表面处理的几个清洁生产技术

xiaoyu188

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在金属表面处理过程中使用大量的酸。当酸液中的金属离子和其它无机杂质达到一定的浓度后，因处理效果达不到工艺要求，酸液需要重新配制和更换。在这个过程中，大量的废酸液被产生。这些废酸液中由于含有较高浓度的酸和金属，对环境造成一定的威胁，需要进行处理。在处理过程中，大量残余的酸被浪费。
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ARS酸净化系统利用欧洲的成熟核心科技，对废酸中的酸进行经济和高效的回收，减少酸洗过程中酸的消耗和废酸处理的药剂消耗。

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ARS酸净化系统广泛应用于金属表面处理(如不锈钢、铝、铜、铁等金属之酸洗、腐蚀)、湿法冶金、稀土及化工制程等领域。它对盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氟酸及以及他们的混酸都可以进行回收。
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ARS系统工作过程描述

步骤1，过滤

第一步是去除酸液中的悬浮固体，例如不溶解的残渣和脏物。这些悬浮物的存在会影响ARS系统的性能，大颗粒的物质会被截留在系统内，影响酸液在系统内的流态和减少系统内物质的有效性。

连续去除酸洗液中的悬浮固体也可以避免酸液中不溶固体的积累和提高酸洗的性能。

根据待处理酸液的量及其固含量，各种过滤器，如压滤机、烛式过滤器、袋式过滤器都可以根据具体情况应用。

步骤2，酸净化

在酸净化阶段，溶解的金属离子与未反应的酸分离。这个分离过程的实现是通过一种特殊材料实现的。该材料有优异的亲酸性，当它与酸接触时，酸被吸附截留。对于酸液中的其它物质，例如金属离子，由于该材料对它们不具有相亲性，会不被截留而流出ARS。

# n+ C6 C' M: z7 mARS系统的处理基本由两步组成，ARS的基本操作流程如下：第一步，过滤的酸液通过吸酸柱。在柱内游离酸被吸酸材料吸附，而金属离子溶液通过吸酸柱。第二步，水通过吸酸柱，洗掉吸附的酸成为再生酸液。再生酸液回用。
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ARS系统处理能力
. T' o$ B% S# z" {" LARS系统根据待处理酸液量的大小和酸液内金属离子浓度的大小，提供一系列的回用系统，处理能力从几吨/天到几十吨/天。更大规模的处理能力可并联使用。
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1 ^$ J2 }0 n2 p* L$ d5 C金属件在镀镍之后，通常需要逆流水冲洗去除镀液，以为后续的镀铬做准备。在冲洗过程中，大量的镀液转移到冲洗水内。根据以往的经验，镀液的损耗约为0.1L/m2。由于镍为严格控制的危险重金属，冲洗水在排放之前需要进行处理。目前通用的做法是加碱生成氢氧化镍，随后进行沉降分离。生成的镍泥或填埋处理，或送镍冶炼厂处理。
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7 X2 @% l) L6 d4 E! k由于镀镍用的镍盐价格高昂，冲洗过程造成的镀液损耗是电镀成本的一个重要组成部分。考虑到成本和环保的因素，从冲洗水内回用镍盐是一项既有经济效益，也有社会效益的一项工作。
1，工艺考虑
在选用镍盐回用系统时，需要考虑如下的因素：
3 M9 z( u! V0 s" R7 ji)纯度 - 在冲洗水内累积的杂质需要在镍盐回用之前去除。否则，这些杂质会在镀槽内累积，对电镀的质量造成负面的影响。
ii)光亮剂 - 在镀镍过程中采用的光亮剂通常为有机化合物的钠盐。如果光亮剂与镍盐一起回用，一方面会造成镀槽内光亮剂控制困难，另一方面也有可能造成杂质控制困难，如光亮剂降解产生的杂质，钠盐等。
' ]5 j$ e+ o( l4 Diii)组成 - 回用的镍盐应该具有足够高的浓度，这样就不需要额外的蒸发浓缩设备。通常情况下，30-40 g/l的镍盐浓度就够了。
* ^3 u6 H, \( {" U3 k) div)pH - 回用镍盐的pH值应在合理的范围内。pH的调整有可能引入杂质盐。
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2，镍盐回用方法
- Q& a5 R2 \2 v2 }目前，有如下分离手段可以用于回收镍盐。
i)蒸发 - 蒸发法可以分离出冲洗水中的水而回用镍盐。但是该法存在能耗高，回用的镍盐内杂质多（降解的光亮剂、钠盐等）的缺点。
ii)反渗透 - 反渗透是一种半透膜，基本可以分离冲洗水中的水和所有杂质，包括镍盐。但反渗透装置的价格较贵，而且一般情况下分离出的镍盐的浓度为中等（10-20   g/L）。另外值得一提的是，反渗透的寿命比较有限，而且同蒸发法一样，回用的镍盐内有较多的杂质。
iii)电透析 - 在电流的作用下，采用离子交换膜可以分离出冲洗水内的阳离子，如镍离子、钠离子等。分离出的金属离子溶在酸液内，进一步的处理需要中和。
iv)离子交换 - 采用离子交换，可以从冲洗水内分离出镍离子。树脂再生后产生富镍的酸性再生液。离子交换可以经济的回收镍，但富镍液的酸性特点使之需要中和处理。
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NRS系统是一项先进的镍回用系统，它可以产生少杂质、高浓度的可回用镍盐。与上述的其它方法相比，它具有如下的特点：
& M& b8 R6 e. u" Hi)        少杂质。光亮剂（含降解的）、钠盐等杂质不与镍盐一起回用。
0 f5 Z9 ]0 z3 z; m. b$ rii)  回用镍盐不会引起镀槽pH值的变化，所以不需要pH调节。
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与传统镀镍相比，采用NRS系统可以降低超过85%镍盐的消耗。