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文档简介
附件3
电镀行业地块土壤污染状况调查技术规范
(征求意见稿)
编制说明
《电镀行业地块土壤污染状况调查技术规范》编制组
2020年12月
目录
一、项目背景........................................................1
1.1任务来源....................................................1
1.2必要性分析..................................................2
二、工作过程........................................................3
三、电镀生产与污染排放概况.........................................4
3.1电镀生产工艺及原辅料.......................................4
3.2电镀生产主要产排污设备....................................14
3.3电镀污染源及污染物基本情况...............................21
3.4电镀污染分布特点..........................................25
3.5电镀污染物特征.............................................30
3.6电镀污染物迁移规律........................................34
四、国内外相关标准情况和发展趋势.................................36
五、本标准主要内容.................................................38
5.1范围.......................................................38
5.2规范性引用文件............................................39
5.3术语和定义.................................................39
5.4工作程序与内容............................................40
5.5污染识别...................................................43
5.6采样方案...................................................50
5.7样品分析...................................................66
5.8报告编制...................................................68
5.8.1初步调查报告编制....................................68
5.8.2详细调查报告编制....................................69
六、标准名称变更说明...........................................70
七、与其他相关标准、法律法规的关系.............................70
7.1土壤污染状况调查技术导则和指南.........................70
7.2相关法律法规...........................................71
八、标准技术可行性和实施效益分析...............................71
九、标准实施建议...............................................72
一、项目背景
1.1任务来源
2016年12月发布实施的《江苏省土壤污染防治工作方案》中要求健全我省
相关技术规范体系,“在国家已有的相关导则基础上,结合我省实际情况,组织制
定我省重点行业污染地块调查和修复工程环境监理技术指南、受污染农用地安全
利用和治理修复技术指南等技术指导文件:作为《江苏省土壤污染防治工作方案》
中明确的重点行业,电镀企业污染排放和对土壤、地下水的污染途径具有其典型
的特征,相关在产企业和搬迁遗留地块土壤和地下水污染情况是我省土壤环境管
