淺析如何營造新時代電鍍行業的發展優勢

摘要：電鍍行業在國民經濟的發展中發揮著重要的作用，但同時也是一個重污染行業，如何營造新時代電鍍的優勢，是人們普遍關注的問題。為此，本文從電鍍工業園區、電鍍設備、環保工藝、現場管理和廢水處理五個方面進行了探討，對電鍍行業向專業化，一體化和高技術產業化的發展提出了建議。

關鍵詞：電鍍、優勢、電鍍工業園、環保工藝、清潔生產

引言

隨著科學技術的發展，電鍍鍍種的數量逐漸增多，從裝飾性電鍍擴展到功能性電鍍，電鍍技術在工業的各個領域得到廣泛的應用，如電子、機械、輕工、化工、儀器儀表、交通運輸、兵器等各個領域，電鍍行業在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。

但是，在電鍍生產過程中，容易產生不同程度的廢水、廢氣和固體廢棄物，這些“三廢”若直接排放或處理后未達標排放，均會對周圍的環境造成很大污染。特別是在產業高速發展的今天，電鍍加工在各個行業所占的比例不斷增加，歐美、日本、臺灣、香港等地的大量電鍍加工產品轉到中國進行生產或者在中國投資建立電鍍廠，所帶來的環境問題就顯得更為突出，同時，電鍍行業的發展也因此而受到了一定的局限性，甚至有人說電鍍行業已經是夕陽產業。由此可見，在經濟高速發展的新時代，如何去營造電鍍行業發展的優勢，顯得尤為重要。以下從電鍍工業園區的建立、電鍍設備、環保工藝、現場管理和廢水處理五個方面進行探討，以期對電鍍行業的發展能夠有所啟示。

1電鍍工業園

目前，在我國電鍍行業中，具備先進設備和技術的大型企業相對較少，中小型電鍍企業占絕大多數，小作坊式的生產方式普遍存在，總體上素質不高、工藝水平低、管理粗放、能耗較高且污染嚴重。例如，有些小廠的生產條件相當簡陋，挖地坑襯塑料膜當鍍槽，借助陽光和風力干燥鍍件，生產作業全靠人力完成等。這些企業少量分布在市區，大部分散布在市郊村鎮中，由于他們對電鍍“三廢”治理的意識不夠或治理設施不全，進而造成“三廢”的擴散和污染。

為了解決電鍍行業的環境污染問題，我國一些城市和地區采取把電鍍企業統一調整到政府規劃的區域，建立表面處理聚集區，打造生態電鍍工業園，既可保存現有配套的鍍種、工藝流程和生產能力，又可實現廢水穩定達標排放、污染物總量大幅下降的目標。在過去，每一個電鍍企業為了處理“三廢”都必須建立一套處理裝置，造成重復投資，設備閑置的問題。如今，全國各地在政府、協會的組織和管理下，將電鍍企業的“三廢”向集中處理的方向發展，實現電鍍園區化，統一建立“三廢”的處理中心，使電鍍企業的“三廢”統一處理，統一檢測，統一排放，避免重復投資，重復建設，不僅節約了資金，還為電鍍企業解決了環境治理和“三廢”的處理及排放問題。因此，電鍍工業園區的建立不僅可以將本地原有企業遷入園內，消滅分散的污染源，提高企業的生產技術水平，還可以筑巢引鳳，吸引外來資金和先進技術，同時，對電鍍企業來說也是一次脫胎換骨，提高企業技術水平、提升競爭力的良好契機。例如，韓國的電鍍廠都遷往電鍍工業園，而且規模都相對較小，但是更專業化，所經營的鍍種都與產品性質有關，從事汽車配件鍍鋅的企業就是專業化鍍鋅，從事塑料的就是專業化塑料電鍍，另外，大部分的電鍍廠是汽車或電子零部件的供貨商，這些企業自動化程度高，不僅在生產過程中實現壓鑄、沖壓、機械加工和電鍍一體化，而且將電鍍過程產生的“三廢”由電鍍工業園區統一處理，這使得產品生產的綜合成本下降，附加值得到很大地提升。

