MA KIM LOAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

--------------------------

CHUYÊN ĐỀ MÔN HỌC

CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN

Tên chuyên đề:

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MẠ KIM LOẠIDÒNG THẢI VÀ CÁC CHẤT THẢI QUAN TRỌNG

Giáo viên hướng dẫn : Đinh Bách Khoa Nhóm AKL : Bùi Vân Anh

Phạm Quang Khánh Đỗ Thị Lương

Lớp : Công nghệ môi trường Khóa : K49

Hà Nội 10/2006

Chuyên đề “MẠ KIM LOẠI”

MỤC LỤC

1 LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………5CHƯƠNG 0: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ MẠ KIM LOẠI VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN. 6

1.1 Vai trò của giai đoạn hoàn thiện bề mặt:..........................................61.2 Các phương pháp được đề xuất để hoàn thiện bề mặt:...................61.3 Khái quát về mạ điện:.........................................................................6

1.3.1 Bảng năng suất của một số cơ sở mạ điện ở Việt Nam năm 1998....61.3.2 Bảng năng lượng tiêu thụ của một số công ty năm 1998..................71.3.3 Bảng độc tính một số hoá chất sử dụng trong công nghệ mạ điện: 10

2 PHẦN I : QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BỀ MẶT………………………………..11

2.1 Chương 1: Phương pháp cơ học.......................................................112.2 Chương 2: Phương pháp hóa học và điện hóa................................15

* Các nguồn gây ô nhiễm trong xử lý bề mặt..............................................223 PHẦN II: MẠ………………………………………………………………23

3.1 Mạ kẽm thiếc chì cadimi .........................................................243.2 Mạ đồng và mạ kền.......................................................................253.3 Mạ crom, coban, sắt.......................................................................263.4 Mạ kim loại quý..............................................................................263.5 Mạ hợp kim......................................................................................28

4 PHẦN III: HOÀN THIỆN BỀ MẶT VÀ XỬ LÝ Ô NHIỄM,ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG 32

4.1 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN III..................................................................324.2 Hoàn thiện lớp mạ kim loại:.............................................................334.3 Kiểm tra chất lượng lớp mạ:............................................................34

5 Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN: 365.1 Ô nhiễm nhiệt:...................................................................................365.2 Ô nhiểm tiếng ồn:..............................................................................365.3 Ô nhiễm khí thải:...............................................................................36

5.3.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí:.................................................365.3.2 Phương pháp xử lý khí thải:............................................................36

5.3.2.1 Thông gió cho xưởng mạ:để kiểm soát hơi axit cromit và hơi kiềm thoát ra trong quá trinh mạ..................................................................36

5.4 Ô nhiễm từ chất thải rắn:.................................................................385.4.1 Nguồn gốc chất thải rắn:.................................................................385.4.2 Phương pháp xử lý chất thải rắn:...................................................39

5.5 Ô nhiễm nước thải và nước rửa:......................................................395.5.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm nước..........................................................39

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Công nghệ môi trường-K49

2


5.5.2 Lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải ngành mạ điện:.....................................................................................405.5.3 Công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam:........................................405.5.4 Bảng các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nước thải mạ điện......405.5.5 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải mạ điện:..............415.5.6 Phân loại các loại nước thải trong mạ điện:...................................42

5.5.6.1 Nước thải chứa xyanua:......................................................425.5.6.2 Các phương pháp làm sạch xyanua trong chất thải:..............42

5.5.6.2.1 Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp hóa học:42

5.5.6.2.1.1 Oxy hoá xyanua dùng các hợp chất Clo.....................435.5.6.2.1.2 Ôxy hoá xyanua bằng FeSO4......................................435.5.6.2.1.3 Khử độc nước thải bằng KMnO4:...............................44

5.5.6.2.2 Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp điện hoá44

5.5.6.3 Nước thải chứa Cr6+ và Ni2+:...............................................445.5.6.3.1 Phương pháp khử - kết tủa hóa học:..................................44

5.5.6.4 Xử lý các cation kim loại nặng trong nước thải:..........46 5.5.6.4.1Phương pháp trao đổi ion:......................................................47

5.5.6.5 Làm sạch nước thải kiềm-axit:.....................................................495.5.6.6 Phương pháp điện hóa:................................................................495.5.6.7 Phương pháp sinh học:................................................................505.5.6.8 Phương pháp hấp phụ..................................................................50Kết luận……………………………………………………………………53

5.5.7 Nước rửa thu hồi: ….................................................................51 5.5.7.1 Xử lý nước rửa thu hồi:..............................................................51

5.5.7.1.1 Phương pháp nội điện phân:..............................................515.5.7.1.2 Phương pháp điện phân bằng dòng ngoài:........................525.5.7.1.3 Phương pháp chưng cất:....................................................52

5.5.8 So sánh các phương pháp xử lý nước thải..........................526 CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI GIÚP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHÊ MẠ ĐIÊN TỐT HƠN. 53

6.1 SẢN XUẤT SẠCH HƠN :................................................................536.1.2 Lợi ích của SXSH(sản xuất sạch hơn):............................................546.1.3 33 giải pháp sản xuất sạch hơn với công nghệ mạ điện:................54

6.2 Đối với nước rửa thu hồi:..................................................................576.2.1 Dùng hệ thống tẩy rửa Drag-in/drag-out:......................................576.2.2 Dùng hệ thống tẩy rửa ngược dòng:...............................................586.2.3 Dùng dung dich rửa bằng nước:.....................................................58

