化学镀镍与节能减排的生产实践—

作者：吴浩等
摘要：通过化学镀镍的生产实践，摸索总结出简单实用的节能减排实施办法，经检测化学镀镍的生产排放水的PH=6-9，镍含量＜0.1mg/L ，COD值为43mg/L(二级企业排放标准是150mg/L)，完全符合国家排放标准。如果加强漂洗水的分类管理和回收再生利用，实行老化镀液的集中处理，就可实现化学镀镍加工过程的清洁生产。
一、前言
   随着现代科技的发展需要，促进了有关化学镀镍的生产工艺、生产装备、原料供应、检验技术等方面的快速发展，而这些发展的前提是化学镀镍本身的产业化，而产业化的前提是符合国家的产业政策，生产过程能够做到节能环保、清洁生产。
二、生产过程的节能实践
2.1 目前一般加热方式存在的问题
    化学镀镍加热问题是困扰化学镀镍生产应用领域多年的老问题，尤其是大型工件处理和连续化生产。目前小型镀槽一般采用电加热，大型镀槽一般采用蒸汽加热的办法。不管是用电还是蒸汽加热，一般都使用电热管或蒸汽盘管浸入镀液中将镀液加热，存在以下问题：
1）镀液容易局部过热，易造成镀液分解；
2）容易在加热管表面沉积镀层，积累形成镍渣，既影响传热效率也增加成本；
3）传热效率低，将镀液加热到工作温度的时间太长，能耗高、生产效率低下；
4）大功率用电受供电线路限制；
5）加热锅炉按特种设备管理，投资与管理成本高
2.2 新的加热组合方案
    化学镀镍根据镀层功能性要求的不同，采取的生产工艺温度不同，电子行业和塑料电镀采用低温型（40℃左右）和中温（65℃左右）的生产较多见，防腐耐磨的高温型要求加热溶液维持温度最高在90℃左右。不管那种工艺，提高温度一般会使镀速加快从而提高生产效率，但容易引起镀液分解、镀层粗糙。尤其是采用加热方式不当，如电加热功率匹配过大、蒸汽压力过高、溶液搅拌不均匀等，都极易造成镀液分解。
    针对上述问题，本文作者提出用热水加热镀液的方案，并进行了全面的生产实施，通过生产实践证明，采用这种加热方案，可以大幅度减少设备投资和生产运行成本。
具体方案如下：
l、热源采用无压或微压热水炉；
2、燃料为无烟焦碳；
3、板式换热器为对镀液加热的传热器；
4、热侧用循环泵将热水炉中的热水打入板式换热器做为热源；
5、用过滤机将镀液泵入板式换热器后回到镀槽。
采用该加热方案的优点如下：
1、大幅度节省设备投资；
2、由于热水炉不会将水加热超过100℃而产生蒸汽压力，没有安全隐患，不需要办理特种设备使用许可证，也不需要持有锅炉操作证的工人进行生产维护，节省设备运行和管理成本；
3、采用无烟焦碳作为燃料，除需在热水炉的烟道加配除尘器外，基本没有环保问题；
4、采用板式换热器进行换热，传热效率比电加热和蒸汽盘管加热高很多。如：30KW的电热管加热槽液500升，通常需要加热4小时左右才具备生产条件，采用目前的加热方式，1小时内就可具备生产条件；
5、镀液因局部过热而分解的因素基本排除。
2.3 几种加热方案的对比
    采用热水炉加热的方案，对于化学镀镍生产来说无论是投资成本还是运行费用都是最低的，而且大大减少了二氧化碳气体排放，如果加强生产过程除尘和炉碴管理，也不会引起其它的环境问题。值得注意的是供热设备采用热水炉时，对高温型化学镀镍，加热镀液用的换热器应采用316L或钛材的板式换热器才能取得较理想的加热效果。如采用316L或氟塑料盘管加热，由于热水供热的温度低，热水与镀液的温差太小，很难使镀液达到和维持理想的工作温度。
    热水炉的选择可以根据化学镀镍的镀槽大小和生产规模来选择甚至定制。板式换热器的型号可以根据镀槽大小、生产规模、以及要求将镀液加热到工作温度的时间来方便选择，对于大型镀槽也可进行多组同时加热的办法提高加热效率；另外，这样的加热方式，也为不便移动的大型设备内部现场化学镀镍提供了很好的解决方案，只需将换热器热侧接入工厂现场的低压蒸汽，就可将镀液加热到工作温度，接好管道，将镀液泵入设备内腔，就可实现设备内表面的化学镀镍。

