绿色电镀技术系统示范项目

高俊健，邢文长

（安美特化学有限公司，香港 九龙）

绿色电镀技术系统示范项目

高俊健*，邢文长

（安美特化学有限公司，香港 九龙）

根据生产实践和现场数据，详细介绍了安美特公司配合中国环境保护产业协会和中国表面工程协会共同启动的“绿色电镀技术示范项目”的实施状况。该示范项目的核心内容是包括前处理、锌合金电镀及后处理在内的防腐蚀镀层组合实用技术。经被试点电镀企业投放于大生产实践的长期使用，该示范项目取得了上佳的环境和经济效益：单位水耗降低了85%，单位能耗降低了65%；电镀废水中COD减少了50%，电镀速率提高了50%，产品一次合格率从90%提高到98%；钝化液中锌杂质削减了65% ～ 95%，铁杂质削减了85% ～ 95%，而且彻底杜绝了锌镍合金电镀过程中氰化物的产生。

绿色电镀技术；清洁生产；锌镍合金电镀；生物除油；电解除油；三价铬钝化

1 前言

为了响应中国政府节能减排的基本国策，实现电镀行业的环保达标和可持续发展，安美特化学有限公司与中国环境保护产业协会、中国表面工程协会合作，率先以示范项目的形式积极推广绿色电镀先进技术。经过一年多的生产实践，项目取得了良好的环境效益和经济效益。

2 绿色电镀技术系统项目

项目从占中国电镀市场份额最大的抗蚀性保护镀层入手，选择了多家具有代表性的电镀厂做试点，在维持工厂电镀线现状基本不变和保证生产正常进行的前提下，从前处理、电镀到后处理，系统引入绿色电镀先进技术。

2. 1 前处理新技术

2. 1. 1 生物除油技术

高温(75 °C)热浸化学除油是电镀厂传统的前处理工艺之一，其除油工艺通常使用除油剂。而除油剂的使用效果会随着使用时间的推移而降低。因此，需要经常更换槽液。这样不仅造成生产效率低，而且产生污水处理与排放污染等问题。为了解决此类问题，安美特公司开发了一种将天然生物降解和水性清洁结合为一体的生物除油技术[1]。该技术利用天然的微生物把复杂的有机分子转变为二氧化碳和水，既可除油，又能有效降低对环境的污染。而且，生物除油剂可循环使用，无需更换，符合可持续发展的战略。该项技术具有以下优点：

(1) 除油温度由75 °C降至40 °C，能耗降低了63%。

(2) 革命性的生物降解原理(非皂化)，无需翻槽、重配槽液，更新槽液周期大大延长(至今已连续使用18个月)，大大降低了化学品的消耗和污染，提高了生产效率。

2. 1. 2 自动监控低温(40 °C)电解除油体系

高温(75 °C)碱性电解除油是另一种电镀前处理工艺，它存在的问题是：除油效果不稳定；槽液离线分析，分析时间长；大部分的除油剂为固体颗粒，补充时不能直接添加；除油温度较高，能耗高。自动监控低温(40 °C)电解除油系统是为了解决上述问题而开发的新技术[2]，它具有以下特点：

(1) 除油温度由75 °C降至40 °C，使能耗降低。

(2) 实现在线分析。

(3) 自动监控加料，保持槽液在最佳的浓度。既可减少化学品的浪费，又能提高产品质量。

2. 2 电镀新技术——新型碱性锌镍合金电镀工艺(薄膜阳极)

传统的碱性锌镍合金电镀工艺通常使用金属阳极，故在电镀过程中会产生氰化物等分解物，从而降低电流效率，降低产能，并增加能耗。采用薄膜阳极的新型碱性锌镍合金电镀工艺避免了氰化物等污染物的生成，提高了电流效率和产能，并能保证镀层质量。