6.3 Đối với chất thải rắn:........................................................................586.3.1 6 phương pháp chính xử lý chất thải rắn công nghiệp:..................58

6.4 Đối với các kim loại quý hiếm:.........................................................60


3


6.4.1 Dùng thiết bị thu hồi hiện đại:........................................................60Thiết bị thu hồi kim loại bằng điện phân.........................................60Sử dụng hệ thống đánh bóng hoàn toàn khép kín...........................60

6.4.2 Thu hồi bạc và vàng từ dung dich cũ, hỏng:...................................606.5 Một số phương hướng xử lý nước thải và nước rửa mới:..............61

6.5.1 Thăm dò khả năng xử lý kim loại nặng Ni2+, Zn2+ bằng đá ong:....616.5.2 Nghiên cứu xử lý niken, kẽm,đồng, chì, trong môi trường nitrat bằng vỏ ngao:..............................................................................................626.5.3 Xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tư nhiên..................626.5.4 Hệ thống xử lý nước thải xi mạ theo mô hình hợp khối tư động:....636.5.5 Xử lý nước thải bằng cánh đồng lau sậy (phù hợp với vùng đất rộng) 64

6.6 Đề ra các giải pháp quản lý đối với chất độc hại(như xuanua):....666.7 Kết luận phần III:..............................................................................67

7 KẾT LUẬN…………………………………………………………………728 TÀI LIỆU THAM KHẢO 699 Hình vẽ minh họa các thiết bị hiện đại (mạ đồ kim loại quý)……………74


4


LỜI MỞ ĐẦU

-Mạ điện là một trong những nghành công nghiệp quan trong nhằm bảo vệ va trang trí bề mặt kim loại.Mạ điện được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong việc sản xuất đồ dân dụng.-Quá trình mạ điện có các phần chính: +phần I : chuẩn bị bề mặt trước khi mạ. +phần II : mạ +phần III: hoàn thiện bề mặt và xử lý củng như đề ra các giải pháp môi trường.-Tuỳ theo sở thích và khả năng của mỗi người mà nhóm AKL phân công đảm nhiệm các phần như sau: +phần I : Đỗ Thị Lương. +phần II : Bùi Vân Anh. +phần III: Phạm Quang Khánh.-Việc lựa chọn kiến thức,số lượng và mức độ thích hợp vừa đảm bảo tính cơ bản lẫn tính hiện đại là một việc rất khó khăn,bị hạn chế bởi trình độ,kinh nghiệm vì thế,chuyên đề mạ kim loại này chắc chắn không tránh khởi những hạn chế và thiếu sót.-Nhóm AKL rất mong nhận được sư đóng góp ý kiến của thầy Đinh Bách Khoavà của các thầy cô khác cũng như ý kiến cúa mọi người xung quanh đế chuyên đề này ngày càng hoàn thiện hơn và có thế ứng dụng vào trong thực tế.

Nhóm AKL xin chân thành cảm ơn!


5


1 CHƯƠNG 0: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ MẠ KIM LOẠI VÀ TÌNH

HÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN.

1.1 Vai trò của giai đoạn hoàn thiện bề mặt:-Theo thống kê cho thấy, hằng năm việc ăn mòn gây thiệt hại 3-5% tổng giá trị quốc dân của mỗi nước. Ăn mòn không chỉ làm giảm hiệu xuất sản xuất,ảnh hưởng xấu đến giao thông, giảm hiệu suất tin cậy của thiết bị, gây tai nạn lao động, và ảnh hưởng tới môi trường.1.2 Các phương pháp được đề xuất để hoàn thiện bề mặt: +Hợp kim hóa:tạo vật liệu bền băng cách nhờ các chất dễ bị thụ động hóa trong môi trường xâm thực như Ni,Co,Ti.. +Bảo vệ điện hóa:bằng cách dung kim loại phụ +Dùng lớp phủ bảo vệ: Lớp phủ phi kim:

+Sơn(có cả sơn điện di,sơn tĩnh điện).+Tráng men(vơi đò gôm sứ…)+Phốtphát hóa(như bảo vệ các cây cột điện ngoài trời..).+Ngoai ra còn dùng thủy tinh,hay nitrat hóa để bảo vệ và trang trí kim

loại… Lớp phủ kim loại:các phương pháp mạ kim loại: +mạ nóng(như tráng 1 hay nhiều lớp kim loại bên ngoài..)

+phun kim loại:phun kim loại trong điều kiện nhiệt độ cao hay plasma(2.500-8000 0C),chủ yêu dùng trong việc mạ các chi tiết tàu vũ trụ,hàng không,tên lửa..

+mạ điện:là phương pháp hay dùng trong sản xuât đồ phục vụ dân dụng bằng cách kết tủa kim loại trên bề mặt nền một lớp phủ có tính chât mong muốn.1.3 Khái quát về mạ điện:-Năm 1085,nhà hoá học Luigi v.Brugnatelli lần đàu tiên ra công nghệ mạ điện.-Năm 1940,khi nghành điện tử ra đời thì nghành mạ điện phát triển rất mạnh mẽ.-Ở Việt nam,công nghệ mạ điện đã phát triển mạnh trong vài chục năm nay và tiếp thu được kỹ thuật của nhiều nước trên thế giới.

