Характеристика систем промывки
Гальваническое производство тесно связано с потреблением воды в качестве технологического сырья. Основным потребителем воды, как было отмечено выше, являются промывочные операции.
Основное назначение промывки - снижение концентрации раствора на поверхности обрабатываемых деталей, выносимого из технологических ванн.
96
Таблица 2.2
возврат уловленного раствора в технологическую ванну.
Системы промывки могут выполнять две функции - промывки и улавливания. При этом улавливание предполагает
Категория
|
Область применения
|
1
|
Промывка деталей после операций подготовки поверхности к покрытию, кроме операций, где используется вода категорий 2 и 3.
|
2
|
Приготовление электролитов и промывка во всех случаях, кроме перечисленных для воды 3-й категории.
|
3
|
Приготовление электролитов (ГОСТ 9.305):
-оловянирования (карта 32),
-меднения (карта 34,составы 4,7-10),
-никелирования (карта 35, составы 2,6,7,13-19), -хромирования (карта 36, составы 2,9,10),
-сплав олово-никель (карта 50),
-сплав олово-висмут (карта 51),
-сплав олово-свинец (карта 52),
-сплав медь-олово (карта 53),
-сплав медь-свинец-олово (карта 60),
-покрытия драгоценными металлами (карты 38-41, 56-57),
-анодного окисления алюминия и его сплавов (карта 73, составы 1-3,8),
-покрытия химическим способом (карта 42, составы 1-5, 7-10),
-осветления и пассивирования (карта 80, составы 7,8), -наполнения и пропитки покрытий (карта 82, составы 1-4).
Промывка перед операциями, где используются вышеприведенные электролиты.
|
Основными способами промывки изделий являются погружной и струйный. Струйные промывки более экономичны по сравнению с промывкой погружным способом, так как при струйной промывке на поверхности деталей происходит не только процесс разбавления выносимого раствора, но и процесс удаления и замещения пленки раствора чистой водой за счет гидродинамического воздействия струи воды. Однако воздействие струи имеет явно выраженную направленность, поэтому струйная
97
промывка применима только для промывки деталей простой конфигурации (листы, проволока) и с обязательной предварительной экспериментальной проверкой достигаемой полноты промывки. Струйная промывка может быть применена в качестве дополнительной промывки изделий, имеющих глухие или глубокие отверстия (трубки, втулки, калибры, пружины и т.п.). При этом детали сначала погружают в ванны промывки с проточной водой, а затем, при извлечении из ванны, промываются направленными струями воды. Основной областью применения струйной промывки является производство печатных плат, в гальванических цехах вследствие большого разнообразия форм и конфигурации обрабатываемых деталей ванны струйной промывки в настоящее время практически не нашли применения, поэтому в дальнейшем струйная промывка не рассматривается.
Наиболее распространенным является погружной способ промывки, который может осуществляться в непроточных и проточных условиях.
На рис. 2.1 представлены варианты организации слива промывной воды из ванн промывки, причем вариант “б” характеризуется более равномерным распределением загрязнений в промывной проточной ванне, а вариант “в” прост в изготовлении и наиболее удобен при ручном обслуживании ванн и сильной неравномерности загрузки ванны, когда необходимы частые смены промывной воды или имеется возможность организовать периодически непроточный режим промывки.
Ванну улавливания следует устанавливать в тех случаях, когда улавливаемые компоненты являются ценными веществами, подлежащими возврату в производство, или имеет место сильное испарение и достаточно высока концентрация компонентов в технологической ванне.
Промывка в непроточных ваннах с периодическим сливом промывной воды (периодически непроточный режим промывки) осуществляется при мелкосерийном производстве с большими интервалами времени между промывками, а также в случае малых, нерегулируемых (менее 50 л/ч) расходах воды. Наличие нескольких ванн, работающих в таком периодически непроточном режиме промывки, позволяет увеличить время от заполнения промывочной ванны до слива из нее промывной воды до нескольких суток и даже
98
недель. Преимущества периодически непроточного режима промывки рассмотрены в главе 2.7.3.
