电镀生产中对漂洗水的监控

2012-12-06蔡荣

电镀与精饰 2012年1期

关键词：监控器镀液水槽

蔡荣

(大任科技有限公司中，香港九龙)

电镀生产中对漂洗水的监控

蔡荣

(大任科技有限公司中，香港九龙)

叙述了电镀漂洗水监控的重要性，介绍了电导率监控器的种类，总结了一般镀液对最后一个水洗槽电导率的要求。给出了部分溶解物在25℃条件下的电导率和不同浓度的部分镀液的电导率。以三个水洗槽为例，分析了各水洗槽镀液的质量浓度和电导率，计算了溶液带出速率和清洗水流入速率对清洗效果的影响，从而得出安装电导率监控系统能节水70%左右。

电镀漂洗水;电导率监控器;节约用水;水洗槽

引言

清洁生产运动在全世界已经引起莫大回响，中国作为世界工厂近年更将清洁生产列入国策之一，推行工业生产之余更要保护环境。

金属表面处理业，包括电镀，电路板制造，涂料覆盖等，均采用了大量漂洗工序，使用大量的水。在美国，由美国国家金属表面处理资源中心(NMFRC)统计使用监控用水的调查，只有约16%厂家使用电导仪作监控，在中国，估计更低。究其原因，除一般用水费用并非主要成本外，监控系统质量水平及使用的技巧均可影响监控的效果。

采用适当的系统及技巧可大大节省用水，节能，减排，降耗，为清洁生产的忠诚伙伴。一般监控系统的设置可节省30% ～80%用水，设备和监控装置费用可在一年内收回成本。

1 漂洗水监控重要性

近年来自来水及废水处理费用不断增加，监控用水已经成为必要的行为。金属表面处理因用大量的漂洗水，监控用水已非仅是省钱的行为，而是继续营业及生存的必须工作。虽然监控漂洗用水有不同的方法，使用电导仪监控溶解物的含量，是最简单及可靠性高的。据美国NMFRC统计只有约16%厂家使用，究其原因，为使用监控器的维护及使用监控器的技巧问题。

2 电导率监控器的种类

电导率监控感应器主要有电极式(接触)及磁电感应式(非接触)两种。电极式(接触)电导率监控器见图1。

图1 电极式感应器

电极式电导率监控器是由两个金属电极组成。虽然效果及敏感度相对很高，但在工作车间长期受溶液的侵蚀及污染，按时维护是必须的。偶一疏忽，可使漂洗水监测失控，造成不合格品，电镀厂家往往失去信心而停用。非接触式的监控系统使用磁电感应器，见图2。外露于溶液中的导电线圈由塑料如聚丙稀完全封闭，因此无需特别的定时维护。

图2 磁电感应式(非接触)监控系统

监控标准的设定，一般电镀厂家，全依靠目测及经验，调校漂洗水进水速度。使用客观仪器分析的十分少，没有漂洗水的质量标准与规格。

当然漂洗水的质量标准因不同工艺及镀件需求有异，但不按标准或没有标准往往会超出应用水量。

一般电镀过程中最后漂洗水电导率要求列于表1。

表1 一般漂洗水电导率限度指标

表2给出了测量温度为25℃时，部分溶解物的质量浓度和电导率的关系。

表2 溶解物的电导率

稀释率(稀释比例)一般漂洗稀释比按不同需要，约于1 000至20 000倍之间。举例，以10 000倍稀释比计，采用一个水洗槽，二个水洗槽，三个水洗槽的用水比较，有如下粗略估计:只用一个水槽清洗，该水槽将原物质的质量浓度稀释至1/10 000，若用2个水槽清洗，只需将原物质的质量浓度稀释至1/100即可，若用3个水槽清洗，每个水洗槽只需将原物质的质量浓度稀释至1/22即可。

业界对稀释比例认识很久，但监控方面较为缺乏。一般由技师以个人的经验用手调校水阀，对各漂洗水含稀释物多少，没有监控。结果通常水流量因安全起见，使用水量比真正需要的多得多。

举例，一般硫酸镍镀液含溶解物，包括硫酸镍、氯化镍和硼酸等约300 g/L。一万倍的稀释便是30 mg/L。如果采用3个漂洗，每个稀释至原来质量浓度的1/22，即第一个水洗槽 ρ(溶解物)为13.64 g/L，第二个水洗槽 ρ(溶解物)为0.620 g/L，第三个水洗槽 ρ(溶解物)为0.028 g/L。

对这三个漂洗水中的溶解物，一般电镀厂没有监控。假如以上硫酸镍的电导率与溶解物为正线性关系，那么以上的漂洗电导率应为:

σ(第一个水洗槽)为1 360 mS/m，σ(第二个水洗槽)为 62 mS/m，σ(第三个水洗槽)为2.8 mS/m。

如果自来水的电导率为10 mS/m，那么漂洗水的电导率约为:

σ(第一个水洗槽)为 1 434.8 mS/m;σ(第二个水洗槽)为74.8 mS/m;σ(第三个水洗槽)为 12.8 mS/m。除此粗略计算，也可用镀液稀释至1/22，1/484，1/10 648，用电导仪测量作为标准。

如果现场监测与标准不符，正代表稀释工序不完善，例如，漂洗时间不足，搅拌不足等等。

表3给出了部分镀液质量浓度(mg/L)与电导率(mS/m)的关系，测量θ为25℃。

表3 镀液的电导率与质量浓度的关系

3 安装监控系统的技巧

使用监控系统，例如使用3个溢流漂洗水槽系统，一般安装感应器于最后水洗槽。虽然非接触式的感应器改进已可达到电极式感应器的精确度，但以最后水洗槽作监控点有着漂洗水质素差异的问题。换句话说，最后漂洗水槽的质素的少许差异，足可成为第一漂洗水槽或第二漂洗水槽的很大偏离。因此使用最后水洗槽前的水洗槽作监控点较为适合。

按生产数量的差别，来水有别，用水也需相应调整，以免浪费。如用自来水，在不同的季节更有不同的质素。

表4给出了当处理槽溶解物质量浓度和带出溶液量一定时，自来水流速对三级漂洗水质的影响。

计算最后漂洗水的比较有如下的推算:(假设质量浓度为1 mg/L的溶液与电导率为0.1 mS/m相一致)。