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【关键词】仪表腐蚀;电镀;修复
1、引言
仪表的应用空间广阔,涉及工农业、交通运输、航空航天、医药卫生、武器装备等众多领域,在国民经济各行各业的运转中扮演着指导者和把关者的角色,承载着极其重要的功能。然而,由于种类繁多,加之应用场所的外在环境千差万别,仪表在使用过程中出现不同程度的腐蚀破损或损坏失效在所难免。针对此情况,开展修复工作极具现实意义。可以说,在满足经济性、适度延长服役周期的前提下,进行修复处理是首选措施。
基于电化学沉积原理的电镀技术兼具诸多工艺优势,经工程实践证实是一种高效可靠的修复技术。近些年,电镀工艺在修复腐蚀破损零部件方面的应用日渐拓宽。本文采用该技术修复仪表的腐蚀,探讨修复流程中的主要工艺要点和难点,并对修复后表面的质量和性能进行评价。
2、修复原理
与仪表表面涂漆的修复原理不同,电镀修复的工艺原理是基于镀液定的金属离子在外加电场作用下得电子而还原,并镀覆于阴极表面[1]。即是说,在经严格预处理后的仪表表面镀覆一金属薄层。由于该工艺是以原子量级的方式实现材料成型,因而镀层与基底(仪表表面)结合紧密,不会出现一定周期后镀层脱落或翘曲的情况。
3、修复流程
3.1镀液配方
修复工艺采用典型的氨基磺酸盐型镀镍液,配方为:氨基磺酸镍440ml/L,氯化镍9g/L,氯化钠20g/L,硼酸12g/L,pH值约4.0。在此说明:所用试剂均为分析纯,用蒸馏水按规范要求配置。
3.2电镀工艺条件
对电镀而言,阴极电流密度、搅拌方法及强度、镀液温度、添加剂及其浓度等均为主要的工艺条件。为制备出质量优异、性能良好的镀层,优选电镀工艺条件是关键前提。具体而言:
(1)阴极电流密度。电流密度小,电镀速率低,沉积缺陷不易形成,因而有利于获得形貌质量好、结构致密的镀层;增大电流可提高生产效率,但可能出现一定程度的电镀过程液相传质受限,致使氢气的产生量增多,加之氢气泡难以及时彻底逸离,故易形成针孔、积瘤等缺陷,恶化镀层形貌与结构。正因如此,电镀工艺中通常采用低阴极电流密度[2]。
(2)搅拌方法及强度。为加速反应金属离子向阴极表面的输运,电镀过程中必须施加搅拌措施。常用的搅拌方法有机械搅拌法、压缩空气搅拌法、磁力驱动对流搅拌法、超声搅拌法等。每种方法均有其最优适用空间,在工艺许可的情况下,施加复合搅拌方法的效果更优。至于搅拌强度,并非越高越好,通常会有一最优值,这需结合具体实验条件优选得到。
(3)镀液温度。温度主要影响镀液电导率和离子迁移速率,此外对阴极过电位及氢气的析出电位也有一定影响。有关镀液温度对电镀工艺影响的研究文献较多,综合研究结果得出,镀液40-50℃条件下制备的镀层形貌和结构较为理想[3, 4]。
(4)添加剂及其浓度。电镀过程中,添加剂能促进气泡脱附、细化晶粒、改善镀层结构[5]。正因具有此特殊功能,添加剂在各式各样电镀工艺中的应用极其普遍。但需指出的一点是:添加剂功能的发挥受其使用剂量的制约,超过适量后往往难获得理想效果。
3.3修复过程
(1)仪表表面预处理。预处理流程为:粗磨精磨除油污稀盐酸溶液中活化除氧化物稀氢氧化钠溶液中浸洗中和酸蒸馏水冲洗干燥。
(2)电镀。采用上述的镀液配方,工艺条件为:阴极电流密度4A/dm2、镀液温度40℃,加入剂量为0.05g/L的表面活性剂,电镀过程中持续施加磁力-空气复合搅拌。
(3)镀后处理。调节电镀时间,控制镀层厚度约60μm。对镀层进行清洗、干燥处理后,进行质量评价与性能测试。
4、修复后表面的质量评价与性能测试
基于表面形貌仪分别观察电镀处理前后的仪表局部区域表面形貌,结果如图1所示。对比图1(a)和图1(b)可以看出,未镀前的表面凹凸不平,高低起伏严重,近似呈现山丘状结构。这是由于表面不均匀和不同程度腐蚀所致。而施加电镀处理后,由于坑洼状结构一定程度被填平,所以表面状况显著改善,平整性大幅改观,这可在很大程度上减少腐蚀介质与表面的接触面积,减轻渗透腐蚀和间隙腐蚀作用,保护表面化学性能的稳定。
进一步用扫描电子显微镜测试经电镀处理后仪表表面的微观结构发现,表面结构致密、显微组织匀称,并且晶界呈现不明显态势,见图2。正是由于处理后的仪表表面状况及微观结构所呈现出的诸多良好特征,明显增强了表面的耐腐蚀性。如图3所示的镀后仪表表面在体积分数10% HCl溶液中的腐蚀率(腐蚀质量损失率)与腐蚀时间的关系恰印证了这一结论。用浸泡腐蚀法测定出的腐蚀率-腐蚀时间关系曲线显示,随着腐蚀时间延长,腐蚀率均呈升高趋势。但不同之处在于,电镀处理后表面的腐蚀率增幅相对较为平稳,而非大幅递增。
5、结语
为增强仪表表面的耐腐蚀性,基于电镀工艺开展了修复处理。对镀后表面的质量和性能进行评价得出,表面状况良好,微观结构致密,耐腐蚀性明显提高。
参考文献
[1]程秀云,张振华.电镀技术[J]. 北京: 化学工业出版社, 2007.
