Экол.гальванопроизводств vinogradov_03. Библиотечка гальванотехника
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
Рис. 2.4. Схема многократного использования промывной воды: О - ванна обезжиривания, Д - ванна декапирования, П - ванны промывки, М - ванна сернокислого меднения, Н - ванна никелирования. При многократном использовании промывной воды в ней накапливаются компоненты всех объединенных общим трубопроводом технологических ванн, поэтому необходимо учитывать возможность попадания ионов и веществ, находящихся в промывной воде, в технологические растворы, что может негативно сказаться на их работоспособности и на качестве обработки поверхности деталей. Так, например, при объединении промывочных ванн после кислого декапирования и щелочного обезжиривания, содержащего силикаты, на поверхности деталей может образовываться пленка нерастворимой кремниевой кислоты, которая будет препятствовать дальнейшему нанесению покрытия. Кроме того, недопустимо повторное использование промывной 110 воды после обработки деталей в цианистых электролитах для промывки после обработки в кислых растворах, а также необходимо учитывать раздельную обработку хромсодержащих стоков на очистных сооружениях.
111 температурах, таковыми являются электролиты хромирования и никелирования. Рассмотрим возможность организации с помощью ванн улавливания объемом V=800 л бессточных промывок после хромирования деталей на подвесках производительностью F=3 м2/ч (удельный вынос электролита q=0,3 л/м2, концентрация по Сг*+ Со=130 г/л или 250 г/л СгОз, предельно допустимая концентрация хрома в последней ванне улавливания Сп=0,01 г/л) и после блестящего никелирования деталей на подвесках производительностью F=3 м2/ч (удельный вынос электролита q=0,2 л/м2, концентрация по Ni2+ Со=60 г/л или 270 г/л NiS04-6H20, предельно допустимая концентрация никеля в последней ванне улавливания Сп= 0,01 г/л). За счет нагревания электролитов хромирования и никелирования (нижняя граница рабочих температур 50 °С) из них выпаривается вода в количестве 2,6 л/ч (скорость испарения при 50 'С 2,1 л/ч-м2 зеркала раствора (см.п.2.6.2), площадь зеркала электролита 1,25 м2). Кроме того в вентиляцию уносится 0,05-0,1 л/ч раствора электролита хромирования. Таким образом суммарные потери жидкости для рассматриваемого случая хромирования составляет 2,65-2,7 л/ч, а для никелирования - 2,6 л/ч. Для того, чтобы полностью использовать промывную воду для подпитки технологической ванны необходимо подобрать такую систему промывки, чтобы значение расхода промывной воды было меньше величины потерь воды из технологической ванны из-за нагревания и уноса в вентиляцию. Для этой цели применим периодически непроточный режим промывки в нескольких ваннах, суть которого заключается в том, что в начальный период промывка деталей осуществляется в промывных ваннах без слива воды. Лишь спустя определенное время, в течение которого в последней ванне промывки концентрация отмываемого компонента достигла предельно допустимого значения, вода из последней ванны переливается в предпоследнюю, из предпоследней - в предыдущую и т.д. Промывная вода сливается только из первой ванны промывки, а свежая вода наливается только в последнюю ванну. После этого цикл непроточной промывки повторяется. Продолжительность (t) непроточного периода рассчитаем по формулам (2.21) и (2.22), а также по формулам (2.27)-(2.30), вытекающим из формулы (2.23). 112 Фактически за один цикл сливается вода только из одной, первой промывной ванны, поэтому расход воды (Q) на промывку определяется делением объема ванны (V) на продолжительность непроточного режима промывки (t). Так как в указанных формулах зависимость “t” от параметров процесса выражена в неявном виде, поэтому продолжительность работы ванн улавливания до смены воды определяем методом подбора таких значений t, при которых Ci равно предельно допустимой концентрации Сп=0,01 г/л при заданных значений величин q, F, V, Со. С4 = С, 24 qFI IfqZL i{ v 21, V qR c7 = ct _ If s£Lj _ qfiV. _ J_f anY. e 24 V V J 120 V V J qF! ■ i TqFt 6 v v • e v -IfSfL 6 v. v -•-ш qFi qR . -Lf sElY . _ JLfaSLY. «-* - -UsS-V., 24 V V ) 120 V V J 720 t V J _3S_ v (2.27) (2.28) (2.29) (2.30) где q - удельный вынос (унос) раствора, л/м2; F - площадь обрабатываемой поверхности в единицу времени (производительность технологической ванны), м2/ч; V - объем ванны улавливания, л; Со - концентрация хрома или никеля в технологической ванне, г/л; Сп - предельно допустимая концентрация хрома или никеля в последней ванне улавливания, г/л; С.,С2,Сэ,С«,Сз,Сб,С7 - концентрация хрома или никеля в соответствующей ванне улавливания, г/л; t - продолжительность работы ванн улавливания до смены воды, ч. 113