1.3.1 Bảng năng suất của một số cơ sở mạ điện ở Việt Nam năm 1998

Thứ tự Tên cơ sơ Loại hình sản phẩm Lượng

sản phẩm mạ


6


(m2/năm)

1 Công ty khóa

Minh Khai

Khóa,bản lề các loại 15.000

2 Nhà máy cơ

khí xuất khẩu

Các dụng cụ điện và

phụ tùng xe đạp

1.300

3 Xí nghiệp điện

cơ Thống Nhất

Quạt điện các loại 34.000

4 Nhà máy cơ

khí chinh xác

Quạt và các máy bơm

thủy lực

3.000

5 Nhà máy kim

Hà Nôi

Kim khâu tay,khâu

máy

1.000

6 Nhà máy cơ

khí Ngũ Hiêp

Gim đóng bao bì 800

7 Công ty Kim

Khí Thăng Long

Bếp dầu vỏ đèn cao áp 27.000

8 Công ty khóa

Việt Tiệp

Khóa các loại 30.000

9 Nhà máy phụ

tùng Groshi Thăng

Long

Phụ tùng ô tô, xe máy 30.000

10 Công ty dụng

cụ cắt và đo lường

cơ khí

Dụng cụ cắt và đo

lường

3.000

11 Công ty xe đạp,

xe máy Đống Đa

Phụ tùng xe máy,xe

đạp

23.000

12 Nhà máy xe đạp,

xe máy Nam Hà

Phụ tùng xe đạp, xe

máy

55.537

-Tuy nhiên,mạ điện là một nghành tiêu thụ hoá chất ,nước và năng lượng rất

lớn.

1.3.2 Bảng năng lượng tiêu thụ của một số công ty năm 1998

Tên cơ sở Sản phẩm Nguyên liệu, nhiên liệu


7


Công ty dụng cụ

cơ khí xuất khẩu

Loại Số

lượng(chiếc

)

Loại Số lượng

Phụ tùng xe

máy

219.705 Thép 306.500 kg

Hóa chât 46.820 kg

Dụng cụ cầm

tay

685.705 Than 36 tấn

Điện năng 1.596.060

kWh

Nước 87.600 m3

Công ty cơ khí

chính xác số 1

Quạt điện 44.000 Dây đồng 12.000 kg

Thép 90.000 kg

Bơm

thủy lực

1.800 Sơn 3.500 kg

Nước 7.200 m3

Phụ tùng

xe máy

166 Điện năng 150.000 kWh

Dầu FO 7.200 lít

Phụ tùng

xe đạp

1465 Than 12.000 kg

Dầu mỡ 150 kg

-Các cơ sở mạ điện công nghiệp thường tổ chức sản xuất ngay nơi ở mặt

bằng chật hẹp, công nghệ và thiết bị lạc hậu. ở các cơ sở có mặt bằng quá hẹp và

quá bất lợi việc khắc phục ô nhiễm đôi khi không thể thực hiện được với các cơ

sở có mặt bằng tương đối thuận lợi thì việc xử lý nhằm giảm thiêủ ô nhiễm với

chi phí thấp vận hành đơn giản và không chiếm nhiều diện tích vẫn là những đòi

hỏi có tính ưu tiên-Mạ điện là ngành thải ra môi trường rất nhiều chất thải

khí(CrO3 gấp 3 lần ,NiO gấp 3.5 lần,H2SO4 gấp 1.5 lần),lỏng và rắn.

Các nguồn gây ô nhiễm trong công nghệ mạ điện

Công đoạn Các chất thải chính Tác hại

Mài thô

Mài tinh

Bụi bột mài, bụi kim

loại, SiO2, Cr2O3, silic

Gây bệnh về mắt, phổi,

da


8


Quay bóng khô Bụi, mùn cưa, dầu hôi,

bột mài, oxit kim loại,

oxit sắt, oxit đồng và oxit

crom

Bụi rác ảnh hưởng đến

môi trường

Quay bóng ướt Bột kim loại, H2SO4, các

chất hoạt động bề mặt,

Nước thải axit, cặn thải

kim loại, gây ô nhiễm

nguồn nước. Hơi axit,

khí hidro dễ gây bệnh

đường hô hấp

Tẩy dầu mỡ bằng dung

môi hữu cơ

Các chất dầu mỡ và hơi

dung môi hữu cơ sử dụng

cặn kim loại

Là các chất dễ gây cháy

nổ, bay hơi tạo ra độc tố

cho công nhân

Tẩy dầu mỡ điện hoá Nước thải có độ axit cao,

kiềm cao

Nước thải gây độc tố ô

nhiễm

Tẩy rỉ hoá học Dung dịch axit cao hơn

10%, muối kim loại

nặng, hơi axit

Khí độc và hơi axit gây

cay mắt, có tác động lên

da, nước thải có pH thấp

axit ăn mòn hàm lượng

các muối sắt, đồng cao

Mạ kẽm Nước thải có độ pH cao,

có chứa nhiều kẽm, muối

xianua, muối amoni, và

các chất hoạt động bề

mặt, xút, sôđa, khí thoát

từ bể mạ, H2, HCN

Nước thải có chứa nhiều

kim loại độc, chủ yếu là

kẽm, xianua, amoni, gây

ô nhiễm môi trường tác

động lên người công

nhân viêm da

Mạ Niken Các muối Niken (1 dòng)

