袁诗璞

【电镀基础讲座】

第十九讲──电镀的安全生产与清洁生产(二)

袁诗璞

3 电镀的清洁生产

实行清洁生产是21世纪初提出的新课题，也是不少旧、小电镀厂面临的严峻挑战。清洁生产不是指打扫好环境卫生，也不是指在清洁卫生的条件中生产，而有其特定的含义。

3. 1 清洁生产是电镀厂的必由之路

3. 1. 1 我国和国际政策法规的要求

清洁生产是指从原材料到产品的工业生产全过程进行污染控制与预防以实现“废物最小量化”的一种改变“先污染后治理”方式的“源头削减”战略，并与节能减排、发展循环经济紧密相关。

由于电镀是会产生废水、废气、废渣的污染环境的作业，因此首当其冲。

我国于2003年1月颁布了《中华人民共和国清洁生产促进法》，于2004年8月16日起实施《清洁生产审核暂行办法》。各地方政府也提出了一些实施细则要求。既然已用法律形式提出，就成为了强制性的规定，由不得企业愿意与否，都要照办，不执行就是一种违法行为。

国际上，欧盟于2003年1月27日通过《关于电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令》(即RoHS指令)。其中与电镀密切相关的4(1)款规定“自2006年7月1日起，市场上销售的新电子电器产品不含有铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚”。当然，经征求意见后，连欧盟成员国自己也认为因技术与设备等尚未发展到绝对不允许含有上述6种有害物的程度，又提出了“豁免令”清单，并征求意见后作了修改，提出了23项领域或加工工艺中允许含有这6种物质。我国也提出了《电子信息产品污染控制管理办法》，被称之为“中国的RoHS指令”。

另有 WEEE指令(《电器与电子设备废弃物指令》)、ELV指令(《关于报废汽车的技术指令》)等法规。

若不执行相应国际法规，我国出口产品将会受阻，蒙受损失，电镀行业也会丢失许多加工业务。另一方面，我们也应充分利用 RoHS指令豁免清单来维护自己的合法权益。但从全球环境保护角度出发，环保法规会越来越严；从设置贸易壁垒、全球市场激烈竞争看，科技整体落后的不发达国家会处于不利地位。

3. 1. 2 企业生存的要求

既然有法律法规摆在面前，产生污染的所有行业、高耗能的行业都将面临“重新洗牌”的挑战，优胜劣汰的自然法则会更加明显地显现。一方面，实施清洁生产需要巨大的技术与资金投入，要求管理水平的极大提高，因而不具有技术与资金实力的老企业、小企业面临生存危机；另一方面，地球资源逐步枯竭，初级原材料产品同样面临环保、成本上升等诸多问题，作为能源、有色金属、多种化工材料消耗量大的电镀加工作业，更面临着双重压力与多方面的挑战。各电镀厂点都应该认真考虑自己的生死存亡问题。

若清洁生产搞得好，环境与经济效益都可提高。二者相辅相成，为企业的生存与发展，以及在各种竞争中立于不败之地创造条件。

3. 2 实现清洁生产的诸多具体问题

客观地讲，我国多数中小电镀厂点(特别在中西部不发达地区)在环保方面的历史欠账太多，而企业的资本积累很少，经济实力很差。若真正按清洁生产要求，不少工艺的整个布局都要推倒重来。经济落后地区或地理位置不具有优势的地区，加工业务量本来不大，加上厂点过多(其中有不少是“黑户”)，相互压价，以低质量混饭吃，要实现高效率自动化生产也不现实，实施清洁生产的难度更大。内地的电子电镀多仅限于外商独资或合资企业，乡镇、私营企业有能力涉足者很少。

3. 2. 1 加强行业规划，实现观念更新

电镀企业不能再追求小而全，见什么业务都想争着做。比如镀金、镀银、镀古铜色等铜合金，这些尚离不开氰化电镀，如果许多厂都搞那么一点点，即使废水量很少，但都还得搞一套含氰废水处理设施，那么既不现实也不划算。对这类加工，各地行业协会应发挥作用，集中扶植一两个厂点专门从事。大件镀锌(如电灯杆等)，要处理盐酸酸洗废气，手工作业时连抽风都无法安装，这类工件应由有行吊的大型厂点专门进行生产。专业化定点生产，对某些加工而言是可行之路。