При промывке в проточной воде применяют три основные схемы(рис.2.2): одноступенчатая промывка в одной ванне (“а”); многоступенчатая прямоточная промывка в нескольких последовательно устанавливаемых ваннах (ступенях) промывки, оборудованных самостоятельной системой подачи и слива воды (“б”); многоступенчатая (многокаскадная) противоточная промывка (“в” и “г”), при которой направление потока воды противоположно направлению движения деталей.
Многокаскадная противоточная промывка, при прочих равных условиях, обеспечивает меньший расход воды, но большие концентрации загрязнений в сточных водах, поступающих на очистку.
Рис. 2.1. Варианты организации слива промывной воды из ванн промывки
Однако, широкое внедрение многокаскадной протавоточной промывки сдерживается по следующим причинам:
Недостаток производственных площадей в действующих
цехах.
Отсутствие серийно и централизованно изготавливающихся линий с многоступенчатыми промывными ваннами (более двух ступеней).
Существование ошибочного мнения, что установка дополнительных промывочных ванн при проектировании новых цехов гальванопокрытий экономически невыгодна. Ошибочность этого мнения доказывают результаты расчета эффективности применения многокаскадной противоточной промывки в цехе гальванопокрытий производительностью 150-180 тыс. м2 (по данным ГСПИ “Гипроверфь”), которые представлены в табл. 2.3.
Как видно из этой таблицы, увеличение площади, занимаемой гальваническими линиями и цехом в целом,
99
Таблица 2.3
Эффективность применения многоступенчатой противоточной
в) двухкаскадная промывка; г) трехкаскадная промывка.
Рис. 2.2. Схемы промывок: Т- технологическая ванна
б) двухступенчатая прямоточная промывка
перекрывается сокращением площади, требуемой под станцию
очистки сточных вод, так как для очистки меньшего объёма
сточных вод требуется оборудование с меньшими габаритами.
Выбор рациональной схемы водоснабжения и очистки
сточных вод цеха гальванопокрытий определяется составом и
концентрацией загрязнений в сточных водах, качеством воды,
используемой для промывочных операций, требуемой степенью
очистки сточных вод и затратами на очистку.
Г®- 1Г^
Показатели
|
Количество ступеней промывки
|
одна
|
две
|
три
|
четыре
|
Занимаемая площадь, м2
|
16600
|
8100
|
8200
|
8450
|
в т.ч.: гальванолиний
|
900
|
1300
|
1600
|
1800
|
цеха покрытий
|
7000
|
7500
|
7800
|
8100
|
станции очистки
|
9600
|
600
|
400
|
350
|
Объём стоков, м3/сутки
|
4700
|
120
|
50
|
20
|
Сметная стоимость тыс.руб*./год,
|
8818
|
4610
|
4680
|
4830
|
в т.н.: цеха
|
4018
|
4305
|
4476
|
4650
|
станции очистки
|
4800
|
305
|
204
|
180
|
Эксплуатационные
|
|
|
|
|
расходы, тыс.руб*./год
|
1010
|
55
|
23
|
10
|
Приведенные затраты,
|
|
|
|
|
тыс.руб*./год
|
2333
|
746
|
725
|
736
|
(* в ценах 1990 г.)
100
Таблица 2.4 . Критерии качества промывки
На поверхности деталей и приспособлений, вынутых из технологических ванн, остается слой раствора того же состава, что и в технологической ванне. Особенно много раствора остается на рельефных деталях, в отверстиях и т.п. При промывке вынесенный раствор и растворенные в нем вещества полностью с поверхности не удаляются, а лишь снижается их концентрация путем разбавления промывной водой. Оставшиеся после промывки вещества переносятся деталями и приспособлениями в последующие технологические ванны, что негативно сказывается из-за изменения ионного состава растворов на их работе, а порой приводит к полной потери работоспособности последующих технологических ванн. Кроме того, после заключительной промывки и сушки оставшиеся на поверхности деталей вещества приводят в процессе эксплуатации деталей к ускоренной коррозии покрытия и преждевременному выходу из строя изделия.
