CN102534711A - 一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，其特征在于，先降低碱冲洗水碱度方法，在碱冲洗水中添加絮凝剂；所述的降低碱冲洗水碱度方法为：将酸冲洗水回用到碱冲洗水；通过酸碱中和降低碱冲洗水碱度；所述的絮凝剂为氢氧化铁；由碱冲洗水中的氢氧根离子与酸冲洗水中的铁离子发生化学反应转化所得。本发明的优点：主要利用的是化学的原理，在电镀行业如：镀锡、镀铬、镀铜、镀银、镀黑色金属等电镀行业具有通用性；主要针对涂镀类产品表面清洗过程中脱盐水用量和废水排放量大，进行改进，改进后产品质量得到保证的前提下，酸碱冲洗脱盐水用量平均下降到12吨/小时左右，废水排放量得到有效降低。

Description

一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法

【技术领域】

本发明涉及包装材料电镀技术领域，具体地说，是一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法。

【背景技术】

镀锡板是在冷轧低碳薄钢板双面上镀复纯锡，是一种生产工艺比较复杂、技术水平要求很高、制造难度很大而质量要求很高的产品，它集钢的强度和成型性和锡的耐蚀性、焊接性和外观与一体，广泛应用于食品工业及各种制作容器、冲压制品、包装材料的非食品工业。

宝钢1220产线1#镀锡机组是1996年建成投产的，设计镀锡生产原板主要是一次冷轧退火后干平整的冷轧板(SR材)，从2005年开始，镀锡机组开始试生产国内自产DR材。生产工艺其具体步骤为：开卷-碱洗-刷洗-碱冲洗-拉矫-酸洗-酸冲洗-电镀-卷取。其中开卷将卷状钢卷打开、铺平为机组连续生产提供条件。碱洗也即电化学除油，利用电解时电极的极化作用降低溶液界面的表面张力，电极上所析出的氢气泡和氧气泡，对油膜层有强烈的撕裂作用和对溶液的机械搅拌作用，从而促使油膜迅速地从材料表面上脱落转变为细小的油珠，加速、加强除油过程，进而获得近乎彻底清除干净的良好除油效果。拉矫通过大张力和压下量对带钢板形进行矫下。刷洗利用塑料毛对金属表面进行深度机械清洁。水洗是电镀工艺不可缺少的组成部分，水洗质量的好坏对于电镀工艺的稳定性和电镀产品的外观、耐蚀性等质量指标有重大的影响。碱冲洗就是对带钢表面进行水洗去除金属表面残留碱。材料经除油，水洗后表面会生成一层薄氧化膜，它将影响镀层与基本金属的结合强度，因此，镀前要进行活化，使材料表面产生轻微腐蚀，露出金属的结晶组织，以保证镀层与基材结合强度，活化溶液都较稀，不会破坏材料表面的光洁度，时间通常只有几秒至一分钟。(通常使用稀硫酸进行活化)经活化后的材料必须再水洗，干净后再进行电镀。酸冲洗就是对带钢表面进行水洗去除金属表面残留酸。电镀利用电压的作用将溶液中的离子在金属表面析出。为便于运输，电镀后的金属材料通过卷取成卷状交付用户。清洗段重要参数汇总如下：

表1原清洗段工艺参数汇总表

序号	工序	工艺参数	工艺范围	单位
					1	碱冲洗	水质	脱盐水
2	碱冲洗	流量	5-10	m3/H
					3	酸冲洗	水质	脱盐水
4	酸冲洗	流量	5-10	m3/H

生产中，酸碱冲洗脱盐水用量大，平均在20吨/小时左右，废水排放量高，影响周围水环境，受到周围居民的大量抱怨。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，金属板材电镀清洗工艺为开卷-碱洗-刷洗-碱冲洗-拉矫-酸洗-酸冲洗-电镀-卷取；其特征在于，是将酸冲洗水回用到碱冲洗水中进行节水；通过酸碱中和降低碱冲洗水碱度；

所述的絮凝剂为；氢氧化铁；由碱冲洗水中的氢氧根离子与酸冲洗水中的铁离子发生化学反应转化所得；所述的碱冲洗工艺条件为：采用酸冲洗水，其中，铁离子为5～15g/l。改进后清洗段重要参数汇总如下：

表2清洗段工艺参数汇总表

序号	工序	工艺参数	工艺范围	单位
					1	碱冲洗	水质	酸冲洗水
2	碱冲洗	流量	5-10	m3/H
					3	酸冲洗	水质	脱盐水
4	酸冲洗	流量	3-8	m3/H

酸冲洗水回用到碱冲洗系统，可以有效降低碱冲洗水的碱度同时制得絮凝剂，原理如下：

(1)降低碱度的原理

由于镀锡机组酸冲洗水呈酸性(H₂SO₄)、碱冲洗水呈碱性(NaOH)，两者混合后发生中和反应生成中性盐Na₂SO₄；NaOH是一种强碱；如果被直接带入电解酸洗工作槽，会影响带钢表面的活化效果；碱冲洗水碱度降低后可以防止以上情况的发生，从而为降低冲洗水流量提供条件；