三、生产过程的用水与排放
3.1 前处理过程产生的废水
    无论电镀还是化学镀镍，工件的前处理工艺基本相同，对工件除油和酸洗活化的漂洗水只需进行简单混合或PH值的调节，其水中的PH、COD、重金属含量等主要环保控制指标完全可以符合国家的排放标准。但电镀和化学镀镍后零件的漂洗水有很大的区别。
3.2　镀后清洗过程产生的废水
    化学镀镍不同于电镀镍，化学镀液镍离子浓度一般只有4g-6g/L，镀液中不使用有毒的络合剂，且镀液可以完全不使用含铅、镉、汞等元素的物质作为添加剂；而电镀用的镀液镍含量常高达50-60g/L，因而它的漂洗水中镍含量极高，且镀液中经常添加有毒的成份，如氰化物、氟化物等。
    如对每批表面积为3.5平方米的零件进行处理，零件从镀槽出来后都放入100升的水槽中进行三次逆流漂洗，假设零件从镀液从取出后表面都带出2微米的镀液，耗水量以环保为前提，没有考虑零件表面的质量容忍度。如对零件的表面质量要求越高，耗水量就越大，化学镀和电镀的情况基本一致。
    化学镀镍镀后工件清洗废水的处理要比电镀容易控制，其废水的主要控制指标是镍含量、COD及PH值，通过合理的生产管理，能达到国家排放标准。经检测化学镀镍的生产排放水的PH=6-9，镍含量＜0.`1mg/L ，COD值为43mg/L(二级企业排放标准是150mg/L)，完全符合国家排放标准。
3.3 漂洗水的重复使用
    大型工件的化学镀镍加工经常是间歇式的生产方式，一次生产的用水量较多，但累计实际用水量根据产量决定可能并不多，实施水回收利用的单位成本就高，在目前的用水和设备投资成本比较下，重复用水的可能性不大。小型电子零件或五金零件的加工一般是连续的，如果每周甚至每天都有加工任务，这时从用水成本、设备投资和环境影响考虑，应该实现漂洗水的重复利用。如果将漂洗水进行分类收集和处理，可以方便且较低成本实现这部分水的重复使用。

