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电子电镀技术

电子电镀技术

电子电镀技术范文第1篇

在微电子技术迅速发展的当前社会,印制电路板也发生了一系列的变革,这也使得印制电路板的制造技术水平有了更高的要求。本文从直接电镀的原理、发展优势,对直接电镀技术分析后,分析电镀系统的正确使用方式,从而促进印制电路制造水平的高速发展。

【关键词】微电子技术 印制电路板 非导体 电镀技术

1 概述

在印制线路板制造工艺中,通孔导通化长期以来采用化学沉铜再电镀工艺。并且较好的掌握了所必须的控制技术,积累了丰富的生产实践经验。随着印制电路设计使得印制电路板制造技术难度更高,印制板直接电镀技术逐渐发展起来。相比于传统工艺,直接电镀技术是通过改变供电方式并且利用其它辅助装置,使得工艺技术跟加成熟。同时将印制板的金属化孔技术和电镀技术相结合,直接完成孔金属化及电镀要求。

2 直接电镀技术

直接电镀技术所用的材料大致可以分成三类:第一类是指利用胶体钯工艺使非导体的表面产生铅导电金属薄层;第二类是MnO2接枝技术,即用导电高分子材料作为导电层;第三类是指用碳或石墨悬浮液涂布薄膜作为电镀基础进行直接电镀。以碳基为主的直接电镀技术,不但生产成本降低,而且更重要的是环境的安全性提高。该工序只有几步、操作容易和控制分析简单。主要的工序有清洁调整、浸涂碳粉、微蚀和防氧化等。作为直接电镀技术需要满足下列几个条件:

(1)在非导体孔壁基材上,要经过特殊处理,使基材上形成导电层,从而实现金属电镀,同时镀层与基体之间要有较好的结合力以保证电镀工艺的正确实施。

(2)对于电镀工艺中使用于导电层的化学药剂,应该选择易处理,对环境污染小的,避免其对周围环境产生影响。

(3)电镀工艺流程越短越好,同时操作范围应该保持一定的宽度,便于机械的操作和维护。

(4)电镀工艺应该可以应用于各种印制板,比如板厚与孔径比较大的印制板,或是其他基材较特殊的印制板等。

黑孔化工艺流程和工艺说明如图1所示。

3 直接电镀的发展优势

基于社会快速发展下人类需求不断增多的情况,人们需要具有高密度、高精度的印刷电路板产品,直接电镀技术也就因此产生。相比于传统工艺方法,直接电镀技术主要采用垂直挂镀,使得获得的产品质量更加可靠,也便于工业生产的规模化。具体优势为:

(1)金属化孔采用碳基直接电镀工艺提供了较高的化学沉铜工艺。完全适应、良好环境的印制线路板生产日益增长的需要。

(2)金属化孔与电镀连续作业完成,提高了生产效益,稳定生产工艺品质。

(3)直接电镀工艺采用全自动化工艺,不用进行手工装挂,同时其可以应用于不同尺寸的印制板,因此在作业过程中不易对基板表面产生损害,有利于生产规模化。

(4)在使用时不用预留装夹位置,因此可以节约安装面积和原材料。

(5)由于水平电镀是利用计算机进行控制,可以实现自动化和标准化,因此对于基板相同的印制电路板,其电镀效果可以保持一致。

(6)电镀槽的清洗,电镀液的添加更换全部是利用电脑编程,自动化操作,因此减轻了管理负担,也可以避免由于人为操作失误造成损失。

(7)水平电镀工艺的清洗过程是分段清洗,可以减少清洗水的产生与排放。

(8)此工艺是全封闭作业,利于对作业过程中产生的废气统一收集处理,有利于作业环境的改善。同时由于减少了热量的损耗,可以节约能源且提高生产效率。

4 结束语

直接电镀工艺相比于传统工艺,更加简单、高效。但由于电镀工艺本身具有一定的高技术要求,要想更加成熟的适应市场的要求,就需要在往后的实践过程中不断改进,克服技术性问题。尽管如此,直接电镀工艺的使用还是体现了印制电路工业的进步,因为其技术的先进性,可以有效的降低作业时间和成本,全自动化操作可以节省人力,而且对于环境的危害被有效控制。直接电镀工艺依然拥有巨大的市场潜力和进步空间,只有不断改进工艺,才能获得更大的市场价值。唯有不断地创新、不断地发展,快速地研制和运用新工艺,迅速不断地提高产品质量,才能永保活力。

参考文献

[1]李学明等.印制电路技术[Z].香港:盈拓科技咨询服务有限公司,2007.