[2]刘忆,杨森,殷锦捷.低温镀铁时电流密度对镀层性能的影响[J]. 电镀与涂饰,2008(2): 15-16.
[3]张景双,杨哲龙.电镀锌铬合金工艺探讨[J].上海电镀, 1992(4): 12-14.
关键词:汽车灯具 装饰用电镀铬 电镀品质 试验方法
中图分类号:TQ153.11 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0108-01
当今社会很多汽车外观都采用装饰用电镀工艺,不仅可以给汽车灯具增添时尚感,而且还可以使汽车整体富有高级感。但是,由于汽车上的电镀件通常都是暴露在室外,而且要经历各种环境的考验,所以汽车外部用电镀件需要很严格的工艺和评价标准。一般汽车灯具会根据使用条件选择电镀种类,现具体分为4种:等级U,使用条件为严苛,适用例为外装部品;等级S,使用条件为严格,适用例为外装部品;等级A,使用条件为普通,适用例为外装部品;等级B,使用条件为缓和,适用例为内装部品。下面对于A社某款日系车尾灯上的装饰用电镀铬的电镀工艺以及试验方法进行详细阐述。
1 电镀种类
A社日系车车灯装饰用电镀的种类为等级S,使用条件为严格,适用例为外装部品,素材种类为塑料。
2 电镀品质
2.1 电镀方法
电镀方法在基材上通过电解使铜,镍,铬等元素附着到表面,使其具有金属光泽。另外,镍层也细分为好几种电镀方法,此款车灯采用的是电镀方法是2重镍或3重镍+分散应力(镍封),微小孔铬。2重镍及3重镍的情况下,半光泽镍层厚度不小于镍层总厚度的1/2。
2.2 镀层最小厚度
厚度测定以显微镜方法为基准,也可用电解膜厚计测定。另外,只针对于铬,用荧光X射线式膜厚计也可。镀层厚度的测量部位,原则上应为厚度最小处。但因镀件形状使镀层薄厚不均时,可经当事者间的协商变更测量部位。除锌合金及铝合金基材外,其他基材可以用镀镍代替镀铜。铜厚度应能保证外观及冷热循环性。虽然形状、大小、成型条件等基材条件不同,至少测定点铜层厚度应为镍层厚度的1倍以上。镍镀层最小厚度和铬镀层最小厚度根据使用环境不同也有着不同的规定。
2.3 外观性
在室内光下,距试验面500 mm进行目视。镀层表面应平滑有光泽、不存在污点、鼓胀、伤、割伤、素材外露、砂眼、不光滑等异常现象。但,不适用于整车上目视不到的部分。由当事者间协商确定限度样本,限度为整车状态在太阳光下间隔50 cm目测,外观缺陷不明显的程度。
2.4 耐腐蚀性
盐水喷雾试验(SST):根据JIS Z 2371或ASTM B117连续进行。对S级、A级,不进行飞石试验不生锈为合格。对于塑料素材,无需进行盐雾试验(SST)。
促进耐候性试验(Corrodkote):根据JIS H 8502或ASTM B380进行。可以选择的配制Corrodkote粘合液的方法如下:称量2.5克硝酸铜(Cu(NO3)2_3H2O),在容量烧瓶中溶解并用蒸馏水精确稀释至500 ml,称量2.50 g氯化铁(FeCl3_6H2O),在第二个容量烧瓶中溶解并用蒸馏水精确稀释至500 ml(当不使用时,氯化铁溶液应存放在黑暗处并用橡皮或玻璃塞子塞住)(氯化铁溶液存放期不能超过2周。因为时间太长会产生不稳定性)称量50.0 g氯化铵(NH4Cl)在容量烧瓶中溶解并用蒸馏水精确稀释至500 ml。然后精确测量7.0 ml硝酸铜溶液,33.0 ml氯化铁溶液和10.0 ml氯化铵溶液,将上述溶液放进倾口烧杯并加入30.0 g瓷土,用玻璃棒搅拌之。Corrodkote粘合液应即调即用。间隔50 cm目视不到生锈、变色。但,对于U级以外,至少不出现局部腐蚀率超过10%的情况。适用面积小于25cm2的情况,全体腐蚀率不得超过10%。对于S级电镀工艺促进耐候性试验为48小时以上。
皮膜耐蚀性试验(CASS):根据JIS H 8502或ASTM B368进行。间隔50cm目视不到生锈(表面生锈)、变色等。对于S级电镀工艺皮膜耐蚀性试验为60 h以上。
2.5 冷热循环性
对于S级,基材为塑料材质,根据以下试验方法进行冷热循环时,冷热循环周期为4以上,经试验后有效面不发生膨胀、剥离、割裂现象为合格。冷热循环试验方法:表6的条件为1次循环,原则上电镀后放置48小时以上,进行该循环。
注⑽由当事者协商决定。
2.6 密着性
