應(yīng)用超濾技術(shù)實現(xiàn)電泳生產(chǎn)廢水零排放

李　瑩,　仉新功,　白曉剛,　李偉鵬

(天津三環(huán)樂喜新材料有限公司,天津　300457)

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應(yīng)用超濾技術(shù)實現(xiàn)電泳生產(chǎn)廢水零排放

李瑩,仉新功,白曉剛,李偉鵬

(天津三環(huán)樂喜新材料有限公司,天津300457)

摘要：陰極電泳涂層具有優(yōu)異的防腐性能，在稀土永磁材料表面防腐上有廣泛的應(yīng)用，電泳生產(chǎn)線不論大小均存在著電泳漆和清洗水的回收和排放問題，為了實現(xiàn)電泳漆和電泳漆清洗水的在線回收利用，采用電泳漆超濾清洗、回收以及電泳后噴淋水超濾循環(huán)利用,達(dá)到電泳漆的100%回收，實現(xiàn)了電泳生產(chǎn)廢水零排放。

關(guān)鍵詞:稀土永磁材料；電泳漆；超濾機(jī)；環(huán)境污染；清洗水零排放

Zero Discharge of Electrophoresis Production Line

by Ultrafiltration Technology

LI Ying,ZHANG Xingong,BAI Xiaogang,LI Weipeng

(Tianjin san huan luky new materials inc.,Tianjin 300457,China)

Abstract:Cathodic electrophoretic coating has been widely used in anti-corrosion of rare earth permanent magnetic material surface since its excellent anti-corrosion performance. But all the electrophoresis production lines have to face with the recycling and emissions problems of electrophoretic paint and cleaning water，no matter the lines are big or small.In order to solve this problem, ultrafiltration technology was used to clean and recycle the electrophoresis paint and rinsing water. The recycle rate of the electrophoresis paint could acheive 100% and the zero discharge of waste water could be realized.

Keyword: rare earth permanent magnetic material;Electrophoresis paint;Ultrafiltration machine;environmental pollution;clean water zero discharge

引言

稀土永磁材料作為一種粉末冶金工藝制備而成的多孔材料，其中的富稀土相、主相及邊界相很容易形成晶間腐蝕，同時，稀土永磁合金中的稀土元素性質(zhì)活潑，使整個稀土永磁合金的耐蝕性能變差，在濕熱的環(huán)境中極易生銹腐蝕造成磁性能的下降甚至報廢，嚴(yán)重影響了稀土永磁體的使用壽命，降低了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。稀土永磁材料的磁性能與其組織結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，其中，稀土永磁合金的主相是磁體磁性能的主要來源，而富稀土相對矯頑力的貢獻(xiàn)最大。當(dāng)稀土永磁材料發(fā)生腐蝕以后，材料的磁性能將極大地被削弱。因此，釹鐵硼永磁材料的防腐問題十分重要。

電泳是稀土永磁材料防腐的一種有效方法，目前被廣泛采用，但是稀土永磁材料電泳生產(chǎn)線一般都比較小，無法直接使用電泳槽中的超濾液(UF液)進(jìn)行清洗，而是用水清洗產(chǎn)品，電泳漆的清洗水直接排放或經(jīng)過沉淀后再進(jìn)行排放，其排放的清洗水無法達(dá)到國家環(huán)保要求，對環(huán)境造成污染。

本研究采用一套超濾液儲存罐、超濾機(jī)、三級超濾液清洗槽、回流管、噴淋泵及收集器等，經(jīng)泵將收集器中的清洗超濾液打入電泳槽中，同時對最后一級的去離子水噴淋槽中的清洗水進(jìn)行超濾處理，實現(xiàn)了電泳漆的100%回收和電泳廢水的零排放，完全達(dá)到了環(huán)保要求。

1實驗

1.1電泳漆生產(chǎn)線

稀土永磁材料零件表面處理采用電泳工藝，在電泳生產(chǎn)線上進(jìn)行。將超濾技術(shù)應(yīng)用在電泳生產(chǎn)線上實現(xiàn)清洗水中的電泳漆回收，水回用，無廢水排放，生產(chǎn)過程如圖1所示。

