Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экол.гальванопроизводств vinogradov_03.docx
Скачиваний:
361
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
1.03 Mб
Скачать

промывки подразумевается либо одинарная ванна, либо ступень прямоточной промывки, либо каскад противоточной промывки.

Таблица 2.8

Удельные нормы расхода воды в зависимости от количества ступеней

промывки

Наименование операции, после которой производится промывка

Концентра­ция отмыва­емого ком­понента,г/л

+

Со

шах

**

Сдоп.

Крат­

ность

раз­

бав­

ления

К

Удельный расход воды, л/м2

оди­

нар­

ная

про­

мыв­

ка

прямоточная

промывка

2-х

ступен­

чатая

3-х

ступен­

чатая

2-х

ступен-

противоточная

промывка

3-х

ступен-

1

Анодирование Декапирование перед кислой ванной Декапирование перед цианистой ванной Декапирование перед щелочной ванной Железнение Кадмирование кислое

Кадмирование кислое с ванной улавливания Кадмирование цианистое Кадмирование цианистое с улавливанием Латунирование цианистое Меднение кислое Меднение перед никелированием Наполнение хромпиком Наполнение хромпи­ком с ванной улавливания Наполнение красителем Никелирование Никелирование перед меднением Никелирование с ванной улавливания

200

100

100

100

200

26

26

80

80

15

60

60

40

40

10

52

52

52

0,01

0,1

0,01

0,05

0,15

0,015

0,015

0,01

0,01

0,01

0,01

0,002

0,01

0,01

0,005

0,01

0,02

0,01

20000

1000

10000

2000

1333

1733

1733

8000

8000

1500

6000

30000

4000

4000

2000

5200

2600

5200

4000

200

2000

400

267

347

139

2400

960

450

1200

6000

1200

480

400

1040

520

416

56.6

12.6

40

17.8

14.6

16.6

10,6

53,6

34

23.2

31.0

69.2

38.0

24.0

17.8

  1. 20,4

18.2

16,2

6,0

6,0

7.5

6.6

7.2

5.4

18,0

13.2

  1. 10,8 18,6

14.4

10.5

7.5

  1. 8,4

7,8

28.3

6.3

20,0

8,9

7.3

8.3

5.3

26,8

17.0

11,6

15.5

34.6

19.0

12.0

8,9

14,4

10,2

9,1

  1. 2,0

2,0

  1. 2,2

2.4

1,8

6,0

4.4

3.4

  1. 6,2

4.8

3.5

2.5

3.5

2.8

2.6

118

I

2

3

4

5

6

7

8

9

Обезжиривание

50

0,1

500

150

13,4

7,2

6,7

2,4

Обезжиривание перед

50

0,05

1000

300

19,0

9,0

9,5

3,0

анодированием

алюминия

Оксидирование

щелочное

750

0,2

3800

1140

37,0

14,1

18,5

4,7

Оксидирование щелочное с

750

0,2

3800

456

23,4

10,5

11,7

3,5

улавливанием

Покрытие Sn-Pb

40

0,01

4000

800

23,2

9,6

12,6

3,2

Оловянирование

кислое

33

0,01

3300

660

23,0

9,0

11,5

3,0

Оловянирование

щелочное

85

0,01

8500

2550

55,4

18,3

27,7

6,1

Осветление алюминия

950

0,2

4800

960

28,8

10,2

14,4

3,4

Осветление цинковых

35

0,2

180

36

6,4

3,3

3,2

1,1

и кадмиевых покрытий

Пассивирование цин­

85

0,01

8500

2550

55,4

18,3

27,7

6,1

ковых и кадмиевых

покрытий

Пассивирование меди

50

0,01

5000

1500

42,4

51,3

21,2

17,1

Полирование элек­трохимическое

85

0,01

8500

2550

55,4

18,3

27,7

6,1

Серебрение с двумя

50

0,001

50000

2250

52

17,7

26,0

5,9

ваннами улавливания

Снятие шлама

60

0,01

6000

1800

46,4

16,5

23,2

5,5

химическое

Снятие шлама анодное

100

0,1

1000

300

19,0

9,0

9,5

3,0

Травление алюминия

150

0,1

1500

450

23,2

10,2

11,6

3,4

Травление цветных

900

0,15

6000

1200

31,0

11,1

15,5

3,7

металлов

Травление черных

430

0,05

8600

1720

37,0

12,3

18,5