塑料基材的密着性按照以下试验方法进行,基材与镀层间不容易发生剥离。但,判定基准根据试验方法而不同,由当事者间协商确定。以JIS H 8630附属书6或ASTM B533的方法为基准。原则上,电镀后经48小时放置后,按以下步骤试验:⑴在镀层表面用尖锐的刃物划十字,刃物应接触基材。⑵从交点侧将锐角部的镀层皮膜掀开。⑶于电镀面垂直的方向拉起掀开的皮膜。塑料基材的镀层密着力为,剥开幅度10 mm,用30 mm/min的剥开速度进行试验,通常在9.8 N/cm以上。镀层厚度的测定必须按严格意义(如,3σ法)保证。即,一般测定部位的镀层厚度平均值(如,X管理图的中心线)大于规定值的30%~50%。
2.7 延展性
光泽镍镀层的延展性,根据ASTM B490进行,须在0.1以上。半光泽镍镀层的延展性,根据ASTM B490进行,须在0.4以上。
3 工艺条件
3.1 2重镍
⑴实施下层为半光泽镍电镀,上层为光泽镍电镀的2重镍电镀。
⑵镀层中的硫磺含有率,半光泽镍电镀为0~0.005%,光泽镍电镀为0.05%~0.07%。
3.2 3重镍
⑴在与2重镍电镀相同的半光泽镍层和光泽镍层的中间,进行0.6 μm以上的中间镍电镀。⑵中间镍层的硫磺含有率在0.1%以上。
3.3 微小孔隙电镀铬(普通铬)
⑴在镀铬层以下镍层中,实施非电导性微粒子共析镍电镀,铬层产生大量微小孔隙。
⑵微小孔隙超过2000个/cm2。
4 结语
由于中国国土广泛,各地天气环境迥异,所以对车体外部电镀部品来说是一个不小的考验,如何增强电镀品质的管理也是各个整车厂和各零部件厂的重要课题之一,只有想定各种可能发生的使用环境,进行比较更加严酷的实验评价,才能始终保持电镀部品光亮的颜色,成为汽车上的亮点。
参考文献
关键词电镀废水;膜技术;水回用;镍回收
中图分类号X703 文献标识码A 文章编号1673-9108(2016)01-0495-08
电镀工业是我国经济发达地区的重要加工行业之一。然而,电镀生产在耗费大量工艺用水的同时,也产生大量的废水。无论是镀件的前处理废水、镀件漂洗废水、废电镀液,还是设备冷却、洗涤等工序产生的废水,由于含有铜、锌、镍、镉、铬、金等一种或几种重金属离子或者含酸、碱、氰化物等有害物质,如果将电镀废水直接排放,将会造成环境的严重污染和水生态系统的破坏[1]。因此,进一步强化电镀工业废水的处理,是健康发展金属加工业、构建环境友好型社会的重大课题。多年来,电镀企业大多采用混凝-沉淀法等传统工艺处理废水,取得了一定的成效。但是,随着电镀企业生产规模的扩大,特别是环境法规的日益严苛和废水排放标准的逐步提高,原有的废水处理工艺已难以实现电镀废水的达标处理。三十多年来,随着膜技术的逐步成熟和大规模工业化膜产品的不断市场化,主要以压力为分离过程驱动力的反渗透(reverseosmosis,RO)、纳滤(nanofiltration,NF)、超滤(ultrafiltration,UF)、微孔过滤(microfiltration,MF)和以电位差为分离过程驱动力的电渗析(elet-rodialysis,ED)以及生物降解与膜分离组合为一体的膜生物反应器(membranebioreactor,MBR)等膜分离技术,已分别作为一种大规模工业化应用的分级、提纯、浓缩单元操作[2-4],逐步在水和废水处理[5-9]以及废水资源化[10-12]中发挥出了独特的作用。膜过程的特定分离功能和创新减排工艺,已经在电镀工业废水的水资源回用和高价值金属离子的浓缩回收中逐渐得到广泛应用[3,6,11-13]。为进一步提升电镀废水的处理工艺及其废水资源化技术,科学地推进新型的膜技术在电镀工业废水处理中的有效运用,本研究基于作者多年开发膜技术的应用工程,对近年内承建的电镀工业废水膜法处理的3个工程实例进行扼要阐述,重点讨论不同的膜分离工艺在各电镀废水处理工程中的应用及其处理结果。
1MBR在电镀废水处理设施升级改造中的应用
