1电镀工业六价铬替代工艺

    铬在水中以三价和六价形式存在,其中六价铬的毒性很大,约是三价铬的100倍,如果水中六价铬的含量超过0·1mg/L的浓度,就会对人体产生毒性作用。美国环境保护局(EPA)已经明令规定于2010年以前禁止采用六价铬电镀工艺,北美和欧洲对于许多工件已经禁止采用六价铬电镀工艺的产品进入市场,美国在几年前有近25万吨三价铬电镀溶液长期稳定地用于生产。

    1·1电镀锌三价铬钝化替代六价铬钝化工艺

    电镀锌是电镀工业领域最大的镀种,镀锌后为了提高镀层的抗腐蚀性能需要进行钝化。长期以来,人们都是采用六价铬为主要成分的钝化溶液进行钝化。六价铬钝化膜中六价铬的含量非常高,达0·5mg/dm2。

    我国自20世纪末一直在开展三价铬钝化替代六价铬钝化工艺研究。第一代三价铬钝化工艺通过提高活性成分的浓度,提高温度,结合使用各种抑制剂,再通过硅酸盐和聚合物的后处理,达到了汽车工业的需要;第二代三价铬钝化工艺通过添加金属盐和弱有机酸增加了钝化膜的厚度,较大地提高了钝化膜的耐腐蚀性能;第三代三价铬钝化工艺采用三价铬氧化物和高性能表面活性抑制剂,例如二氧化硅、纳米粒子等有机结合,三价铬的沉积量达到0·3~3mg/dm2,二氧化硅的沉积量达到0·5~1mg/dm2,厚度可以达到400nm以上,由铬的氧化物和胶体共同作用形成的三价铬钝化膜的耐蚀性能较好。目前,三价铬钝化工艺已经在国内得到了比较普遍的应用,处理过的产品有钕铁硼永磁体和汽车配件等,符合欧盟的规定,大批量出口到欧洲、北美和日本等国家。

    三价铬钝化工艺通过调整着色剂等方法,已经拥有彩色钝化、蓝白钝化、金黄色钝化、军绿色钝化、黑色钝化等多种钝化颜色,并广泛应用于各种防护性、装饰性镀层。

    1)彩色钝化浓缩液(10倍浓缩)

    每升可以处理2500~6000dm2,不含六价铬和氧化剂,符合清洁生产和环境保护要求,通过SGS检测,符合ROHS法规。其耐蚀性高于六价铬钝化,一般中性盐雾试验可达120h,客户的试验结果达到中性盐雾160h,防锈性能强,耐热性能高,二次加工后仍有良好的抗腐蚀性能。适用于酸性和碱性镀锌的滚镀和挂镀产品,使用周期长。

    2)蓝白钝化浓缩液(20倍浓缩)

    每升钝化浓缩液可以处理4000~10000dm2,不含六价铬,符合欧盟ROHS及清洁生产和环境保护要求。钝化膜与六价铬钝化相比,同样具有光亮均匀的外观,而且防锈性能更好,对滚镀和挂镀都适用。适用于酸性镀锌和碱性镀锌,大件钝化孔边不变黄,镀层厚度大于10μm,NSST试验大于96h,如果经过封闭,抗腐蚀性能和耐高温性能更好,二次加工后仍有优良的抗腐蚀性能。

    1·2三价铬电镀替代六价铬电镀工艺

    三价铬镀层有良好的光亮性和抗腐蚀性,可取代严重污染环境的六价铬镀层。三价铬电镀金属离子浓度低,带出损失少,废水处理易,成本减少,比六价铬镀铬分散能力好,覆盖能力高,使用电流密度低,电流效率高,节约电能50%(三价铬只需要六价铬一半的电量就能还原相同的金属铬),镀层为极具吸引力的浅白色,硬度1300HV,耐磨性高,可作为防护、装饰性镀层及功能性电镀。

    1·3锡钴合金电镀替代六价铬电镀

    BG98型代铬锡钴合金电镀工艺采用焦磷酸钾作为络合剂,在镍镀层基底上进行电镀,可获得仿铬颜色镀层。镀层呈光亮仿铬镀层外观,镀层色泽均匀,镀层耐磨性能和抗变色能力极佳,镀液稳定,分散性能好,适用于滚镀细小工件。

    1·4铝合金三价铬转化膜

    作为铝合金的一种主要防腐技术,铬酸盐钝化工艺被广泛应用半个多世纪,然而由于六价铬的高危害性和致癌性,严重阻碍了该材料的使用。为评价各种技术替代六价铬酸盐的可能性,由美国国防部牵头组织成立的污染物防治共同小组(JG-PP)对铝合金的非六价铬酸盐转化膜产品进行了大量对比试验,结果表明,从工业应用角度看,采用低浓度三价铬及其他成膜助剂,可完全替代六价铬酸盐工艺,达到甚至超过国外同类产品技术水平。主要特点是:与传统六价铬不同,三价铬钝化剂形成的转化膜干燥后具有很硬的表面,在批量生产中不易引起工件划伤,降低膜层损伤及粘连。试验表明,对5000,6000系铝合金,中性盐雾试验达400h以上,对富含铜的铝合金2024可以轻易通过336h的盐雾试验。三价铬钝化剂形成的膜可以经受高温而其性能变化不大,干燥后的膜可以经受200℃高温除氢,三价铬钝化剂形成的转化膜是涂料或材料粘结的良好底层。

    1·5不锈钢无六价铬电解抛光工艺

    常规的不锈钢抛光溶液一般都有六价铬成分,污染环境。无六价铬电解抛光工艺,抛光效率高,数分钟内可抛光至镜面光亮,且抛光深度强,抛光后光泽保持长久不变;抛光液磷酸含量低、成本低,较一般使用的传统抛光液低30%以上;抛光电流密度小,电压低,电能消耗较传统工艺低1倍左右,抛光液稳定,容易维护管理,适用于18-8类型奥氏体不锈钢抛光,也适用镍基合金抛光。

    2铬酸回收工艺

    铬离子污染源主要是镀铬的带出损失,即工件和挂具从镀槽中提出时,粘附在上面的铬镀液被水冲入废水中,特别是在连续电镀生产线中,不断带出的铬镀液使得被镀到工件上的铬离子不到15%,而85%以上的铬离子被冲入了污水处理槽中,并且处理这些铬离子的费用是铬金属价格的3倍。因此,减少铬酸带出并将带出的铬酸回收具有明显的经济效益。下面介绍几种可实现铬酸回收的方法。

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