清洁生产技术指引--深圳市表面处理行业22087.docx
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1、深圳市表表面处理理行业清洁生产产技术指指引(第一部部分 前前处理与与转化膜膜)1 总论1.1 概述为了贯彻彻中华华人民共共和国环环境保护护法、中中华人民民共和国国清洁生生产促进进法及及深圳圳市循环环经济促促进条例例,促促进深圳圳市表面面处理行行业推行行节能减减排,产产业优化化升级,为为深圳市市表面处处理企业业推行清清洁生产产提供技技术方法法,深圳圳市环境境保护局局特编制制本指引引。本指引结结合表面面处理行行业中前前处理和和转换膜膜部分的的生产工工艺特点点及产污污环节,按按照清洁洁生产原原理,从从提高资资源利用用率和减减少环境境污染出出发,针针对生产产工艺、原原材料选选用、资资源利用用、污染染物
2、减量量及最终终处置提提出技术术要求,并并对表面面处理企企业进行行全过程程的环境境管理和和认证提提出要求求。本指指引为推推荐性标标准,可可用于企企业的清清洁生产产审核和和清洁生生产潜力力与机会会的判断断,以及及企业清清洁生产产绩效评评定。本本指引根根据当前前深圳市市表面处处理行业业技术和和装备水水平而制制订,应应随着深深圳市表表面处理理行业发发展需要要及时进进行修订订。1.2 编制依据据和原则则1.2.1 编制原则则由于本技技术指引引的编写写属于表表面处理理行业清清洁生产产领域一一个新的的尝试,为为保证编编写工作作的顺利利进行,在在进行编编写前,首首先应该该明确本本标准编编写的原原则。根根据国内
3、内外调研研的各项项资料,通通过归纳纳总结,对对比分析析,专家家咨询等等方式,最最终确定定本标准准采用的的分类与与命名应应遵循科科学性、逻逻辑性、明明确性、适适用性、系系统性和和发展性性的原则则。(1)科科学性标准内术术语的命命名应以以科学概概念为依依据,准准确严格格地反映映所指事事物的特特征,根根据其科科学内涵涵定出名名符其义义的名称称。标准准的分类类应能反反映该领领域的特特点,并并避免重重要内容容的交叉叉、重复复或者遗遗漏,使使标准结结构合理理。(2)逻逻辑性首先,要要明确分分类对象象的概念念。概念念有内涵涵和外延延两个方方面,明明确分类类对象的的概念就就是明确确概念的的内涵与与外延。明明确
4、概念念的内涵涵就是认认识和定定义对象象的特征征或属性性,明确确概念的的外延就就是按内内涵所明明确的事事物的特特征或属属性,分分析和确确定对象象的范围围。其次,分分类中每每次划分分用的分分类原则则,可以以是被划划分对象象(划分分母项)的的一个特特征或属属性,也也可以是是几个特特征或属属性。但但无论何何种情况况,每次次划分必必须依据据同一分分类原则则。在一一次划分分结束之之前,不不允许改改变分类类原则,否否则就难难以保证证划分子子项间的的同层级级并列性性、独立立性与邻邻层级从从属性,也也不能保保证将母母项划分分穷尽。最后,划划分应按按层级逐逐层进行行,从最最高位类类的划分分起,自自上而下下地逐个个