[2]张怀武等.现代印制电路原理与工艺[M].北京:机械工业出版社,2010,1.

作者简介

张伯平,现为邢台市印制板研究中心主任,高级工程师,河北省软硬结合印制板重点工程实验室主任,海纳电子总经理。从事印刷线路板、特种电镀工艺科研生产三十余年,拥有发明及实用专利6项。

电子电镀技术范文第2篇

关键词:钟表;离子镀;磁过滤;离子注入;镀膜

1 概述

现代钟表产品愈加青睐新材质的应用与设计,这也是现代钟表产品顺应市场需求和客户体验的直观表现。不锈钢表面纳米薄膜涂层具有低摩擦、高耐磨、高耐蚀和高生物相容性等技术特点,因此在国外中高端手表产品已广泛应用。然而,当前钟表行业广泛采用的离子镀膜材料所面临的技术难点主要体现在以下几个方面:(1)采用传统的电弧离子镀技术制备的镀层中含有从阴极靶材溅射出的微米级颗粒物,使得膜层表面的平整度下降、色泽欠佳,同时过多的颗粒状物质的存在将严重影响膜层的物理和化学性能;(2)由于钟表外观件主要采用不锈钢材料,因此业内厂商尽管令其硬质涂层表面硬度不断提高,但是界面结合强度表现不佳影响其推广规模;(3)国内外研究人员对硬质涂层的研究更多关注涂层成分的多元化、复合化以及涂层结构的多层化及其新技术的研发等。虽然,纳米涂层的制备技术在不停更新和发展,但国内生产厂商对新型离子镀膜技术和复合工艺的关注度却不是很高。

2 磁过滤电弧离子镀技术

电弧离子镀因离化率高、成本低和效率高等特点,常用于沉积金属、金属合金及化合物等。但因其镀膜过程中有“大颗粒”的阴极靶材物质沉积于膜层,使其难在光学和电子学范围内应用,同时使其在精密加工和摩擦学等方面的应用亦受到极大限制。研究表明,与直流偏压相比,脉冲偏压能有效减少电弧离子镀过程中的大颗粒污染,在改善薄膜表面形貌的同时在一定程度上减少了残余应力使结合强度增大[1],摩擦系数减小;而磁过滤阴极弧离子镀技术则可在一定程度上降低等离子体中的微米级“颗粒”,获得表面光滑、致密、均匀度更好的膜层;脉冲偏压磁过滤电弧离子镀工艺结合弧线型过滤电弧技术由此将成为具有极大发展潜力的离子镀技术。研究表明,脉冲偏压-磁过滤电弧离子镀工艺综合了双重的去除“大颗粒”污染效应,从而显着提升膜层的表面形貌,并有效提高界面结合强度和宏观性能。

3 离子注入化学沉积技术

离子注入技术作为一种新颖有效的材料表面改性方法已经广泛应用于材料表面改性领域,其中一种是由美国Conrad发明的等离子体源离子注入技术。另外一种则是由美国Brown等发明的金属蒸气真空弧离子源技术,利用离子注入所得到的改性层没有成分突变的层界面,注入元素在深度范围内大体呈高斯分布,并且可以通过改变注入能量控制注入元素的分布,因而一般不存在覆层与基底间结合力问题。等离子体湮没式离子注入(Plasma Immersion Ion Implantation,PIII)技术是将工件浸没在等离子体中并加上负脉冲高压,从等离子体鞘层中引出正离子,令其全方位注入工件表面,从而一举解决了离子注入复杂工件表面“视线加工”的困难。采用MEVVA源的离子注入系统可省去加速系统,磁铁分析系统和扫描系统、使注入机构简化、成本降低、操作简单、运行稳定,有利于离子注入材料表面改性技术的产业化发展;研究表明,采用离子注入改性形成的纳米晶层显着提升了离子镀膜的表面硬度和结合强度。