4,1

металлов

Фосфатирование

25

0,02

1250

360

18,0

8,1

9,0

2,7

Фо сфатно -оксидн ое

50

0,1

500

100

9,6

4,8

4,8

1,6

покрытие алюминия

Хромирование

205

0,01

20500

6150

86,0

24,6

43,0

8,2

Хромирование с

205

0,01

20500

2460

54,4

18,3

27,2

6,1

ванной улавливания

Цинкование кислое

50

0,01

5000

1000

28,4

10,2

14,2

3,4

Цинкование цианистое

Tmill ATI-1UTIO ■ + 1Ю1/1Ч111П т

50

0,01

5000

1500

42,6

15,3

21,3

5,1

Примечание: ^-максимальная концентрация в технологической ванне; """-предельно допустимая концентрация в последней степени промывки; химическая формула отмываемого компонента указана в табл.2.4

Как видно из табл. 2.8, значительное сокращение расхода воды на промывку достигается при замене одноступенчатой промывки на двухступенчатую; при замене двухступенчатой

119

промывки на трехступенчатую разница в расходе воды на промывку не столь заметна. Ванна улавливания, помимо своей основной функции, позволяет сократить расход воды на промывку, но лишь при одинарной ванне промывки достигается существенная экономия воды, в других случаях эта экономия малозначима.

  1. Удельные нормы расхода воды на промывку после отдельных операций в зависимости от схемы промывки

Практически во всех действующих гальванических цехах имеется дефицит производственных площадей, кроме того установка дополнительных ванн промывки связана с работами по перемонтажу гальванических линий - все это приводит к необходимости применения таких способов сокращения водопотребления, которые не требовали бы ни дополнительных площадей, ни дополнительных капитальных затрат, ни дополнительного оборудования.

Одним из таких способов является изменение схемы промывки, то есть изменение последовательности операций промывки. Этот способ заключается в том, что после технологической операции детали дополнительно промывают в ваннах промывки после последующей, либо после предыдущей технологической операции, либо и там и там. Причем с точки зрения расхода воды на промывку первые два варианта аналогичны. На рис. 2.7 представлены схемы изменения последовательности операций промывки. По традиционной схеме промывки после рассматриваемой технологической операции Тг установлена и используется одинарная ванна промывки Пг. Удельная норма расхода воды рассчитывается по формуле (2.5) (см.табл.2.6) и соответствует значениям удельных норм, представленных в табл. 2.8 столбец "одинарная промывка".

По первому варианту измененной последовательности промывки после технологической операции Т2 фактически используются две одинарных ванны промывки (двухступенчатая прямоточная промывка) за счет дополнительной промывки в промывной ванне Пз после последующей технологической операции Тз. Удельная норма расхода воды рассчитывается по формуле (2.6) (см. табл.2.6) и соответствует значениям удельных норм,

120

представленных в табл.2.8 столбец "прямоточная 2-х ступенчатая промывка".

Второй вариант измененной последовательности промывки аналогичен первому, отличие состоит в том, что в качестве дополнительной ванны промывки использована промывная ванна П| после предшествующей технологической операции Ть Удельная норма расхода воды и в этом случае рассчитывается по формуле (2.6) (см. табл.2.6) и соответствует значениям удельных норм, представленных в табл. 2.8 столбец "прямоточная 2-х ступенчатая промывка".