目前，全國各地的電鍍工業園區建設都在有條不紊地進行，蘇州是國內最早設立電鍍工業園的城市之一，現已建成的電鍍工業園有：昆山希兵電鍍專營區、勝浦電鍍專業區、吳江同里金屬表面工業區和昆山千燈電路板工業區。四個園區共占地1750畝，已先后投入使用，預計可吸納電鍍企業200家以上。廣東作為一個電鍍大省，已建好并投入使用的電鍍工業園接近20家，其中深圳電鍍工業園區總投資10億，規劃建筑面積近100000m2，該工業園地理位置優越、交通便捷，遵循高起點、高標準的原則建設，外觀呈現“花園式”、“園林式”，標準工業廠房8棟，配套宿舍3棟，大型電鍍城專用廠房（含合格的污水處理設備），有關部門還投資6000多萬元建立統一的生產、生活污水及危險廢棄物處理系統，全過程盯牢和嚴防一些企業偷排廢水，并實現污水60％回用。

2電鍍設備

電鍍設備是影響電鍍質量和生產效率的重要因素之一，主要包括電鍍生產線及周邊輔助設備（電源、過濾機、超聲波、加熱和冷卻設備、自動加料機等）。在上個世紀60年代，我國大多數的電鍍生產仍以手工操作為主，自動化程度低，機械設備陳舊，生產效率低，且不良品率較高。隨著科技的發展，電鍍生產線逐步向機械化和自動化方向發展，特別是改革開放以來,香港和臺灣許多電鍍設備廠內遷設廠,帶來了新的技術和儀器設備,這對我國電鍍生產線及周邊輔助設備的制造水平的提高幫助很大。

在掛鍍方面，現場較為常見的有環形機械或液壓式自動生產線、垂直升降自動線及直線式生產自動線等，而在滾鍍自動線方面主要有環形機械或液壓式自動線與直線龍門式自動線兩大類。這些電鍍自動線的選擇，提高了產品的生產量和質量的穩定性，減輕了操作人員的勞動強度，大大縮減了現場操作人員數量，提升了鍍槽容量的利用率，同時還可以設計兼容不同素材的幾種流程，隨時改變程序來適應不同產品的性能要求，這些均極大地提高了電鍍企業的生產效率。

電鍍電源是電鍍生產過程中最重要的輔助設備，基于清潔生產的要求，硅整流器將逐漸被淘汰，取而代之的是可控硅整流器和高頻開關電源，這些電源具有體積小、效率高、性能優越、紋波系數穩定．而且不易受輸出電流影響等特點，容易獲得質量較佳的鍍層。

過濾機同樣是關系到電鍍產品質量的關鍵設備之一，目前的過濾機主要是筒式壓力過濾機，不同電鍍工藝和過濾方式選擇不同類型的過濾機，包括水泵類型、濾芯類型、過濾精度、過濾能力等，過濾機的發展和種類完善對電鍍溶液的維護起到不可估量的作用。

二十年前,電鍍行業很少使用超聲波設備，現在則十分普遍。超聲波的空化效應,可以大大加快前處理的脫脂、除銹，縮短處理時間,提高脫脂、除銹的效果。

為了提高電鍍質量,其它電鍍輔助設備如槽液自動管理系統、蒸汽加熱、槽內冷卻管冷卻、添加劑自動補充機、純水處理機等的應用范圍和數量亦逐年擴大，這些設備均是電鍍行業在新時代發展過程中的優勢保證。

3環保工藝

《中華人民共和國國家經濟貿易委員會令》第32號關于《淘汰落后生產能力、工藝和產品的目錄》(第三批)第23項限令2003年底淘汰含氰電鍍，《中華人民共和國清潔生產促進法》的推行，以及歐洲共同體《限制電器和電子設備使用有害物質的規定》(RoHS)的執行等，使得越來越多的企業不得不開發和應用環境友好型的電鍍工藝，例如非六價鉻鈍化、三價鉻電鍍、代鉻鍍層、代鎘鍍層、化學沉鎳的無鉛無鎘化、功能電子電鍍的無鉛化、無氰貴金屬電鍍、無氰化學沉鋅等，這些工藝的使用不僅從源頭上削減電鍍生產過程中產生的危害，還減輕了對環境的污染程度。

3.1無氰電鍍

使用無氰電鍍工藝代替氰化電鍍工藝，避免了氰化物等有毒物質對操作人員和環境的危害，同時使得廢水處理費用也大大降低。

目前，已廣泛采用氯化物鍍鋅或堿性鋅酸鹽鍍鋅來代替氰化物鍍鋅工藝。堿性無氰鍍鋅是應用較多的無氰鍍鋅工藝，主要成分是氫氧化鈉、氧化鋅和各種添加劑，鍍液的分散能力、深鍍能力、鍍層的韌性等方面均優于氰化物鍍鋅，鍍層的光澤度和結合力則與氰化物鍍鋅相當，例如瑞期化工的RZ-5101系堿性非氰鍍鋅添加劑。氯化鉀鍍鋅在20世紀80年代開始發展，在日用五金行業應用非常廣泛，鍍液的分散能力、深鍍能力略遜于堿性無氰鍍鋅，但鍍層的光亮度、平滑度優于堿性無氰鍍鋅，如瑞期化工的RZ-111,200系酸性鍍鋅添加劑。

