题目作者姓名 刘美英 所在学院 资源与环境科学学院 专业（系） 环境科学 班级（届）2011环境科学1班 电镀锌行业清洁生产摘要：电镀行业生产过程中排放大量有害污染物，成为被社会广泛关注的重污染行业之一清洁生产是电镀行业发展的必由之路本文针对于电镀行业，以电镀锌为例，从电镀的概念、电镀的原理、电镀的清洁生产标准和电镀的清洁生产技术进行了介绍电镀的原理实质上是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程由于锌在干燥空气中不易变化，而在潮湿的空气中，表面能生成一种很致密的碳酸锌薄膜，这种薄膜能有效保护内部不再受到腐蚀并且当某种原因使镀层发生破坏而露出不太大的基体时，锌与钢基体形成微电池，使紧固件基体成为阴极而受到保护电镀锌过程中，抛光、除油、镀锌、出光、清洗、烘干等工艺过程中，会有污染物产生然后对各工艺进行分析和技术改造，实行清洁生产技术关键字：电镀 电镀锌 清洁生产电镀锌行业清洁生产 1第1章 绪论 31.1电镀 31.1.1电镀概念 31.1.2电镀分类 31.2电镀锌 41.2.1电镀锌概念 41.2.2电镀锌分类 41.2.3电镀锌特点 51.3电镀行业现状以及实行清洁生产的必然性 51.3.1电镀行业现状 51.3.2电镀行业实行清洁生产的必然性 6第2章 原理及工艺过程 62.1电镀原理 62.1.1电镀基本原理 62.1.2电镀基本过程 72.2电镀锌原理 72.2.1电镀锌基本原理 72.2.2电镀锌需严格控制的三大环节 72.3电镀锌工艺过程 82.3.1电镀锌工艺流程图 82.3.1电镀锌工艺流程表 92.3.3电镀锌产物环节主要污染物 10第3章 电镀行业清洁生产标准 113.1术语和工艺 113.1.1清洁生产 113.1.2镀层金属原料综合利用率 113.1.3污染物产生指标（末端处理前） 123.2规范性技术要求 123.2.1指标分级 123.2.2指标要求 12第4章 电镀锌清洁生产技术 134.1电镀锌行业清洁生产背景 134.2热镀锌工艺分析和技术改造 134.2.1脱脂水洗 134.2.2酸洗及脱锌 134.2.3酸洗后水洗 144.2.4助镀 144.2.5烘干 144.2.6镀锌 144.2.7热镀锌清洁生产工艺图 15结论 16参考文献 16第1章 绪论1.1电镀1.1.1电镀概念电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等）及增进美观等作用。
电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观1.1.2电镀分类按照电镀方式分类，电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式，主要与待镀件的尺寸和批量有关挂镀适用于一般尺寸的制品，如汽车的保险杠，自行车的车把等滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等连续镀适用于成批生产的线材和带材刷镀适用于局部镀或修复按照镀层分类，电镀分为单一金属电镀、合金电镀和复合电镀三类单金属电镀至今已有170多年历史，元素周期表上已有33种金属可从水溶液中电沉积制取常用的有电镀锌、镍、铬、铜、锡、铁、钴、镉、铅、金、银等l0余种在阴极上同时沉积出两种或两种以上的元素所形成的镀层为合金镀层合金镀层具有单一金属镀层不具备的组织结构和性能复合镀是将固体微粒加入镀液中与金属或合金共沉积，形成一种金属基的表面复合材料的过程，以满足特殊的应用要求。
按照用途分类，电镀分为：①防护性电镀；②防护性装饰电镀；③装饰性电镀；④修复性电镀；⑤功能性电镀1.2电镀锌1.2.1电镀锌概念电镀锌：在行业内又称冷镀锌，就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰1.2.2电镀锌分类在国内，按照电镀溶液分类，电镀可以分为四大类：1．氰化物镀锌由于（CN）属剧毒，所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制，不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展，要求使用低氰（微氰）电镀液采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经钝化后色彩保持好2．锌酸盐镀锌此工艺是由氰化物镀锌演化而来的采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌3．氯化物镀锌此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%钝化后（兰白）可以锌代铬（与镀铬相媲美），特别是在外加水溶性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的此工艺适合于白色钝化（兰白，银白）4．硫酸盐镀锌此工艺适合于连续镀（线材、带材、简单、粗大型零、部件），成本低廉。