来源：慧聪表面处理网

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	等级：胸有成竹文章：1 积分：94 注册：2008-07-12	化学镀镍与节能减排的生产实践化学镀镍设备作者：吴浩等摘要：通过化学镀镍的生产实践，摸索总结出简单实用的节能减排实施办法，经检测化学镀镍的生产排放水的PH=6-9，镍含量＜0.1mg/L ，COD值为43mg/L(二级企业排放标准是150mg/L)，完全符合国家排放标准。如果加强漂洗水的分类管理和回收再生利用，实行老化镀液的集中处理，就可实现化学镀镍加工过程的清洁生产。一、前言随着现代科技的发展需要，促进了有关化学镀镍的生产工艺、生产装备、原料供应、检验技术等方面的快速发展，而这些发展的前提是化学镀镍本身的产业化，而产业化的前提是符合国家的产业政策，生产过程能够做到节能环保、清洁生产。二、生产过程的节能实践 2.1 目前一般加热方式存在的问题化学镀镍加热问题是困扰化学镀镍生产应用领域多年的老问题，尤其是大型工件处理和连续化生产。目前小型镀槽一般采用电加热，大型镀槽一般采用蒸汽加热的办法。不管是用电还是蒸汽加热，一般都使用电热管或蒸汽盘管浸入镀液中将镀液加热，存在以下问题： 1）镀液容易局部过热，易造成镀液分解； 2）容易在加热管表面沉积镀层，积累形成镍渣，既影响传热效率也增加成本； 3）传热效率低，将镀液加热到工作温度的时间太长，能耗高、生产效率低下； 4）大功率用电受供电线路限制； 5）加热锅炉按特种设备管理，投资与管理成本高 2.2 新的加热组合方案化学镀镍根据镀层功能性要求的不同，采取的生产工艺温度不同，电子行业和塑料电镀采用低温型（40℃左右）和中温（65℃左右）的生产较多见，防腐耐磨的高温型要求加热溶液维持温度最高在90℃左右。不管那种工艺，提高温度一般会使镀速加快从而提高生产效率，但容易引起镀液分解、镀层粗糙。尤其是采用加热方式不当，如电加热功率匹配过大、蒸汽压力过高、溶液搅拌不均匀等，都极易造成镀液分解。针对上述问题，本文作者提出用热水加热镀液的方案，并进行了全面的生产实施，通过生产实践证明，采用这种加热方案，可以大幅度减少设备投资和生产运行成本。具体方案如下： l、热源采用无压或微压热水炉； 2、燃料为无烟焦碳； 3、板式换热器为对镀液加热的传热器； 4、热侧用循环泵将热水炉中的热水打入板式换热器做为热源； 5、用过滤机将镀液泵入板式换热器后回到镀槽。采用该加热方案的优点如下： 1、大幅度节省设备投资； 2、由于热水炉不会将水加热超过100℃而产生蒸汽压力，没有安全隐患，不需要办理特种设备使用许可证，也不需要持有锅炉操作证的工人进行生产维护，节省设备运行和管理成本； 3、采用无烟焦碳作为燃料，除需在热水炉的烟道加配除尘器外，基本没有环保问题； 4、采用板式换热器进行换热，传热效率比电加热和蒸汽盘管加热高很多。如：30KW的电热管加热槽液500升，通常需要加热4小时左右才具备生产条件，采用目前的加热方式，1小时内就可具备生产条件； 5、镀液因局部过热而分解的因素基本排除。 2.3 几种加热方案的对比采用热水炉加热的方案，对于化学镀镍生产来说无论是投资成本还是运行费用都是最低的，而且大大减少了二氧化碳气体排放，如果加强生产过程除尘和炉碴管理，也不会引起其它的环境问题。值得注意的是供热设备采用热水炉时，对高温型化学镀镍，加热镀液用的换热器应采用316L或钛材的板式换热器才能取得较理想的加热效果。如采用316L或氟塑料盘管加热，由于热水供热的温度低，热水与镀液的温差太小，很难使镀液达到和维持理想的工作温度。热水炉的选择可以根据化学镀镍的镀槽大小和生产规模来选择甚至定制。板式换热器的型号可以根据镀槽大小、生产规模、以及要求将镀液加热到工作温度的时间来方便选择，对于大型镀槽也可进行多组同时加热的办法提高加热效率；另外，这样的加热方式，也为不便移动的大型设备内部现场化学镀镍提供了很好的解决方案，只需将换热器热侧接入工厂现场的低压蒸汽，就可将镀液加热到工作温度，接好管道，将镀液泵入设备内腔，就可实现设备内表面的化学镀镍。三、生产过程的用水与排放 3.1 前处理过程产生的废水无论电镀还是化学镀镍，工件的前处理工艺基本相同，对工件除油和酸洗活化的漂洗水只需进行简单混合或PH值的调节，其水中的PH、COD、重金属含量等主要环保控制指标完全可以符合国家的排放标准。但电镀和化学镀镍后零件的漂洗水有很大的区别。 3.2　镀后清洗过程产生的废水化学镀镍不同于电镀镍，化学镀液镍离子浓度一般只有4g-6g/L，镀液中不使用有毒的络合剂，且镀液可以完全不使用含铅、镉、汞等元素的物质作为添加剂；而电镀用的镀液镍含量常高达50-60g/L，因而它的漂洗水中镍含量极高，且镀液中经常添加有毒的成份，如氰化物、氟化物等。如对每批表面积为3.5平方米的零件进行处理，零件从镀槽出来后都放入100升的水槽中进行三次逆流漂洗，假设零件从镀液从取出后表面都带出2微米的镀液，耗水量以环保为前提，没有考虑零件表面的质量容忍度。如对零件的表面质量要求越高，耗水量就越大，化学镀和电镀的情况基本一致。化学镀镍镀后工件清洗废水的处理要比电镀容易控制，其废水的主要控制指标是镍含量、COD及PH值，通过合理的生产管理，能达到国家排放标准。经检测化学镀镍的生产排放水的PH=6-9，镍含量＜0.`1mg/L ，COD值为43mg/L(二级企业排放标准是150mg/L)，完全符合国家排放标准。 3.3 漂洗水的重复使用大型工件的化学镀镍加工经常是间歇式的生产方式，一次生产的用水量较多，但累计实际用水量根据产量决定可能并不多，实施水回收利用的单位成本就高，在目前的用水和设备投资成本比较下，重复用水的可能性不大。小型电子零件或五金零件的加工一般是连续的，如果每周甚至每天都有加工任务，这时从用水成本、设备投资和环境影响考虑，应该实现漂洗水的重复利用。如果将漂洗水进行分类收集和处理，可以方便且较低成本实现这部分水的重复使用。来源：慧聪表面处理网收藏本页更多相关内容

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