Традиционная последовательность промывочных операций

Первый вариант измененной последо­вательности промывочных операций

Второй вариант измененной последова­тельности промывочных операций

Совмещенный вариант измененной после­довательности промывочных операций

Рис.2.7. Схемы изменения последовательности промывочных операций:

П - операции промывки, Ti - предыдущая технологическая операция,

Тг - рассматриваемая технологическая операция,

Тз - последующая технологическая операция

По совмещенному варианту измененной последовательности промывки после рассматриваемой технологической операции Тг фактически используется три одинарных ваннй промывки (трехступенчатая прямоточная промывка) за счет дополнительного использования как промывной ванны П1 после предшествующей технологической операции Ti, так и промывной ванны Пз после последующей технологической операции Тз. Удельная норма расхода воды рассчитывается по формуле (2.7) (см. табл.2.6) и соответствует значениям удельных норм, представленных в таблице 2.8 столбец "прямоточная 3-х ступенчатая промывка".

Таким образом, независимо от типа промывки после рассматриваемой технологической операции (одинарная, многоступенчатая прямоточная, многокаскадная противоточная промывки, промывка с ваннами улавливания и т.д.) первый или второй вариант изменения последовательности промывок добавляет одну прямоточную ступень промывки, а совмещенный вариант - две

000000

-•О М кО~

§Ю ■ »о

73

О ло ю—

3 г

i

121

Схемы компоновок линии

Расход воды на промывку после меднения для вариантов последовательности промывочных операций

тради­

цион­

ный

первый

и

второй

совме­

щен­

ный

ш и ш и и т и

6000

70

19

2400

44

14

ШИШ®®ШЕЕЙ

70

19

11

35

13

8

28

14

8,4

[о][п][д][п][м][у]^1[н][п]

14

9,2

6,3

Рис. 2.8 Удельный расход воды на промывку для различных вариантов схем промывок после сернокислого меднения: О- обезжиривание, П- промывка,

У- улавливание, КП- двухкаскадная промывка, Д- декапирование (активирование), М- меднение сернокислое, Н- никелирование

Таким образом, даже самую неэкономичную промывку в одинарной ванне можно без особых затрат превратить в ресурсосберегающую: для представленного на рис. 2.8 примера

122

удельный расход воды с 6000 л/м2 сокращается до 70 л/мг и даже до 19 л/м2.

Модификацией изменения последовательности промывок как способа сокращения расхода воды является повторное использование промывной воды, описанное в разделе 2.6.3.

  1. Удельные нормы расхода воды на промывку после отдельных операций в зависимости от режима работы промывных ванн

Другим способом сокращения водопотребления, не требующим ни дополнительных площадей, ни дополнительных капитальных затрат, ни дополнительного оборудования, является использование периодически непроточного режима работы промывных ванн.

Этот способ заключается в том, что на определенный промежуток времени прекращают подачу и слив промывной воды из ванны проточной промывки, а после достижения в последней "чистой" ступени промывки предельной концентрации отмываемого компонента (см. табл. 2.4.) промывная вода из первой "грязной" ступени сливается на станцию очистки, из второй ступени переливается в первую, из третьей - во вторую и т.д. Последняя "чистая" ступень промывки наполняется свежей водой. Через определенный промежуток времени цикл повторяется. Упрощенный вариант данного способа отличается тем, что по окончании цикла непроточного режима работы не производится перелив промывной воды из ступени в ступень, а сливается вода на очистные сооружения из всех ступеней.

В качестве ступеней промывки могут служить ванны улавливания, одинарные ванны проточной промывки, ступени прямоточных и отдельные каскады противоточных ванн промывки и т.п.

Ранее в разделе 2.6.6 рассмотрен частный случай использования периодически непроточного режима промывки после технологических ванн с нагревом растворов, исключающий слив промывной воды в канализацию. В данном разделе рассмотрим применение периодически непроточного режима промывки для наиболее распространенных двух- и трехступенчатых промывок.

123

Кол-во

ванн

нане­

сения

пок­

рытий

Производи­

тельность

линии

Удель­

ный

уиос

раст­

вора,

л/ч

Концентрация отмываемого компонента, г/л

Продолжитель­ность непро­точного периода

Расход воды иа про­мывку, л/м*

мУч

тыс.м2 в год

в тех- иоло- гичес- кой ваиие

в 1-й ванне промы­вки

во 2-й ванне промы­вки

час

смен

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Цинкование кислое - объем ваниы 1260 л. (v=0,4 мкм/мин, d=2^

мкм)

1

2

6,9

0,4

50

1,41

0,02

90

11

7,0

2

4

13,7

0,8

45

5

3

6

20,5

1,2

30

3

4

8

27,4

1,6

22

2

Цинкование кислое - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,1

50

1,40

0,02

82

10

7,1

2

1,0

3,4

0,2

41

5

3

1,5

5,1

0,3

27

3

4

2,0

6,9

0,4

20

2

Цинкование щелочное - объем ванны 1260 л.