主要从事五金件、塑料件电镀加工的浙江余姚市某金属表面加工公司,日产废水量250m3/d(单班制10h/d)。该公司由于各电镀生产车间排放的废水中污染物种类不一,废水水质差异很大,已建有的化学氧化/还原预处理+两级反应沉淀处理的废水处理设施,难以将废水处理成达标排放。因此,作者在继续利用已有的废水处理设施和工艺的前提下,设计了升级改造的新型废水处理方案。新方案强调分类收集、分质预处理,然后汇入综合调节池、两级反应沉淀池,继而在后续增加膜分离的废水深度处理工艺。图1为经提升改造的该公司新型组合膜分离的电镀废水处理工艺流程。如图1所示,产生的各种废水包括综合清洗废水、含铬废水、含镍废水、含有机物的废水以及生活废水,分别收集后,以设定的不同工艺参数进行化学氧化/还原处理、初步沉淀处理,然后进入新改造的斜管沉淀池进行两级反应沉淀处理,沉淀池的上清液送入MBR设施中处理。升级改造后的两级斜管沉淀池与MBR的工艺参数见表1。MBR由于系统的设备模块化,占地面积小,因此,采用MBR进行传统废水处理工程的升级改造是比较容易实施的。与传统活性污泥(conventionalactivatedsludge,CAS)法相比,MBR能够维持高的污泥浓度和高容积负荷,污泥产率低,不会发生污泥膨胀,可以将MBR控制在良好的状况下运行。通常,依据处理单元的系统结构形式,MBR有膜下游泵抽真空的负压式为分离驱动力的一体式(或称浸没式)膜生物反应器(integratedmembranebioreactor,IMBR)和膜上游泵送废水的加压式为分离驱动力的分体式(或称外置式)的膜生物反应器(splittedmembranebioreactor,SMBR)两种[14-16]。IMBR由于是负压式操作,施加膜过滤的压力远低于加压式的SMBR。因此,为了获得一定的膜通量,IMBR以配置大孔径的MF膜为宜,但是,SMBR不仅可以采用大孔径的甚至更为精细孔径的MF膜,而且可以配置孔径为分子尺寸大小具有不同切割分子量特性的UF膜,相应的SMBR处理水的水质是远优于IMBR的[5,6]。本工程基于废水净化处理排放为目的,正如图1和表1显示,设计的MBR工艺是一个由好氧生化处理池(AB)和IMBR两个生化处理单元构成的强化式ABMBR系统。通过该系统处理,废水中可生化降解的有机污染物质在膜过滤前,在好氧微生物和兼性微生物的作用下,能最大程度地被降解成CO2和H2O等无机物。该废水处理改造工程的设计与运行表明,该系统中IMBR用的膜是孔径较大(0.1μm)的中空纤维式MF膜,膜分离出水的COD值几乎与进入膜滤器时即好氧池的出水相当,正是系统配置的膜的特性,导致MF膜对废水COD的去除几乎没有效果。但是,好氧池的出水再经MF膜单元过滤,大大提高了废水中污染物的去除效果和固液的分离效率,可作为初级回用。正如表1所示,废水经膜滤器分离的出水的浊度显著降低至<1.0NTU,出水水质提高到高于我国新版《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的表2排放水的水质。通常IMBR的运行费用要比SMBR的低,但废水处理工艺是否成功的首要问题是净水效果和过程参数的调控[16],特别是对于处理高浓度废水的MBR工艺,这就要依靠创新的废水处理工艺和科学的运行管理。本改造工程的终端ABMBR强化工艺及其操作技术,确保了电镀废水的处理达到了预期效果。
2UF/RO/NF膜集成技术在电镀废水回用中的应用
2.1成套膜集成工艺
膜集成工艺是将不同分离性能的几种膜过程组合成一个系统,或者将一种或几种膜过程与其他传统净水技术组合成一个系统的新型水处理工艺。这种集成工艺可以使系统中不同的水处理方法在各自最适合的工况下,发挥最大的效率,产生远胜于单个处理单元的最佳效果。位于宁波市的某大型电镀企业,因生产规模扩大及废水处理的要求,需要上马废水回用工程。该工程针对废水总量达916m3/d的综合电镀废水,设计多介质过滤器预处理、UF净化、一段RO浓缩、二段NF浓缩的集成膜分离工艺(工艺流程见图2),实现废水高效处理,进而回用高水质水。图2显示的是不同于已有的电镀废水处理回收的工艺[3,5,12]。经多介质滤器去除颗粒性悬浮物及部分胶体等物质后的电镀废水,依次进入3种不同功能的成套膜分离装置。在第一套的膜装置中,作为系统膜法预处理工艺,UF膜强化了滤除大分子有机物和胶体,使废水得以深度净化,从而减轻后续膜处理过程可能膜的污堵甚至膜面结垢。少量UF浓缩水返回1#中间水池。UF透过水进入RO原水箱后,被泵入能截留废水中的各种无机离子和小分子有机物的RO膜系统,RO的浓缩水送入能选择性截留高价离子的NF膜系统。RO的透过水和NF的透过水作为回用水到回用水箱。NF的浓缩水排入浓水处理系统,经芬顿氧化、反应沉淀、多介质过滤后达标排放。