Приведенные данные показывают, что при промывке в 5-ти и более ваннах улавливания расход промывной воды меньше, чем ее теряется на испарение и в вентиляцию, поэтому всю промывную воду можно возвратить в основную ванну. Таким образом осуществляется бессточная операция хромирования деталей на подвесках производительностью 3 м2/ч, при этом через 373 часа воду из первой ванны улавливания сливают в сборник для последующей корректировки уровня электролита в ванне хромирования, из второй ванны улавливания воду переливают в первую ванну, из третьей - во вторую и т.д., в пятую ванну улавливания добавляют дистиллированную воду или конденсат (см.рис.2.5). Превышение расчетных значений величин потерь воды над её расходом на промывку (2,7-2,1=0,6 л/ч) нивелирует погрешность расчетов; на практике в случае необходимости увеличивают частоту смены воды в ваннах улавливания по мере опорожнения сборника, что лишь улучшает качество промывки. 114
115 Приведенные данные показывают, что при промывке в 4-х и более ваннах улавливания расход промывной воды меньше, чем ее теряется на испарение. Бессточную операцию блестящего никелирования деталей в нашем случае осуществляют следующим образом: через 353 часа воду из первой промывной ванны сливают в сборник для последующей корректировки уровня электролита в ванне никелирования, из второй ванны воду переливают в первую, из третьей - во вторую и т.д., в четвертую ванну улавливания добавляют дистиллированную воду или конденсат (см.рис.2.6). В сборнике промывную воду подкисляют соляной кислотой до pH 3,5-
При изменении производительности технологической ванны прямо пропорционально изменяется расход промывных вод и обратно пропорционально продолжительность непроточного режима промывки. Так например, при производительности по хромированию 1 м2/ч значения расходов промывной воды, указанные в результатах расчетов по хромированию, уменьшаются в 3 раза, при этом потери воды из ванны хромирования остаются прежними - 2,65-2,7 л/ч. Следовательно, для организации бессточной операции хромирования достаточно четырёх ванн улавливания, работающих в периодически непроточном режиме (расход промывной воды 4,1:3= 1,4 л/ч), продолжительность которого 192x3=576 часов. Для сокращения числа ванн улавливания необходимо увеличить потери воды на испарение - либо за счет увеличения температуры электролита хромирования и никелирования, либо за счет организации нагрева в ваннах улавливания или в сборнике промывной воды из первой ступени при температуре, ниже температуры разложения органических добавок. При этом учитывают общий объем потерь воды на испарение: как из технологической ванны, так и из дополнительно подогреваемой ванны. 116 испарение 2,6 л/ч возврат промывной воды 2.6 */ч периодический перешив воды вСОлй S3 ч расход воды на промывку 80CH/3S3 ч Рис.2.6. Материальный баланс бессточной операции никелирования: Ni - ванна никелирования (3 м2/ч), Ул - ваниы промывки (по 800 л), работающие в периодически непроточном режиме, Сб - сборник промывной воды
промывки На основе рассмотренных в предыдущих главах факторов, влияющих на расход промывной воды, можно определить три группы мероприятий, с помощью которых можно регулировать водопотребление: изменение количества ступеней, последовательности (схемы) и режима промывки. Ниже показано влияние каждой группы мероприятий в отдельности на расход воды на промывку погружным методом без барботажа после конкретных операций гальванообработки деталей на подвесках.
Удельные нормы расхода воды в зависимости от количества ступеней промывки представлены в табл.2.8, причем под ступенью 117 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 |