理的重点,因此,十分有必要在现有技术规范的基础上,针对电镀企业生产和污
染排放特点,制定具有针对性的土壤污染状况调查技术指南。
2019年3月江苏省人民政府印发《江苏省生态环境标准体系建设实施方案
(2018-2022年》,要求到2022年底前,”研究制(修)订环境质量标准、污染物
排放标准、环境监测方法、管理规范、工程规范及实施评估等六类生态环境标准
项目wo项”;'电镀行业污染场地环境调查技术指南’被列入“江苏省生态环境标准
制(修)订项目清单(2018-2022年为
2019年10月,江苏省生态环境厅将“电镀行业污染场地环境调查技术指南”
等11个标准作为“土壤与固废污染控制标准”分包,公开招标。江苏省环境科学
研究院与生态环境部南京环境科学研究所、中国科学院南京土壤研究所、东南大
学、南京工业大学组成联合体,中标“土壤与固废污染控制标准”分包,江苏省环
境科学研究院作为牵头单位承担制定“电镀行业污染场地环境调查技术指南”,生
态环境部南京环境科学研究所、中国科学院南京土壤研究所和东南大学参与制定
工作。
1.2必要性分析
1.2.1改善土壤环境质■、打好打赢净土保卫战的需要
改革开放以后,我国电镀行业进入快速发展时期,据估计,2017年我国规
模以上的电镀企业(含电镀车间)约2万家,其中40%的电镀企业集中于珠三角
地区、长三角地区。江苏是传统电镀行业大省,多数企业成立于上世纪八、九十
年代,具有数量多、分布散、规模小、生产工艺落后、环境治理设施陈旧等特点,
对周边地块存在重金属污染隐患。随着污染防治攻坚战的深入推进,我省各地关
停包括电镀行业在内的涉重金属污染企业千余家,大批产能落后和工艺要求不达
标的小规模电镀企业被淘汰,合格的电镀企业集体迁入电镀工业园区,由此产生
了大量的电镀企业遗留地块有待调查评估,如不经科学严密调查和修复治理,将
对后续开发利用造成严重的安全隐患。据行业统计资料,江苏省目前有2000余
家电镀相关,随着电镀入园区工作的持续推进,由此产生的电镀企业遗留地块已
成为我省典型的涉重污染地块类型。据统计,我省纳入土壤污染详查的电镀企业
地块共400个,约53%的地块土壤超出筛选值标准。电镀企业用地的土壤环境形
式严峻,针对电镀企业污染排放特点,制定土壤污染状况调查技术规范,摸清其
土壤环境现状已成为推动我省土壤环境管理、改善土壤环境质量、保障公众健康
和环境安全、打好打赢净土保卫战的重要举措。
1.2.2关注重点行业企业土壤环境,补充和细化国家导则的需要
电镀行业污染地块通常具有点源污染浓度高、危害大、污染源隐蔽等特点,
其在环境中会发生迁移、转化和富集,对地区及周边环境造成影响。此外,由于
电镀企业污染中通常伴随着酸碱性污染,对土壤环境的生态系统也会造成不利影
响。因此,在《江苏省土壤污染防治工作方案》中将电镀作为重点行业企业,重
点关注、从严管理其土壤环境。尽管国家颁布了《建设用地土壤污染状况调查技
术导则》(HJ25.1-2019),为污染地块调查工作提供了规范的、基础的工作流程,
2
但是对于特殊行业污染地块,基础的地块调查存在着对隐蔽的污染源判别不准确、
调查工作的指导性和前瞻性不足等问题,相应的地块调查技术和流程仍有进一步
的完善和补充空间。因此,为认真贯彻落实《土壤污染防治法》、《土壤污染防治
行动计划》和《江苏省土壤污染防治工作方案》,推进我省土壤污染防治工作,
增强电镀企业污染地块环境调查工作的科学性和规范性,针对电镀企业污染地块
的污染特点,编制相应的污染地块调查指南是十分必要和迫切的。
二、工作过程
2019年11月,江苏省环境科学研究院、生态环境部南京环境科学研究所、
中国科学院南京土壤研究所、东南大学、南京工业大学联合体中标“土壤与固废
污染控制标准项目”,其中“电镀行业污染场地环境调查技术规范”确定由江苏省环
境科学研究院牵头编制,生态环境部南京环境科学研究所、中国科学院南京土壤
研究所、东南大学参与编制。
2019年12月,成立编制组,召开“电镀行业污染场地环境调查技术规范”内
部讨论会。
2020年3月,在调研全省电镀企业用地详查信息收集资料和土壤污染状况
调查情况的基础上,编制组完成‘电镀行业污染场地环境调查技术规范”草案和编
制说明。
2020年4月22日,江苏省生态环境厅法规科技处在南京组织召开“电镀行业
污染场地环境调查技术规范”开题技术审查会,会议邀请五位专家组成专家组,
与会人员听取了编制组的汇报,经质询和讨论,专家组认为该标准制定紧密结合
了我省土壤污染状况调查技术与管理工作需要,针对电镀企业土壤污染状况调查
技术规范开展研究,技术路线合理可行,标准内容较全面,总体符合环境保护标
准编制要求,同意该标准通过开题论证。
2020年6-7月,编制组邀请四位专家对“电镀行业污染场地环境调查技术规