3. 2. 2 一般电镀厂点可以办到的事

3. 2. 2. 1 采用低污染工艺

清洁生产的一个重要理念就是从污染源头抓起，尽量采用污染少的工艺。

【例1】尽量采用无氰工艺。国外对氰化电镀并不卡，只要求含氰三废完全处理达标。我国国情不同，原要求从2003年起禁用氰化电镀，后从实际出发，改为“在预镀、镀取铜合金、贵金属电镀上暂缓淘汰氰化电镀”。除某些军品、航空、航天、航海等零部件尚要求氰化电镀外，一般加工件凡能不采用氰化镀的最好都不采用。例如对于钢铁件预镀铜，从工艺与设备两方面同时改进入手，已完全能够取代氰化镀铜，其中以HEDP有机多膦酸盐镀铜最为现实。在此基础上稍作改进，也能实现锌压铸件预镀无氰碱铜，且成本并不比氰化预镀铜高，镀液深镀能力及阴极电流效率远高于氰化镀铜。

【例2】低铬钝化已成功应用多年，近年来采用“增蓝剂”染料着色加蓝的办法，使超低铬一次蓝白钝化的工艺和产品外观稳定性得以大幅度提高，在大生产中应用日广。对于低铬、超低铬彩钝，大生产中的关键是杂质多后应及时更新处理，以免逐渐由低铬转变为中铬、高铬，失去低铬钝化的意义。

【例3】铜件无黄烟光亮酸洗工艺已大生产应用多年，其废气中虽然也有氮氧化物，但处理起来比处理“黄龙”简单得多。大生产中主要应掌握好调控方法。

【例4】采用低浓度工艺。许多人都在研究低浓度光亮镀镍，现已有成功工艺问世。在采用光亮酸铜工艺已有较好光亮整平性的基础上，多采用厚铜薄镍以降低成本。这种情况下，低浓度镀亮镍是有意义的。对亮镍层厚度有要求的产品，低浓度镀亮镍因允许阴极电流密度小而生产效率低。这与装饰性套铬及尺寸镀硬铬是否宜采用低浓度镀铬有类似关系。

3. 2. 2. 2 采用回收措施

回收是指镀件在出镀槽后先不作流动水洗，而是在静态纯水或适当的水溶液中浸洗，先洗去大部分镀液，再在流动水中清洗干净。若回收水可反掺入镀液而又采用多级回收，则又称为静态逆流漂洗。此时回收水是从末级逐级向上反掺的。若第一级回收水掺入镀槽后直接对其补充清水，则失去多级逆流漂洗的意义，仅相当于只有一级回收。

回收是一种物料节约措施，也能大大减轻流动水洗后废水处理的负担和减少费用，对两头都有利；但其缺点是镀液中的杂质也同样被反掺入镀液了。比如焦磷酸盐镀铜液中水解产生的有害正磷酸根易在镀液中积累。因此，回收对镀液本身的维护、去杂，要求更高。镀铬用工业铬酐中总含有硫酸，铬酐本身会被电解消耗，而硫酸不会，故采用多级回收后，镀液中的含量往往有增无减。未经试验确定时，不要轻易补加硫酸。而对于装饰套铬液，可在试验的基础上加入适量碳酸钡，以沉淀反掺回镀液中多余的。

回收液的出路有两条。第一，当镀液蒸发量较大时，直接反掺于镀液以补充蒸发的消耗，如镀铬、镀亮镍、加温的镀暗镍、高温碱性发蓝、电解除油等工艺。第二，对于不加热的镀液，因蒸发量很小，对于镀锌之类回收价值不大的工艺，一般不设回收；回收价值大的镀液若无法直接反掺完时，有时只好采用蒸发浓缩或反渗透技术浓缩后反掺，或再用电解法、化学法等回收有用金属。

回收水并非都宜用纯水。例如，镀镍液宜用pH为4.5 ～ 5.0的酸性水回收，否则回收水中的Ni2+易水解为Ni(OH)2沉淀。相反，对于HEDP无氰碱铜液，回收水应先用KOH将pH调到9.3 ～ 9.5，才能保证回收水中的Cu2+处于配位状态而不致于水解为Cu(OH)2沉淀。

3. 2. 2. 3 减少跑、冒、滴、漏

镀液的跑、冒、滴、漏会造成直接损失。冲洗完流失于地面的镀液之后，还要对冲洗水作废水处理，两头都损失。减少跑、冒、滴、漏并不是很复杂的事，例如：

(1) 取槽时挂具在镀槽上停留一段时间后再回收或水洗，不能只图快。

(2) 在镀槽与回收槽及清洗槽之间加一块带边的槽间倾斜塑料板，避免因槽间距离过大而使镀液滴流入地坪。

(3) 在镀液翻槽过滤时，将底部泥渣、活性炭等收集后手工过滤干净镀液，而不要一齐倒掉。

应养成节约点滴镀液的良好习惯，积少成多。

3. 2. 2. 4 采用节水措施

(1) 喷淋清洗比浸洗节水。喷淋无非要一次性投资喷淋设施。

(2) 采用多级逆流漂洗。三级动态逆流漂洗比单槽清洗节水 90%。有关这一技术理论计算的文章早已发表过多篇，但多年来难以推广，其原因是：对于手工操作，不但生产线拉得很长，而且会大大增加工人的劳动强度，因而不受欢迎或不予执行；对于自动线生产，生产线也拉得很长，不但一次投资加大，而且生产效率降低。实际生产中，对镀铬设有三级回收的，无人在场督促时，多数情况下也只洗一道。大件镀锌、镀硬铬等加工，有时就直接用水管冲洗。