5、确定每每次划分分的分类类原则,不不应当有有跳跃或或跨越划划分,否否则会造造成“越越级划分分”的逻逻辑错误误。(3)明明确性在保证逻逻辑正确确的前提提下,应应使分类类体系涵涵盖明确确的内容容,避免免空洞。如如果一个个分类体体系结构构严谨但但内容空空洞,则则无法准准确反映映相应部部分的技技术功能能和特点点,造成成该部分分内容缺缺失,不不能实现现本研究究的目的的。(4)适适用性实际情况况可能会会存在许许多特殊殊性,诸诸如历史史习惯、管管理惯例例、特定定需要、技技术限定定、预先先要求或或规定等等等。此此外,在在表面处处理行业业内已经经存在一一些普遍遍为专业业人士所所接受的的分类标标准与术术语,在在分类
6、时时应充分分尊重这这些习惯惯,在保保持科学学性或在在科学性性允许的的前提下下,正确确处理这这些具体体情况,使使本标准准在参考考时更加加方便友友好,更更加适用用于实际际情况,便便于使用用者接受受。(5)系系统性在编制过过程中应应根据标标准中各各个部分分之间、各各个部分分内各个个层次之之间的内内部联系系和区别别,在结结构上,分分清主次次,理顺顺逻辑关关系,协协调统一一,力求求简化,避避免重复复。在内内容上,处处理好整整体和部部分的关关系,做做到层次次分明、合合理。(6)发发展性标准提出出的先进进工艺技技术应不不脱离深深圳市表表面处理理行业现现状和技技术经济济水平的的基础,并并符合目目前国内内外行业
7、业技术发发展的趋趋势。随随着经济济的不断断发展,技技术的不不断进步步,对表表面处理理行业清清洁生产产不断深深入研究究和实践践,对这这一行业业的内涵涵和外延延也将有有不断深深入的理理解。因因此,本本标准的的框架和和条款内内容都是是动态发发展的,框框架和内内容应能能够不断断的完善善、拓展展、深入入和更新新,可根根据实际际需要进进行适当当的补充充和完善善。1.2.2 编制依据据(1)中中华人民民共和国国清洁生生产促进进法(2)清清洁生产产标准 电镀镀行业(HHJ/TT3144-20006)(3)电电镀行业业清洁生生产评价价指标体体系(试试行)(4)深深圳市建建设项目目环境管管理技术术指引(5)产产业
8、结构构调整指指导目录录(20005年年本)(6)关关于在电电子电气气设备中中限制使使用某些些有毒物物质的指指令(RRoHSS指令)(7) 闰秀铝合金金表面处处理中的的清洁生生产技术术J机电工工程技术术,20004,333(111)(8) 蔡建宏宏浅谈表表面处理理清洁生生产电镀镀与精饰饰J20002,224(55)(9) 冯绍彬彬等编著著电镀清清洁生产产工艺M,化化学工业业出版社社,20003年年(10) 叶人人龙等编编著镀覆前前表面处处理MM,化化学工业业出版社社,20006年年1.3 适用范围围由于电镀镀、涂装装等工作作时都需需要进行行基体前前处理,通通过对深深圳市的的表面处处理的现现状情况
9、况了解,本本次工作作将重点点放在基基体前处处理和化化学转化化膜两方方面。基体前处处理主要要包括表表面平整整、除油油、浸渍渍与浸亮亮、化学学与电化化学抛光光四大部部分。金属的化化学处理理法(化化学转化化膜处理理)是通通过化学学或电化化学手段段,使金金属表面面形成稳稳定的化化合物膜膜层的方方法。这这种经过过化学处处理生成成的膜层层称之为为化学转转化膜。根根据形成成膜时采采用的介介质,可可将化学学转化膜膜分为氧氧化、磷磷化、钝钝化三大大部分。因此本技技术指引引的适用用范围为为:基体体前处理理的表面面平整、除除油、浸浸渍、化学学与电化化学抛光光,化学学转化膜膜中的氧氧化、磷磷化、钝钝化膜。512 表面