4 离子注入与磁过滤复合技术

离子注入与磁过滤镀膜复合技术是由北京航空航天大学课题组将金属蒸汽真空弧离子源的离子注入材料表面改性和磁过滤电弧离子镀膜这两种技术相结合,发展创制而成。这种离子镀膜先进复合技术(尚在研发阶段),首先对基体材料表面进行离子束清洗,接着改变离子能量,进行离子注入改善基体材料表面性能;使得基体材料表面与将要沉积的薄膜性能非常接近,然后再进行磁过滤电弧离子镀膜。这样得到的薄膜与基体结合非常牢固(犹如从基体内往外生长)薄膜质量很好,能够满足许多精密,高结合强度要求的表面处理需求。

5 高功率磁控溅射技术

磁控溅射技术作为物理气相沉积的主要薄膜制备技术之一,具有沉积温度低、膜厚可控性高,溅射成膜过程中基本无大颗粒产生,且粒子能量m中等优点。然而研究表明[2],常规的直流磁控溅射技术(DCMS)溅射材料离化率低,粒子可控性差这一缺点使其在进一步提高膜基结合力,提高粒子绕射性等方面的应用受到限制;目前,高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)应运而生,其核心思想是把传统直流磁控的放电电压(400V左右)改成低频,高幅值脉冲放电电压(600~1000V);高功率脉冲磁控溅射技术利用高能量耦合解决传统磁控放电等离子体密度低的问题。然而其系统的放电稳定性和重复性已成为高功率磁控溅射镀膜质量好坏和镀膜工艺选择的重要因素。高功率磁控溅射设备工艺主要受制于其系统所需的高功率电源技术,目前仅由国外少数公司掌握该关键技术,国内亦仅有台湾、香港和哈尔滨工业大学等少数科研院所具备一定研发能力,香港城市大学朱剑豪教授团队正在进行该技术工艺设备的自行研制及商业化。

6 技术应用展望

荷兰的豪泽涂层技术有限公司具有目前最先进,最成熟的离子镀膜复合技术和产业化新型镀膜工艺设备。目前,国内厂商已经具备该工艺自行生产制造能力并已应用于国内科研院所等研究机构;例如,中科院沈阳科学仪器股份有限公司已可提供多弧离子镀和磁控溅射复合镀膜机械设备,但对于配备磁过滤装置的离子镀膜和离子注入表面改性技术的关键设备仍然处于研发阶段,还未实现产业化。罗西尼品牌针对手表外观件装饰涂层应用发展趋势,通过博士后科研工作分站与华南理工大学进行产学研项目合作,对不锈钢手表外观件表面上制备优良耐磨、耐蚀性能和高表面硬度以及靓丽外观的纳米涂镀层所面临的行业难题进行技术攻关和新型复合工艺验证与产业化实践。目前,罗西尼先后实施了高档装饰IP玫瑰金耐磨防变色技术研究开发及其应用和手表表壳用纳米薄膜涂覆制备技术的产业化应用研究项目,相关技术成果已申请发明专利2项(已获授权1项)、发表科技论文5篇。

参考文献

电子电镀技术范文第3篇

一、选题的背景、意义及目的

20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后,许多权威的腐蚀学者

或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料,所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%~40%。估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%。显然,金属构件的毁坏,其价值远比金属材料的价值大的多;发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2-4%;美国每年因腐蚀要多消耗3.4%的能源;我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上,它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。

电镀技术对解决材料的腐蚀具有重大作用。 电镀在工业中的作用大致分为美观装饰、防护延寿、特殊功能等三大类其作用有: 1、 美化产品美观,提升产品附加值

通过在基体表面电镀一层金属镀膜,赋予产品表面金属质感、仿古色等多种精美金属色,提高商品的附加值,在家居建材装饰等行业广泛应用,如:门锁、灯具、卫浴、家居装饰、工艺制品等。常见的镀种有,镍、铬、仿金(黄铜)、黑镍、金、银等。 2、防护基体,延长产品寿命,节约金属资源

防护性电镀是电镀加工工艺中主要的工艺种类之一。通过在基体表面镀覆一层薄而致密的耐蚀镀层或比基体电位负的阳极性镀层,以达到保护基体、延长产品使用寿命的目的。在装饰产品的同时也节约了资源。防护型镀层广泛应用在汽车、轮船、机械等行业。如:汽车轮毂、摩托车档泥板、机械配件、钢构等,代表工艺有多层镍铬、锌、锡等。