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范”开展函审工作,并根据专家意见修改完善标准文本和编制说明。
2020年7月,该标准经江苏省市场监督管理局审查、论证后正式立项,在
《省市场监督管理局关于下达2020年度第一批江苏省地方标准项目计划的通知》
(苏市监标〔2020〕190号)明确该标准名称为“电镀行业污染场地环境调查技
术指南
2020年8月,编制组邀请四位行业专家和一位标准化专家对“电镀行业污染
场地环境调查技术指南”开展第二次函审,编制组根据专家意见,修改完善标准
内容和格式。
2020年9-10月,根据省生态环境厅法规科技处意见,修改完善文本和编制
说明内容、格式。
2020年10月,提交省生态环境厅申请征求意见前技术审查。
2020年12月,省生态环境厅法规科技处组织召开征求意见前技术审查会,
根据专家意见,系统修改后形成征求意见稿。
三、电镀生产与污染排放概况
3.1电镀生产工艺及原辅料
电镀生产工艺大致可以分为镀前处理、电镀以及镀后处理三个环节。典型电
镀生产工艺流程可大致描述为:镀前处理一镀件清洗-电镀处理-镀件清洗一镀后
处理一镀件清洗。
镀前处理工序(除油、除锈X电镀工序和镀后处理工序(除氢、钝化)等
各阶段均有污染物排放,主要的排放方式为废水和废气。
典型电镀企业工艺流程及产污环节如图3.1-1所示。
4
镀前处理
图3.1-1典型电镀企业工艺流程及产污环节
3.1.1镀前处理
镀前处理就是通过整平、除油、除锈、活化等手段,使基体表面状态适合进
行电镀操作。电镀生产中根据基体的情况选择镀前处理工序,并非都要经过所有
工序。
1、整平
通常所说的整平处理是对基体材料的粗糙表面进行机械整平,包括磨光、抛
光、刷光、滚光、喷砂等方法。此过程主要为机械物理过程(不包括化学抛光和
电化学抛光),因此不涉及化学品的使用。但是在对金属部件的机械抛光过程中
会产生金属粉尘,处置不当可能产生污染。
2、除油
基体材料表面的油污会影响电镀覆盖层与基体材料的结合力,造成镀层结合
不牢,而出现起皮、起泡等现象。因此,电镀之前必须清除零件表面上的油污。
根据基体材料表面油污性质不同,所选用的除油工艺可分为有机溶剂除油、化学
除油、电化学除油和其他方法。除油工艺中涉及的化学品主要包括有机溶剂和无
机碱性试剂等,详见表3.1-1。
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表3.1-1除油工艺中所涉及的常用化学品清单
工艺名称常用化学品清单
有机溶剂除油乙醇、丙酮、苯、甲苯、汽油、三氯乙烯、三氯乙烷、四氯
乙烯、四氯化碳等
化学除油碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠、水玻璃、各类乳化剂等
电化学除油碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠、水玻璃等
3、除锈
除锈是电镀前准备工作的主要组成部分之一。基体材料表面除锈的方法主要
有机械法、化学法、电化学法和盐浴法四类。机械法除锈过程与整平处理相同,
通过机械物理过程(磨光、抛光等)剥离基体表面锈层。化学法(化学浸蚀)和
电化学法(电化学浸蚀)主要利用酸或碱溶液对基体材料进行浸蚀处理,通过化
学作用和浸蚀过程产生氢气泡的机械剥离作用去除基体表面锈层,在浸蚀液中添
加缓释剂,能有效减少浸蚀(主要为酸浸蚀)过程中基体材料的溶解。化学浸蚀
工艺中常用的浸蚀剂和缓释剂如表3.1-2所示。盐浴法是利用不同盐类在一定条
件下与基体表面的金属氧化物发生化学反应,由于氧化物层与金属基体的膨胀系
数不同使锈垢与金属基体分离而脱落,从而达到除锈目的。
表3.1-2化学浸蚀中常用的浸蚀剂和缓释剂清单
浸蚀剂缓蚀剂
硫酸胺、此噫及其衍生物、硫服及其衍生物等
烷基胺、芳香胺、饱和及不饱和氮环化合物、硫服及其
盐酸
衍生物、磷酸三丁酯等
硝酸硫服和硫化钠混合物、哼1噪和硫化钠混合物等
磷酸、络酎、氢氟酸尿素、磺化动物蛋白、皂荚浸出液、硫腺等
6
4、活化
根据镀种的不同,在电镀操作前部分基体材料还需经过一定的活化。例如,
电镀铭前,需要用硫酸、硫酸铁、磷酸等活化基体材料;电镀银时,一般要进行
弱浸蚀活化处理等。
3.1.2电镀处理
电镀是利用电解方法在零件表面沉积均匀、致密、结合良好的金属或合金层
的表面加工方法。通常根据镀层金属主要分为镀锌、镀铜、镀银、镀格以及其它
镀种,其中镀锌占45-50%,镀铜、镀银、镀铭占30%,电子产品镀铅、锡、
金约占5%。各主要常规镀种及其原辅料清单参见表3.1-3。
表3.1-3各主要常规电镀镀种及原辅料清单
镀种电镀工艺原辅料清单