1.2.3电镀锌特点电镀锌目的是为了防止钢铁类物体被腐蚀，提高钢铁的耐蚀性及使用寿命，同时也使产品增加装饰性的外观，钢铁随着时间的增长会被风化，水或泥土腐蚀国内每年被腐蚀的钢铁差不多占整个钢铁量的十分之一，所以，为了保护钢铁或其零件的使用寿命，一般都采用电镀锌来将钢铁加工处理[1]由于锌在干燥空气中不易变化，而且在潮湿的环境下更能产生一种碱式碳酸锌薄膜，这种薄膜就能保护好内部零件而不被腐蚀损坏，即使锌层被某种因素破坏的情况下，锌和钢经过一段时间结合会形成一种微电池，而使钢基体成为阴极而受到保护总结电镀锌有以下特点：1、抗腐蚀性好，结合细致均匀，不易被腐蚀性气体或液体进入内部2、由于锌层比较纯，无论在酸或碱环境底下都不易被腐蚀长时间有效的保护钢体3、经铬酸钝化后形成各种颜色使用，可根据客户喜爱挑选，镀锌美观大方，具有装饰性4、锌镀层具有良好的延展性，在进行各种折弯，搬运撞击等都不会轻易掉落1.3电镀行业现状以及实行清洁生产的必然性1.3.1电镀行业现状改革开放 20 多年来，随着经济的高速发展，我国的电镀工业也经历了一个较大的变和发展过程，其规模、产量及产值都已进入世界电镀大国的行列电镀行业发展遇到的主要问题有： 1) 厂点多，规模小，装备水平低。
2) 电镀工业是跨部门的加工行业，长期以来没有一个专门的政府部门负责统一管理，以致电镀工业的分布和发展缺少总体，完整的规划 3) 经营粗放，环境污染严重 1.3.2电镀行业实行清洁生产的必然性清洁生产是世界工业发展的一种大趋势，可以简单概括为：低消耗、低污染、高产出清洁生产可以从几个方面来体现：1) 生产过程用无污染、低污染的原料2) 用清洁的生产工艺，减少有害废物量，对排放物综合利用3) 向社会提供清洁的产品，将对人体和环境的污染减少到最低程度4) 产品可以回收利用，不存在对环境的潜在污染和威胁5) 有完善的清洁生产的保障制度和操作规程，并有监督机制6) 在设计和服务过程中要将环境因素纳入其中[2]清洁生产所涉及的大部分内容并不生疏电镀企业采用清洁生产方式是企业走内涵发展的道路，加强企业竞争力的有效措施 长期以来，我国经济发展延续一种粗放型的发展模式，通过高投入、高消耗、高污染来实现经济的高速增长但经济的发展换来的是环境的严重污染发达国家已经走过的道路表明，传统的末端治理的发展模式是一种消极的应对措施，清洁生产是控制工业污染的最佳模式，是转变经济增长方式、实现可持续发展的必由之路[3]。
第2章 原理及工艺过程2.1电镀原理2.1.1电镀基本原理电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程因此，这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程（如图所示）2.1.2电镀基本过程在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。
电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制2.2电镀锌原理2.2.1电镀锌基本原理由于锌在干燥空气中不易变化，而在潮湿的空气中，表面能生成一种很致密的碳酸锌薄膜，这种薄膜能有效保护内部不再受到腐蚀并且当某种原因使镀层发生破坏而露出不太大的基体时，锌与钢基体形成微电池，使紧固件基体成为阴极而受到保护在汽车运输等行业中应用较广，但需要的是三价铬钝化层、锌镍合金镀封闭涂层，减少六价铬钝化有害、有毒层[4]2.2.2电镀锌需严格控制的三大环节1.电镀前处理电镀前处理，是进行电镀的基础，也是保证产品质量的关键电镀前未将被镀覆基体处理到规定的要求，即使有良好的电镀溶液，适当的电镀参数和很好的调控电镀参数的设备以及技术高超的人员，也不可能获得符合质量要求的电镀层2.电镀过程控制电镀锌金属或构件的使用条件和使用寿命与电镀层厚度有着密切的关系使用条件越严格和使用寿命越长，所要求的电镀锌层应越厚不同的产品，要根据使用的具体环境(温度、湿度、降雨、大气成分等)确定预期的使用寿命的电镀层厚度，盲目的加厚会造成各种浪费但如果厚度不足，又会达不到预期的使用寿命要求。
3.镀后处理:为使镀件增强防护性能、装饰性及其他特殊目的而进行的(钝化、热熔、封闭和除氢等)电镀后置处理镀锌后，一般要进行铬酸盐钝化，或其它转化处理,形成相应类型的转化膜是保证镀后质量的关键工序之一钝化后最好还应进行老化处理(烘箱内70~80ºC)彩钝：适用于锌酸盐镀锌,钝化后零件表面为红、绿色,略带黄(Cr+6红色,Cr+3绿色)，不能出现紫色(出现后说明钝化膜层疏松)，最简单的方法是用手指在零件表面往复磨擦几次，不能有变(掉)色现象兰白钝：由于钝化液中的氟化物随时间加长而逐渐下降，因此，零件表面兰色就会逐渐变浅，同一个班生产的工件色泽保持不好所以钝化过程中要严控,并注意厚度银白钝：不随时间变化而变化，色泽保持一致性好2.3电镀锌工艺过程2.3.1电镀锌工艺流程图电镀锌主要工艺为热镀锌，其中分为酸性和碱性电镀两种方式：电镀锌工艺流程图清洗除锈清洗除油抛光。