第十九講──電鍍的安全生產與清潔生產(二)

袁詩璞

【電鍍基礎講座】

第十九講──電鍍的安全生產與清潔生產(二)

袁詩璞

3 電鍍的清潔生產

實行清潔生產是21世紀初提出的新課題，也是不少舊、小電鍍廠面臨的嚴峻挑戰。清潔生產不是指打掃好環境衛生，也不是指在清潔衛生的條件中生產，而有其特定的含義。

3. 1 清潔生產是電鍍廠的必由之路

3. 1. 1 我國和國際政策法規的要求

清潔生產是指從原材料到產品的工業生產全過程進行污染控制與預防以實現“廢物最小量化”的一種改變“先污染后治理”方式的“源頭削減”戰略，并與節能減排、發展循環經濟緊密相關。

由于電鍍是會產生廢水、廢氣、廢渣的污染環境的作業，因此首當其沖。

我國于2003年1月頒布了《中華人民共和國清潔生產促進法》，于2004年8月16日起實施《清潔生產審核暫行辦法》。各地方政府也提出了一些實施細則要求。既然已用法律形式提出，就成為了強制性的規定，由不得企業愿意與否，都要照辦，不執行就是一種違法行為。

國際上，歐盟于2003年1月27日通過《關于電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令》(即RoHS指令)。其中與電鍍密切相關的4(1)款規定“自2006年7月1日起，市場上銷售的新電子電器產品不含有鉛、汞、鎘、六價鉻、聚溴聯苯和聚溴二苯醚”。當然，經征求意見后，連歐盟成員國自己也認為因技術與設備等尚未發展到絕對不允許含有上述6種有害物的程度，又提出了“豁免令”清單，并征求意見后作了修改，提出了23項領域或加工工藝中允許含有這6種物質。我國也提出了《電子信息產品污染控制管理辦法》，被稱之為“中國的RoHS指令”。

另有 WEEE指令(《電器與電子設備廢棄物指令》)、ELV指令(《關于報廢汽車的技術指令》)等法規。

若不執行相應國際法規，我國出口產品將會受阻，蒙受損失，電鍍行業也會丟失許多加工業務。另一方面，我們也應充分利用 RoHS指令豁免清單來維護自己的合法權益。但從全球環境保護角度出發，環保法規會越來越嚴；從設置貿易壁壘、全球市場激烈競爭看，科技整體落后的不發達國家會處于不利地位。

3. 1. 2 企業生存的要求

既然有法律法規擺在面前，產生污染的所有行業、高耗能的行業都將面臨“重新洗牌”的挑戰，優勝劣汰的自然法則會更加明顯地顯現。一方面，實施清潔生產需要巨大的技術與資金投入，要求管理水平的極大提高，因而不具有技術與資金實力的老企業、小企業面臨生存危機；另一方面，地球資源逐步枯竭，初級原材料產品同樣面臨環保、成本上升等諸多問題，作為能源、有色金屬、多種化工材料消耗量大的電鍍加工作業，更面臨著雙重壓力與多方面的挑戰。各電鍍廠點都應該認真考慮自己的生死存亡問題。

若清潔生產搞得好，環境與經濟效益都可提高。二者相輔相成，為企業的生存與發展，以及在各種競爭中立于不敗之地創造條件。

3. 2 實現清潔生產的諸多具體問題

客觀地講，我國多數中小電鍍廠點(特別在中西部不發達地區)在環保方面的歷史欠賬太多，而企業的資本積累很少，經濟實力很差。若真正按清潔生產要求，不少工藝的整個布局都要推倒重來。經濟落后地區或地理位置不具有優勢的地區，加工業務量本來不大，加上廠點過多(其中有不少是“黑戶”)，相互壓價，以低質量混飯吃，要實現高效率自動化生產也不現實，實施清潔生產的難度更大。內地的電子電鍍多僅限于外商獨資或合資企業，鄉鎮、私營企業有能力涉足者很少。

3. 2. 1 加強行業規劃，實現觀念更新

電鍍企業不能再追求小而全，見什么業務都想爭著做。比如鍍金、鍍銀、鍍古銅色等銅合金，這些尚離不開氰化電鍍，如果許多廠都搞那么一點點，即使廢水量很少，但都還得搞一套含氰廢水處理設施，那么既不現實也不劃算。對這類加工，各地行業協會應發揮作用，集中扶植一兩個廠點專門從事。大件鍍鋅(如電燈桿等)，要處理鹽酸酸洗廢氣，手工作業時連抽風都無法安裝，這類工件應由有行吊的大型廠點專門進行生產。專業化定點生產，對某些加工而言是可行之路。

