电镀废气的抑制与处理

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文章编号:100123849(2009)0720037203 电镀废气的抑制与处理尚书定(中原电镀技术实业公司,河南南阳 473000)摘要:电镀生产过程中产生大量废气,可分为含尘废气、酸性废气、碱性废气、氮氧化物废气、含铬废气及含氰废气等,必须经严格处理,控制排放,以防止空气污染。

阐述了电镀废气的种类,产生原因及危害,提出了具体的抑制与净化措施。

关 键 词:电镀;废气;抑制剂中图分类号:X781.1 文献标识码:BI nhibiti on and Treat ment of Electropl ati n g Waste GasesSHANG Shu2ding引 言保持大自然洁净的空气应成为每一个地球人的自觉行动,作为电镀工作者,更应肩负起保护环境,防止空气污染的职责。

电镀工艺的很多环节,都会产生废气,不加治理排放出去,将会对空气造成污染。

根据多年环保工作经验,并参照有关资料,提出一些抑制及治理电镀废气的具体措施,供电镀界同仁参考。

1 电镀废气的种类、产生及危害电镀生产过程中,产生的废气主要有以下几种:1)含尘废气 主要由喷砂、磨光及抛光等工序产生,含有沙粒、金属氧化物及纤维性粉尘等,此类废气不但污染空气,也会对从业者咽喉、肺部造成伤害。

2)酸性废气 由于采用盐酸、硫酸等酸性物质进行酸洗、出光和化学抛光等工艺所产生。

如:氯化氢、二氧化硫、氟化氢、硫化氢及磷酸等气体和酸雾,具有极强的刺激性气味,对操作者咽喉、气管及肺部产生危害。

还会腐蚀厂房及设备,污染大气或形成酸雨。

3)碱性废气 电镀过程中使用氢氧化钠、碳酸钠及磷酸钠等碱性物质,由于加热等工艺操作所产生的碱性气体。

可产生碱雾的工艺主要有:化学除油、电化学除油、强碱性电镀(如碱性镀锌和碱性镀锡等)和氰化电镀等。

碱雾对操作者咽喉、气管、肺部刺激很大。

4)含铬废气 在镀铬工艺中产生。

铬雾具有很强的毒性和腐蚀性,对人体和环境造成极大伤害和污染。

铬雾经呼吸道吸入人体,对呼吸道有刺激和腐蚀作用,可引起鼻部严重病变,如急性鼻炎、鼻穿孔、咽炎及支气管炎等,皮肤长期接触铬雾,还可引起皮炎或湿疹,铬雾还会致畸、致癌及致突变。

5)氮氧化物废气 在含有硝酸溶液中酸洗、出光及抛光等工艺中所产生的酸性废气,一氧化氮通过呼吸系统进入血液,侵入红血球与血红蛋白作用,引起血液中毒,同时也对中枢神经系统产生麻痹作用,吸入高浓度的一氧化氮能致动物于死命,二氧化氮和四氧化二氮的毒性比一氧化氮要大3~4倍,二 收稿日期:2008209223 修回日期:2008210228 作者简介:尚书定(19682),男,河南南阳人,中原电镀技术实业公司总工程师,硕士1・73・2009年7月 电镀与精饰 第31卷第7期(总196期) 氧化氮主要伤害人体黏膜、呼吸系统和神经系统,较高的浓度会使人咳嗽、咳血,进而引发肺炎、肺积水甚至窒息而死。

此外,对神经系统也能造成损伤。

6)含氰废气 由氰化电镀产生,如氰化镀铜、镀锌、铜2锡合金及仿金等。

氰化物遇酸反应,能够产生毒性更强的氰化氢气体,吸入微量就可致人于死命。

2 电镀废气的抑制211 酸雾的抑制通常采用以下两种措施来最大限度地抑制酸雾逸出。

1)采用合理高效的酸洗工艺 单一高浓度盐酸酸洗工艺,不但除锈速度慢,效果差,而且导致大量盐酸酸雾的逸出,既污染了环境,也造成了材料的巨大浪费,建议通常情况下,采用VHC l ∶VH2O=1∶1的盐酸水溶液酸洗,效果较好,此溶液自然挥发较少,如加入YS21添加剂100g/L,即可同时除油除锈,还能抑制酸雾。