锌酸盐镀锌氧化锌、氢氧化钠、三乙醇胺、光亮剂等
氟化物镀锌氧化锌、氟化钠、氢氧化钠、光亮剂等
镀锌硫酸锌、硫酸铝、明矶、硫酸钠、糊精、硼酸、
硫酸盐镀锌
氢氧化钠、光亮剂等
氯化物镀锌氯化锌、氯化钾、硼酸、柠檬酸钾、光亮剂等
氟化铜、氟化钠、碳酸钠、氢氧化钠、酒石酸钾
筑化物镀铜
钠、三乙醇胺、光亮剂、醋酸铅等
硫酸盐镀铜硫酸铜、硫酸、葡萄糖、光亮剂等
羟基亚乙基二磷酸硫酸铜/碳酸铜/氢氧化铜/醋酸铜、羟基亚乙基二
镀铜(代氟铜工艺)磷酸、碳酸钾、2-硫腺叱咤等
碱式碳酸铜、柠檬酸、酒石酸钾、碳酸钾、氢氧
镀铜柠檬酸盐镀铜
化钾、光亮剂等
硝酸铜、酒石酸钾钠、硝酸钾、氯化镀、三乙醇
酒石酸盐镀铜
胺、聚乙烯亚胺烷基盐等
焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸镀、氨水、二氧化
焦磷酸盐镀铜硒、2-疏基苯并咪嗖,2-疏基苯并喂哇、酒石酸钾
钠等
硫酸锲、氯化镁、硼酸、硫酸钠、硫酸镁、双氧
普通镀镇
水、氟化钠、十二烷基磺酸钠等
硫酸镁、氯化镁、硼酸、硫酸钠、硫酸镁、双氧
镀镇光亮镀银
水、氟化钠、十二烷基磺酸钠、光亮剂等
双层镀镁(半光亮硫酸镁、氯化镁、硼酸、硫酸钠、硫酸镁、双氧
镀镁+光亮镀镶)水、氟化钠、十二烷基磺酸钠、光亮剂等
7
镀种电镀工艺原辅料清单
多层镀镶(半光亮
硫酸镁、氯化镁、硼酸、硫酸钠、硫酸镁、双氧
镀镇+高硫镇+光亮
水、氟化钠、十二烷基磺酸钠、糖精、光亮剂等
镀银)
氨基磺酸盐镀镶氨基磺酸镁、氯化镁、硼酸等
硫酸镁、氯化镁、柠檬酸钠、氯化钠、硼酸、硫
柠檬酸盐镀镁
酸镁、硫酸钠等
装饰镀银硫酸镁、氯化镁、硼酸、对甲苯磺酰胺等
装饰性镀辂铅酎、硫酸、三价铝、氟硅酸钾等
镀硬辂及松孔辂辂酎、硫酸、氟硅酸等
辂肝、硝酸钠、硼酸、氟化亚铁、氟硅酸、碳酸
镀黑辂
领!、氟化钾、硝酸、硝酸铝、氟硅酸钠等
辂肝、硫酸、三价格、氟硅酸、硒酸钠、氟硅酸
特殊防护性镀格
镀辂钾等
稀土镀辂辂酢、硫酸、三价辂、氟硅酸钾、稀土化合物等
有机添加剂镀辂络酎、硫酸、硼酸、低碳烷基磺酸、碘酸盐等
氯化铝、硫酸辂、甲酸钾、甲酸铁、草酸筱、氯
三价格盐镀铝化镀、溟化镀、氯化钾、醋酸钠、硼酸、硫酸钠、
硫酸等
锡酸钠、锡酸钾、氢氧化钠、锡板、醋酸钠/钾、
碱性镀锡
双氧水等
硫酸亚锡、硫酸、酚磺酸、硼酸、beta-蔡酚、苯
酸性镀锡
酚、光亮剂等
氟硼酸盐镀锡氟硼酸亚锡、氟硼酸、明胶、甲醛、光亮剂等
镀锡
卤化亚锡、氟化氢核、氟化钠、柠檬酸、氨三乙
卤化物镀锡
酸、聚乙二醇等
有机磺酸盐镀锡硫酸亚锡、氨基磺酸、二羟基二苯碉等
硫酸亚锡、硫酸、酚磺酸、硼酸、beta-蔡酚、苯
晶纹镀锡
酚、光亮剂等
氟化碱性镀金氟化金钾、氟化钾等
氤化中性镀金氟化金钾、磷酸氢二钾、EDTA等
镀金氟化弱酸性镀金氟化金钾、柠檬酸、光亮剂等
硫酸盐镀金三氯化金、亚硫酸金钠、亚硫酸钠、柠檬酸钾等
脉冲镀金氟化金钾、柠檬酸铁、酒石酸睇钾等
氟化银、氟化钾、碳酸钾、硝酸银、硫腺、金属
镀银前处理
镀银银、汞盐等
氟化物镀银氟化银、银氟化钾、氯化银、碳酸钾、碳酸氢钾、
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镀种电镀工艺原辅料清单
酒石酸钾钠、光亮剂等
硝酸银、硫代硫酸锭、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钾、
硫代硫酸盐镀银
醋酸镀、亚硫酸钠等
亚氨基二磺酸锭镀
硝酸银、亚氨基二磺酸核、硫酸锭、柠檬酸锭等
银
硝酸银、烟酸、醋酸锭、碳酸钾、氢氧化钾、氨
烟酸镀银
水等
咪哇-磺基水杨酸
硝酸银、咪嗖、磺基水杨酸、醋酸钾等
镀银
丁二酰亚胺镀银硝酸银、丁二酰亚胺、焦磷酸钾等
甲基磺酸银、甲基磺酸、柠檬酸、硫腺、2-筑基
甲基磺酸盐镀银
苯丙嘎哇、光亮剂等
在电镀快速发展的上世纪八、九十年代,多数小型电镀企业以手工生产为主;
而在当今电镀产业调整转型阶段,国家工信部对电镀企业的自动化生产水平提出
相应的要求,规定品种单一、连续性生产的电镀企业的自动生产线、半自动生产
线比例要达到70%以上。
1、镀锌
电镀锌是电镀行业生产最多的金属镀种,具有经济性和易镀覆等优点。电镀
锌常用于保护钢铁件,提高钢铁的耐蚀性及使用寿命,特别是防止大气腐蚀,同
时增加产品的装饰性外观。电镀锌的镀覆技术包括挂镀、滚镀、蓝镀、自动镀和
连续镀等。其中,挂镀、滚镀技术常用于小零件的电镀,而自动镀和连续镀适用
于线材和带材。常用的镀锌工艺包括锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌、M
化物镀锌等,其中富化物镀锌工艺已被《电镀行业规范条件(2015年》列为淘