1

2

6,9

0,6

12

0,68

0,02

123

15

5,6

2

4

13,7

1,2

61

7

3

6

20,5

1,8

40

5

4

8

27,4

2.4

30

3

124

1

2

з !

4 I

5 ]

6 1

7 1

8 1

9 1

10

Цинкование щелочное - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,15

114

14

2

1,0

3,4

0,3

12

0,69

0,02

57

7

5,1

3

1,5

5,1

0,45

38

4

4

2,0

6,9

0,6

26

3

Меднение кислое - объем ванны 1260 л. (v=0,4 мкм/мин,

d=24 мкм)

1

2

6,9

0,4

41

5

2

4

13,7

0,8

60

0,78

0,005

20

2

15,37

3

6

20,5

1,2

14

1

4

8

27,4

1,6

10

1

Меднение кислое - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,1

38

4

2

1,0

3,4

0,2

60

0,78

0,005

19

2

15,26

3

1,5

5,1

0,3

12

1

4

2,0

6,9

0,4

9

1

Меднение щелочное - объем ванны 1260 л.

1

2

6,9

0,6

38

4

2

4

13,7

1,2

30

0,54

0,005

19

2

16,58

3

6

20,5

1,8

12

1

4

8

27,4

2,4

9

1

Меднение щелочное - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,15

36

4

2

1,0

3,4

0,3

30

0,55

0,005

18

2

16,11

3

1,5

5,1

0,45

12

1

4

2,0

6,9

0,6

9

1

Никелирование матовое -

объем ванны 1260 л. (v=

0,2 мкм/мин, d=

:9 мкм)

1

3

10,2

0,6

60

7

2

6

20,5

1,2

52

1,46

0,02

30

3

7,0

3

9

30,8

1,8

20

2

4

12

41,1

2,4

15

2

Никелирование матовое - объем ванны 290 л.

1

0,75

2,5

0,15

54

6

2

1,5

5,1

о,з

52

1,43

0,02

27

3

7,44

3

2,25

7,7

0,45

18

2

4

3,0

10,2

0,6

13

1

Никелирование блестящее - объем ванны 1260 л. (v=4 мкм/мин, d-

=9 мкм)

1

4,8

16,4

0,96

37

4

2

9,6

32,9

1,92

52

1,45

0,02

18

2

7,09

3

14,4

49,3

2,88

12

1

4

19,2

65,9

3,84

9

1

125

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Никелирование блестящее - объем ванны 290 л.

1

1,2

4,1

0,24

34

4

2

2,4

8,2

0,48

52

1,44

0,02

17

2

7,11

3

3,6

12,3

0,72

11

1

4

4,8

6,4

0,96

8

1

Хромирование - объем ванны 1260 л. (медь-никель-хром, никель-

хром)

1

1,3

4,4

0,4

39

4

2

2,6

4,9

0,8

205

2,46

0,015

20

2

16,58

3

3,9

13,3

1,2

13

1

4

5,2

17,8

1,6

9

1

Хромирование - объем ванны 290 л.

1

0,5

1,7

0,15

24

3

2

1,0

3,4

0,3

205

2,46

0,015

12

1

16,11

3

1,5

5,1

0,45

8

1

4

2,0

6,8

0,6

6

-

Таблица 2.10 Продолжительность непроточного режима работы трех ступеней промывки

Коли­

чест­

во

ванн

нане­

сения

пок­

ры­

тий

Произво­

дитель­

ность

линии

Удель­

ный

унос

раст­

вора,

л/ч

Концентрация отмываемого компонента, г/л

Продолжите­льность непро­точного периода

Расход воды на про­мывку, л/м*

м/ч

тыс.