muối Florrua, axit Boric,

axit Sunphuric, khí độc

thoát ra từ bể mạ

Nước thải có chứa kim

loại nặng, florua, amoni,

gây ô nhiễm nguồn nước,

khí hidro, các loại khí

ảnh hưởng đến sức khoẻ

Mạ Crom Axit sunphuric, axit

cromic

Nước thải có chứa

cromat, rất độc cho

người và động vật. Gây ô


9


nhiễm cho nguồn nước,

cromat là chất gây ung

thư da, ung thư phổi

Mạ đồng Nước thải có chứa muối

vô cơ cao, muối đồng,

muối amoni, soda,

xianua

Nước thải có độc tố cao,

chứa xianua đồng. Gây ô

nhiễm nguồn nước. Muối

đồng, muối đồng, muối

xianua gây ngộ độc cấp

tính cho người công nhân

làm trực tiếp

-Mạ điện là một ngành có mức độ ô nhiễm môi trường cao bởi các tác nhân

chính: Hơi hoá chất độc hại, nước thải có pH thay đổi thấp và cao và có chứa

nhiều các ion kim loại nặng dễ gây cho con người những căn bệnh hiểm nghèo.

1.3.3 Bảng độc tính một số hoá chất sử dụng trong công nghệ mạ điện:

Hoá chất

H2SO4 Khi tiếp xúc gây bỏng nặng, phá huỷ tế bào tiếp xúc lâu ngày gây hại da viêm da, viêm đường hô hấp, gây viêm phế quản.

HCl Gây bỏng da, ngứa

HNO3 Kích thích niêm mạc, mắt, đường hô hấp

H2O2 Mắt rất nhạy cảm với hơi và dung dịch H2O2

NaOH Gây viêm da, hư da, không khôi phục được

KCN và NaCN Gây ngứa, nổi sần, chấm đỏ chân da, đau đầu, ói,

hoa mắt, chóng mặt

CuCl2 và CuSO4,

Cu(NO3)2, Cu(CO3)2

Ảnh hưởng tới gan, tuỵ và tổn thương tếbào phổi,

ảnh hưởng tới thần kinh, thậnvà gây gan to.

CrO3, Cr2 (SO4)3, K2CrO7 Ăn mòn da và các màng cơ, rất khó lành, gây ung

thư phổi, viêm màng phổi

ZnO, ZnSO4, ZnCl2 Gây bệnh “cảm đồng thau”, ói mửa, niêm mạc hô


10


hấp và hội chứng xanh tái.

NiO, NiSO4.7H2O,

Ni(NO3)2

gây rối loạn tiêu hoá, co giật, ngạt thở kích thích

phổi gây ngứa

NH4OH và các hợp chất

amoni

Gây nổ,kích thích cơ, da,và những nơi tiếp xúc,

gây ngứa

mắt và xưng mí mắt.Các hợp chất của Flo Gây xơ cứng mô, gân, nhuyễn, xương,hư răng.


11


2 PHẦN I : QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BỀ MẶT

Xử lý bề mặt là khâu đầu tiển là khâu đầu tiên trong quá trnh hoàn tất các trnh hoàn tât các sản phẩm kim loại. Mục đích làm cho bề mặt bằng phẳng, sắc nét, bóng và tuyệt đốí làm sạch dầu mỡ, các bavia, gỉ khỏi bề mặt chi tiết để đảm bảo độ bám dính bề mặt khi mạ tốt nhất, không xước, không sần sùi, bóng sáng đều và toàn bộ bề mặt lớp mạ đồng nhất. Có 2 phương pháp mạ :

Gia công bề mặt kim loai bằng phương pháp cơ học.Gia công bề mặt kim loại bằng phương pháp hóa học và điện hóa.

2.1 Chương 1: Gia công bề mặt kim loại bằng phương pháp cơ học

2.1.1 Các loại gia công cơ học.Mài và đánh bóng :

Loại bỏ hết gỉ ,oxit, chất bẩn , bavia, khuyết tật và đạt được độ nhẵn bóng theo yêu cầu bề mặt kim loại .Quay:

Làm sạch bề mặt cho các vật nhỏ, mảnh khỏi các vết bẩn, mùn tay trong axít, bavia, khuyết tật, quay c¤ n để mài và đánh bóng bề mặt.

Quay khô có hay không có vật liệu mài, dùng để hoàn thiện lần chót cho ốc vít cỡ nhỏ để loại bỏ bavia, góc cạnh sắc và bề mặt nhẵn bóng.

Chất lỏng dùng trong quay ướt là dung dịch Na2CO3 2-3%, dung dịch H2SO4 hay HCl loăng .Xóc, phun :

* Xóc : Dùng để mài, đánh bóng , loại bỏ bavia, vê trn cạnh, làm sạch cho vật đúc, làm sạch gỉ, dấu vết ăn mn, tăng độ nhẵn….

Vật gia công với hạt mài , chất độn chất hoạt động bề mặt đổ chung vào khoang chứa và được rung theo những tần số biên độ khác nhau.

Xóc ẩm: có 20% khoang chứa là chất lỏng.Xóc ướt: các cặn bẩn được loại bo bằng cach rửa khoang chứa ngay trong

khi xóc.

* phun : Dùng khí nén, chất lỏng…, phun vật liệu mài với tốc độ lớn đập lên bề mặt kim loại . có nhiều cách phun :

- Phun cát , phun bi, phun nướcvà hạt mài :Dùng để “cạo”gỉ, bóc lớp mạ cũ.

- Phun ướt: Dùng huyền phù nước và vật liệu mài.


12


+ Gia công cho thép :Dùng bùn gồm 30% cát +70% nước.+ Gia công cho kim loại màu: Dùng bùn gồm 20% + 80% nước. (thường

cho thêm Na2CO3, Na2 NO2, ,.dầu, … vào bùn ). Vật liệu mài phun là mạt cưa của kim loại , mạt gang , bi và hạt kim loại ….