汰的落后工艺。
2、镀铜
电镀铜是在电镀工业中使用最广泛的一种预镀层,主要作为镀银、镀银和镀
金的底层或中间镀层,用于改善基体金属和表面电镀的结合力,减少镀层孔隙,
9
提高镀层的耐腐蚀性能等。铜镀层还可用于局部的防渗碳、印制板孔金属化,或
印刷帽的表面层。经化学处理后的彩色铜层,涂上有机膜,还可用于装饰。在电
子行业,在钢丝线上镀厚铜生产的CP线是纯铜线良好的替代品;在塑料行业,
化学镀铜层常作为导电层使用。常用的镀铜工艺包括制化物镀铜、硫酸盐镀铜、
焦磷酸盐镀铜以及代葡镀铜等。新型代写镀铜工艺有羟基亚乙基二磷酸镀铜、柠
檬酸盐镀铜、酒石酸盐镀铜等,但工艺尚未成熟,应用较少。
3、镀镖
电镀银主要用作防护装饰性镀层。钢铁基体材料的镀银层孔隙率高,需要足
够厚(40-50Mm)才能起到相应的防腐蚀作用,或预镀铜层作为底层电镀。电镀
镇广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。常用
的镀银工艺包括普通镀银(电镀暗银X光亮镀银、双层镀银(半光亮镀银+光亮
镀银X多层镀银(半光亮镀银+高硫银+光亮镀银)等。
4、镀珞
电镀铭广泛用于防护-装饰性镀层体系的外表层和功能镀层。镀珞层拥有良
好的化学稳定性,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生反应,且能长
久不变色,保持良好的反射能力。电镀格的用途广泛,例如,防护-装饰性镀格
常用于汽车、自行车、钟表、仪器仪表、日用五金等零部件的防护和装饰;镀硬
格常用于模具、轴承、轴、量规、齿轮等的耐磨性镀层;镀黑格常用于航空仪表
及光学仪器的零部件、太阳能吸收板等的防护与装饰。常用的镀格工艺包括装饰
性镀珞、镀硬铭、镀松孔珞、镀黑珞、镀乳白铭、特殊防护性镀铭等。为满足人
们对环境保护的需求,在传统镀珞的基础上又相继发展出了低浓度镀珞、稀土镀
格、有机添加剂镀格、三价格盐镀格等新型镀格工艺。
5、镀锡
锡镀层由于其优良的抗蚀性和可焊性已被广泛应用于电子工业中作为电子
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元器件、线材、印制线路板和集成电路块的保护性和可焊性镀层。常用的镀锡工
艺包括碱性锡酸盐镀锡、酸性硫酸盐镀锡、氟硼酸盐镀锡、卤化物镀锡、有机磺
酸盐镀锡等。
6、镀金
电镀金主要作为装饰性镀层,广泛应用于镀首饰、钟表零件、艺术品等。一
些对电参数性能长期稳定性有较高需求的物品,如精密仪器仪表、印刷板、集成
电路、电子管壳、电接点等,也常采用电镀金保证其稳定的导电性能。常用的镀
金工艺包括富化碱性镀金、富化中性镀金、氟化弱酸性镀金、硫酸盐镀金、脉冲
镀金等。
7、镀银
电镀银主要作为装饰性镀层和功能性镀层,广泛应用于反光镜、餐具、乐器、
首饰等装饰性镀层以及仪器仪表、电子工业的导电性镀层。常用的镀银工艺包括
富化物镀银、硫代硫酸盐镀银以及其他无葡镀银工艺等。镀银的常规基体材料铜、
铁及合金等淇与镀银液会发生置换反应能使银镀层与基体的结合力差且污染镀
液,因此在镀银前必须进行特殊预处理。镀银预处理工艺包括预镀银、浸银和汞
齐化。汞齐化处理主要用于铜或铜合金基体材料镀银前处理过程,目前已被《电
镀行业规范条件(2015年》列为淘汰的落后工艺。
8、电镀镉
镉在海水、海洋性的大气及70℃以上的热水中比较稳定,耐蚀性强,故镀
镉常用于海洋性环境使用的镀层,用于保护钢和铸铁免遭腐蚀。常见的镀镉工艺
包括富化物镀镉、氨酸络合剂镀镉和酸性镀镉等。由于含镉蒸汽及其可溶性盐是
有剧毒品,严重污染环境,《电镀行业规范条件(2015年》规定淘汰用于民用
产品的镀镉工艺,电镀镉仅可用于船舶及弹性零件等的功能性镀层。民用产品的
镀镉层已被镀锌层和锌合金层取代。
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9、电镀锡-铅合金
电镀锡-铅合金在工业应用中不常见,主要用作轴瓦、轴套的减摩镀层,钢
带表面润滑、助粘、助焊的镀层以及防止海水或其他介质腐蚀的防护性镀层。常
见的镀锡-铅合金工艺包括氟硼酸盐电镀、氨基磺酸盐电镀、烷醇磺酸盐电镀、
柠檬酸盐电镀等。
3.1.3镶后处理
镀后处理主要是为了提高镀层的耐腐蚀性能或者保持镀层原有的特性,其中
主要的镀后处理包括除氢处理、钝化处理、出光处理和退镀处理。
1、除氢处理
基体材料在除锈、电化学除油和电镀过程中会形成游离态氢渗入镀层和基体
材料的晶格中,产生氢脆现象,影响产品使用寿命。除氢处理一般都是采用热处
理的方式把原子态的氢驱逐出来,这个工序一般是在钝化之前,这样不会导致钝
化层的破裂。
2、钝化处理
钝化处理是指在一定的溶液中进行化学或电化学处理,在镀层上形成一层坚