10、处理理行业主主要生产产工艺及及污染环环节分析析2.1 主要生产产工艺2.1.1 基体前处处理2.1.1.1 表面平整整表面平整整包括:喷砂、磨磨光、机机械抛光光、滚光光、振动动光饰。(1)喷喷砂是用用砂流向向制件表表面进行行喷射,砂砂流在高高压空气气或高压压水流的的作用下下,通过过喷砂机机的喷嘴嘴高速喷喷出,对对制件表表面产生生强力冲冲击,把把制件表表面上的的污物去去掉,并并使制件件表面达达到均匀匀的粗糙糙度。喷喷砂用的的材料主主要有石石英砂、刚刚玉和钢钢丸;所所用工艺艺有干喷喷和湿喷喷。(2)磨磨光是用用磨光轮轮或磨光光带对零零件表面面进行磨磨削加工工,可以以去掉表表面的毛毛刺、氧氧化皮、锈
11、锈蚀、孔孔眼、划划伤、焊焊瘤、焊焊渣、焊焊缝波、以以及提高高表面平平整度。磨磨光过程程使用磨磨料,常常用磨料料有人造造金刚砂砂、天然然金刚砂砂、人造造刚玉、石石英砂、硅硅藻土、沸沸石等。(3)机机械抛光光用于零零件预处处理,目目的是减减少零件件表面粗粗糙度,使使表面获获得光亮亮平整的的外观,为为后续的的化学抛抛光或电电化学抛抛光作准准备。机机械抛光光过程也也需要使使用磨料料,俗称称抛光膏膏(液),抛抛光膏(液液)通常常使用氧氧化钙、氧氧化镁、氧氧化铁红红、三氧氧化二铬铬、硬脂脂酸、脂脂肪酸、石石蜡等材材料。(4)滚滚光是将将成批零零件置于于装有磨磨料和化化学溶液液的滚筒筒中,借借助滚筒筒的旋转
12、转、离心心力的作作用,产产生零件件与磨料料、零件件与零件件的相互互摩擦,达达到清理理零件和和光饰作作用。滚滚光可以以将制件件表面的的氧化皮皮、锈痕痕、毛刺刺、油污污去除,也也可整平平表面不不平度,使使制件平平整光泽泽。振动光光饰是通通过振动动电机等等带动光光饰容器器做上下下、左右右或旋转转运动,使使零件与与磨料介介质互相相摩擦,达达到清理理零件和和光饰作作用。2.1.1.2 除油除油包括括有机溶溶剂除油油、化学学除油、电电化学除除油。(1)有有机溶剂剂除油:利用有有机溶剂剂能溶解解油脂的的性质,把把零件表表面的油油污溶解解去除。只只有表面面沾污了了用一般般化学除除油难以以除去的的,如黄黄油、凡
13、凡士林、抛抛光膏结结垢等才才采用有有机溶剂剂除油。有有机溶剂剂除油最最大的缺缺点是:溶剂挥挥发后在在表面会会留下一一层极薄薄的油膜膜。所以以有机溶溶剂除油油只能作作为预除除油,随随后再用用化学除除油。(2)化化学除油油:利用用碱性化化学物质质溶液通通过发生生皂化作作用和乳乳化作用用,除去去零件表面面上的油油污,以以达到清清洁表面面的作用用。(3)电电化学除除油:电电化学除除油除了了有化学学除油的的皂化作作用和乳乳化作用用外,还还有在电电流作用用下,使使水分子子分解,在在表面上上析出气气泡,随随着气泡泡的增大大,将油油膜撕裂裂脱离表表面呈小小油滴状状进入溶溶液中。产产生的气气体对溶溶液起搅搅拌作
14、用用,加速速了除油油的速度度。2.1.1.3 浸渍与浸浸亮(1)浸浸渍:除除去工件件表面氧氧化皮和和可能影影响后续续处理的的某些合合金成分分。(2)浸浸亮:工工件中的的某些金金属或非非金属杂杂质,如如铜、铁铁、锰、硅硅等,在在除油和和碱浸渍渍中不能能除去的的,在工工件表面面残留的的一层灰灰黑色的的膜,必必须在酸酸溶液中中浸渍除除去。浸渍与浸浸亮为湿湿法作业业,作业业完成前前需要水水洗。浸浸渍与浸浸亮属于于金属弱弱腐蚀过过程,作作业中金金属被腐腐蚀后以以离子状状态进入入废液及及废水。为为控制腐腐蚀程度度及产生生金属氢氢脆现象象,浸渍渍与浸亮亮槽液中中往往添添加有缓缓蚀剂,常常用缓蚀蚀剂多数数是具