2.1.2 Vật liệu mài và đánh bóng :Hạt mài :có nguồn gốc từ :

- Thiên nhiên như : corun (90-98% Al2O3), cacbordas lửa, thạch anh, cátundum ( hỗn hợp oxýt của Al, Fe, Si, Ti ,…), đá lửa, thạch anh, cát ,…để mài và sắt oxyt(có 75% Fe2O3), trepel, đôlômit (CaCO3.MgCO3), đá phấn, vôi, cao lanh,….

- Nhân tạo như: cacborun(SiC), cacbuabo, corun điện luyện,…dùng để mài, crom oxyt, nhôm oxyt,….Vật liệu đánh bóng :

- Crom oxyt.- Vôi tôi.- Marsalit.- Tripoli: thành phần chủ yếu là SiO2.- Nhôm oxyt : sản xuất bằng cách nung Al(OH)3.- Sắt oxyt: chứa 75% Fe2O3.

2.1.3 Thành phần thuốc đánh bóng cho kim loại và hợp kim :

Bảng 1.1 :Thành phần thuốc đánh bóng cho kim loại kim

Kim loại cần đánh bóng

Thành phần thuốc Tỷ lệ % trọng lượng

Thép , Kền , Crom

Cr2O3

StearinCaolanhAxít oleicMỡ kĩ thuậtPetrolatium

73-

1710--

373713--

13

40-

401010-

-

Thép ,Kền , Đồng, Hợp kim đồng

Cr2O3

Fe2O3

Cao lanhStearinParafinSerezinAxít oleicPetrolatium

-73-

19521-

--

6817---

15

-7214---

14

3637--

27---

Nhôm , Cr2O3 - 70 -


13


Kền ,Đồng , Hợp kim đồng

Fe2O3

VôiStearinParafinAxít oleicMỡ kĩ thuậtDầu thông

49-

1833---

--

1884--

-72232-21

-

Nhôm , đồng, kẽm, hợp kim kẽm

Fe2O3

SiO2

Al2O3

StearinParafinStearinAxít oleicMỡ kĩ thuậtDầu máy

245--

376--

10

36-

368-

1334-

- -

Kim loại đen , kim loại màu và hợp kim

Cr2O3

Bột mài mịnXà phng (60%)Glyxerin sạchDầu máyCarbamit (loại A)Nước

( 1 )3434165425

(2)69-

165415

(1) Thuốc dùng cho mài – đánh bóng

(2) Thuốc đánh bóng.Hai loại này tan được trong dung dịch rửa nóng là Na2CO3 50%

.

2.1.4 Chuẩn bị : Bánh mài :

Làm bằng da, dạ (nỉ ), vải bạt,…dạng bánh xe, hªnh côn, hªnh đĩa,….Bánh chải :

Đế bánh chải làm bằng gỗ hay kim loai có găm kẹp dây kim loại, dây cước … đường kính bánh chải 250-350 mm .

- Chải thô dùng dây có đường kính 0,30-0,60 mm.- Chải tinh nên dúng dây có đường kính 0,05-0,1 mm .để chọn bánh chải ( tham khảo bảng 1.2 )

Bảng 1.2 : chọn bánh chải


14


Vật cần chải Vật liệu dây chải Đường kính dây (mm)

Au Đồng thau 0,05-0,15Gang, thép, đồng thanh

Thép 0,05-0,30

Ag Đồng thau ,dây hợp kim đồng

0,10-0,15

Lớp mạ kẽm , thiếc ,Cu , Đồng thau

Đồng thau 0,15-0,20

Kền , lớp mạ kền Thép ,bạc mới (Cu – Ni 5-35% ,Zn 13-45%)

0,15-0,25

Gang ,thép ,đồng thau

Thép …

- Có thể chải khô để làm sạch mùn, bavia, gỉ, vảy xốp,…Muốn được bề mặt mươt đẹp hơn nên chải ướt nhờ dung dịch Na2CO3 , hay xà phòng.Phớt bóng :

Làm bằng vật liệu mềm hơn bánh mài như phớt (nỉ), dạ, vải mộc, vải phin vối nhữnh kiểu dạng, kích thước khác nhau.Thuốc đánh bóng:

-Có thể mua trên thị trường hay tự chế lấy.Bảng 1.3 : Các nguồn gây ô nhiễm

Công đoạn Các chất thải chính Tác động

Mài thô ,mài tinh Bụi bột mài , bụi kim loại SiO2 ,Cr2O3 , silic

Gây bệnh về mắt , phổi ,ngoài da

Quay bóng khô Bụi mùn cưa , dầu hôi , bột mài , oxít kim loại Fe ,Oxít Cu , Oxít Cr

Bụi rác công nghiệp ,ảnh hưởng tới môi trường

Quay bóng ướt Bột kim loại , axit H2SO4 , các chất hoạt động bề mặt

Nước thải axit ,cặn thải kim loại gây ô nhiểm nguồn nước,hơi axit , khí H2 dể gây các bệnh đường hô hấp

.2.2 Chương 2: Gia công bề mặt bằng phương pháp hóa học và

điện hóa.