3、使非金属材料金属化:塑料电镀是此类工艺的代表。随着塑料电镀工艺的发展成熟,使得塑料等新材料工业得到了飞速发展,使得电子工业中的集成电路成为可能,推动了整个电子工业的发展,最具代表的就是PCB塑料电路板电镀工艺。通过在塑料表面金属化后镀覆一层铜,再经过电路刻蚀后形集成电镀板。现代的体积小,功能强大的电子产品均得益于此电镀工艺。

二、国内外电镀技术研究现状、水平及发展趋势

目前,电镀技术主要在装饰、材料轻量化和异形结构加工方面研究发展较为成熟。现代汽车、摩托车和自行车日趋轻量化且豪华美观, 其塑料电镀发挥了重要作用。建筑装饰已是建筑物的重要组成部分。无论是从经济效益, 还是从提高建筑安全性能的角度来看, 采用轻质非金属材料制作建筑装饰件都是十分有利的, 而材料的首选就是玻璃钢(FRP)。在FRP无电镀技术以前, 在建筑中就有多项应用。减轻材料的重量,对建筑的安全性具有重要作用。塑料电镀技术是首选。目前此技术已在建筑领域发挥巨大作用。

2007年12月14日,在北京航空航天大学如心学术会议厅,由北京电镀学会组织召开了2007年下半年的电镀新技术学术研讨会。会议介绍了最近的研究成果,包括高性能贵金属氧化物不溶性阳极、有机废水电解处理、导电性纳米电极、氢能利用、DSA的应用以及镀金、镀铑技术等。

塑料电镀是现代加工工艺中典型的新型材料和新工艺结合的技术。随着21世纪高科技发展的需要,塑料电镀在工程和功能方面还会大幅度扩展,一些新的电镀技术将会应运而生。如在陶瓷基上电镀铜制作的电容器,对全塑封装的小型变压器的外封装塑料进行电镀来屏蔽电磁场,增强了变压器的性能和寿命。塑料电镀技术是值得表面处理界关注的技术,尤其是塑料表面的直接电镀, 综合了非金属材料和金属材料两方面的优点, 只要设计人员对两者的性能有足够的了解, 充分加以利用, 就有可能制作出有特点的制品, 应用前景广阔。

三、电镀技术研究理论依据、内容和方法

电镀指的是通过化学、物理手段在需要的材料表面镀上保护材料,改变材料的性能。未来电镀技术的发展在塑料、陶瓷方面研究前景广阔。通常需要电镀的材料为固态,被电镀上的材料的有效成分在溶液中,通过外加电压,使需电镀的材料均匀析出在需要电镀的材料表面。

通过理论计算需要电镀材料的电势,和所加的外加电压,通过试验,使需要的材料电镀到使用材料上,从而改变材料的性能。

四、课题研究的过程

通过在网络、图书馆收集有关电镀的资料,对目前电镀技术研究的现状和同领域研究观点的差别,提出自己的观点。根据实际情况,安排收集资料、整理资料、总结资料的时间。规划出写论文的步骤。主要的是每一阶段研究的时间作出明显设定。保证研究过程环环紧扣,有条不紊,循序渐进。

电子电镀技术范文第4篇

关键词:镀铜钢接地;性能

0 引言

目前,国内输电线路的接地体,水平多采用镀锌圆钢或扁钢,垂直采用钢管或角钢。钢材作为接地材料的缺陷是十分明显的,各类防腐措施对钢材只能起到有限的延缓腐蚀作用,并不能保证完全防腐。而作为钢接地替代品的镀铜接地具有多方面的优势。

1 镀铜钢接地的制造原理和性能

1.1 镀铜钢接地制造原理

镀铜钢接地体钢外表面前期先镀镍,以增强铜分子的电镀紧密性;然后采用先进的电镀工艺镀上铜层。以确保钢芯表面铜层厚度均匀(需达到国际UL467规定)。电镀后的铜与钢要求为分子渗透,达到结合紧密,随意弯折刮擦铜层不剥落的效果。