2.2UF/RO/NF的单元膜分离工艺流程
按照回用水的目标,在膜集成系统中各个单元膜过程的工艺设计参数列于表2。3套成套膜分离设备的操作参数采用先进的集散型控制系统,实行集中监测和分散控制,以高效管理模式确保各级出水水质、系统能耗控制和设备安全运行。图3分别为该集成系统中3套膜分离装置的工艺流程简图。从图3可以清楚地看到,作为单元操作,UF、RO和NF都分别是一个独立的完整的系统。这样就为废水处理工程的工业运行过程提供了一旦在某个设备进行短暂的故障检修、性能维护时,其影响仅限于这一个膜单元的停车操作,不会影响包括其他两个膜单元的整个废水处理工程的连续安全运行。
2.3集成系统膜装置运行性能
调试运行了该项电镀废水工程的处理系统,获得了大量的运行数据。对这一废水工程的运行过程,重点考察的参数是进水的和出水的电导率值、COD去除率以及对导电物质主要是离子的脱盐率。图4给出了分别为3套膜分离装置,在一个月的运行时间内,进水、透过水的主要水质指标检测分析的结果。图4(a)和(e)表明,无论是UF还是RO、NF的膜分离装置,在运行期间,进水的COD、电导率值经常会发生较大的变化,即进水水质呈现一较大的波动范围。如果进水水质严重不稳定,将会妨碍膜的稳定运行,造成出水水质的不稳定性。在本工程的系统工艺中,设计的多介质滤器,可以使废水进入膜装置前较好地滤除废水中的绝大部分杂质,再通过将UF的操作参数优化,可以使UF装置能持续稳定的运行。图4(b)显示,UF膜装置运行期间,COD去除率保持在16%~50%之间,其平均值自始至终都处于约30%的水平。UF膜对离子和低分子量物质是没有截留作用的。因此,如图4(a)所示,UF的出水电导率曲线与进水的是几乎重叠的。这些结果表明,UF过程尽管有一定的COD去除率,但其去除率较低,即通过UF只能小部分去除废水中的COD物质。UF的透过水由于含有原废水中大部分COD物质以及几乎全部的无机离子,是不能回用作电镀工艺用水的。基于此,本工程设计的UF是作为后续膜系统的预处理。从图4(c)可见,进入RO膜装置的UF透过水,其COD在10~20mg/L,电导率值在2000~4000μS/cm,经过RO膜处理后,其透过水的COD值随着运行时间的延长有明显下降且稳定在5mg/L左右,电导率值下降到始终低于100μS/cm。RO膜的高脱盐率(99%)和高COD去除率(70%)(见图4(d))的优良分离效果,为电镀工艺用水提供了高水质的回用水。RO浓水经循环运行,浓水的电导率可以升高达5000~9000μS/cm。这种高含盐量的RO浓水,再送入对进水的渗透压相关性较小的NF膜,进行再次的分离,正如图4(f)所示,NF透过水的电导率下降到并基本稳定在1000μS/cm以下,COD从进水时的约40mg/L下降到透过水约10mg/L。NF膜对RO浓水约90%的脱盐率和约50%的COD去除率(见图4(f)),使NF透过水也成为良好水质的电镀工业回用水。
3RO膜浓缩回收电镀废水中的镍
3.1镀镍漂洗水的成分
镀镍漂洗水具有回收镍的较高价值。表3是浙江某电镀企业镀镍漂洗废水各镀镍工序电镀液的主要物质成分。
3.2镀镍漂洗水的镍回收工艺
用RO膜技术处理镀镍漂洗水,可以从RO的浓缩液回用镍。如表1所示,该电镀企业中多条电镀生产线的各工序镀镍漂洗废水中的主要成分是有差别的,但是对于3个工序废水中的镍回收均可采用的工艺是:活性炭吸附(预处理)+两段RO膜处理(浓缩镍)。其中,一段RO为预浓缩,二段RO为二次浓缩。为了消除RO浓缩液中的杂质尤其是有机杂质影响镀镍溶液的性能,本工程设计前置活性炭吸附去除镀镍漂洗水中的杂质,经吸附净化处理的含镍废水送入RO膜系统进行两级浓缩。本工程在3个镀镍工序配套建造了3套RO槽边回收系统,废水总量为130m3/d。表4列出了该工程3个工序的废水处理量、RO膜配置以及RO浓缩前后的电导率值和镍浓度。从表4可以看出,各镀镍工序的RO膜的配置都是一样的,即一段RO和二段RO采用的膜组件都分别为BW30-400FR和TW30-4040。RO膜均可将经活性炭吸附处理的废水中的镍浓缩达25倍以上,即镍浓度接近或超过10000mg/L(即1%含镍量)。RO浓缩镍的同时,RO透过水是低含盐量的净化水,正如2.3的数据表明,这种高水质的水可以安全回用到电镀生产中。