2.2.1 Tẩy dầu mỡ hóa học và điện hóa.

2.2.1.1Tẩy dầu mỡ bằng dung môi hữu .- Làm sạch các loại dầu mỡ khoáng (không xà phng hóa được như dầu


15


mỡ, hắc ín, cao su, faraphin,…), thuốc đánh bóng dấu mỡ bảo quản.- Không nên dùng những dung môi dễ cháy như xăng, dầu hỏa, benzen,

xylen,….- Các dung môi thương hay dùng là các loai hydrocacbon đă clo hóa

không cháy như tricloetylen, tetracloetylen, pecloetylen, cacbon tetraclorua,….Trong đó, các dung môi tricloetylen và tetracloetylen được dùng phổ biến nhất.

- Tricloetylen có thể tẩy dấu mỡ cho: thép, đồng , kền và hợp kim của chúng. Nhưng nó phản ứng rất mạnh với nước, hơi nước và tạo ra HCl gây độc và ăn mn thiết bị và vật tẩy, vª vậy vật trước khi tẩy không được ẩm ướt.

- Nước triết cua tricloetylen phải có pH từ 6 trở lên. Tricloetylen thường cho thêm chất ổn định như trietylamin, mono butylamin, urotropin hoặc các thương phẩm đă mă hóa khác,… với lượng khoảng 0,01kg/m3

.

- Tetracloetylen(C2Cl4) có thể dùng để tẩy hầu hết cho các kim loại; kể cả nhôm và magiê. Nhược điểm lớn nhất của các hydrocacbon clo hóa là độc và đắt.

- Bằng cách thêm chất nhũ hóa vào dung môi sẽ được một hỗn hợp tẩy “dung môi – nhũ tương” có tác dụng tẩy rất mạnh các hạt bẩn rắn và bụi bám cùng với dầu mỡ trên bề mặt.

Bảng 2.1 :Khả năng ha tan một số dầu mỡ của 1 số dung môi.(kg/m2..s)

Dầu hỏa 0,65 Xăng 1,30 Tetracloetylen 1,70 Xylen 2,20 Tricloetylen 3,10

2.2.2 Tẩy dầu mỡ hóa học.Dầu mỡ hóa học bám trên bề mặt có 2 loại:- Loại có nguồn gốc động thực vật: những este phức tạp của glyxerin và những axít béo bậc cao như stearic, palmitic.Loại này tác dụng với xút (NaOH) thành xà phng tan trong nước.- Loại có nguồn gốc khoáng vật( từ dầu mỏ) :các hỗn hợp các hydrocacbon như: parafin, vazelin, dầu máy, mỡ kĩ thuật, ….Loại này không có khả năng xà phng hóa nên tẩy chúng bằng dung môi hay bằng chất tẩy rửa. Đặc biệt ( chất nhũ hóa – biến dấu mỡ bám trên bề mặt thành nhũ tương;chất huyền phù – bắt cặn bẩn bong khỏi bề mặt và đi vào dung dịch;…).- Trong công nghiệp, dung dịch tẩy thường có các thành phần: xút, phôtphat, thủy tinh lỏng, xà phng, chất tẩy rứa tổng hợp( chất hoạt động


16


bề mặt, chất nhũ hóa,…),natricacbonat,…trong đó xút là quan trọng nhất để làm sạch bề mặt.* Có 3 nhóm dung dịch tẩy dầu mỡ:- Dung dịch kiềm đặc, tối đa là 1000g/l, pH=12-14.- Dung dịch kiềm vừa, pH=11-12.- Dung dịch kiềm loăng, không quá 50g/l, pH= 10-11.- Ngoài ra, c¤ òn có dung dịch kiềm yếu (Na2CO3, K2CO3, Na3PO4,…) để tẩy cho các kim loại tan trong kiềm như Al, Zn , Sn.- Để bảo vệ môi trường gần đây người ta sản xuất các chất tẩy rửa chứa rất ít hoặc không chứa photphat và thay vào đó là các hợp chất vng như natri gluconat, natri heptagluconat, natri xitrat, NTA, EDTA.

Bảng 2.2 : Thành phần dung dịch tẩy dầu mỡ hóa học.

Thành phần (g/l) và chế độ tẩy

Dung dịch số1 2 3 4 5 6 7


17


“Labomind” hay Implulse”“Udyprep 110 EC”Chất tẩy rửa “OCA - 1”NaOHNa3PO4.12H2ONa2CO3

Chất hoạt động bề mặtNa2SiO3 (thủy tinh lỏng)Nhiệt độ oGThời gia tẩy ,PH

20-30-------

60-80

3-10

---

5-1515-3515-353-5-

60-80

3-20

---

20-40

5-15-

3-510-3050-702-5

---

8-1220-50--

25-3040-70

3-10

--

10-50-----

70-80

7-10

----

15-3515-353-5-

60-80

5-20

-40-80------

40-70

5-15

.

2.2.3 Tẩy dầu mỡ điện hóa.- Tẩy đi màng dầu mỡ c¤ n sót lại sau các khâu tẩy trước. Dung dịch tẩy điện hóa có thành phần giống như dung dịch tẩy dấu mỡ hóa học nhưng nồng độ loăng hơn.- Nhươc điểm: Khó tẩy sạch trong cac khe, khuất, lỗ….cho các vật có hªnh thức phức tạp.

2.2.4 Tẩy sạch trong siêu âm.- Dùng máy phát kiềm thª tẩy siêu âm truyền sóng dao động có tần số nhỏ

hơn 20KHz vào dung môi hay dung dich rửa sẽ nhanh và sạch hơn nhiều . Lúc đó cả dầu mỡ , gỉ , oxýt, cặn, bẩn,… đều được tẩy sạch, cả trong khe, rănh, lố, chân ren….

