SMM 12月23日讯：在上海有色网（SMM）主办的2022年中国锌产业大会暨中国锌产业高质量发展论坛暨2022(第五届)中国热浸锌技术及市场研讨会暨2022年（第十届）绿色锌盐&锌原料及钢灰交易峰会-绿色锌盐&锌原料及钢灰交易峰会上，昆明理工大学教授/博士生导师、国家“万人计划”领军人才范云鹰专业介绍了表面处理技术的应用、表面处理技术的污染现状以及绿色低碳新技术的成果。
表面处理技术的应用
表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。
表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。
其主要应用领域有防腐、装饰、其他特殊性能。
表面处理技术的污染现状
传统表面处理技术无一不涉及到对环境的影响。
表面处理的工艺不同，对环境的影响程度不同。
经过相应的处理，有些可以达到国家排放标准，而有些却只能超标排放。
镀锌行业的应用及主要污染源：
废水
镀锌件的清洗溶液，其中含有重金属、持久性有机污染物以及酸碱等，是污水的主要来源；废酸液、废碱液等的排放；冲洗地坪所产生的废水。
废气
主要为使用化学药剂时，工艺槽挥发的酸雾对周围环境的影响，具体包括盐酸、铬酸雾、氰化物等其他酸性气体。
固体废物
主要有试剂消耗产生废化学品容器、废阳极材料、除油槽槽液净化撇油产生的废油、镀槽清理产生的槽渣及槽液、废渣等，钝化工艺中产生的六价铬离子是表面处理工艺中典型的污染物，毒性大、致癌致畸变作用强于国家重点控制的五大重金属污染物之一。
污染影响因素分析需遵循清洁生产的理念，应该从工艺的环境友好型、工艺过程的主要产污环节点以及源头治理措施的协同性等方面，分析影响环境的主要因素，研究并制定合理的工艺流程，并开发出对环境友好型的金属表面处理技术。
绿色低碳新技术成果介绍
目前研究的绿色低碳新技术有中性酸洗技术、无磷钝化技术、无铬钝化技术以及绿色电镀技术，具体如下图所示：
具体来看：
中性酸洗技术
该技术可替代传统酸洗工艺，去除钢铁表面氧化皮及锈斑，工作液pH值在6~7之间，澄清无杂质，无刺激性气味，对环境及人体无腐蚀危害，并且除锈过程沉淀少，无酸雾、气泡等有害物质产生，除锈效率高，同时具有缓蚀作用，可避免钢铁零件过腐蚀，除锈后表面清洁光亮，可长期放置不返锈，后续涂膜结合力好。
使用方式为将中性酸洗浓缩液按照2-5倍兑水使用即可，根据处理量补加新液即可实现循环使用，废液呈中性，无需进行中和处理。
该技术用于基体打磨或除油之后，在经过中性酸洗后，进行电镀或喷漆，最后进入干燥阶段。
技术原理：
铁锈一般是铁的氧化物、氢氧化物和水分的混合物。本项技术主要利用铁锈只在阳极反应且疏松、分散、不均匀的特点，将有机酸不断地渗透扩散到锈垢中，发生化学反应生成铁盐和亚铁盐，再通过螯合作用与Fe3+、Fe2+发生交联反应，生成稳定的配合物，使锈层从钢板表面脱落，从而达到快速除锈兼缓蚀的效果。
应用实例：
已在国内多家相关企业实现应用，可替代传统的强酸除锈工艺，大幅降低强酸对生产车间和操作工人的腐蚀危害，并且除锈效果优良，废水处理简单，工艺稳定，操作简便，大大提高了生产效率。
无磷钝化技术
该技术可替代传统磷化工艺，用于钢铁涂装前表面处理，从源头消除有害物质磷的影响，有效避免磷污染问题。钝化后的钢铁零件表面形成致密的保护膜，耐蚀性优良，同时增加涂漆后的漆膜附着力。
使用方法为将无磷钝化浓缩液按照50倍左右兑水使用即可，根据处理量补加新液即可实现循环使用，废液接近中性，无需进行中和处理。
其应用于基体打磨、经过除油或酸洗之后的阶段，经过无磷钝化之后，进行喷漆和干燥阶段。
技术原理：
以钼酸盐作为主要成膜物质，钝化膜主要成分包括MoO42-与Fe2+、Fe3+形成的稳定沉淀物和钼的六价氧化物，几种化合物吸附沉淀在基体表面，形成比磷化工艺更加致密的钝化膜，有效阻隔了空气中的水、氧气或者酸碱离子以及氯离子与钢铁基体接触。钝化膜电导率低，能够有效降低电化学腐蚀过程中电子以及离子的转移扩散，从而提高基体的抗腐蚀能力。
应用实例：
已在国内多家相关企业实现应用，防锈效果优良，漆膜结合力好，废水处理简单，操作工艺稳定，减少了返工现象，大大提高了生产效率。
无铬钝化技术
该技术可替代传统六价铬和三价铬钝化工艺，用于钢铁零部件镀锌后的进一步防腐处理，可在源头消除含铬钝化工艺的重金属污染问题，尤其是在国内外率先研发出无色、银色、蓝白、彩色、黑色等全色系无铬钝化工艺，并实现工业应用。
使用方法：
根据钝化过程中所起的作用及消耗量不同，本产品分为A、B两剂，分别将A、B两剂按照20-50倍兑水稀释后，再混合均匀并将pH值调节至3-5之间即可使用，根据处理量补加新液即可实现循环使用，废液只需进行中和处理即可排放。
其在工艺流程中 用于基体打磨、除油或酸洗，电镀之后的阶段，最后一步是干燥处理。
技术原理：
以硅酸盐代替铬盐作为主要成膜物质， 钝化液中硅的存在状态主要是由2或3个单体缩合而成的阴离子，可在胶态 SiO2粒子之间通过 —OH或 —O— 键相互发生交联反应，形成网状结构的大分子聚合物，然后通过胶合反应和脱水反应，在锌层表面形成耐蚀性优良的硅酸盐复合钝化膜，从而大幅提高钢铁零部件的防腐性能。
应用实例：
已在国内多家相关企业实现应用，大幅降低传统含铬钝化工艺对生产车间和操作工人的重金属危害，并且防腐效果优良，废水处理简单，工艺稳定，操作简便。
绿色电镀技术
该技术适用于五金、电力、交通、建筑、化工、冶金、家装、电子、汽车、机械、装备制造等等众多行业领域。在酸洗、除油、电镀、钝化等各个工艺采用新型节能环保技术，实现全流程绿色电镀，彻底解决传统电镀工艺的环保瓶颈问题。
其工艺流程如下：
应用实例：
已在国内多家相关企业实现应用，电镀效果优良，零件光泽度好，解决了重金属污染的问题，废水处理简单，操作工艺稳定，大大提高了生产效率。用于电力铁塔、电缆桥架、小五金电镀等产品。
先进节电技术
创新性的将五种节电技术有效耦合，实现节电技术模块化、集成化。最大程度减少电机、照明、线路等用电设施的电流损耗，提高有效电流利用率。不更换基础设施，不增加大型设备投入，在原有线路接入节电模块即可。达到国际先进水平，节电率10-30%。
目前已经在市政、矿山企业、工业企业、空调系统、移动基站、LED显示屏、冷链系统等多个领域实现应用。
清洁能源——屋顶光伏
本项目开辟了一条牵手央企、服务业主、缓解发供电压力、助力工业企业早日实现“双碳”目标的有效路径。
可实施的屋顶资源：办公楼、车间、停车场、闲置空地等。
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