3.3镍回收效益初步分析
如果日排放60m3、镍离子含量为300mg/L的镀镍漂洗水,通过RO膜浓缩至镍离子浓度9000mg/L,浓缩液为2m3/d,设备投资40万元/套。3.3.1投资效益分析:(1)日处理成本:如表3所列包括电费、膜更换费用、膜清洗费用等合计为685.94元/d。(2)回收镍价值:按当前金属镍市价150元/kg计,镍回收率按50%计,则60m3/d×0.3kg/m3×150元/kg×50%=1350元/d;(3)回用水价值:按宁波当地目前的水价5.95元/m3(其中:自来水价格4.15元/m3,污水处理费1.80元/m3)计,则(60-2)m3/d×5.95元/m3=345.10元/d;(4)减少水处理成本:在未回收镍处理废水的药剂费用按3元/m3计,则60m3/d×3元/m3=180元/d;3.3.2日投资回报(2)项+(3)项+(4)项-(1)项=1350+345.10+180-685.94=1189.16元/d。3.3.3投资回收期400000元÷1189.16元/d÷330d=1.02年(按年工作时间330d计)。由此可见,采用RO膜法回收浓缩镀镍电镀废水中的金属镍,运行约12~13个月即可收回购置设备的费用。
4结论
关键词 锌镍合金 电镀 硫酸盐溶液 耐腐蚀性
中图分类号:TQ153文献标识码:A
0 前言
锌镍合金镀层,是一种高耐蚀低氢脆的优良镀层,特别适用于高温高湿及海洋性气氛条件,高强钢和弹性零件上电镀。目前,已有充分试验数据证明含Ni为8%~15%的锌镍合金镀层的耐腐蚀性比相同厚度的镀锌层高出六倍。⑦因此可以代替锌镀层用于要求耐腐蚀性高的零部件上,也可以代替镉镀层,不仅能保证耐腐蚀性能,而且污染小。另外它还具有优良的物理特性如硬度高、焊接性好、镀液简单等。所以锌镍合金镀层作为提高锌镀层保护能力的镀层具有广阔的发展前景。
1 实验
本实验在恒电流密度条件下,采用3mm 厚的铁板做阴极,DSA不溶性钛板做阳极,阴极铁板放于实验用镀槽中间,阳极钛板对称地放于铁板两端进行电镀。
1.1 铁板处理工序⑧
1.1.1 有机溶剂除油
常用的有机溶剂有汽油、乙醇、三氯乙烯、四氯化碳等。将铁块浸入上述有机溶剂中5~10分钟。
1.1.2 化学除油
化学除油溶液组成及操作条件见表1
表1
1.1.3 强腐蚀
强腐蚀溶液组成及操作条件见表2
表2
1.1.4 弱侵蚀
弱侵蚀溶液组成及才做条件见表3
表3
处理后的铁板用蒸馏水洗后才能入槽开始电镀。
1.2 镀液配方及操作条件
镀液用蒸馏水配制,试剂为分析纯。电镀完毕后,取出阴极铁板用水冲洗,再放入烘箱中干燥。1.3 镀层性质
镀层为光亮的银白色,致密,与基体的结合力好,厚度均匀(约7um)。电流效率高,深镀能力较强。
2 结果与讨论
2.1 三乙醇胺对镀层理化性质的影响
本实验中三乙醇胺对镀层理化性质的影响是通过改变镀液中三乙醇胺的浓度来实现的,如表4。
由表4中描述可知,三乙醇胺能缩短电镀时间,提高电流效率。随着镀液中三乙醇胺的浓度的增加,镀层的理化性质逐步提高,说明三乙醇胺是一种良好的配位剂,当三乙醇胺浓度达到一定值后,继续添加三乙醇胺反而会使镀层性质变差。
2.2 耐腐蚀性
本实验Zn-Ni合金镀层的耐腐蚀性是通过中性5%NaCl盐雾试验评估在6um厚的镀层表面出现白锈和红锈的时间来表示的。结果如表5。
表5
上述实验结果表明,纯锌镀层和锌镍合金镀层的耐蚀性均比铁强,是由于纯锌镀层和锌镍合金镀层的电极电位⑨比基体铁块要负,属阳极性防护材料,不会因孔隙或缺陷存在而加速基体腐蚀。另外,锌镍合金镀层与铁基体的电极电位差较小,其腐蚀速度比纯锌层慢许多,所以锌镍合金镀层的耐蚀性比纯锌镀层的耐蚀性强许多。
3 结论
本文研究结果表明,三乙醇胺对锌镍合金镀层的理化性质影响较大,实验时需合理控制用量及操作条件。锌镍合金镀层的耐腐蚀性比纯锌镀层好,完全可以代替镉镀层以保护铁基体不受腐蚀,发展前景广阔。
本研究获襄樊学院大学生科研基金资助
注释
① 何为.氯化物溶液中电镀锌镍合金[J].电镀与涂饰,1997.16(2):1-4.