2.2.5 Tẩy gỉ hóa học và điện hóa .Tẩy gỉ hóa học:

- Bề măt kim loại đen thường phủ lớp gỉ gồm( từ trong ra ngoài) FeO, Fe3O4,Fe2O3, Fe(OH)2, Fe(OH)3. Dung dịch tẩy thường dung : các axit HCl, H2SO4 có nồng độ 10%.

- Tác dụng giữa dung dịch HCl với gỉ và nền sắt như sau:Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2OFe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2OFeO + 2 HCl = FeCl2 + H2O

Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2

2FeCl3 + Fe = 3FeCl2

-tác dụng giữa H2SO4 với nền gỉ sắt như sau : Fe2O3 + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2OFe3O4 + 4 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O


18


FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (ưu tiên)Fe2(SO4)3 + H2 = FeSO4 + H2SO4

Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4 - Nồng độ Axít tẩy nhanh nhất là 20% - 25% trọng lượng .Nhưng để nền

ít bị ăn mòn nhất chỉ dùng nồng độ dưới 20% trọng lượng.- Tốc độ tẩy gỉ của axít HCl phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ c¤ n của H2SO4

phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ.- Để tẩy từng phần hay tẩy cho vật to quá không cho vào bể được , dùng

kem tẩy có thành phần tương tự như dung dịch tẩy nhưng có thêm chất độn (đất trích trùng ,đất á sét nhẹ , amian … ) . Giới thiệu một loại kem tẩy có thành phần :

H2SO4 (d= 1,84) 29 cm3

H3PO4 ( d = 1,70) 46 cm3

HCl (d = 1,19) 356 cm3

Urotropin 6gKiềm xenlulosunfat (d = 1,22) 50 cm3

Amian nghiền mịn 400 (g)Nước 590 cm3

- Thành phần có cả axít lẫn chất nhũ hóa dùng để tẩy gỉ kết hợp đồng thời với tẩy dầu mỡ.

Tẩy gỉ điện hóa :Vật tẩy có thể mắc vào anốt hay katốt (như cầu dao đổi chiều dng điện). - Tẩy Anot : gỉ bị ha tan điện hóa ,đồng thời bị tơi ra do tác dụng cơ học của khí ơi sinh ra trên vật tẩy . 4OH- - 4e = 2H2O + O2

Dung dịch tẩy là axít H2SO4 hay HCl và luôn có mặt các muối sắt- Tẩy catot : H2 thoát ra nhiều , mạnh trên vật tẩy

H+ + e = HH + H = H2

- Nguyên tử H sẻ khử 1 thành phần oxít thành kim loại , bọt khí H 2 làm tơi lớp gỉ nên dể dàng bong ra . - Ngày nay , dùng muối khô để tẩy gỉ hổn hợp hay điện hóa cho thếp các bon , thép không gỉ và một số kim loại màu . đó là 1 hổn hợp dạng bột khô của H2SO4 với các muối (như NaHSO4 …) và các chất hoạt động bề mặt , chất nhũ hóa ….

Tẩy gỉ kim loại mầu :Tẩy gỉ Cu và hợp chất Cu :

- Dung dịch tẩy : H2SO4 , HCl hay HNO3 và H2SO4 .thường qua 2 bước : + bước 1 : tẩy sơ bộ cho hết gỉ bẩn .


19


+ Bước 2 : tẩy bóng , nhẳn .- Tẩy Cu và hợp chất Cu sinh ra khí NO hoặc NO2 rất độc do HNO3 đặc

hay loăng dều ha tan Cu sinh ra nên khi tẩy phải tẩy trong thiết bị kín có trang bị hút khí hơi mù axít đảm bảo an toàn lao động

Tẩy Al và hợp chất Al : - Được tiến hành trong dung dịch kiềm sau tẩy , dửa được trung ha và làm sạch trong dung dịch HNO3 15 – 20% ở nhiệt độ thường .

Tẩy hợp chất Mg :- Dùng dung dịch có thành phần (g/l) và chế độ tẩy sau :

HNO3 90 – 100K2Cr2O7 4 – 6HCl 3 – 5Nhiệt độ ( oC ) 18 – 25T/g ,ph 10 – 20

Bảng 2.3 : dung dịch tẩy hợp chất MgTẩy Zn và Cadimi

- Tiến hành trong dung dịch H2SO4 , và HCl (15 – 200 g/l hay lớn hơn ) ở trong nhiệt độ thường , thời gian không quá 1 phút .

- Hổn hợp H2SO4 (d = 1,84) một thành phần thể tích + HNO3 (d = 1,4) 3 phần thể tích ,rất tốt cho tẩy màu trên Zn và CdTẩy ch�ì :

- Tiến hành trong dung dịch HNO3 50 – 100 g/l cũng có thể tẩy nhẳn chª trong dung dịch gồm H2O2 (30%) 3,5 % thể tích + CH3COOH (1,05) 3,5 % thể tích .Tẩy thiếc Sn :

Dung dịch HCl 50 – 100 g/l .Tẩy Titan :

Bảng2.4 : dung dich tẩy màng oxyt của titan

Thành phần (g/l)

Dung dịch số1 2 3 4

HF (40%)H2SO4

HClNàNaClHNO3 (1,4)H2O

10ml15 ml

----

90ml

40-50 g/l----

160-180 g/l-

2% thể tích----

20% thể tích78% thể tích

--

60 g/l27 g/l21 g/l

--


20


Tẩy hợp chất Niken – crom , contantan , momel metal :- Sử dụng dung dịch H2SO4 20% có thêm phụ gia Cr2O3 hay Na2CrO4 (20

g/l) hoặc Fe2(SO4 )3 ở 60 – 80 oC .Tẩy kền và momel metal :