15、有有不同结结构的含含氮或含含硫的有有机化合合物,如如磺化动动物蛋白白、皂角角浸出液液、若丁丁、硫脲脲、六次次甲基四四胺等。氯氯化亚锡锡有时也也作为缓缓蚀剂使使用。2.1.1.4 化学与电电化学抛抛光(1)电电解抛光光是金属属零件浸浸在特定定条件下下的阳极极电解浸浸蚀过程程。是在在特定的的溶液中中将金属属制件进进行阳极极处理,它它属于电电化学加加工方法法。当直直流电通通过电解解液时,在在阴、阳阳极之间间会发生生一系列列化学物理作作用,即即电化学学作用,制制件在阳阳极上发发生溶解解,最终终达到平平整光亮亮。(2)化化学抛光光是金属属零件浸浸在特定定条件下下的化学学浸蚀过过程。是是利用金金属在特特定
16、的化化学溶液液中和工工艺条件件下,对对金属产产生化学学反应,金金属发生生化学溶溶解时消消除制件件表面凸凸出部分分使表面面平整,光光亮光滑滑,呈现现出基体体金属的的结构组组织。电解抛光光与化学学抛光均均为湿法法作业,作作业完成成前需要要水洗。抛抛光液中中多含有有磷酸、铬铬酸、草草酸、氟氟化物、硫硫脲、EEDTAA、甘油油、明胶胶、润湿湿剂等。2.1.2 金属转化化膜金属转化化膜是通通过化学学手段在在金属零零件表面面获得一一层不溶溶性氧化化物薄膜膜或其他他不溶性性沉积物物薄膜的的金属表表面处理理方法。根根据形成成膜时采采用的介介质,可可将化学学转化膜膜分为氧氧化、磷磷化、钝钝化。(1)氧氧化物膜膜
17、:是金金属在含含有氧化化剂的溶溶液中形形成的膜膜,其成成膜过程程叫氧化化。(2)磷磷酸盐膜膜:是金金属在磷磷酸盐溶溶液中形形成的膜膜,其成成膜过程程称磷化化。(3)铬铬酸盐膜膜:是金金属在含含有铬酸酸或铬酸酸盐的溶溶液中形形成的膜膜,其成成膜过程程在我国国习惯上上称钝化化。常见的金金属转化化膜工艺艺有钢铁铁的氧化化处理(防防锈)、钢钢铁的磷磷化处理理(涂装装准备)、铝铝及铝合合金的氧氧化(抗抗污)和和着色(装装饰)处处理、镁镁合金的的氧化(抗抗污)处处理、鈦鈦和钛合合金的化化学转化化膜(抗抗污、装装饰)处处理。某某些金属属及镀层层的钝化化处理也也可以归归入金属属转化膜膜工艺。2.2 主要污染染
18、环节的的分析2.2.1 基体前处处理2.2.1.1 表面平整整(1)喷喷砂:干干喷砂时时会产生生大量粉粉尘,造造成空气气污染。(2)磨磨光:磨磨光过程程为无水水作业,产产生废磨磨料和金金属基地地材料粉粉末、粉粉尘等。(3)抛抛光:机机械抛光光过程一一般为无无水作业业,产生生金属微微粉及沾沾染抛光光膏(液液)的布布屑。(4)滚滚光和振振动光饰饰多为湿湿法加工工,该种种作业将将产生废废水和废废渣。光光饰介质质包括磨磨料、化化学促进进剂和水水。常用用化学促促进剂多多为呈中中性或弱弱碱性的的清洗剂剂,需要要指出的的是,胡胡桃核、茶茶籽壳类类的植物物磨料本本身含有有天然清清洗剂。滚光废废液及清清洗废水水