1.2 镀铜钢接地的性能

由于外层镀铜,因此镀铜钢接地的防腐性将大大优于普通镀锌钢接地,其导电性能也非常优,在同样热稳定性的要求下,镀铜钢接地所需截面只为钢导体的1/2.5。

2 施工进程

镀铜钢接地目前广泛采用放热焊接方式。放热焊接的施工过程为:首先清理导线和模具,并用喷灯加热模具以去除水分,随后把导线放人模具内,扣紧夹具以固定模具;其次把杯状焊药放入模具内,同时将电子控制器终端夹在点火条上,盖上盖子按下电子控制器,5秒后点火;最后打开模具并移去钢杯,即可见焊接好的接头。

3 镀铜钢接地与传统接地的对比分析

3.1 技术性能对比分析

3.1.1 导电性能

如果设铜的导电率为100%,标准1020钢的导电率仅为l0.8%,那么铜的导电率是钢的10倍左右。尤其在集肤效应下,高频时镀铜钢接地导电性能远优于钢材。

3.1.2 热稳定性

铜的熔点为l083℃,短路时最高允许温度为450℃;而钢的熔点为l510℃,短路时最高允许温度为400℃。因此,接地体截面相同时,铜材热稳定性较好。同等热稳定性能时,钢接地体所需的截面积为铜材的3倍,为30%镀铜钢绞线的2.5倍,为40%镀铜钢绞线的2.8倍。

3.1.3 耐腐性

接地体的腐蚀形式主要有化学腐蚀和电化学腐蚀,在多数情况下,这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10~1/50,耐腐蚀性是镀锌钢的3倍以上.而且电气性能稳定。

铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),能对内部的铜起很好的保护作用。当铜与其它金属(钢结构、水管、气管、电缆护套等)共存地下时,铜作为阴极不会受腐蚀,腐蚀的是后者。

钢接地体接头部位经高温电弧焊接加工后会出现点蚀情况;而铜腐蚀不存在点蚀情况,且寿命相对较长。

3.2 综合对比分析

镀铜钢接地与传统接地各项对比见表1。

表1镀铜钢接地与传统接地各项对比表

焊接特点 性能不稳定,接触电阻大,易腐蚀 性能稳定,无接触电阻,不易腐蚀

导电性能 良好 优越,是钢材的8倍

防腐性能 一般 是镀锌钢的3倍

接地效果 不稳定,接地电阻会持续上升 很稳定,接地电阻保持在一个稳定的水准

使用年限 10年,需定期维护 杆塔寿命周期内免维护

由表1可知,传统接地系统虽然前期投资小,但后期维修费用大,特别是因安全带来的经济损失是不可估量的;镀铜钢接地系统虽然一次性投资大,但其优越稳定的性能减少和避免了因接地带来的电力安全事故,相应的安全效益和经济效益是不可估计的。

4 工程实例

镀锌钢线的导线截面积为:

3O%导电率镀铜钢线的导线截面积为:

式中,为熔断电流,A;S为导体截面积,mm2;t为持续短路时间,s。

已知镀锌圆钢S为113.04mm2,若3O%导电率镀铜钢线S为70mm2,则:

镀铜钢/钢=1.557/1

故70mm2镀铜钢绞线满足设计要求。

5 结束语

合格的镀铜钢接地产品有非常好的耐腐蚀能力、导电能力和热稳定性,其使用寿命可达40年以上,降低了输电线路中因接地造成的电力系统跳闸停电事故,减少了由此带来的经济损失和造成的社会影响。实践证明,镀铜钢接地材料是输电线路接地的一种较好选择,在新建工程及改造项目中将发挥极大的作用。