堿性非氰鍍銅替代氰化鍍銅工藝在消除氰化物污染方面也取得了很大的成功，目前較為成熟的工藝有焦磷酸鹽體系和有機膦酸體系鍍銅。例如瑞期化工的RP-998系堿性非氰鍍銅添加劑，其成分簡單且穩定性好，覆蓋能力、電流效率優于氰化鍍銅；沉積速度、均一性接近氰化鍍銅；鍍層延展性、伸長率及顯微硬度與氰化銅相近；且鍍液不含氰化物劇毒物，不會對環境產生相關危害。

無氰鍍銀工藝在綜合性能方面與氰化鍍銀還存在一定的差距，至今還不能廣泛地推廣應用和大批量地投入生產。而在無氰鍍金方面，堿性亞硫酸鹽已得到了部分應用，鍍液不含氰化物，電流效率高，分散能力和覆蓋能力良好，沉積速度快，鍍層光亮，結晶細致，孔隙少，鍍層與鎳、銅、銀等金屬基材具有良好的結合力，其缺點是采用不溶性陽極，需要經常補充金鹽。

3.2代鉻電鍍

六價鉻的毒性大，在電鍍過程中析氫嚴重容易形成“鉻霧”，造成環境污染并影響操作人員的身體健康，而且六價鉻的廢水處理成本較高，排放標準較嚴。因此，一些國家已經開始制定法規，要求逐步減少并最終完全停止使用六價鉻電鍍。目前，在裝飾性代鉻方面較為成熟的代鉻電鍍工藝有三價鉻代鉻、錫-鈷合金代鉻、鎳-鎢合金代鉻等。

三價鉻鍍液的毒性較小，僅為六價鉻的1/100，對環境和操作人員的危害小，污水處理比較容易，鍍液的電流效率最高可達50-60%，分散能力和覆蓋能力較好，電流密度范圍較寬，鍍層的外觀與六價鉻鍍層接近，具有微孔或微裂紋的特點，耐蝕性優于六價鉻鍍層。但鍍層增厚困難，一般厚度大于0.3μm時鍍層容易發朦，還不能取代功能性鍍鉻。三價鉻鍍鉻的體系有硫酸浴型和氯化浴型，如瑞期化工的硫酸浴三價鉻RTC-461系添加劑和RTC-491系氯化浴三價鉻添加劑。

3.3代鎳電鍍

隨著國際限制鍍鎳使用范圍的法規出臺，用合金鍍層代鎳的電鍍工藝開始興起，無氰鍍銅錫合金具有很大的潛力，如瑞期化工的CT-734無氰白銅錫，可代替光澤鎳電鍍，鍍層具有良好的焊錫性、附著性、耐蝕性和光澤性。目前市場上的無氰銅錫合金有焦磷酸-錫酸鹽工藝，檸檬酸鹽鍍銅錫合金工藝等，但存在著含錫量偏低，鍍液不穩定等問題，這些工藝還需要研發人員進一步完善。

3.4代鎘電鍍

鎘的毒性很大，經呼吸系統被體內吸收，積存于肝或腎臟造成危害，目前在國外基本上限制了鍍鎘工藝的應用，國內外研究并得到很好應用的代鎘高耐腐蝕鍍層如Zn-Ni、Zn-Co、Zn-Fe、Zn-Sn合金等。這些鍍層在耐腐蝕性、低氫脆性等方面和鍍鎘層性能接近，在航天、航空、汽車等行業得到很大的應用，同時徹底消除了電鍍鎘對環境的污染。

4現場管理

若想獲得高性能的電鍍產品，除了擁有上述的先進的電鍍設備和成熟的電鍍工藝條件外，還必須有完善的電鍍現場管理制度和質量管理體系。

首先，電鍍企業應做好技術傳承工作，加強生產管理。鍍液的管理維護水平直接影響到電鍍企業的清潔生產，良好的維護是電鍍質量穩定的保證，是減少污染物產生、降低成本的重要手段。主要內容包括對操作工人的技能培訓，建立標準的操作流程，實行專人專崗制，物料管理和鍍液維護制度、設備維護制度等。