圖1　電泳生產(chǎn)線清洗水流向示意圖

1.2電泳生產(chǎn)工藝流程

電泳生產(chǎn)線工藝流程為：

1.3電泳工藝流程說明

產(chǎn)品零件上掛具，經(jīng)去離子水噴淋洗槽(10)和二級去離子水清洗槽(11、12)的清洗，產(chǎn)品進(jìn)入電泳槽(13)內(nèi)進(jìn)行電泳，電泳槽內(nèi)電泳漆通過超濾機(jī)(1)連續(xù)超濾，并將超濾液輸入到超濾液儲存罐(2)內(nèi)儲存，產(chǎn)品進(jìn)入超濾液噴淋槽(15)內(nèi)進(jìn)行噴淋清洗，噴淋用的超濾液是通過噴淋泵(7)將超濾液儲存罐(2)內(nèi)的超濾液打入到超濾液噴淋槽(15)內(nèi)的，產(chǎn)品表面粘附的電泳漆經(jīng)超濾液噴淋后大部分被沖洗掉并被收集到收集器(4)中，當(dāng)收集器液位達(dá)到高位時，泵(8)啟動計時工作，將收集器(4)中的電泳漆打回到電泳槽的溢流槽(14)內(nèi)，實現(xiàn)電泳漆的第一步回收。超濾液噴淋清洗后的產(chǎn)品，需經(jīng)三級超濾液清洗槽清洗(16、17、18)，使附著在產(chǎn)品表面的電泳漆再次被清洗，三級超濾液清洗槽(16、17、18)中的超濾液是事先按比例配制的，由于超濾機(jī)(1)連續(xù)超濾，超濾液連續(xù)輸入到超濾液儲存罐(2)內(nèi)，當(dāng)超濾液儲存罐中的超濾液液面高度達(dá)到一定值時，超濾液經(jīng)超濾液儲存罐(2)上部的溢流口利用液位差自動流到三級超濾液清洗槽(18)中，而三級超濾液清洗槽是逆流連通的，流入到超濾液清洗槽(18)中的超濾液經(jīng)超濾液清洗槽(17)最后逆流流回到超濾液清洗槽(16)槽中，并經(jīng)回流管(21)流回到電泳槽的溢流槽(14)中，實現(xiàn)超濾液的閉路循環(huán)，同時實現(xiàn)電泳磁件帶出的電泳漆的第二次回收。經(jīng)三級超濾液清洗槽清洗后的磁件再經(jīng)噴淋槽(19)的去離子水噴淋清洗，產(chǎn)品表面潔凈度符合工藝要求。為了確保電泳漆的100%回收，對噴淋槽(19)噴洗后的去離子水收集到清洗去離子水收集槽(3)右側(cè)收集槽中，并定期對其使用超濾機(jī)(5)進(jìn)行超濾處理，濃縮液回到電泳槽中，達(dá)到了電泳漆廢水的零排放，經(jīng)預(yù)烘干箱(20)的預(yù)烘干，將掛具取下，裝烘箱固化。

為了達(dá)到去離子水的循環(huán)利用，將收集槽(3)內(nèi)部隔成左右兩個收集槽，去離子水噴淋洗槽(10)和二級去離子水清洗槽(11、12)的清洗水經(jīng)過濾器(9)過濾后被收集到清洗去離子水收集槽(3)中左面收集槽中，已備電泳后去離子水噴淋槽(19)清洗使用，噴淋槽(19)噴洗后的去離子水收集到清洗去離子水收集槽(3)右側(cè)收集槽中，并定期對其使用超濾機(jī)(5)進(jìn)行超濾處理，濃縮液回到電泳槽中，通過上述流程中的各步驟可以看出，本電泳生產(chǎn)線可以實現(xiàn)電泳漆廢水零排放。

2電泳涂層測試

2.1電泳涂層耐蝕性

采用RK-120A鹽霧箱(上海榮珂檢測儀器有限公司)，對產(chǎn)品電泳涂層進(jìn)行鹽霧試驗。試驗條件：θ為(35±2)℃，腐蝕溶液為(50±5)g/L NaCl，噴霧量為1~2mL/(80cm2h)。結(jié)果見表1。

表1鹽霧試驗對比

t/h安裝超濾裝置未安裝超濾裝置60無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡120無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡180無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡240無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡300無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡360無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡420無銹蝕,無起泡無銹蝕,無起泡480無銹蝕,無起泡有銹蝕,起泡540無銹蝕,無起泡嚴(yán)重銹蝕,爆皮600有銹蝕,起泡基體部分粉化,環(huán)氧漆掉皮

電泳漆涂層經(jīng)540h鹽霧試驗后表面狀態(tài)如圖1所示。

圖2　鹽霧試驗后試樣表面狀態(tài)

2.2涂層結(jié)合力測試

采用WDW-200A電子萬能實驗機(jī)(濟(jì)南鑫光試驗機(jī)制造有限公司)，拉力測試棒尺寸為d8×45，材質(zhì)為45#鋼，涂層結(jié)合力試驗結(jié)果見表2。

表2涂層結(jié)合力試驗對比

拉力/N安裝超濾裝置未安裝超濾裝置300涂層沒拉開涂層沒拉開400涂層沒拉開涂層沒拉開500涂層沒拉開涂層沒拉開600涂層沒拉開涂層沒拉開700涂層沒拉開涂層沒拉開800涂層沒拉開涂層沒拉開900涂層沒拉開涂層沒拉開1000涂層沒拉開涂層拉開1100涂層沒拉開涂層拉開1200涂層拉開涂層拉開