以下介绍几种单槽清洗的节水方法：

(1) 清洗槽应设计合理，从下部进水，通过水平溢流板上部溢流出水。有的清洗槽直接用水龙头从上部进水又在上部出水，造成干净水“短路”，槽中水很脏，只好经常换水。清洗槽设计过大，交换也不会及时，用水量加大。

(2) 采用电导控水法。电导控水在国外早已应用，但国内至今无人重视。由于电镀所清洗的大多是电解质溶液，清洗水越脏，其电导率越大。电导控水就是用惰性电极测定清洗水的电导率，与可调整的预置电导率比较后，给出一个控制信号。当清洗水的电导率高于预定值时，开动一个小的电磁阀供给干净水；当电导率下降到设定值时，电磁阀自动关闭，停止供水。上世纪70年代，笔者开发过一种电导控水仪并申请了专利，实测比单槽长流水清洗节水50% ～ 70%。

(3) 从管理上入手。多年前有单位在每个清洗水槽上加装一个水表，实行万元产值定额耗水，节约有奖，超过罚钱，有效避免了长流水现象，节水率大于40%。

3. 2. 2. 5 采用投资不大的简易处理方法

例如，对镀铬二级回收后，在含亚硫酸氢钠的酸性液中浸洗一次再水洗，六价铬即被还原为三价铬，省去废水分质排放再还原的麻烦；镀镍后在含碳酸钠的碱性液中浸洗，生成碱式碳酸镍，过滤回收沉淀物，可直接用来调高镀镍液的pH。这类槽边处理法叫“兰茜法”，值得推广。

3. 2. 3 不断提高水的回用率

如果真正实现废水的“零排放”，电镀厂就可不设排污口了。但其实这是不可能的。不能把镀镍等某一单项镀种采用粗滤、超滤、纳滤、反渗透而实现电镀镍清洗水的微排放，夸大宣传为整个电镀废水的零排放。设备生产厂家赚了钱而害了广大的电镀厂。成都市某县环保局听信了这种夸大宣传，要求2008年下半年所有电镀厂实现零排放，电镀厂不许设排污口。这能办到吗？某电镀厂以前花60多万元上了一套不好用的化学法处理设备作摆设，实际还是在 3个积水池中分别用老式化学法处理。为此禁令，又花60多万元上了一套膜分离装置，化学法处理后再作深度处理回用。据介绍，用美国进口膜，换一次膜就要10余万元，操作很正常时，膜的寿命也不过两年。无奈之下，该厂只好在晚上将 3个废水积水池抽空直排，并舍去了月加工产值达10余万元的大件镀锌业务，以减少废水量，白天只处理一点点废水。“零排放”迫使企业弄虚作假，实在是罪过呀！

对于废水回用，只能在尽量减少废水量的前提下逐步实施：第一步，对于化学法处理达标的废水，部分回用于对水质要求不高的镀前处理作清洗水，部分用于浇树浇花、水冲式厕所用冲洗水，剩下的部分排放；第二步，经济实力足够时，对化学法处理后的中水，再用膜分离技术作深度处理，净水回用于镀前清洗及镀后需用纯水清洗等要求水质高的场合。

对于镀种不太复杂、加工附加值高、对水质要求严的全自动电子电镀生产线所产生的废水，可直接用膜分离技术或离子交换法作深度处理后回用。离子交换法的阳柱洗脱液中的重金属再辅以化学法处理。

3. 2. 4 加大技改投入

实现清洁生产少不了技改投入。不少老电镀厂的镀槽都无抽风而是开敝式作业，改造任务很重。国营企业的电镀车间改造(不少厂遇到置换地皮搬迁，新建时应将清洁生产纳入规划)有国家投入，而军工产品不宜外协加工，这个钱还肯花。乡镇私营企业效益好的，不要挣了钱就分光、花光，应先留足企业改造资金，分步进行改造。对于本身就在生死线上苦苦挣扎的效益差的企业，当连以歪门邪道求生存的路子都走不通时，只能被淘汰。

清洁生产已是法律法规，电镀厂点要想生存下去，就要想办法逐步实现，这就是现实。

思考题：1.安全生产的关键是什么？

2.为什么说实施清洁生产势在必行？

（连载完）

下期预告：第二十讲——提高电镀企业的生存能力与竞争力

[ 编辑：温靖邦 ]