实致密、高稳定性薄膜的表面处理方法,钝化使镀层的耐腐蚀性能进一步提高并
增加表面光泽和抗污染能力。钝化处理按照钝化膜的化学成分可分为无机盐钝化
和有机类钝化两类;根据钝化膜组成成分对人体的危害性可分为珞酸钝化和无格
钝化。目前国内主要还是以珞酸钝化为主,根据钝化液中格酎浓度可以划分为高
格钝化、低铭以及超低珞钝化。其中高铭钝化工艺铭醉浓度在250g/L左右,低
格在5g/L左右,超低铭钝化液铭酎浓度在2g/Lo其中高浓度铭酸钝化(镀锌钝
化,格酊浓度150g/L以上的钝化工艺)已在《电镀行业规范条件(2015年》
中被列为淘汰的落后工艺之一。无珞钝化主要通过非珞酸的钝化氧化剂对镀件进
行处理,包括钛酸盐、铛酸盐、铝酸盐、稀土、单宁酸、植酸和树脂等。无铭钝
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化体系具有安全环保等特点,已在电镀行业清洁生产中被推广使用,但是其耐蚀
性能和外观均弱于格酸钝化,无法满足一般五金镀件的要求,因此无法完全取代
铭酸钝化。
3、出光处理
出光处理是为了完善镀件的外观,使镀层表面平整、光亮、有钝化膜光泽。
一般出光处理所使用的化学药剂包括:稀硝酸、盐酸、柠檬酸、硫酸、珞醉等。
此外,出光处理后的镀层外观还可以反映镀层中是否含大量杂质。
4、退镀处理
当镀件的镀层不合格时,镀件需根据其基体材质和镀层种类选择合适的退镀
方式进行退镀处理,其处理方式包括电解处理、浸渍处理和溶解处理等,常规的
退镀处理所用化学品成分如表3.1-4所示,使用的化学试剂主要为各类无机强酸
强碱。
表3.1-4常规镀种退镀处理
镀层种类基体材质退镀处理
铝浓硝酸(65%)浸渍
镀锌层铜、黄铜135g/L氢氧化钠加热阳极电解,盐酸溶解
钢铁HC1(37%)溶解
铝浓硝酸(65%)浸渍,硫酸(65%)、甘油(5%)
阳极退除
镀铜层钢铁发烟硝酸浸渍,辂酸浸渍,加微量盐酸加速退镀
锌合金硫酸和硝酸混合浸渍
铝浓硫酸阳极电解处理
铜、黄铜浓硫酸和乳酸混合浸渍
镀金层
钢铁氟化钠(75-94g/L),氢氧化钠(12-16g/L),
阳极电解处理
铝、锌硝酸(30%)浸渍
镀银层铁、银、锡氟化钠溶液浸渍
铜、黄铜、白铜硫酸和硝酸混合浸渍后用盐酸处理
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铝盐酸(65%)和甘油(5%)阳极电解处理
镀密层镁、镶-钻合金氢氧化钠(187g/L)阳极电解处理
钢铁碳酸钠(50g/L)阳极电解处理
铝、铜、钢铁、锌硫酸(65%)和甘油阳极电解处理
镀锲层钢铁硝酸和硫酸混合浸渍,辂酸溶液处理
锡、铅锡合金盐酸电解处理
铝硝酸(30%)浸渍
镀铅层钢铁辂酸钾、氢氧化钠饱和溶液处理
黄铜、白铜、锲氢氧化钠(100g/L)阳极电解处理
钢铁醋酸铅溶、氢氧化钠溶液处理
镀锡层铜、黄铜硫酸铜、氯化铁、醋酸混合溶液处理
铜、黄铜、钻银盐酸、氧化睇溶液浸渍
3.2电镀生产主要产排污设备
在电镀生产过程中涉及污染物排放的设备主要包括:电镀镀槽设备、输送设
备、通风及废气处理设备、过滤设备、锅炉设备和废水处理设备等。
3.2.1电镀镀槽设备
电镀镀槽设备是电镀生产工艺中主要的生产设备,也是电镀原辅料的反应容
器,按照不同的功能可以分为除油槽、清洗槽、浸蚀槽、电镀槽。按镀槽的结构
材质可分为金属材质电镀槽、有机高聚物材质电镀槽和砖石材质电镀槽三种(图
3.2-1卜具体有钛电镀槽(耐酸碱类溶液腐蚀X聚丙烯材质(PPX聚氯乙烯材
质(PVCX聚偏氟乙烯材质(PVDFX玻璃钢槽材质、不锈钢槽材质、砌花岗
岩材质、聚四氟乙烯材质(可以在任何酸里使用)等各种材质的槽体。而早期小
企业所使用的砖硅结构槽体已在《电镀行业规范条件(2015年》中被列为淘汰
设备。
14
A:钢铁材质电镀槽体B:PVC材质电镀槽体
C:花岗岩材质电镀槽体D:畤碎结构槽体
图3.2-1四种常规材质电镀镀槽
1、除油槽
除油槽用于电镀前处理中的除油工艺。不同的除油工艺,通常使用不同材质
的除油槽,特别是选用有机溶剂,如三氯乙烯、四氯化碳等除油时需要专用设备。
目前通用的除油槽主要以PP和PVC材料为主。
2、清洗槽
清洗槽在电镀工艺中使用频繁,电镀前处理和电镀后处理环节的基体材料均
需进行清洗,也是产生酸碱废水的主要环节。清洗槽按工艺过程可以分为单级清
洗和多级清洗。《电镀行业规范条件(2015年》中规定淘汰单级清洗设备中无
喷淋、镀液回收等措施的普通单槽清洗。目前清洗槽多采用多级逆流漂洗槽,既
提高清洗的质量,又减少废水量产生。
3、浸蚀槽
浸蚀槽用于除锈环节,需根据不同的浸蚀条件选择耐酸衬里。
4、电镀槽
电镀槽用来装置溶液,是电镀反应发生的容器。阴极移动电镀槽由钢槽衬