② 赵婉惠,蔡报菊.锌镍合金电镀[J].材料保护,1988(3):59-60.
③ 曹浪,左正忠,田志斌,詹益腾.电镀锌镍合金的研究现状与展望[J].材料保护,2010.43(4):33-37.
④ 孔纲,卢锦堂,陈锦虹,许乔瑜,刘丽霞.电镀锌镍合金的盐水腐蚀行为[J].中国有色金属学报,1998.8(2):73-75.
⑤ 关兵.电镀锌镍合金工艺探讨[J].汽车工艺与材料,1996(1):19-22.
⑥ 熊刚,皱群.锌镍合金电镀的进展[J].电镀与涂饰,1992.11(1):64-69.
⑦ 黄昌明.电镀锌镍合金工艺[J].电镀与涂饰,1990(3):35-36.
⑧ 张景双,安茂忠,杨哲龙,屠振密.新镍合金电镀工艺及其应用[J].材料保护,1995.28(11):23-25.
1各乡镇要继续采取会议培训、发放资料、入户宣传、设置专栏、公开公示等形式深入开展宣教活动。要使新农合制度的运行模式、受益成效、管理制度、办事程序、缴费方式、住院补偿方案、健康管理的目的意义和具体做法等重点内容入村、入社、入户、入心。
2广电局要通过定期开设电视和广播专题宣传栏目。深入宣传我县实施新农合制度和推行参合农民健康管理工程的农民健康受益实效,选择多例住院补偿与健康管理受益农户,用受益农民自己的心声宣传惠农政策。
3卫生局要组织县、乡、村三级卫生机构和全体卫生工作人员。积极配合县、乡政府开展农民宣教工作。定点医疗机构做为直接受益主体,要义不容辞地全力做好新农合农民宣教工作。
4合管局要将重点宣教内容整理编印成新农合政策宣传卡片。下发各乡镇政府、村委会、定点医疗机构、中小学校及社会各界,协调指导相关组织机构扎实开展入户宣教工作。
5县报道组和其它新闻媒体要综合宣传党和政府实施新农合制度改善民生和保障民生的重要意义和取得的具体成效。
二、着力做好基金使用与监管工作
1实行新农合基金全额统筹运行模式。实行新农合基金全额统筹运行模式,取消农民家庭帐户,农民个人缴纳参合资金和县、省、中央财政补助资金全部纳入县财政局新农合基金专户集中统筹使用,留足10%风险基金后,按参合农民数每人提留15元用于健康管理体检补助,其余部分全部用于农民住院费用补偿。健康管理基金坚持“参合农民人人拥有,家庭成员集中使用,自愿参与享受补偿,不愿参与专户结存”原则,继续用于家庭成员参加健康管理享受门诊健康信息采集检查服务补偿。住院基金坚持“以收定支”原则,积极探索实施补偿费用总额控制制度,依据各定点机构服务能力、年度补偿费用构成情况和年度住院报销费用增长预期,实行定点机构补偿总额年度控制制度,确保基金安全不透支和农民受益最大化。
2财政、合管、农行、审计等部门单位要巩固强化“财政专帐管基金。合管审核报基金,财政复审拨基金,审计监督保基金”新农合基金监管运行机制,确保基金安全封闭运行。认真执行县政府《关于调整年度新农合补偿政策的通知》民政发[]18号)精神,切实把基金管理好使用好。
3定点医疗机构要严格执行“一站式”垫付直报制度。认真落实公开公示制度和“明白卡”告知制度,接受社会监督和群众监督,坚决杜绝恶意套取新农合基金行为,确保基金使用的公开性、公正性和规范性。要积极配合实施基金总额控制制度,严格把好住院指征关,切实保证让该住院的农民住得上院,杜绝虚挂床位住院、门诊转住院和放宽指征住院行为。要严格控制目录外用药和不报费用,积极提高实际报销比例,县级机构必须达到60%以上,乡级机构必须达到70%以上。督查过程中发现的各类违规行为要严格按《服务合同》约定从严从重处罚。
三、着力做好医疗服务质量监管和费用控制工作
1卫生局要在县级医院床位补助翻番和乡镇卫生院人员工资全额供给制度的支持下。要求政府举办的县乡医疗机构树立社会效益第一的原则,正确处理好增加医院收入和减轻患者负担的关系,要切实把政府给予的公共财政支持转化为减轻患者负担的实际行动,要尽快采取措施控制部分医疗机构住院费用不合理增长问题,真正让广大患者感受到公共财政的阳光。要按照全省卫生工作会议提出的深化公立医院改革、加强医疗质量监管的具体要求,尽快建立起医疗机构的住院自费比例、药品收入占总收入比例、平均住院和门诊费用、单病种和单项检查费用、大型检查阳性率公开公示制度,交给社会进行横向比较,促使医疗机构降低医疗成本和费用,切实建立起医疗卫生机构社会公众评价机制。
