電鍍減排必須從源頭做起──談綠色電鍍

詹益騰

（廣州三孚新材料科技有限公司，廣東 廣州 510663）

據(jù)報(bào)道，北京2013年1月份有25 d 的灰霾天氣。華北地區(qū)地下水有一半以上被污染，可以直接飲用的I?III 類地下水僅占22.2%。環(huán)境污染已嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境，廣東省率先加大重金屬污染綜合防治行動(dòng)，將珠三角定為省重金屬污染防控重點(diǎn)區(qū)域，電鍍企業(yè)產(chǎn)生并外排的生產(chǎn)廢水(包括電鍍基地集中外排的廢水)，從2012年起執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900–2008)中表3 的“水污染物特別排放限值”(以下簡稱“表3 標(biāo)準(zhǔn)”)。在其他國土開發(fā)密度較高或水環(huán)境容量較小、容易發(fā)生水環(huán)境污染的地區(qū)也都將會逐步收嚴(yán)排污標(biāo)準(zhǔn)。電鍍企業(yè)沒有退路可走。怎么辦？筆者認(rèn)為，對策是扎扎實(shí)實(shí)推進(jìn)電鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)，首先是推廣應(yīng)用綠色電鍍工藝，從源頭減污、減排，同時(shí)做好末端治理工作。本文列舉了有毒有害的電鍍工藝，介紹了可以替代的綠色電鍍工藝，重點(diǎn)介紹無氰堿銅在衛(wèi)浴鋅合金壓鑄件電鍍的應(yīng)用。

1 有毒有害的電鍍工藝

電鍍作為一個(gè)有污染的行業(yè)，其主要污染物有氰化物、重金屬、化學(xué)耗氧量(CODCr)和磷，而重金屬主要是總鉻、六價(jià)鉻、鎳和銅。

含氰化物的工藝主要有：氰化沉鋅、氰化鍍鋅、氰化鍍鋅合金、氰化鈉防染鹽退鎳、氰化鍍銅、鍍黃銅(仿金)、鍍白銅錫、鍍銀和鍍金等。

含重金屬(包括總鉻、六價(jià)鉻、鎳、銅等)的工藝主要有：化學(xué)鍍鎳、電鍍鎳、裝飾鍍鉻、鍍硬鉻、鉻酸鹽后處理、塑料粗化、鍍銅和PCB 蝕刻。

含強(qiáng)配合物(影響廢水中重金屬的處理)工藝主要有：化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅、檸檬酸鹽鍍銅、部分含強(qiáng)配位劑的前處理和中性鍍鎳。

含COD 的溶液主要有：除蠟液、除油液、有機(jī)溶劑(除蠟、除油用)、冷脫劑(除蠟用)和PCB 退膜液。

含磷工藝主要有：含磷酸鹽化學(xué)除油、含磷酸鹽電解除油、焦磷酸鹽鍍銅、鋼鐵磷化、不銹鋼電解拋光和含磷酸的化學(xué)拋光。

2 推廣應(yīng)用綠色電鍍工藝，從源頭減污

清潔生產(chǎn)將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)用于生產(chǎn)過程，提倡通過工藝改革、設(shè)備更新等途徑，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。電鍍減排的對策是推進(jìn)清潔生產(chǎn)，逐步淘汰以上有毒有害工藝，推廣應(yīng)用綠色電鍍工藝[1]，從源頭減污，同時(shí)做好末端治理工作。

上述含有毒有害電鍍工藝目前大部分已有成熟的綠色電鍍工藝可以取代。

2.1 無氰電鍍工藝

含氰電鍍不但危害操作工人的健康，而且容易對環(huán)境、社會造成災(zāi)難性的危害。雖然國家三令五申淘汰氰化電鍍，但根據(jù)電鍍行業(yè)的現(xiàn)狀，完全淘汰目前在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上尚不可行。盡管如此，電鍍行業(yè)中含氰工藝逐步被取代是大勢所趨。電鍍行業(yè)棄氰將會循序漸進(jìn)，成熟一項(xiàng)，取代一項(xiàng)。表1 列出部分可以取代氰化電鍍的工藝。

2.2 重金屬排放的減量化

化學(xué)鍍鎳、電鍍鎳、裝飾鍍鉻、鍍硬鉻、化學(xué)鍍銅及各種電鍍銅、鉻酸鹽后處理工藝在電鍍行業(yè)中應(yīng)用廣泛，其減排工藝見表2。

表1 可取代氰化電鍍的綠色電鍍工藝Table 1 Green electroplating processes that may replace cyanide plating processes