其次，電鍍企業應建立設備運行情況、生產活動和設備維護等記錄制度，特別是針對原料、能源消耗和環保設施的記錄，可以建立廣告牌記錄管理，主要內容包括：生產原料和燃料進廠時間、數量和質量的數據系統、電鍍流程的工藝控制參數、鍍液的定期維護、設備啟用、停止使用的時間、設備的運行和維修情況、各種污染物的處理情況、各種污染物的連續監測數據、各種污染物的排放數據、生產事故及處置情況、設備的定期檢測、評價及評估情況等記錄。

第三，電鍍企業應建立健全檔案管理制度，加強設備財產、員工掌握技能、原材料供貨商資質數據、產品質量標準等資料的收集整理，主要內容包括：各種有關產品或原材料標準(國家標準、地方標準、行業標準)、各種作業標準流程、員工培訓流程、各種合同和技術協定文本、技術資料、化驗和分析報告(如燃料、金屬鹽、陽極等分析報告)、設備故障排除操作流程等，以便為設備的正常運行、員工的技能傳承、產品質量的保證提供參考。

同時，由于電鍍是一個涉及多學科和多專業的行業，對于電鍍的管理人員來說，必須擁有較為豐富的電鍍經驗和相關的專業知識，這對于產品的質量保證、生產成本的降低和安全系數的提高非常重要。

5廢水處理

電鍍廢水成分復雜，除含氰廢水和酸堿廢水外，還有含鉻、鎳、銅、鋅等重金屬廢水。同時，廢水中還含有大量添加劑及電鍍過程中添加劑分解的有機雜質，例如糖精鈉、丁炔二醇、表面活性劑、EDTA、檸檬酸、酒石酸、苯磺酸、香豆素等。這些物質一旦未經處理就排放，必定會對生態環境及人類健康產生嚴重的危害。

對電鍍“三廢”的治理方法很多且技術日趨成熟，目前較常用的有物理、化學、離子交換、電解、吸附及膜分離等技術，并配以完善的廢水處理設備和排放檢測儀器。但是在處理過程中還需要注意以下環節，首先是將電鍍廢水合理分類：酸系廢水、堿系廢水、含氰廢水、含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、化學鍍廢水等類型，針對不同類型的廢水采取有針對性的處理技術，可實現廢水處理后排水達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)中水污染特別排放限值的要求，同時實現廢水的回用率達到60%以上。其次，根據各類廢水的特點，因地制宜進行廢水分流，采用不同的處理工藝流程。廢水分流處理可以減小處理難度，提高廢水預處理的針對性，確保廢水穩定達標排放，這樣既可以降低處理成本，又可以實現濃廢液和廢水的綜合利用。另外，采用在線監測和控制技術，確保工藝參數能完全在流程上實現，高度的自動化控制水平有利于廢水的達標排放和運行成本的降低，保證系統運行的高效穩定。

上世紀90年代至今，電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環進一步向綜合防治方向發展，多元化組合處理同自動控制相結合的資源回用技術成為電鍍廢水治理的發展主流,越來越多的電鍍企業開始重視電鍍液中金屬資源的回收，例如在鍍鎳過程中，鍍件沖洗會造成大量鎳金屬的排放，從而加重廢水處理的負擔，瑞期化工的HN系列鎳資源回收機回收鎳資源可達99%，回收的鎳濃縮液，可直接回用至全光鎳鍍槽，不需另行除雜、凈化，而且水洗水可循環使用，減少廢水排放，節省廢水處理成本,節水率達85%以上。

今后，電鍍“三廢”的處理將向生物治理的方向發展，例如采用生物吸收、降解和治理的方法，同時伴隨著重金屬和水的回收、提純和回用。同時，一些廢水處理咨詢公司相繼成立，為電鍍企業在廢水處理過程中排憂解難，使電鍍企業在廢水處理方面更好地達到清潔生產的要求。

6結語

縱觀國外發達國家的電鍍產業發展趨勢，電鍍行業并沒有因為產生污染而步向夕陽的行業，反而向專業化，一體化和高技術產業化發展。同時，推行清潔生產是電鍍行業可持續發展戰略的必然選擇，是促進電鍍行業污染從單純的末端治理向污染預防轉變的重要保證。電鍍行業應積極推行清潔生產，響應國家“節能減排”的號召，進駐電鍍工業園，應用資源回用技術，以減少廢棄物對環境的影響，實現水及金屬等資源回收和利用，提高企業的經濟效益。電鍍行業是一個傳統的行業，但不應停留在應用傳統的管理和工藝技術上，而應采取政府、行業、企業、社會共同攜手的方式，大膽開展技術創新，使用先進設備，引進先進的現場管理理念，提高工人技能，實施清潔生產，使之煥發新的生命力。