2合管局要认真落实《服务合同》制度。严格审核住院病历和健康档案,逐月反馈纠正审核督查中发现的不合理问题,继续落实平均住院费用控制和部分单病种最高限额制度,要对县、乡定点医疗机构的参合农民住院费用自费比例、平均住院费用、单病种住院费用和实际补偿比例等实行公开公示制度,每月在全县范围内公示一次。加大现场督查力度和频次,年内查房乡级不少于12次,县级不少于24次,市级不少于6次。结合网络在线监控,重点落实“十查十防”一查病人身份核对确认,防止冒名顶替;二查病人在床在院与否,防止虚挂床位;三查病人住院指征,防止门诊转为住院;四查检查治疗项目,防止服务不足或过度;五查医嘱处方用药,防止用药不当或搭车开药;六查一日清单核对,防止虚列服务收费,七查“一站式”垫付报销,防止农民结算手续报销程序麻烦;八查农民政策知晓情况,防止医护人员政策宣教不到位;九查服务态度流程环境条件,防止农民感受不佳满意度下降;十查新农合资金专帐管理,防止资金管理不规范行为。
3各乡镇政府要进一步高度重视并充分发挥合管办的管理服务职能。要强化对本乡镇定点医疗机构的就近监管作用,要按照乡镇合管办《工作责任书》要求,严格覆行住院审批、查房、费用初审和体检服务质量监督检查和补偿审核职责,切实把好医疗机构监管第一关。
四、着力做好参合农民健康管理试点工作
1根据省上安排我县开展参合农民健康管理试点工作的要求。按照在新农合基金全额统筹模式下,用大块基金(84%保障疾病人群住院(年住院率6.73%医疗费用补偿,用小块基金(15%保障全体参合农民基础健康的基本思路,积极开展健康管理工作,对扩大参合农民受益面,提高基金使用效益,降低农村发病率、病残率和病死率,提高参合农民整体健康水平和生命质量,提高农村生产力素质和生产效率,促进农村经济社会发展和城乡一体化均等化发展具有十分重要的现实和长远意义,符合科学发展观要求的农民健康保障策略。各乡镇政府做为组织开展本辖区参合农民健康管理工作的责任主体,要进一步提高思想认识和重视程度,加大工作领导、协调、组织、支持力度,安排乡合管办协同乡镇卫生院对“五大服务项目”做出具体的实施方案,切实组织做好农民宣教发动和体检工作,要安排专人全程严把服务质量监督关和补助报销审核关,同时实行村委会审核把关制度,发挥村委会的民主监管作用,乡镇定点医疗机构报帐资料先交村委会对参合体检人员、体检项目、服务质量、信息采集表》评估指导方案》等其它相关资料进行审核确认加注意见后报乡镇合管办对实际完成工作量进行审核确认,县合管局依据乡合管办确认的工作量和质的完成情况进行全面审核,核准后报财政局复核拨款。
2卫生局要将健康管理试点工作作为树立“社会大卫生”观念和现代“社会—心理—生物”医学新模式的重要载体。强化指导乡镇医疗卫生机构服务理念由“以病人为中心”向“以人的健康为中心”转变,服务方式由被动式服务向主动式服务转变,促进全县参合农民健康管理工作有序推行。
3合管局要认真总结两年来开展健康管理试点工作的成效、不足和基本经验。培养基层管理服务人员的健康管理服务理念,逐步提高健康信息采集门诊检查、健康评估、指导干预和跟踪随访服务的要求与质量;积极开发并适时试运行“参合农民健康管理系统”运用现代信息化手段促进提高健康管理服务质量效率和规范化程度,提升参合农民健康管理服务品位。
五、着力做好年农民参合筹资工作
1县财政局要继续牵头做好全县农民参合筹资工作。各乡镇政府组织实施完成本乡镇筹资任务。根据中央精神,年各级政府补助资金将达到120元/人,农民缴费标准不低于30元/人。县农民缴费具体标准待省上确定后另行通知。具体日程由各乡镇统筹安排。参合率目标市上明确要求以乡镇为单位达94%以上。
2各乡镇筹资工作开始后要及时报告农民参合资金入库情况。切实做到一户一票,当日收缴当日入库,确保资金安全。
3民政、计生部门于月10日前完成救助对象核定工作。
4财政局务必于月10日扎帐汇总全县参合人数。月份落实县级财政补助并按期申报省级、中央财政补助。