山西十一选五:電鍍技術--鍍前除油如何實現清潔生產

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核心提示:后來筆者參考了該公司的除油槽,進一步進行改進,設計了一種槽四周有排油溝的除油槽??山慈榛母≡諞好嬪系撓橢緋齙腳龐凸等?。排油溝接集油器,再通過油水分離器,可將油脂回收。這樣既不會污染環境,又能回收資源,符合循環經濟的要求。

山西十一选五 www.cswig.com 一、前言

太湖藍藻暴發給環境?;で悶鵒司?。太湖污染原因是多方面的,把主要責任歸咎于小化工廠和電鍍廠是不公平的。藍藻暴發是水質富營養化造成的。造成水體富營養化是水中氮、磷等有機物太多。太湖周邊地區人口密集度很高,人類的排泄物和洗衣做飯是造成氮、磷等有機物超標的主要因素。如果我們能將排泄物先制成沼氣,反應剩余的水通過濕地降解,半固態物則作為有機肥料,這樣進行生態循環,才能從根本上解決問題;但我國采用這種辦法的只有極少數地區,這是很令人遺憾的。洗衣粉中的磷,也是罪魁禍首之一。

我這樣說并不是為小化工廠和電鍍廠找托辭、為他們開脫責任。以水體富營養化說事,目前電鍍廠的前處理除油工序中,產生的污染也是較嚴重的。前處理的除油槽中有大量的油脂、表面活性劑、磷酸鹽和臟物垃圾。這些都是水體富營養化物質,主要影響到水體的化學耗氧量(COD)和生化耗氧量(BOD)。如何最大限度地減少電鍍前處理除油工序對水體的污染是擺在我們電鍍工作者面前的一項重要任務。本文提出一些前處理清潔生產的措施,提出來供同行參考。

二、有機溶劑除油

油脂多和要求高的零件,常用氯烴類有機溶劑如二氯甲烷、三氯乙烷和三氯乙烯等來除油。通過溶劑的浸漬、噴淋和蒸汽三重處理,將油脂溶解除去;加熱的溶劑變成氣體揮發,通過冷凝管冷凝成露滴落下,凈化后進行回收,溶劑可往復循環使用。這一過程要求在專用的密閉容器中進行。二氯甲烷的毒性在有機溶劑中是比較小的,少量逸出只會污染空氣,但不會污染水體。用這種方法除油需要有一套專用設備,設備投資較大;加上這幾年來石油化工產品隨著國際油價的一路飆升,價格也是扶搖直上,因此用這種方法進行除油的成本比較高,所以除油脂確實多、產品幾何形狀復雜而要求又比較高的外,一般不用此方法。

有機溶劑除油不能作為最后除油工序,因為其表面還會有少量油脂,待鍍件還不能全部親水。為此需增加一道電解除油工序。電解除油液中,可加氫氧化鈉和碳酸鈉,以作為導電介質,另外還需加YC除油劑添加劑1~2mL/L。鋼鐵件最好陰陽極交替進行,以避免氫脆。

三、酸洗除油一步法除油

一般鋼鐵和銅及其合金零件可以采用酸洗除油一步法來除油。這種方法除油效果好,還能除拋光膏(除蠟),在除油的同時,把零件表面的銹和氧化膜也同時除去了,時間只要1~2min。配方為硫酸200~250g/L,OP-10乳化劑10~15g/L,硫脲3~5g/L,溫度65~75℃。銅件除油可用硫酸150~200g/L,PC-3銅件除油除膜劑30~35g/L,溫度65~75℃。這一配方也可用于銅鐵組合零件,銅離子不會置換到鐵零件上。

在酸洗除油一步法過程中,溶液表面會浮著一層油脂,要及時用勺子把它沓到油水分離器中去。通過油水分離和過濾,這種油脂可回收。要方便的話,可把除油槽設計有溢油口,將上浮的油讓其從溢油口流出,然后用塑料泵泵到油水分離器中去。所以要將表面浮油除去,一是不讓其流入水體,造成污染,二是避免浮油粘污零件。

這種溶液到鐵離子積累過多時,需要更換。

更換下來的溶液經過濾和冷凍,還可回收硫酸亞鐵,冷凍過濾后的溶液仍可繼續使用,這樣就可將污染減少到最低的程度。

四、堿液除油

堿液除油已是多年延用的老工藝了。經典的配方有氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸三鈉所謂“三堿”組成,而且溫度很高,往往要達到90℃左右。其實這種除油溶液配方對現在的零件已大多不能起到好的效果。高溫條件下的堿溶液,只能對動物和植物油起皂化作用,也就是油脂變成水溶性的肥皂被清洗去;但現在的電鍍零件上的油脂極大多數是礦物油,礦物油是不能與堿液起皂化反應的,所以只能借溶液的高溫將油脂脫除一些,而不能徹底除去。

堿性除油溶液中通常要加磷酸鹽,如磷酸三鈉、六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉等,這種磷酸鹽在洗衣粉中含量也不少。含磷化合物雖能起到助洗作用,但它們對水體是富營養物質,危害也不可忽視。現在提倡用無磷洗衣粉和無磷洗滌劑的呼聲很高,但實際行動卻很緩慢。為?;せ肪?,我們在前處理的除油溶液中要摒棄這些含磷化合物。這是有可能的,我們曾在這方面做了一些工作,開發出了一些無磷的除油劑和洗滌劑,效果還不錯。如硅酸鈉、羧甲基纖維素(CMC)和表面活性劑等配合,可把磷酸鹽省去;但電鍍前處理要注意,配方中最好不要有硅酸鹽,因為電鍍件除油后需要進行酸洗,如零件表面清洗不干凈的話,硅酸鹽遇酸變成硅膠,硅膠在水中不溶解,不能將其清洗掉,因此會影響鍍層的結合力。