М2В

год

втех-

ноло-

гичес-

кой

ванне

в 1-й ванне про­мывки

во 2-й ванне про­мывки

в 3-й ванне про­мывки

час

смен

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Цинкование кислое - объем ванны 1260 л. i

v=0,4 мкм/мин, d-2‘

мкм)

1

2

6,9

0,4

50

6,46

0,44

0,02

436

54

1,43

2

4

13,7

0,8

218

27

3

6

20,5

1,2

146

18

4

8

27,4

1,6

110

13

Цинкование кислое - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,1

50

6,46

0,44

0,02

401

50

1,43

2

1,0

3,4

0,2

202

25

3

1,5

5,1

0,3

135

16

4

2,0

6,9

0,4

101

12

и

инкование щелочное - объем ванны 1260 л.

1

2

6,9

0,6

12

2,45

0,27

0,02

480

60

1,31

2

4

13,7

1,2

240

30

3

6

20,5

1,8

160

20

4

8

27,4

2,4

120

15

126

1

2 1

3 1

4 1

5

6 1

7

8

9

10 I

11

Цинкование щелочное - объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,15

440

55

2

1,0

3,4

0,3

12

2,44

0,27

0,02

220

27

1,32

3

1,5

5,1

0,45

146

18

4

2,0

6,9

0,6

110

13

Меднение кислое - объем ванны 1260 л. i

v=0,4 мкм/мин, d

= 24 мкм)

1

2

6,9

0,4

256

32

2

4

13,7

0,8

60

4,64

0,18

0,005

128

16

2,46

3

6

20,5

1,2

85

10

4

8

27,4

1,6

64

8

Меднение кислое -

объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,1

235

29

2

1,0

3,4

0,2

60

4,64

0,18

0,005

117

14

2,47

3

1,5

5,1

0,3

78

9

4

2,0

6,9

0,4

58

7

Меднение щелочное

объем ванны 1260 л.

1

2

6,9

0,6

214

26

2

4

13,7

1,2

30

2,91

0,15

0,005

108

13

2,92

3

6

20,5

1,8

72

9

4

8

27,4

2,4

54

7

Меднение щелочное

- объем ванны 290 л.

1

0.5

1,7

0,15

197

24

2

1,0

3,4

0,3

30

2,91

0,15

0,005

99

12

2,92

3

1,5

5,1

0,45

66

8

4

2,0

6,9

0,6

49

6

Никелирование

матовое - объем ванны 1260 л. (v=0,2 мкм/мин, d=

24 мкм)

1

3

10,2

0,6

287

35

2

6

20,5

1,2

52

6,64

0,44

0,02

143

17

1,45

3

9

30,8

1,8

96

12

4

12

41,1

2,4

72

9

Никелирование матовое - объем ванны 290 л.

1

0,75

2,5

0,15

264

33

2

1.5

5,1

0,3

52

6,64

0,44

0,02

132

16

1,46

3

2,25

7,7

0,45

88

11

4

3,0

10,2

0,6

66

8

127

1 1 2 I 3 1 4 I 5 I 6 1 7 I 8 I 9 1 10 I 11

Никелирование блестящее-объем ванны 1260 л. (V=0,4 мкм/мин, d=24 мкм)

1

4,8

16,4

0,96

52

6,64

0,44

0,02

180

22

1,46

2

9,6

32,9

1,92

90

11

3

14,4

49,3

2,88

60

7

4

19,2

65,9

3,84

45

5

Никелирование блестящее - объем ванны 290 л.

1

1,2

4,1

0,24

52

6,64

0,44

0,02

165

20

1,44

2

2,4

8,2

0,48

84

10

3

3,6

12,3

0,72

56

7

4

4,8

6,4

0,96

42

5

Хромирование - объем ванны 1260 л. (медь-никель-хром, никель-хром)

1

0,4

1,3

0,1

205

15,26

0,582

0,015

812

101

2,6

2

0,7

2,4

0,2

464

58

3

1,0

3,4

0,3

325

40

4

1,3

4,4

0,4

244

30

Хромирование - объем ванны 290 л.