参考文献

【1】王美刚,赵升.浅析输电线路接地装置的腐蚀[J].内蒙古电力技术,2003,21(1):46,48

【2】潘家群.架空输电线路接地线防腐技术[J].电力安全技术,2004(1):42

【3】胡毅.输电线路运行故障分析与防治[M].北京:中国电力出版社,2007

【4】李景禄.接地装置的运行与改造[M].北京:中国水利水电出版社,2005

【5】王洪泽,杨丹,王梦云.电力系统接地技术手册[M].北京:中国水利水电出版社,2007

电子电镀技术范文第5篇

关键词:电镀废水;治理技术;进展Abstract: The liberation of the early national electroplating factory only has a dozen. Electroplating process is simple and backward, electroplating wastewater basically untreated discharged into the city sewer flows into streams and rivers, causing pollution to the surrounding environment, but the quantity is little, the harm is not serious. Since the founding of new China, the electroplating industry in China developed rapidly with the development of industry and agriculture. According to incomplete statistics, the national electroplating factories has been developed to about 1 employees, about 400000 people, about 4000000000 of m3 per year from electroplating wastewater. The government attaches great importance to environmental issues, countries in the formulation of environmental law, the government and enterprises to invest in wastewater treatment project for hundreds of million yuan, has made great achievements in electroplating wastewater treatment. But there are a few electroplating factory point of electroplating wastewater treatment is still unsatisfactory, some understanding, some technical problems, but also some management problems, so that the effect of electroplating wastewater discharge is not compliance.

Keywords: electroplating wastewater; treatment technology; progress

中图分类号:{X829}文献标识码:A 文章编号:

1.电镀废水治理

电镀工业的发展对我国工农业发展起了促进作用,不但提高产品及其设备防护和装饰性能,而且为国防尖端开发了新的功能材料,提高了国防综合水平。电镀工业发展已为我国建设事业立了大功,这是有目共睹的。可是电镀工业在加工过程选用了数百种化工材料,这些材料随着清洗水向外排放,造成对环境污染,其危害如下。

首先,水体受污染。废水将危及水生动植物生长,影响水产养殖,造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹。严重的臭味熏天,影响旅游和周围居民正常生活。

其次,农用水源受污染。废水将破坏农田土壤,毁坏庄稼,有害有毒的化工材料被农作物吸收后,转移进入动物和人体内,将引起疾病或死亡。

最后,饮用水源受污染。废水中含有氰、砷、铅及其它有毒的化工材料污染水源,在人体内不断累积,轻者造成慢性中毒,重者引起死亡。废水中含有铬、镍等重金属在人体内达到一定浓度时会引起癌病,最后亦导致死亡。

2.治理技术

目前在生产实际中获得比较广泛应用的方法有:含铬废水处理用硫酸亚铁法,亚硫酸氢钠法,电解法,离子交换法,表面活性剂法,活性炭吸附法,铁氧体法,铁粉过滤法,焦炭一铁屑法,电渗析法,反渗透法等;含氰废水处理用碱性氧化法,电解法,离子交换法等;含铬、铜废水多采用离子交换法等,对于多种金属离子的混合废水,采用气浮法。而基于这次实验是选用絮凝剂。所以只介绍化学法。

化学法处理电镀废水,是一种历史悠久和应用广泛的方法。该法具有投资少、处理成本低、操作容易掌握等特点,能承受大水量和高浓度负荷冲击,可适用各类电镀废水治理。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能节约回用,二次污染的隐患依然存在,且占用场地较多。

2.1化学沉淀法

化学沉淀法是传统而实用的电镀废水处理技术,通过向废水中投加如氢氧化钠、碳酸盐、硫化物、氨基甲酸盐、苯甲酸盐等沉淀剂,使重金属被沉淀而除去。该法处理成本低,管理方便,加上砂滤能使出水水质澄清,达标排放,不失为既经济又有效的一种方法。工业上处理电镀混合废水使用中和沉淀法是经济而实用的,出水可达标排放。在含铬废水典型处理的方法中,以钡盐、铅盐等的沉淀法较为成熟。曾一度在我国上海、苏州、沈阳等大中城市广泛应用。天津某厂含铅废水用磷酸钠化学沉淀法处理,出水可达国家排放标准。为从电镀废水中回收银还可选择沉淀氯化银法。一般化学沉淀法处理废水的问题是达不到深度处理的效果,须配合使用各种高分子絮凝剂等,而且处理效率低,沉渣量大,易造成二次污染。

2.2.1 中和沉淀法

在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。

2.2.2硫化物沉淀法

加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7~9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。

2.2.3螯合沉淀法

加入螯合沉淀剂(如DTCR)使其发生螯合沉淀。该方法有出水稳定达标效果好,适用条件广,无二次污染,污泥含水率低,污泥便于回收,同时设备要求简单,实施方便等特点。缺点在于价格偏高。

2.4 氧化-还原法(置换法)