2)添加酸雾抑制剂 酸雾抑制剂内含多种表面活性剂,加到酸洗液中,经搅拌可在槽液表面产生一层较厚的泡沫,从而起到抑制酸雾的作用。

212 碱雾的抑制1)建议采用中低温化学除油工艺,许多电镀原辅材料厂家都可提供不同用途的中低温化学除油药剂,可根据实际情况选用。

2)添加碱雾抑制剂 碱雾抑制剂成分主要以表面活性剂为主,一般都含有OP乳化剂和十二烷基硫酸钠,使用抑雾剂必须注意少加勤加,若需去除抑雾剂,可用活性炭处理。

213 铬雾的抑制1)采用低温低浓度镀铬新工艺。

2)在镀铬槽液表面覆盖一层空心塑料小球或密封小管。

3)添加铬雾抑制剂 目前,抑雾效果较好的是F253氟碳铬雾抑制剂,使用F253抑雾剂时,要用100倍近沸的水溶解,若F253抑雾剂与C12混用, m(F253)∶m(C12)为1∶4。

在镀液中ρ(F253)为0.04~0.06g/L,电镀时溶液表面会形成泡沫层δ以3~4c m为宜,太薄,抑雾效果差,太厚容易爆鸣。

214 氮氧化物废气的抑制1)采用不加硝酸的化学处理新工艺 若配方中不含硝酸,便可从根本上消除氮氧化物废气的产生。

目前,国内已开发了不少不用硝酸的化学处理替代工艺,如铝件化学抛光,只用硫酸和磷酸,再加上少量专用添加剂,添加剂可选用AP21铝件无黄烟抛光剂。

2)抑制氮氧化物气体的产生 通常有以下两种方法:a.化学氧化法 在溶液中加入双氧水及高锰酸钾等强氧化剂,可将亚硝酸氧化为硝酸,从而切断了亚硝酸生成氮氧废气的反应渠道,因而可抑制氮氧化物废气的产生。

b.化学还原法 在含有硝酸的酸洗或抛光液中,加入弱还原剂,将有毒的氮氧化物气体还原成无毒无害的惰性气体。

常用的还原剂有亚硫酸盐、氨基磺酸及尿素等。

3 电镀废气的净化311 电镀废气的净化酸性废气的净化一般采用中和处理方法。

例如:硫酸废气可用10%碳酸钠和氢氧化钠溶液或氨水进行中和处理。

盐酸废气可用低浓度氢氧化钠或氨水中和。

HF废气可用5%的碳酸钠和氢氧化钠溶液进行中和。

312 铬雾的净化铬雾的净化治理及回收工艺已经成熟,实用。

采用网格式铬雾废气回收装置,可净化回收,配合最后喷淋清洗净化设备处理,可达到严格的环境保护要求。

313 氮氧化物废气的净化氮氧化物废气的净化吸收通常有以下几种方法:1)吸附法 即采用活性炭、分子筛及硅胶等吸附剂来吸附氮氧化物废气,其中活性炭吸附能力强,应用最多。

采用吸附法处理氮氧化物,净化效率可达80%~90%,此方法管理简单,运行费用低,净化效率高,只要及时再生就不会自然脱附。

活性炭吸附饱和后,应从吸附设备中取出进行再生,先经20%的氢氧化钠溶液浸泡,用水清洗后,再用20%的稀硫酸溶液浸泡,水洗后再用热水煮・83・ Jul.2009 Plating and Finishing Vol.31No.7Serial No.196沸,让其彻底脱附。

2)碱液吸收法 采用碱液吸收法可以吸收浓度比较稳定的氮氧化物废气,将氢氧化钠、氢氧化钙或碳酸钠等碱溶液送入喷淋回收塔,这些液体与氮氧化物废气接触,就会反应生成硝酸盐和亚硝酸盐。