1

0,2

0,7

0,06

205

15,26

0,582

0,015

375

46

2,6

2

0,3

1,4

0,1

249

31

3

0,5

1,7

0,16

150

18

4

0,7

2,4

0,2

107

13

Как видно из приведенных данных, в случае периодически непроточного режима работы двух- и трехступенчатой промывки по сравнению с ваннами противоточной двух- и трехкаскадной промывки соответственно расход воды сокращается на 30-50%. Однако, не это является главным преимуществом периодически непроточного режима работы промывочных ванн. Организация периодически непроточного режима работы промывочных ванн является одним из способов организации нормированного водопотребления. В действующих гальванических цехах осуществление нормированного расхода воды на промывку связано с рядом организационно-технических мероприятий, которые в силу как объективных, так и субъективных причин практически не осуществимы. К таким мероприятиям относятся установка на трубопроводах ротаметров или других расходомеров, осуществление автоматического регулирования расхода воды на каждую операцию промывки, а также корреляция расхода воды с величиной загрузки линии, особенно при неритмичной работе,

128

формирование заинтересованности работников цеха в сокращении водопотребления. Осуществление периодически непроточного режима промывки с успехом заменяет вышеперечисленные мероприятия, т.к. в данном случае расход воды на промывку определяется частотой смены воды в промывных ваннах и объемом этих ванн. Таким образом, для организации нормированного водопотребления необходимо составить и соблюдать график смены воды в промывных ваннах. Причем необходимо учитывать, что время непроточного цикла рассчитано для предельно допустимых концентраций загрязнений в воде "чистой" ступени промывки. На практике не рекомендуется доводить до предельных значения концентраций, для этого время непроточного режима уменьшают на 10-20 %.

  1. Контроль количества используемой воды

Контроль количества используемой воды выполняется с помощью расходомеров (счетчиков). Расходомеры могут устанавливаться на вводе воды в гальванический цех, гальваническую линию или конкретную ванну промывки. Как правило, расходомеры устанавливают на вводе воды в цех для контроля общего расхода воды цехом, а также на линиях оборотной и "подпиточной" воды в замкнутых системах водного хозяйства цеха.

Наибольшее распространение получили крыльчатые счетчики холодной воды типа УВК-40, ВСКМ и турбинные типа СТВ. В случае необходимости выноса показаний счетчика на центральный пункт управления могут устанавливаться электромагнитные (индукционные) расходомеры типа ИР-61. Последний тип расходомеров может быть установлен для организации контролируемого регулирования расхода воды в промывных ваннах. Для этих же целей наиболее приемлемы ротаметры общепромышленные (по ГОСТ 13045-81) со стеклянной ротаметрической трубкой и местными показаниями типа РМ и с преобразованием измеряемой величины в электрический выходной сигнал типа РЭ.

В системах автоматического регулирования используют приборы с электрическим или пневматическим дистанционным

\2f

Давление воды в водопроводе, МПа

Диаметр отве)

эстия в штуцере d, мм

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0,2

53

83

119

162

212

269

332

0,3

65

101

146

199

260

329

406

0,4

75

117

169

230

300

380

469

0,5

84

131

189

257

336

425

524

0,6

92

143

207

287

368

465

575

  1. Контроль качества воды

Вода, используемая в гальваническом производстве, должна проходить химико-бактериологический и технологический контроль.

Химико-бактериологический контроль осуществляется ЦЗЛ или химической лабораторией гальванического цеха на основании стандартных унифицированных методик контроля качества воды.

Технологический контроль осуществляется по основным показателям качества воды: мутности, pH, Eh, электрической проводимости, содержанию ионов тяжелых металлов, фторидов и

130

Марка прибора

Диапазон измерения, мг/л

Область применения

ТВ-346

0-3;0-10;0-20;0-500

Природные воды

ТВ-205

5-50; 5-500

Природные и сточные воды

М-101

20-500

Природные и сточные воды

Ф-201

5-500

Природные и очищенные сточные воды

131