Поэтому основным критерием качества промывки являются величины предельно допустимых концентраций веществ в промывной воде последней (по ходу движения деталей) ступени промывки, а значит и на поверхности детали, которые представлены в табл. 2.4 и соответствуют ГОСТ 9.314-90.
2.3. Требования к качеству промывки
Наименование операции или тип электролита, используемого в этой операции, после которой производится промывка
|
Отмыва
емое
вещество
|
Наименование операции или тип электролита, используемого в этой операции, перед которой производится промывка
|
Предельно допустимая концентрация отмываемого вещества в по следней ступени промывки, Си, г/л
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Анодное окисление
|
H2SO4
|
Наполнение, сушка
|
0,010
|
Активирование
(декапирование)
|
в
пересчете на H2SO4
|
Кислые электролиты Щелочные электролиты Цианистые электролиты
|
0,100
0,050
0,010
|
Цианистые: кадмирование, цинкование и меднение
|
CN-
|
Заключительные операции, сушка
|
0,010
|
101
продолжение табл. 2.4
t
|
2
|
3
|
4
|
Кадмирование
кислое
|
Cd2+
|
Заключительные эперации, сушка
|
0,015
|
Меднение кислое
|
Cu2+, Cu+
|
Никелирование Другие операции, сушка.
|
0,002
0,010
|
Наполнение
хромпиком
|
Cr*+
|
Сушка
|
0,010
|
Наполнение
красителем
|
краситель
|
Сушка
|
0,005
|
Никелирование
|
Ni2+
|
Меднение
Хромирование
Сушка
|
0,020
0,010
0,010
|
Обезжиривание
|
NaOH
|
Щелочной электролит Кислый или цианистый Электролит
Анодирование алюминия Сушка
|
0,800
0,100
0,050
0,100
|
Химическое
окисление
|
NaOH
|
Промывка в мыльной воде, сушка
|
0,200
0,200
|
Оловянирование
|
Sn2+,Sn4+
|
Заключительные операции, сушка
|
0,010
|
Осветление кадми евого и цинкового покрытий
|
HNOj
|
Заключительные операции, сушка
|
0,200
|
Пассивирование меди и медных сплавов
|
Cr«+
|
Заключительные операции, сушка
|
0,010
|
Химическое и элек трохимическое полирование
|
Cr6+
|
Заключительные операции,активирование
|
0,010
|
Травление: алюминия цветных металлов черных металлов
|
NaOH
HNOj
HjS04,HC1
|
Последующие операции, сушка
|
0,100
0,150
0,050
|
Фосфатирование
|
“Мажеф”
|
Заключительные операции, сушка, промасливание
|
0,020
|
Хромирование
|
Сг*+
|
Промывка в растворе соды, сушка
|
0,010
|
Цинкование кислое
|
Zn2+
|
Осветление
|
0,010
|
Железнение
|
Fe2+
|
Сушка
|
0,150
|
Серебрение, золо чение, платиниро вание, родирование
|
в
пересчете на металл
|
Сушка
|
0,001
|
102
Таблица 2.5
Расчет расхода воды на промывку
Одним из главных факторов, определяющих расход воды, является удельный вынос раствора (q) из ванны с поверхностью деталей, который зависит от сложности профиля детали, состояния поверхности и времени стекания раствора. При расчетах принимают максимальные значения величины удельного выноса, представленные в табл.2.5.
Кроме того, расход воды на промывку зависит от качества промывки, которое определяется кратностью разбавления вынесенных с поверхностью деталей компонентов растворов К=С0/Сп , где Со - концентрация отмываемого компонента в технологической ванне, Сп - предельно (максимально) допустимая концентрация отмываемого компонента в последней (по ходу движения деталей) ступени промывки (см. табл.2.4).
Вид обработки
|
Время стекания не менее, с
|
Норма удельного выноса, л/м2
|
кислые
растворы
|
щелочные и хром содержащие растворы
|
На подвесках
|
6
|
0,2
|
0,3
|
В колоколах
|
15
|
0,4
|
0.6
|
В барабанах
|
15
|
0.4
|
0,6
|
В корзинах и сетках
|
15
|
0,5
|
0,75
| |
Скачать 0.98 Mb.