3. 2. 2 一般電鍍廠點可以辦到的事

3. 2. 2. 1 采用低污染工藝

清潔生產的一個重要理念就是從污染源頭抓起，盡量采用污染少的工藝。

【例1】盡量采用無氰工藝。國外對氰化電鍍并不卡，只要求含氰三廢完全處理達標。我國國情不同，原要求從2003年起禁用氰化電鍍，后從實際出發，改為“在預鍍、鍍取銅合金、貴金屬電鍍上暫緩淘汰氰化電鍍”。除某些軍品、航空、航天、航海等零部件尚要求氰化電鍍外，一般加工件凡能不采用氰化鍍的最好都不采用。例如對于鋼鐵件預鍍銅，從工藝與設備兩方面同時改進入手，已完全能夠取代氰化鍍銅，其中以HEDP有機多膦酸鹽鍍銅最為現實。在此基礎上稍作改進，也能實現鋅壓鑄件預鍍無氰堿銅，且成本并不比氰化預鍍銅高，鍍液深鍍能力及陰極電流效率遠高于氰化鍍銅。

【例2】低鉻鈍化已成功應用多年，近年來采用“增藍劑”染料著色加藍的辦法，使超低鉻一次藍白鈍化的工藝和產品外觀穩定性得以大幅度提高，在大生產中應用日廣。對于低鉻、超低鉻彩鈍，大生產中的關鍵是雜質多后應及時更新處理，以免逐漸由低鉻轉變為中鉻、高鉻，失去低鉻鈍化的意義。

【例3】銅件無黃煙光亮酸洗工藝已大生產應用多年，其廢氣中雖然也有氮氧化物，但處理起來比處理“黃龍”簡單得多。大生產中主要應掌握好調控方法。

【例4】采用低濃度工藝。許多人都在研究低濃度光亮鍍鎳，現已有成功工藝問世。在采用光亮酸銅工藝已有較好光亮整平性的基礎上，多采用厚銅薄鎳以降低成本。這種情況下，低濃度鍍亮鎳是有意義的。對亮鎳層厚度有要求的產品，低濃度鍍亮鎳因允許陰極電流密度小而生產效率低。這與裝飾性套鉻及尺寸鍍硬鉻是否宜采用低濃度鍍鉻有類似關系。

3. 2. 2. 2 采用回收措施

回收是指鍍件在出鍍槽后先不作流動水洗，而是在靜態純水或適當的水溶液中浸洗，先洗去大部分鍍液，再在流動水中清洗干凈。若回收水可反摻入鍍液而又采用多級回收，則又稱為靜態逆流漂洗。此時回收水是從末級逐級向上反摻的。若第一級回收水摻入鍍槽后直接對其補充清水，則失去多級逆流漂洗的意義，僅相當于只有一級回收。

回收是一種物料節約措施，也能大大減輕流動水洗后廢水處理的負擔和減少費用，對兩頭都有利；但其缺點是鍍液中的雜質也同樣被反摻入鍍液了。比如焦磷酸鹽鍍銅液中水解產生的有害正磷酸根易在鍍液中積累。因此，回收對鍍液本身的維護、去雜，要求更高。鍍鉻用工業鉻酐中總含有硫酸，鉻酐本身會被電解消耗，而硫酸不會，故采用多級回收后，鍍液中的含量往往有增無減。未經試驗確定時，不要輕易補加硫酸。而對于裝飾套鉻液，可在試驗的基礎上加入適量碳酸鋇，以沉淀反摻回鍍液中多余的。

回收液的出路有兩條。第一，當鍍液蒸發量較大時，直接反摻于鍍液以補充蒸發的消耗，如鍍鉻、鍍亮鎳、加溫的鍍暗鎳、高溫堿性發藍、電解除油等工藝。第二，對于不加熱的鍍液，因蒸發量很小，對于鍍鋅之類回收價值不大的工藝，一般不設回收；回收價值大的鍍液若無法直接反摻完時，有時只好采用蒸發濃縮或反滲透技術濃縮后反摻，或再用電解法、化學法等回收有用金屬。

回收水并非都宜用純水。例如，鍍鎳液宜用pH為4.5 ～ 5.0的酸性水回收，否則回收水中的Ni2+易水解為Ni(OH)2沉淀。相反，對于HEDP無氰堿銅液，回收水應先用KOH將pH調到9.3 ～ 9.5，才能保證回收水中的Cu2+處于配位狀態而不致于水解為Cu(OH)2沉淀。

3. 2. 2. 3 減少跑、冒、滴、漏

鍍液的跑、冒、滴、漏會造成直接損失。沖洗完流失于地面的鍍液之后，還要對沖洗水作廢水處理，兩頭都損失。減少跑、冒、滴、漏并不是很復雜的事，例如：

(1) 取槽時掛具在鍍槽上停留一段時間后再回收或水洗，不能只圖快。

(2) 在鍍槽與回收槽及清洗槽之間加一塊帶邊的槽間傾斜塑料板，避免因槽間距離過大而使鍍液滴流入地坪。

(3) 在鍍液翻槽過濾時，將底部泥渣、活性炭等收集后手工過濾干凈鍍液，而不要一齊倒掉。

應養成節約點滴鍍液的良好習慣，積少成多。

3. 2. 2. 4 采用節水措施

(1) 噴淋清洗比浸洗節水。噴淋無非要一次性投資噴淋設施。

(2) 采用多級逆流漂洗。三級動態逆流漂洗比單槽清洗節水 90%。有關這一技術理論計算的文章早已發表過多篇，但多年來難以推廣，其原因是：對于手工操作，不但生產線拉得很長，而且會大大增加工人的勞動強度，因而不受歡迎或不予執行；對于自動線生產，生產線也拉得很長，不但一次投資加大，而且生產效率降低。實際生產中，對鍍鉻設有三級回收的，無人在場督促時，多數情況下也只洗一道。大件鍍鋅、鍍硬鉻等加工，有時就直接用水管沖洗。