H₂SO₄+2NaOH＝Na₂SO₄+H₂O

(2)絮凝剂制取原理

酸冲洗水和碱冲洗水混合后发生化学反应；酸冲洗溢流水为酸性，与带钢反应产生铁离子；

H⁺+Fe＝H₂+Fe²⁺

碱冲洗所用水质是碱，其中含有大量氢氧根离子，氢氧根离子和酸冲洗溢流水中铁离子混合，发生化学反应产生氢氧化铁；

4Fe²⁺+8OH^-+2H₂O+O₂＝4Fe(OH)₃

氢氧化铁是一种强的絮凝剂，对油污有很强的吸附能力，对提高机组清洗能力有帮助。

所述的金属板材电镀清洗工艺为，开卷-碱洗-刷洗-碱冲洗-拉矫-酸洗-酸冲洗-电镀-卷取；

开卷步骤是将卷状钢卷打开、铺平，为机组连续生产提供条件；

碱洗步骤也即电化学除油，利用电解时电极的极化作用，降低溶液界面的表面张力，电极上所析出的氢气泡和氧气泡对油膜层有强烈的撕裂作用以及对溶液的机械搅拌作用，从而促使油膜迅速地从材料表面上脱落转变为细小的油珠，加速、加强除油过程，进而获得近乎彻底清除干净的良好除油效果；

刷洗步骤是利用塑料毛对金属表面进行深度机械清洁；

拉矫步骤是通过大张力和压下量对带钢板形进行矫正；

水洗是电镀工艺不可缺少的组成部分，水洗质量的好坏对于电镀工艺的稳定性和电镀产品的外观、耐蚀性等质量指标有重大的影响；碱冲洗步骤就是对带钢表面进行水洗以去除金属表面残留碱；

材料经除油，水洗后表面会生成一层薄氧化膜，它将影响镀层与基本金属的结合强度，因此，镀前要进行活化，使材料表面产生轻微腐蚀，露出金属的结晶组织，以保证镀层与基材结合强度，活化溶液都较稀，不会破坏材料表面的光洁度，时间通常只有几秒至一分钟；(通常使用稀硫酸进行活化)经活化后的材料必须再水洗，干净后再进行电镀；酸冲洗步骤就是对带钢表面进行水洗去除金属表面残留酸；

电镀步骤是利用电压的作用将溶液中的离子在金属表面析出；

卷取步骤是为便于运输，将电镀后的金属材料通过卷取形成卷状交付用户。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明属于物理化学的范畴，主要利用的是化学的原理。在电镀行业如：镀锡、镀铬、镀铜、镀银、镀黑色金属等电镀行业具有通用性；对提高各种物件的表面清洁度也有借鉴意义。

本发明的技术主要针对涂镀类产品表面清洗过程中脱盐水用量和废水排放量大，进行改进，改进后产品质量得到保证的前提下，酸碱冲洗脱盐水用量平均下降到12吨/小时左右，废水排放量得到有效降低。

【附图说明】

图1改进前后酸碱冲洗脱盐水用量趋势图；

附图中的标号为：a为改进前，b为改进后。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法的具体实施方式。

一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，其特征在于，将酸冲洗水回用到碱冲洗水；通过酸碱中和降低碱冲洗水碱度；

所述的絮凝剂为：氢氧化铁；由碱冲洗水中的氢氧根离子与酸冲洗水中的铁离子发生化学反应转化所得；

所述的碱冲洗工艺条件为：采用酸冲洗水，其中，铁离子为5～15g/l。

酸冲洗水回用到碱冲洗水

(1)酸冲洗喷淋水仍用作纯水喷淋，喷淋水经工作槽溢流至TA-8，但TA-8中的酸冲洗水不再溢流排放至W-1；

(2)在镀锡机组酸冲洗槽(TA-8)与碱冲洗槽(TA-4)之间增设管道，TA-8中的酸冲洗水溢流至TA-4；

(3)TA-4循环泵与碱冲洗喷淋管相连，用作碱冲洗的纯水喷淋；

(4)碱冲洗水经喷淋后溢流至TA-4，然后通过TA-4溢流至W-1作为废水排放；

(5)碱冲洗纯水阀门常闭，节省纯水消耗；

(6)由于酸冲洗水一般大于30℃，同时，电解碱洗温度约50-60℃，电解碱洗槽中的碱洗液经带钢带入与酸冲洗水混合后一般温度控制在40℃左右，因此：碱冲洗水一般无需再增加温度，蒸汽阀门常闭，节省蒸汽消耗；

(7)酸冲洗回用实施后，碱冲洗水呈酸性，带入到酸洗槽无需再中和，因此，可节省硫酸的耗量。图1为改进前后酸碱冲洗脱盐水用量趋势图。

本发明的方法属于物理化学的范畴，主要利用的是化学的原理。在电镀行业如：镀锡、镀铬、镀铜、镀银、镀黑色金属等电镀行业具有通用性；对提高各种物件的表面清洁度也有借鉴意义。

本发明的技术主要针对涂镀类产品表面清洗过程中脱盐水用量和废水排放量大，进行改进，改进后产品质量得到保证的前提下，酸碱冲洗脱盐水用量平均下降到12吨/小时左右，废水排放量得到有效降低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，金属板材电镀清洗工艺为开卷-碱洗-刷洗-碱冲洗-拉矫-酸洗-酸冲洗-电镀-卷取；其特征在于，是将酸冲洗水回用到碱冲洗水中进行节水。

2.如权利要求1所述的一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，其特征在于，所述的碱冲洗工艺条件为：采用酸冲洗水，其中，铁离子为5～15g/l。

3.如权利要求1所述的一种金属板材电镀清洗工艺中的节水方法，其特征在于，由碱冲洗水中的氢氧根离子与酸冲洗水中的铁离子发生化学反应，转化而得氢氧化铁絮凝剂。

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