3)氧化吸收法 氧化吸收法就是在碱液吸收液吸收之前,采用氧化剂送入吸收塔的进气管内,将部分NO氧化成为NO2后,在碱性吸收液中吸收,吸收后的废气往往再进入第二吸收塔内用水吸收,以利用残余的氧化剂将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,氧化剂可以是氯系氧化剂或双氧水等。

4)还原吸收法 采用亚硫酸盐、硫化物或尿素等还原剂水溶液作为吸收液,将氮氧化物废气吸收到溶液中并还原为氮气。

5)综合吸收法 在氮氧化物废气处理设备中,也有在碱液中加入硫化物或尿素进行吸收的,如采用8%的氢氧化钠与5%的硫化钠混合水溶液作为吸收液,或者用氢氧化钠多级喷淋吸收后,再加一级水溶液喷淋吸收,效果更好,其吸收率可达到90%以上。

4 氰化物废气的净化氰化物废气可用115%氢氧化钠和次氯酸钠溶液或硫酸亚铁溶液吸收。

采用硫酸亚铁溶液做吸收液时,将011%~012%的硫酸亚铁水溶液送入喷淋塔,吸收3~4s,净化效率可达96%,采用次氯酸钠水溶液作吸收液时,应用氢氧化钠调节吸收液pH,保持在弱碱性状态,用一般喷淋塔吸收,净化效率可达90%以上,处理后生成产物为氨、二氧化碳和水,处理液报废后要进行处理,达标后才能排放。

(上接第36页)参考文献[1] 施莱辛格,庞诺威奇.现代电镀[M].北京:化学工业出版社,2006.302.[2] 张立茗,方景礼.实用电镀添加剂[M].北京:化学工业出版社,2007.4682517.[3] 张允诚,胡如南,向荣,等.电镀手册[M].北京:国防工业出版社,2007.370,717.[4] 曾华梁,吴仲达,秦月文,等.电镀工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2005.868.[5] 左正勋,马冲,梁智坤,等.碱性无氰镀锌光亮剂的研制[J].材料保护,2003,36(8):67268.[6] 邓念超,胡遐林,常晓波,等.碱性锌酸盐镀锌添加剂的研究[J].材料保护,2007,40(2):23226.[7] 王晓明.锌酸盐镀锌添加剂的研制[J].电镀与精饰,2000,22(3):10213.[8] 于紫阳.阀控式铅酸蓄电池铝合金负极板栅的研究[D].天津:天津大学硕士学位论文,2007.6.稀土永磁体电镀双层镍 在稀土永磁体例如钕铁硼基体上采用如下的方法电镀双层镍,可以提高其耐腐蚀性能。

具体方法为:在第一种镀镍电解液中镀覆第一层镍镀层;然后在其上用第二种镀镍电解液镀覆第二层镍镀层。

由于第二层镍镀层含硫,可以防止稀土永磁体的富稀土相被腐蚀溶解,而且镀层的孔隙率低,这将大大提高了镀层的耐蚀性。

为了防止稀土永磁体的富稀土相浸镀镍的生成,电解液中c(镍盐)应低于0.7 mol/L。

在第一种镀镍电解液中c(镍盐)为0.3~0.7mol/L,此外还含有pH稳定剂,其c为0.5~1.0mol/L,导电盐的浓度应保证电解液的电导率在8s/m以上,这样才能使基体的浸镀镍降到最低。

第二种镀镍电解液中镍盐、导电盐及pH稳定剂与第一种电解液基本相同,不同之处在于,在第二种镀镍电解液中添加了一种含硫的有机化合物,例如硫脲或其衍生物,使第二层镀镍层中w(S)为0.01%~0.80%。

这样一来,第二层镀镍层的电极电位将比第一层镀镍层负,因此,即使第二层镍镀层有针孔或遭到破坏,其将做为腐蚀微电池的牺牲阳极,保护第一层镍镀层免遭腐蚀,使稀土永磁体总的耐蚀性能得到提高。

覃奇贤 编译・93・2009年7月 电镀与精饰 第31卷第7期(总196期) 。