電泳漆圖層經(jīng)拉力試驗后的表面狀態(tài)如圖3和圖4所示。

從表2和圖3、圖4可以看出，安裝超濾裝置的電泳涂層拉力達(dá)到1200N時才被拉開，而未安裝超濾裝置的電泳涂層在1000N時即被拉開。

圖3　未安裝超濾裝置涂層在1000N拉力下涂層拉開圖

圖4　安裝超濾裝置涂層在1200N拉力下涂層拉開圖

2.3清洗水檢測

采用PHS-3C-02型PH計(上海三信儀表廠)測定pH。用化學(xué)分析方法測定回用水中的化學(xué)需氧量(COD)和鉛含量。結(jié)果見表3。清洗水對比見圖5。

表3清洗水測試報告

項目國家標(biāo)準(zhǔn)安裝超濾裝置未安裝超濾裝置pH6~96.7~7.46.1~6.8總鉛0.2mg/L未檢出未檢出COD80mg/L24mg/L420.8mg/L

圖5　安裝超濾裝置前后清洗液對比

3結(jié)論

稀土永磁材料電泳生產(chǎn)線合理使用超濾機(jī)是可以實現(xiàn)電泳漆的100%回收。

能有效降低去離子清洗水的使用量，從而降低生產(chǎn)成本和能源消耗。實現(xiàn)生產(chǎn)線廢水零排放。

使用超濾清洗回收裝置后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。電泳涂層的耐蝕性和結(jié)合力良好。

設(shè)備改造費用低，一年基本可以收回投資成本。

參考文獻(xiàn)

[1]王俊生.超濾裝置在陰極電泳線的應(yīng)用[J].涂料工業(yè)，2000,(3):28-30.

[2]王浩.陸守國.超濾系統(tǒng)在電泳線中的應(yīng)用[J].上海涂料，2004,(04)：27-30.

[3]吳水福、劉榮徳、李軍.超濾系統(tǒng)在電泳線中的應(yīng)用[J].涂料工業(yè)，2014,(10)：64-68.

中表協(xié)電鍍分會、中表協(xié)涂裝分會合力打造

西部表面處理行業(yè)權(quán)威展會

SF EXPO 2016重慶國際表面處理展覽會助力“重慶制造”升級轉(zhuǎn)型

SF EXPO由中國表面工程協(xié)會電鍍分會、中國表面工程協(xié)會涂裝分會聯(lián)合廣東智展及重慶各表面處理行業(yè)組織共同主辦。作為業(yè)界率先通過國際展覽業(yè)協(xié)會(UFI)認(rèn)證的表面處理專業(yè)展會，SF EXPO已在廣州連續(xù)舉辦11屆，并于2014年開始在廣州和重慶輪流舉辦。

多年來，展會秉承高規(guī)格、國際化、市場化的原則不斷開拓創(chuàng)新，成為國際表面處理行業(yè)新產(chǎn)品、新技術(shù)展示和推廣的權(quán)威盛會。

在上屆展會上(SF EXPO 2014)，來自全球10多個國家的近300家表面處理供應(yīng)商亮相重慶，向西南客戶集中展示了世界先進(jìn)的表面處理加工工藝和新技術(shù)，引起行業(yè)轟動，超過10,000名行業(yè)人士到場參觀交流，為提升西部表面處理加工水平及促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)對接做出了重要貢獻(xiàn)。SF EXPO 2016重慶國際表面處理展將于2016年5月11-13日在重慶國際博覽中心(悅來新城)再度舉行。

作為目前西部唯一的直轄市和國家中心城市，重慶工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，制造業(yè)發(fā)達(dá)，輻射四川、貴州、陜西、湖北、湖南、廣西、河南等多個省市，形成了以汽車工業(yè)、摩托車制造、筆電生產(chǎn)、電子通訊、航天軍工、機(jī)械制造、集成電路、液晶面板生產(chǎn)等為核心的產(chǎn)業(yè)集群，表面處理市場空間巨大。

展會緊貼行業(yè)發(fā)展并結(jié)合西部市場產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點，將在開展期間舉辦2016(重慶)國際表面工程論壇、第19屆全國涂料涂裝及表面保護(hù)研討會、2016(重慶)汽車表面處理技術(shù)研討會、2016表面處理新產(chǎn)品新技術(shù)推廣會及中國大西南表面處理市場參觀考察活動等十多場行業(yè)峰會及活動。屆時，安美特、杰熹有、高力集團(tuán)、華創(chuàng)化工、傳?；瘜W(xué)、吉和昌、立道化學(xué)、二輕、秀博、萬士龍、武漢材料保護(hù)研究所、凱密特爾、普德化工、諾信、金馬、柳溪機(jī)械、五源科技等300余家表面處理供應(yīng)商攜最新產(chǎn)品與西南買家見面。

收稿日期：2015-07-29修回日期：2015-08-24

中圖分類號：TQ639

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.01.009