表2 重金屬減排工藝Table 2 Processes being able to reduce the emission of heavy metals

2.3 COD和磷的減量化

目前，電鍍行業(yè)還有部分廠家采用三氯乙烯和含三氯乙烯或二甲苯等溶劑的冷脫劑除蠟、除油，既影響操作工人身體健康，又增大廢水的COD，現(xiàn)在已完全可以用高性能除蠟水和除油粉取代。除此之外，電鍍廢水高COD 主要是在前處理過程中工件表面的蠟垢、油污清洗后排入廢水所致。降低電鍍廢水高COD的有效途徑有：一是選擇剝離型除蠟水和低溫堿性除油粉，二是除蠟除油槽配套油水分離機(jī)。這樣不但可以大大降低廢水中的COD，而且提高了電鍍質(zhì)量，減少除油粉的消耗[18]。

電鍍廢水的含磷廢水主要來源于化學(xué)除油液和電解除油液中的磷酸鹽，實(shí)施減磷措施，首先是淘汰所有含磷工業(yè)除油粉。如果電鍍廠家在電鍍前處理工序選用無磷低溫堿性除油粉和剝離型除蠟水，就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電鍍廢水中的COD和總磷在源頭上減排。

3 無氰堿銅在衛(wèi)浴鋅合金壓鑄件電鍍中的應(yīng)用

本公司自主研發(fā)的無氰高密度銅工藝在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。該項(xiàng)目已入選國家發(fā)改委、環(huán)保部、科技部和工信部頒布的《國家鼓勵(lì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)、工藝、設(shè)備名錄(第一批)》第1 項(xiàng)(2012年第13 號文)。

經(jīng)過多年的研究及生產(chǎn)中試，本公司又成功將該項(xiàng)目的子項(xiàng)目SF-638 無氰堿銅應(yīng)用于衛(wèi)浴鋅合金壓鑄件電鍍，取代了傳統(tǒng)工藝中的氰化預(yù)鍍銅和焦磷酸鹽鍍銅工藝。新工藝與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)流程對比見表3，性能和特色對比見表4。

這項(xiàng)新工藝已在鋅合金門窗配件生產(chǎn)廠家和衛(wèi)浴廠家中試成功，門窗及衛(wèi)浴鋅合金壓鑄件預(yù)鍍無氰堿銅后鍍光亮酸銅，多層鎳、鉻鍍層各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)完全可以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。這項(xiàng)綠色電鍍工藝可以在衛(wèi)浴廠家首先推廣應(yīng)用，讓衛(wèi)浴廠家率先淘汰氰化電鍍，甩掉廢水處理比較困難的焦磷酸鹽鍍銅，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)水和含銅廢水的減排。

4 結(jié)語

電鍍行業(yè)減排減污的對策是推進(jìn)清潔生產(chǎn)，即在電鍍行業(yè)推廣應(yīng)用綠色電鍍工藝，在源頭上減少氰化物、重金屬、COD和磷的排放。在衛(wèi)浴鋅合金壓鑄件電鍍工藝中，用無氰堿銅取代傳統(tǒng)工藝中的氰化預(yù)鍍銅和焦磷酸鹽鍍銅工藝，鋅合金壓鑄件預(yù)鍍無氰堿銅后鍍光亮酸銅，多層鎳、鉻鍍層各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均可達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，同時(shí)達(dá)到節(jié)水和含銅廢水的減排目的。因?yàn)樾l(wèi)浴電鍍廠家目前只有鋅合金壓鑄件和部分鑄造黃銅件采用氰化預(yù)鍍銅工藝，因此，采用上述工藝完全可以淘汰氰化電鍍，甩掉廢水處理比較困難的焦磷酸鹽鍍銅工藝，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

表3 無氰堿銅預(yù)鍍新工藝與傳統(tǒng)氰化預(yù)鍍銅–焦磷酸鹽鍍銅加厚工藝生產(chǎn)流程對比Table 3 Comparison between production flows of cyanidefree alkaline copper pre-plating process and traditional cyanide copper pre-plating plus pyrophosphate copper plating (for thickening)process

表4 新工藝與傳統(tǒng)工藝的性能和特色比較Table 4 Comparison between performance and characteristics of the new and traditional processes

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