用氧化-还原反应治理电镀废水,操作简单,工艺成熟,可以处理和回收电镀废液中的金、银、镍、铬等,其中工业上以化学还原法除铬比较成熟。具体地讲,工业上化学还原法处理电镀含铬废水的方法,有硫酸亚铁-石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。其中亚硫酸盐法处理量大,综合利用方便,在国内外应用最广。如,六价铬质量浓度为140 mg/L的某种电镀废水,用亚硫酸氢钠进行处理,出水Cr3+质量浓度可降为0.7~1.0mg/L。另采用二氧化硫作还原剂处理高浓度大流量的含铬废水,国内已有工程实例。亚铁盐还原沉淀法也是治理含铬电镀废水的经典方法,被许多厂家采用。如某五金厂电镀废水:六价铬质量浓度为100 mg/L,Ni2+50 mg/L,pH=4~6,经该法处理后出水达排放标准。目前英、美等国应用水合肼对镀铬漂洗水进行槽内还原,反应速度快,处理效果好。

2.5 铁氧体法

铁氧体技术是电镀废水处理中的另一项工艺,是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。该法形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行固液分离和脱水处理。铁氧体法处理重金属废水,能一次脱除多种金属离子,特别适用于重金属混合电镀废水的一次处理。我国大连、沈阳、上海的某些电镀厂已应用铁氧体法数十年,处理后的废水,镉、铜、锌均可达到国家污水综合排放标准中的一级标准]。铁氧体法处理含铬废水是硫酸亚铁还原法的演变和发展,在工程上已比较成熟。其典型工艺有间歇式和连续式,在我国工业中均应用较多。总之,铁氧体法具有设备简单、操作方便、不产生二次污染之优点,可收到化害为利、变废为宝的效益。但是该法能耗高,污泥量大,处理后出水盐度高,不能处理含汞和络合物等的废水。另外,铁氧体的回用还存在问题,影响推广。从近几十年的实践及当前国内外电镀废水治理技术发展趋势来看,化学法处理电镀废水,已有多年的使用经验,技术上较为成熟,国内外电镀废水有80%左右采用化学法处理。化学法仍是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术。

3.我国电镀废水处理进展

综观我国电镀废水的处理进展,大致可分为以下五个阶段:20世纪50年代末,我国电镀废水的治理刚刚起步,主要着眼于废水的化学法处理技术,处理的主要对象为氰化物和六价铬;第二阶段,即20世纪60年代至70年代中期,电镀三废污染的问题开始引起重视,人们开始注意酸碱废水和其它重金属离子废水的治理,并研究了各种处理方法,但仍处于单纯的防害排放阶段;第三阶段,即20世纪70年代中期至80年代初,大多数镀种的废水都已有了比较有效的处理方法,离子交换法、薄膜蒸发浓缩法等在全国范围内大量推广使用,反渗透法、电渗析法等也已进入工业化使用,废水中有用物质的回收和水的重复利用技术也有了长足的进展;第四阶段,即20世纪80年代至90年代,开始研究从根本上控制污染的技术,以防为主,源头治理,各种多元组合技术已逐步取代单元处理技术,电镀废水的综合防治技术的研究亦取得了可喜的成果;第五阶段,20世纪90年代至今,随着电镀工业迅速发展和环保要求的不断提高,电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展,已经进入了综合防治与总量控制阶段,多元化组合处理和自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。

4.结语

1)在最佳投加量下,加PAM后,COD,重金属,SS均比投加前有所增大。铁离子在处理铜,铬等金属离子时,比PAC,PAM效果要好。而处理锌离子时则相反。PAC+PAM的混合使用使污泥大大的减少了。PAM的污泥转化系数最低,即说明只要加很少的量,就能达到最佳值。聚合硫酸铁加PAM时污泥转化系数最高。聚合硫酸铁的使用效果最好。产生的污泥最少。

2) 同一种絮凝剂还加入PAM之后,各种指标均高于加前。聚合硫酸铁与PAM的复合使用产生的污泥差值最大。

3) 当使用硫酸化铁做絮凝剂时,pH等于8~9的时候,SS的量达到最高,污泥转化系数最大。

4)即最佳实验条件为使用聚合硫酸铁与PAM复合使用,产生的污泥转化系数最小,pH范围为8~9。

参考文献

孟祥和,胡国飞.重金属废水处理[M].化学工业出版社,2000