15
软聚氯乙烯塑料的槽体、导电装置、蒸汽加热管及阴极移动装置等组成。槽体也
可用钢架衬硬聚氯乙烯塑料制造,槽体结构的选择取决于电镀槽液的性质和温度
等因素。制作电镀槽衬里所用材料由所盛装电解液的性质决定,常用的有聚氯乙
烯、聚丙烯硬(软)板材、钛板、铅板、陶瓷等。当衬里发生损坏时容易产生镀
液泄露,尤其是镀铭槽的铅衬里易因机械震动出现损坏,导致镀珞液的渗漏和铅
酸渗出,造成严重的污染。
根据电镀方式可分为挂镀、滚镀、刷镀和连续镀等,其电镀槽的形状和结构
各有不同(图3.2-2卜
A:挂镀电镀槽B:滚镀电镀槽
C:刷镀电镀槽D:连续镀电镀槽
图3.2-2不同电镀方式采用的电镀槽结构
3.2.2输送设备
电镀中需要大量使用强酸和强碱等溶液,根据用量的不同通常采用人工运输
和管路输送。人工运输一般为手推车配合卸酸装置,卸酸装置可以为卸酸泵或压
16
缩空气输送装置等。常用的管路输送包括高位槽自流输送装置、负压吸酸装置等
(图323卜运输管路的腐蚀泄露和工人运输过程的不规范操作是电镀生产中产
生污染的环节之一。
A.手工运酸推车(左上)
B.高位槽自流输送装置
(左下)
C.负压吸酸装置(右下)
图3.2-3手工/管路运输装置及其原理示意图
3.2.3通风及废气处理设备
通风设备主要用于去除电镀车间磨抛光工段、浸蚀除油工段以及电镀工段产
生的有毒有害气体和粉尘。按《电镀行业规范条件(2015年》规定,电镀企业
必须配备废气净化装置,废气排放符合国家或地方大气污染物排放标准。目前废
气净化装置主要为喷淋塔和吸收塔(图324),主要工作流程包括:1)将废气
由通风管路吸入,自下而上穿过填料层;2)循环吸收剂由塔顶通过液体分布器,
喷淋到填料层;3)废气中的有害物质与循环吸收剂接触并溶解吸收后,随吸收
剂进入循环水箱,无法被吸收的气体到达塔顶被排出。
17
图3.2-4废气处理装置
3.2.4过滤设备
过滤设备主要用于过滤镀液,以获得洁净的镀液,通常采用加压过滤法(图
3.2-5卜过滤产生的含高浓度重金属污泥是电镀固废产生的主要环节之一。
图3-8典型筒式过滤机的结构
1一电动机2一磁力起动器3一机架
4一抽气装置5-压紫手柄〜压力表
8一旎筒9—流芯
10一水泵”一连轴节
图3.2-5过滤设备结构示意图及机器展示图
18
3.2.5锅炉设备
锅炉设备主要用于需进行加热处理的电镀生产工艺中,如除油、退镀处理等。
根据能源不同,分为燃煤式和燃气式锅炉两种(图3.2-6卜其中燃煤锅炉设备常
见于生产工艺落后、技术水平较低的手工电镀企业,但煤炭堆放会引起相应的污
染。
图3.2-6燃煤式锅炉(左)和燃气式锅炉(右)
3.2.6废水处理设备
电镀生产过程中会产生大量的废水或废液,含有大量离子如:格离子、镇离
子,窗、酸或碱,也常含有机添加剂。废水处理不合格是电镀废水造成环境污染
的重要原因。电镀废水处理过程也是电镀污泥产生的主要环节。《电镀行业规范
条件(2015年》规定电镀企业必须有合格废水处理设施,电镀企业和拥有电镀
设施企业经处理后的废水需符合国家《电镀污染物排放标准》(GB21900)限值
要求或地方水污染物排放标准。
我国处理电镀废水常用的处理方法有化学法、生物法、物化法和电化学法等,
19
其中化学法由于设备简单,投资少,被广泛应用。常用的化学法有中和沉淀法、
中和混凝沉淀法、氧化法、还原法、领盐法、铁氧体法等。电镀废水处理设备按
构筑物形式可以分为地埋式装置和地上装置两类。中小型电镀企业多采用地埋式
废水处理装置,典型地埋式电镀废水处理装置如图327所示,主要包括生化反
应池、沉淀池和污泥池等,具有占地面积小、能耗低、运行经济、操作简单、投
资费用低等优点。但是地埋装置的腐蚀渗漏较为隐蔽,一旦发生,会直接对土壤
和地下水产生污染,因此设备的防腐防渗措施显得尤为重要。相对而言,地上装
置的土壤、地下水污染风险相对较小,污染状况易于发现(图328卜
L-------------------1I——L1
图3.2-7地埋式电镀废水处理装置示意图(上)及现场图(下)
20
图3.2-8地上式电镀废水处理装置
3.3电镀污染源及污染物基本情况
电镀行业属于重污染型工业行业,电镀生产过程中大量使用强酸、强碱、重
金属溶液、富化物和铭酎等有毒有害化学品,同时产生大量的工业“三废’(废水、
废气、固废)0电镀行业的“三废”具有毒性高、浓度高、治理难度大、治理成本
高等特点。在当前电镀行业产业调整和转型的关键阶段,《电镀行业规范条件
(2015年》明文规定电镀企业必须有废气净化装置,废气排放符合国家或地方
大气污染物排放标准;电镀企业必须有合格废水处理设施,电镀企业和拥有电镀
设施企业经处理后的废水符合国家《电镀污染物排放标准》(GB21900)限值要
