅酸鹽鍍鋅，添加劑和光亮劑使用的是某化學藥品公司生產的添加劑A、B和光亮劑C。工藝條件及工藝驗證分別見表1和表2。結果表明，堿性鋅酸鹽鍍膜與氰化物鍍鋅鍍膜性能接近，從鍍層質量上顯示，堿性鋅酸鹽可以作為氰化物鍍鋅的替代工藝。堿性鋅酸鹽的廢水處理工藝簡單，處理方法常采用物化法。經實踐證明，應用調節pH值的方法，即適宜的pH值范圍為9.0～11.0，再加入一定量的絮凝劑，去除廢水中的總鋅，效果顯著。處理后的水可達到排放標準，其處理費用也明顯降低。由此可見，堿性鋅酸鹽鍍鋅不僅能得到令人滿意的優良鍍層，對環境、人體健康的危害及廢水處理費用都大大降低，是氰化物鍍鋅很好的替代品。

3.2環保型碳氫清洗劑

碳氫清洗劑選用的是A廠家提供的F環保型碳氫清洗劑，其清洗性能及洗凈力強，清除油污和脂漬尤為有效，潤濕及滲透性能優秀，可有效清洗微型精密零件，通常能與多種金屬、彈性體和塑料很好地相容。F清洗劑蒸發速率低，使其化學品消耗降低，并且經過濾后能以高回收率回收清洗劑，反復循環使用，成本大大降低，并且對人體及環境的影響較小。已證實，該清洗劑沒有致癌作用，氣味清淡，操作人員備感舒適，不消耗臭氧，在空氣中能迅速降解，對環境無危害，如表3所示。由此可見，環保型碳氫清洗劑F在清洗能力上和三氯乙烯是相當的，對人體健康和環境無危害且經濟實用，是很好的替代品。

3.3三價鉻取代六價鉻鈍化

三價鉻鈍化最主要的優點是，它是環保型藥劑，而且易于處理，是一種代替廣泛使用但嚴重污染環境的六價鉻的最具有前途的電鍍工藝之一。發達國家已經減少六價鉻鈍化直至完全取消，就是得益于三價鉻鈍化等環保型的新工藝技術。我們在考察期間，對多家藥液廠家進行了調研，最終選擇了由J化學公司生產的T鈍化液。該鈍化液是一款低濃度的三價鉻轉換膜，不含對人體和環境有危害的六價鉻，且該鈍化液廢液處理工藝簡單，采用物化法，將pH值調整到9～10，加入絮凝劑，去除廢水中的三價鉻，效果顯著，省去了將六價鉻轉化為三價鉻的步驟，處理后的水可達到排放標準，其處理費用也明顯降低。其處理工藝如表4所示。通過鹽霧試驗和高溫潮濕試驗對三價鉻和六價鉻鈍化膜性能進行比較，如表5、6所示。由此可見，三價鉻鈍化膜與六價鉻的鈍化膜的耐蝕性相同或比其更高，是取代六價鉻鈍化很好的工藝。

3.4添加鹽酸抑霧劑

在浸蝕工序中添加抑霧劑，鹽酸抑霧劑用于抑制鹽酸酸霧的揮發產生，同時促進鹽酸酸洗金屬過程中清除各種油污，減緩或抑制鹽酸對金屬的腐蝕。我們和三氯乙烯是相當的，對人體健康和環境無危害且經濟實用，是很好的替代品。使用的是由高效煙霧抑制劑、酸霧吸收劑等復配而成的溶劑，其性能穩定、用量小、效率高、費用低、無毒無臭、對環境無污染，使用安全。經實踐證明，鹽酸抑霧劑的使用不僅改善了工件的清洗效果，電鍍車間的環境也得到明顯的改善。

3.5水洗槽安裝電磁閥

在清洗水槽中增加電磁閥。為使工件水洗徹底，水洗槽常處于長流水狀態，造成了一定的浪費。在水洗槽邊的水管上安裝電磁閥，通過感應程序，當第1個工件進入水面時，電磁閥自動開啟，水管進水，當最后1個工件離開水面30,s后，電磁閥自動關閉，水管停止進水，達到節水的目的。為計算節水量，分別在裝有電磁閥和未裝電磁閥的水槽各裝一塊水表用來記錄1,d的用水量，流量均設定為0.3,m3/h，即0.005,m3/min。程序設定水洗時間為2,min，一天工作時間8,h。如表7所示。由此可見，增加電磁閥比未增加節水59%,。為驗證上述結論進行理論計算：裝有電磁閥水槽：節拍11次/h，每次水洗時間2,min/次；11次/h×2,min/次×8,h/d×0.005,m3/min×12＝10.56,t/d60,min/h×8,h/d×0.005,m3/min×12＝28.8,t/d節水率：(28.8-10.56)/28.8×100%＝63%,綜上所述，理論和實踐比較，節水率在60%左右。

4結論

通過清潔生產的引用，利用源削減手段將先前的污染末端治理轉向把污染降低或消除在生產到消費的過程中，如堿性鋅酸鹽替代含氰鍍鋅，環保型清洗液替代三氯乙烯，三價鉻替代六價鉻鍍鋅，使用安裝電磁閥控制用水量及鹽酸抑霧劑等手段，不僅改善了產品品質，同時也保護了環境，實現了經濟效益和環境效益的雙豐收。這一應用可推廣到其他電鍍生產線上。

作者:陳靜  單位:天津三國有限公司

參考文獻

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