Цинковое покрытие

Цинкатный электролит обладает повышенной чувствительностью к  загрязнению хромом, свинцом и азотной кислотой. Хром попадает в электролит из растворов пассивации, а также из нержавеющей стали, поэтому все оборудование должно быть изготовлено только из простой углеродистой стали.

Для поддержания работоспособности  ванн на должном уровне необходимо предусмотреть профилактически работы, включающие в себя слив растворов и чистку всех ванн, корректировку и замену растворов, ремонтные работы.

8. Утилизация ценных компонентов из промывных вод и отработанных растворов. Очистка сточных вод. [7]

Промывные воды со всех ванн, кроме ванны улавливания, собираются и подвергаются очистке реагентным методом. К достоинствам этого метода относится его простота, относительная дешевизна и высокая степень очистки. Недостатки метода: требуются большие площади под оборудование, большой расход реагентов, образование шламов и необходимость их захоронения, невозможность очистки до ПДК.

Принципиальная схема очистки  сточных вод представлена на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1. – Принципиальная схема реагентной очистки: 1 – реактор для нейтрализации кислотно-щелочных стоков; 2 – сборник концентрированных хромитных стоков; 3 – сборник концентрированных кислых стоков; 4 – бак для щелочных реагентов; 5 – отстойник; 6 – бак для коагулянта (флокулянта); 7 – шламонакопитель; 8 – фильтр-пресс; I – промывные сточные воды, содержащие Cr(III); II – концентрированные хромосодержащие сточные воды; III – концентрированные кислотные стоки; IV – концентрированные щелочные стоки; V – промывные кислотно-щелочные воды.

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов осуществляется путем перевода ионов тяжелых металлов в малорастворимые соединения. Осаждение образующихся в процессе реагентной обработки нерастворимых соединений осуществляется в отстойниках. Число отстойников принимается не менее 2-х, оба рабочие. Продолжительность отстаивания составляет не менее 2-х часов.

Для ускорения осветления нейтрализованных сточных вод рекомендуется добавлять синтетический флокулянт – полиакриламид. Добавление флокулянта в сточные воды  нужно проводить перед их поступлением в отстойник.

Влажность осадка после  выхода из отстойника – 98-99,5%. Для снижения влажности осадка необходимо проводить дополнительное отстаивание в шламонакопителе в течение 3-5 суток. Влажность осадка после шламонакопителя составляет 95-97%. Осадок из шламонакопителя подается на пресс-фильтр. Влажность осадка после пресс-фильтра 65-70%.    

Очистка сточных  вод от хрома. На установках непрерывного действия нейтрализацию кислых вод, содержащих Cr³⁺, проводят после их предварительного смешивания с кислыми и щелочными сточными водами гальванопроизводства. Оптимальная величина рН для осаждения Cr(OH)₃ составляет 8,5-9, при выходе за эти пределы растворимость Cr(OH)₃ увеличивается и ухудшается полнота извлечения гидроокиси хрома из сточных вод.

Обезвреживание  кислотно-щелочных стоков. Постоянно поступающие кислые и щелочные сточные воды в значительной степени взаимно нейтрализуют друг друга. Поскольку кислые и щелочные сточные воды содержат ионы тяжелых металлов, их нужно осаждать в виде малорастворимых соединений. Осадителем служит раствор Na₂CO₃:

Необходимо использование  коагулянтов и флокулянтов для  ускорения седиментации взвешенных частиц малорастворимых соединений тяжелых металлов. Наиболее эффективным является применение флокулянта, расход которого намного ниже, чем коагулянтов.

Утилизация  цинка из промывных вод. Схема процесса утилизации цинка из промывных вод улавливания изображена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. – Принципиальная схема утилизации цинка из промывных вод улавливания.

Принцип работы данной схемы  заключается в том, что детали из ванны покрытия направляются в  ванны улавливания, где образуется нерастворимый гидроксид цинка  в виде белой мути. Вся промывная  вода из ванны улавливания подается в отстойник. В отстойнике Zn(OH)₂ оседает на дно, а разбавленный NaOH над осадком подается на очистные сооружения. Когда в отстойнике накапливается достаточно много гидроксида цинка, туда сливается раствор из ванны цинкования. Так как концентрация щелочи велика, то Zn(OH)₂ растворяется, и полученный раствор перекачивается через фильтр в ванну покрытия. На фильтре происходит очистка от гидроксида железа и других примесей.

 
Заключение.

В работе разработана технология нанесения  цинкового покрытия на стальные детали. Произведен выбор электролита, обоснование режимов нанесения покрытия, представлена схема утилизации ценных компонентов из промывных вод и схема очистки сточных вод.

Технология, представленная в работе, позволит обеспечить качественное покрытие деталей при строгом соблюдении технологических режимов.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Библиографический список.

1. ГОСТ 15150-69. Исполнение различных климатических районов.
2. ГОСТ 9.303-84. ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.
3. В.В. Окулов. Цинкование. Техника и технология. /Под ред. проф. В.Н. Кудрявцева. – М.: Глобус, 2008. – 252 с.
4. Грихилес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. /Под ред. П.М. Вячеславова. – Изд. 5-е, перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1983. – 101 с.
5. ГОСТ 9.302.-79. ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Правила приемки и методы контроля.
6. Жендарева О.Г. Анализ гальванических ванн. /О.Г. Жендарева, З.С. Мухина. – М.: Химия, 1970. – 280 с.
7. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. /Под ред. В.Н. Кудрявцева. – М.: Глобус, 1998. – 302 с.