以下介紹幾種單槽清洗的節水方法：

(1) 清洗槽應設計合理，從下部進水，通過水平溢流板上部溢流出水。有的清洗槽直接用水龍頭從上部進水又在上部出水，造成干凈水“短路”，槽中水很臟，只好經常換水。清洗槽設計過大，交換也不會及時，用水量加大。

(2) 采用電導控水法。電導控水在國外早已應用，但國內至今無人重視。由于電鍍所清洗的大多是電解質溶液，清洗水越臟，其電導率越大。電導控水就是用惰性電極測定清洗水的電導率，與可調整的預置電導率比較后，給出一個控制信號。當清洗水的電導率高于預定值時，開動一個小的電磁閥供給干凈水；當電導率下降到設定值時，電磁閥自動關閉，停止供水。上世紀70年代，筆者開發過一種電導控水儀并申請了專利，實測比單槽長流水清洗節水50% ～ 70%。

(3) 從管理上入手。多年前有單位在每個清洗水槽上加裝一個水表，實行萬元產值定額耗水，節約有獎，超過罰錢，有效避免了長流水現象，節水率大于40%。

3. 2. 2. 5 采用投資不大的簡易處理方法

例如，對鍍鉻二級回收后，在含亞硫酸氫鈉的酸性液中浸洗一次再水洗，六價鉻即被還原為三價鉻，省去廢水分質排放再還原的麻煩；鍍鎳后在含碳酸鈉的堿性液中浸洗，生成堿式碳酸鎳，過濾回收沉淀物，可直接用來調高鍍鎳液的pH。這類槽邊處理法叫“蘭茜法”，值得推廣。

3. 2. 3 不斷提高水的回用率

如果真正實現廢水的“零排放”，電鍍廠就可不設排污口了。但其實這是不可能的。不能把鍍鎳等某一單項鍍種采用粗濾、超濾、納濾、反滲透而實現電鍍鎳清洗水的微排放，夸大宣傳為整個電鍍廢水的零排放。設備生產廠家賺了錢而害了廣大的電鍍廠。成都市某縣環保局聽信了這種夸大宣傳，要求2008年下半年所有電鍍廠實現零排放，電鍍廠不許設排污口。這能辦到嗎？某電鍍廠以前花60多萬元上了一套不好用的化學法處理設備作擺設，實際還是在 3個積水池中分別用老式化學法處理。為此禁令，又花60多萬元上了一套膜分離裝置，化學法處理后再作深度處理回用。據介紹，用美國進口膜，換一次膜就要10余萬元，操作很正常時，膜的壽命也不過兩年。無奈之下，該廠只好在晚上將 3個廢水積水池抽空直排，并舍去了月加工產值達10余萬元的大件鍍鋅業務，以減少廢水量，白天只處理一點點廢水。“零排放”迫使企業弄虛作假，實在是罪過呀！

對于廢水回用，只能在盡量減少廢水量的前提下逐步實施：第一步，對于化學法處理達標的廢水，部分回用于對水質要求不高的鍍前處理作清洗水，部分用于澆樹澆花、水沖式廁所用沖洗水，剩下的部分排放；第二步，經濟實力足夠時，對化學法處理后的中水，再用膜分離技術作深度處理，凈水回用于鍍前清洗及鍍后需用純水清洗等要求水質高的場合。

對于鍍種不太復雜、加工附加值高、對水質要求嚴的全自動電子電鍍生產線所產生的廢水，可直接用膜分離技術或離子交換法作深度處理后回用。離子交換法的陽柱洗脫液中的重金屬再輔以化學法處理。

3. 2. 4 加大技改投入

實現清潔生產少不了技改投入。不少老電鍍廠的鍍槽都無抽風而是開敝式作業，改造任務很重。國營企業的電鍍車間改造(不少廠遇到置換地皮搬遷，新建時應將清潔生產納入規劃)有國家投入，而軍工產品不宜外協加工，這個錢還肯花。鄉鎮私營企業效益好的，不要掙了錢就分光、花光，應先留足企業改造資金，分步進行改造。對于本身就在生死線上苦苦掙扎的效益差的企業，當連以歪門邪道求生存的路子都走不通時，只能被淘汰。

清潔生產已是法律法規，電鍍廠點要想生存下去，就要想辦法逐步實現，這就是現實。

思考題：1.安全生產的關鍵是什么？

2.為什么說實施清潔生產勢在必行？

（連載完）

下期預告：第二十講——提高電鍍企業的生存能力與競爭力

[ 編輯：溫靖邦 ]