求或地方水污染物排放标准;电镀企业产生的危险废物须按照《国家危险废物名
录》和《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597)要求,设置规范的分类收集容
21
器进行分类收集,并按照《危险废物转移联单管理办法》要求,交由有处置相关
危险废物资质的机构处置,并鼓励企业或危险废物处理机构进行资源再生或再利
用。在如此严格的要求下,很多小型电镀企业的“三废”排放难以稳定达标,因而
被逐步淘汰。
3.3.1废水污染源及污染物
电镀工艺中的废水中主要含有酸、碱、富化物、各类重金属离子(六价格、
铜、银)等,同时还包含苯类、胺类等有机物,这些物质都具有不同程度生物毒
性,威胁环境和人类安全。废水主要来源包括:
(1)镶件清洗水:来自各级清洗槽,是电镀前处理和电镀后处理环节基体
材料的清洗废水,也是主要的废水来源,其污染物主要为重金属离子和少量的有
机物,具有浓度低、数量大、排放频繁等特点;
(2)废镀液排放水:主要包括工艺上所需的倒槽、过滤镀液后的废弃液、
失效的电镀溶液等,其污染物以重金属离子为主,具有浓度高、污染大、回收价
值高等特点,目前电镀行业清洁生产要求该废水用于资源再利用。
(3)镀前/镀后处理工艺废液排放:电镀前处理和电镀后处理各工艺环节的
废液排放,其主要成分随处理工艺不同而差异较大,通常为各类强酸、强碱和有
机溶剂等;
(4)辅助工序废水:废气洗涤废水、纯水制备系统树脂再生废水、实验室
排水等;
(5)冲刷废水和生活污水:生产车间冲洗废水、初期雨水以及职工生活污
水等;
按照不同电镀镀种的废水中污染物种类,电镀废水可分为酸碱废水、含氟废
水、含铭废水、含银废水、含铜废水、含锌废水、含镉废水、含铅废水等等。其
中含氟废水和含铭废水因其高致毒性而广受关注。含富废水主要来源于富化镀铜、
22
镀锌、镀金、镀银、铜锡合金等,含窗电镀排出的废水主要污染物为葡化物和重
金属离子(以络合态存在卜含篱沉锌前处理工艺和富化镀锌工艺已在《电镀行
业规范条件(2015年》中被列为落后淘汰工艺技术。由于电镀生产各工艺中常
使用格酎,含格废水出现在电镀生产的各个环节,主要来源于镀信、镀黑格、钝
化、电抛光、格酸盐化学氧化、珞酸阳极化、阳极化铭酸盐封闭等,废水中的主
要污染物为六价珞和总铭。电镀废水中常见的污染物及其来源详见表3.3-1。
表3.3-1各类电镀废水中主要污染物及其来源
序号废水种类废水来源主要污染物及水平
硫酸、盐酸、硝酸等各种酸类和氢氧化钠、碳
镀前处理中的除
酸钠等各种碱类,以及各种盐类、表面活性剂、
油、腐蚀和浸酸、
酸碱洗涤剂等,同时还含有铁、铜、铝等金属离子
1出光等中间工艺
废水及油类、氧化铁皮、砂土等杂质。一般酸、碱
以及冲地坪等废
废水混合后偏酸性,COD浓度为300~500
水
mg/Lo
镀锌、镀铜、镀
氟的络合金属离子、游离氟、氢氧化钠、碳酸
含氟镉、镀金、镀银、
2钠等盐类,以及部分添加剂、光亮剂等。一般
废水镀合金等氟化镀
废水中氟浓度在50mg/L以下,pH值为8〜11。
槽
六价铝、三价辂、铜、铁等金属离子和硫酸等;
镀辂、钝化、化钝化、阳极化处理等废水还含有被钝化的金属
含铝
3学镀辂、阳极化离子和盐酸、硝酸以及部分添加剂、光亮剂等。
废水
处理等一般废水中六价铝浓度在100mg/L以下,pH
值为4〜6。
硫酸镁、氯化镁、硼酸、硫酸钠等盐类,以及
含银
4镀锲部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含镁浓度
废水
在100mg/L以下,pH值在6左右。
硫酸铜、硫酸和部分光亮剂。一般废水中含铜
酸性镀铜
浓度在100mg/L以下,pH值为2〜3。
含铜
5焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸钾、氨三乙酸等,
废水
焦磷酸镀铜以及部分添加剂、光亮剂等。一般废水中含铜
浓度在50mg/L以下,pH值在7左右。
氧化锌、氢氧化钠和部分添加剂、光亮剂等。
碱性锌酸盐镀锌一般废水中含锌浓度在50mg/L以下,pH值
在9以上。
含锌
6氧化锌、氯化钾、硼酸和部分光亮剂等。一般
废水
钾盐镀锌废水中含锌浓度在100mg/L以下,pH值在6
左右。
硫酸锌镀锌硫酸锌、硫月尿和部分光亮剂等。一般废水中含
23
序号废水种类废水来源主要污染物及水平
锌浓度在100mg/L以下,pH值为6〜8。
氯化锌、氧化锌、锌的络合物、氨三乙酸和部
镀盐镀锌分添加剂、光亮剂等。一般废水中含锌浓度在
100mg/L以下,pH值为6〜9。
含镉
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