堿性除油配方中可引入表面活性劑。這種溶液除油是基于乳化的原理,所以堿濃度不必高,溫度也不必高。按照建設環境友好型、資源節約型社會的要求,設計除油溶液最好要常溫,同時要污染相對較少的配方。常溫除油劑的主要組成成份的設計指導,我們是考慮了下列因素:

鋼鐵制件大都是經沖壓和擠壓加工出來的。一般機加工時要用礦物油作潤滑劑,有的還要涂防銹油進行防銹;因此,這些鋼鐵零件表面多沾有礦物油??笪鎘陀爰鉅翰荒芷鷦砘從?,所以在堿性溶液中不能將它除去;但可以用乳化方法除去??笪鎘偷那子頹姿膠庵擔℉LB)在9~12之間,除油溶液就要用不同非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑復配到HLB值與之相匹配,就能達到好的除油效果。如壬基酚與4個摩爾環氧乙烷加成的聚氧乙烯醚的HLB值為8.9,它的親油性比較好,可以將油脂牢牢地“抓住”,再與親水性較好的表面活性基團相結合,就可把油脂“拉向”水中;在水中形成水包油型(O/W)乳化顆粒,從而達到工件表面的除油作用。

為了節省能源,溫度最好是常溫;但有些油脂因粘度較高,常溫條件下不能將其破蔽,需適當進行加溫,一般可加溫到45~50℃。在溫度較低的除油溶液中,對除油劑的性能就有更高的要求,尤其在潤濕、滲透和乳化等性能上。為此需加入滲透和潤濕性較好的拉開粉、快速滲透劑T等,它們能滲入油膜層中,這樣可在較低溫度條件下達到除油效果。

除油后的工件還需在短期內防銹,因此又要加入某些兼有除油和絡合作用的防銹劑,如6501、葡萄糖酸鈉等。絡合劑能絡合硬水中鈣、鎂等離子,使水質軟化。

根據上述指導思想,常溫除油劑可由下列成份組成:

氫氧化鈉——起輔助除油作用,主要功能是工件清洗后防銹。

6501——起除油和防銹作用。

葡萄糖酸鈉——絡合劑,軟化水質,還能防銹。

拉開粉——陰離子表面活性劑,起乳化、滲透作用,在溶液中穩定性好。

快速滲透劑T——陰離子表面活性劑,有極佳的擴散、滲透、潤濕作用,促進油脂在常溫條件下乳化。在溶液中穩定性好。

TX—4和TX—10——乳化劑,對油脂起乳化作用,按加入數量不同,可調整HLB值。

如要低泡,可加入聚醚類表面活性劑。

上述除油方法中最后都要加一道電解除油,才能將油脂比較徹底地除凈。

五、除油設備的改進

我國電鍍行業和金屬表面處理行業所用的除油槽多是平底柜形、圓形或方形的。除油溶液除了用超聲波的外,其余多是靜止的。因超聲波裝置價格較高,一般單位干脆不用。為了加快除油速度,多采用高溫除油溶液,有的要達80℃以上,耗能量大。溶液垃圾臟物和油污多了,干脆倒掉換新的,這樣使廢水中COD和BOD超標,造成較嚴重的水體污染。

將臟的除油溶液倒掉,除污染水體外,還是原料浪費,我們應該進行改進,通過過濾除污后把溶液循環使用。國外一些發達國家的電鍍廠除油溶液大都是這樣做的。

1999年,筆者曾到瑞典首都斯德哥爾摩參加國際標準會議?;岷?,瑞典朋友陪同我們兩位中國代表參觀了幾家相關公司。其中一家葉塔瑪(YTEMA)公司的總經理約翰遜先生得意地向我們介紹他們公司的一位工程師發明了一種除油槽噴咀,并讓我們參觀了有機玻璃制作的除油槽模型。槽子上半部為柜形,下半部為斗形,中間置擱條。零件放在不銹鋼絲籃子里。籃子置于擱條上,這樣臟物掉落到斗的底部,當籃子起出時,即使溶液在靜止條件下,沉渣也不會泛起,也就是掉落到溶液中的臟物不會再沾到零件上。實際上沒有垃圾會泛起來,因為溶液是循環過濾的。斗的底部有一個排污閥,閥口接過濾機的進口。斗形壁上,置若干個他們工程師發明的塑料噴咀;塑料噴咀對準除油零件的底部,經過濾后的溶液從噴咀中噴射出去,起到攪動溶液的作用,這樣有助于油脂和臟物脫離零件,可加快除油速度。由于進行循環過濾,溶液可始終保持清潔,也就是只要適量補充除油劑,而不必更換溶液,這樣既可節約除油材料,又不會污染環境。

后來筆者參考了該公司的除油槽,進一步進行改進,設計了一種槽四周有排油溝的除油槽??山慈榛母≡諞好嬪系撓橢緋齙腳龐凸等?。排油溝接集油器,再通過油水分離器,可將油脂回收。這樣既不會污染環境,又能回收資源,符合循環經濟的要求。

除油專用過濾機,杭州三達過濾機有限公司有生產,他們還有一種吸油的纖維,可將油脂吸附,擠兌油后可繼續使用。

通過上述改進,我想電鍍前處理除油的污染可大大減少,資源也可節省,是符合循環經濟要求的。


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