2. 3 后处理新技术--三价铬钝化液再生系统

传统的钝化液使用一段时间后，由于铁、锌杂质污染物的积累，钝化液功能下降，工件防腐性能降低，外观变色。而重新配制槽液，将增大化学品的消耗和加重对环境的污染。新开发的三价铬钝化液再生系统[2]有效地解决了以上问题。该系统利用先进的离子交换技术，在高性能的钝化液中有选择性地除去金属杂质。在使用该项新技术后，部分厂家的钝化液使用一年都未更换，产品质量提高，生产稳定，降低了生产成本，利于环保。

3 应用效果

为了考核这些新技术的先进性和可靠性，项目组深入试点工厂电镀线，跟进时间长达一年。经过现场检测，收集了第一手生产数据，如表1所示。

表1 绿色电镀技术系统应用状况Table 1 Application status of green electroplating technology system

目前，该技术项目已通过专家评审，并被中国环境保护产业协会确认为2010年国家重点环境保护实用技术。所获证书如图1所示。该项目经济核算(满负荷生产)结果如表2所示。

4 结论

图1 由中国环境保护产业协会颁发的2010年国家重点环境保护实用技术证书Figure 1 Certificate for national key environmental protection practical technology in 2010 issued by China Association of Environmental Protection Industry

表2 新技术资金投入和经济回报对比Table 2 Comparison between capital investment and economic returns for the new technology

长达一年的生产实践和大量现场数据表明，本示范项目所推广的绿色电镀先进技术具有明显的工艺先进性、环保可靠性和经济受益性，深受试点工厂及广大用户的欢迎。中国表面工程协会亦对此项目良好的环境效益和经济效益予以充分肯定，准备在业内大力推广。详细的生产和技术细节论述，以后将有专文介绍。“绿色电镀技术系统”内容丰富，涉及电镀工业的各个领域，比如装饰性镀层、塑胶电镀、抗蚀性保护镀层、耐磨性镀层及功能性电子镀层等。本文介绍的仅为示范项目在抗蚀性保护镀层领域的应用状况，在其他领域的应用今后将陆续展开。相信本示范项目的推广，将会大大推动中国电镀业的技术进步，促进中国由电镀大国迈向电镀强国。

[1] 高俊健, 邝霭雪. 新型前处理工艺[J]. 电镀与涂饰, 2008, 27 (9): 43-46.

[2] IGEL O, 吴雪颖, 高俊健. 电镀及表面处理工业的目标、趋势及远景[J].电镀与涂饰, 2009, 28 (7): 4-8.

Advanced green electroplating technology demonstration project //

KO Danny Chun-kin*, XING Wen-chang

The article described the implementation and results of the “Advanced Green Electroplating Technology Demonstration Project”, which was jointly initiated by Atotech, China Association of Environmental Protection Industry and China Surface Engineering Association. The scope of the project includes pretreatment, zinc alloy plating and post-treatment for corrosion protection. Based on the long term application of these technologies at the demonstration sites, the project has achieved significant environmental and economic benefits: water consumption per unit plating area was reduced by 85%, energy consumption reduced by 65%, COD in wastewater reduced by 50%, plating speed increased by 50% and the first pass rate of product increased from 90% to 98%, in addition, the zinc impurity in passivation bath decreased by 65%-95% and iron impurity decreased by 85%-95%; the formation of cyanide during the zinc–nickel alloy plating process was also prevented.

green electroplating technology; cleaner production; zinc–nickel alloy plating; bio-cleaner; electro-cleaner; trivalent chromium passivation

Unit 904-12, 9/F, Miramar Tower, 132 Nathan Road, Tsim Sha Tsu, Kowloon, Hongkong

TQ153

A

1004 – 227X (2010) 11 – 0011 – 03

2010–08–27

2010–09–13

高俊健（1975–），男，广东中山人，博士，分公司经理，主要从事通用五金电镀及电子业务管理工作。

作者联系方式：(E-mail) danny.ko@atotech.com。

[ 编辑：韦凤仙 ]