19、存在相相当的治治理难度度。2.2.1.2 除油(1)有有机溶剂剂除油常常见的环环境问题题:某些些有机溶溶剂具有有毒性,挥挥发后容容易污染染环境,给给人体健健康造成成影响;如:三三氯乙烯烯,受到到紫外线线照射会会分解出出剧毒光光气和氯氯化氢。还还有一些些溶剂易易燃易爆爆,容易易造成安安全隐患患,如:汽油、丙丙酮、苯苯、二甲甲苯等。(2)化化学除油油和电化化学除油油存在的的环境问问题:化化学除油油溶液中中的碱性性化学品品和表面面活性剂剂,残留留在零件件表面,零零件用水水清洗后后,清洗洗水碱性性较高,不不妥善处处理会给给环境遭遭成不利利影响;除油溶溶液在使使用过程程中由于于油污的的进入越越来越脏脏,
20、除了了开始可可补充11-2次次原料外外,除油油速度变变慢和除除油质量量变坏的的情况下下,就要要更换除除油溶液液,被更更换下的的除油溶溶液,如如不能妥妥善处置置,将会会给环境境造成极极大的影影响。2.2.1.3 浸渍与浸浸亮浸渍与浸浸亮为湿湿法作业业,作业业完成前前需要水水洗。所所以该作作业将产产生废液液及废水水。为控控制腐蚀蚀程度及及产生金金属氢脆脆现象,浸浸渍与浸浸亮槽液液中往往往添加有有缓蚀剂剂,常用用缓蚀剂剂多数是是具有不不同结构构的含氮氮或含硫硫的有机机化合物物,如磺磺化动物物蛋白、皂皂角浸出出液、若若丁、硫硫脲、六六次甲基基四胺等等。氯化化亚锡有有时也作作为缓蚀蚀剂使用用。含有有上述
21、缓缓蚀剂的的废液及及废水的的环境危危害不容容忽视。当当前缓蚀蚀剂的发发展趋向向于回归归天然、无无毒、高高效,从从天然蛋蛋白质、明明胶、鱼鱼粉、棉棉饼水解解物制成成的缓蚀蚀剂已经经出现并并进入实实用阶段段。2.2.1.4 化学抛光光与电解解抛光电解抛光光与化学学抛光均均为湿法法作业,作作业完成成前需要要水洗。所所以该作作业将产产生废液液及废水水。抛光光液中多多含有磷磷酸、铬铬酸、草草酸、氟氟化物、硫硫脲、EEDTAA、甘油油、明胶胶、润湿湿剂等。废废液及废废水的处处置和处处理需要要密切注注意。2.2.2 金属转化化膜金属转化化膜多为为湿法作作业,作作业完成成前后需需要水洗洗。所以以该作业业将产生
22、生废液及及清洗废废水和槽槽液挥发发产生的的酸、碱碱雾等。作作业溶液液中含有有比较复复杂的化化学成分分,废液液及废水水的处置置和处理理宜作为为单独系系统设置置。3 表面处理理行业清清洁生产产评价指指标3.1 评价指标标体系表面处理理行业清清洁生产产评价指指标体系系的指标标参数形形式包括括定量评评价指标标和定性性评价指指标(如如图3-1)。定性评价价指标分分为一级级评价指指标和二二级评价价指标两两个层次次。一级级评价指指标是具具有普适适性、概概括性的的指标,共共四项,它它们是资资源与能能源消耗耗指标、生生产工艺艺及装备备要求指指标、产产品特征征指标、环环境管理理与劳动动安全卫卫生指标标。二级级评价
23、指指标是一一级评价价指标之之下,代代表表面面处理行行业清洁洁生产特特点的、具具体的、可可操作的的、可验验证的若若干指标标(如图图3-22)。表面处理行业清洁生产评价指标体系表面处理行业清洁生产定性评价指标表面处理行业清洁生产定量评价指标图3-1 表面处理行业清洁生产评价指标体系结构3.2 定性评级级指标二级指标一级指标表面处理行业清洁生产定性评价指标资源与能源消耗指标生产工艺及装备要求指标整流器输出端线路压降 不超过10%使用可控硅整流电源和高频开关电源使用清洁燃料极杠清洁、导电良好采用低能耗、低浓度工艺使用低毒工艺,淘汰高污染工艺挂具有可靠绝缘涂覆层,科学挂装工件使用喷淋清洗装置有多级逆流漂
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