- Trong dung dịch gồm : 60 % thể tích H3PO4 (1,70) + 20 % thể tích H2SO4 (1,84) + 20 %thể tích HNO3 (1,42) tẩy ở 80 oC tong 3 phút .Tẩy Melkhor (hợp chất Ni – Cu ) :

- Dung dịch tẩy H2SO4 20 % ở 80OC , muốn có bề mặt nhẵn hơn thª tẩy tiếp trong trong dung dịch gồm : HNO3 (d = 1,42) 240ml/l + HCl (d = 1,4) 170 ml/l + NaCl (1 – 15 g) + ZnSO4 (1,42) (1 – 1,4 g).

Tẩy Ag :- Dung dịch gồm có NaCN 15 g/l + H2O2 30 % 85 ml/l ở nhiệt độ không quá 30oC

2.2.6 Hoạt hóa bề mặt :

Bảng 2.5 .dung dịch hoạt hóa hóa học và điện hóa.

Thành phần (g/l) và chế độ hoạt hóa

Thép kền

thép Đồng Thép ,đồng có vẩy hàn

Hoạt hóa hóa học

Hoạt hóa điện hóa

Hóa học

Điện hóa

Hóa học

1 2 3 4 5 6 7H2SO4

HClKCNK2CO3

K2Cr2O7

Nhiệt độ oCDa , A/dm2

V , vônThời gian , s

50-100

----

phng--

30-60

-50-100

---

phng--

30-60

700-800

---

20-30phng5-1010-123-5

750 50----

phng5-1010-1230-60

--

30-40--

phng--

5-10

--

30-4020-30

-phng3-5-

20-30

-đặc(1,19)

---

phng--

đến sạch

Thành phần (g/l) và chế độ hoạt hóa

Kẽm và hợp kim kẽm

Nhôm và hợp kim nhôm

Kền Thép không gỉ

Hoạt hóa hóa học1 2 3 4 5 6 7

H2SO4

HClKCNHNO3

CH3COOHUrotropin

30-50-----

-30-50

----

--

50-100

--

-30-50

----

-0,2-

28-3850-58

-

-300-350

---

-50-100

---

40-50


21


Nhiệt độ oCThời gian , s

phng3-10

phng3-10

-40-603-10

phng3-5

phng15-30

phng30-60

phng1-2 ph

2.2.7 Thụ động tạm thời : - Sau khi tẩy gỉ xong chưa kịp gia công tiếp vật rất mau bị gỉ trở lại trong không khí cần thụ động tạm thời trong dung dịch (g/l) :

+ NaNO2 (5 – 10 ) Na2CO3 (2 – 4 ) ở 65 – 75oC trong 0,5 – 1

PH ( vật bằng thép) .+ HNO3 (d = 1,4 ) 300 – 500 g/l (Vật bàng thếp hợp chất).+ HNO3 (d = 1,4 ) 270 – 280 g/l trong 15 - 20 phút ( Vạt bằng thép Crom).

* Rửa :- Phải cần khoảng 2m3 nước cho 1 m2 bề mặt gia công .Nên tổng lượng

nước cần dùng là rất lớn , đồng thời lượng nước thải mang nhiều hóa chất độc hai ( các chất sử dụng trong quá trình tẩy)

- Nước dùng trong xưởng mạ có 2 loại : nước rửa và nước pha chế .

2.2.8 Tẩy bóng hóa học hoặc điện hóa :- Được dùng rộng dăi để làm bóng , đẹp cho thép không gỉ , Al và hợp chất Al , Cu và hợp chất Cu ,kền , momel metal , các lớp mạ …- Tẩy bóng hổn hợp không đều tẩy được cho vật có hªnh dạng phức tạp với mọi kích thước .- Dung dịch tẩy bóng hổn hợp không dùng được lâu , khó điều chỉnh và tái sinh , cho độ bóng không cao , thường tiến hành ở nhiẹt độ cao và đôi khi thải nhiều khí độc hại ( NO , NO2 …)- Tẩy bóng điện hóa : cho độ bóng cao đồng thời cải thiện được tính chất cho kim loại Bảng2.6 : dung dịch tẩy bóng hóa học cho thép ,đồng và kền.

Thành phần (g/l)và chế tẩy

Thép , thép hợp kim Đồng ,hợp kim đồng Tẩy bóng kền1 2 3 4 5 6

H3PO4

H2SO4

HNO3

HClCH3COOHH3PO3

Chất màu 2JKNO3

KMnO4

CrO3

Na2SiO3

1----

0,2--2102

-350-43035-5020-40

--

20-25----

935-950-

280-290-

250-260------

1300-1400------

450-500---

170180420

-500

------

--

4206

735------


22


NaClNhiệt độ oCThời gian ,ph

4100-105

2-5

-65-752-10

-phng1-6

-90-1000,5-2

-80-901-2

-75-800,5-1

* Các nguồn gây ô nhiễm trong xử lý bề mặt:Bảng 2.7 : Nguồn gây chất ô nhiễm

Công đoạn Các chất thải chính Tác dụngtẩy dầu mỡ dung môi hữu cơ

các chất dầu mỡ , dung môi và hơi hữu cơ sử dụng cặn kim loại

Là các chất dễ gây cháy nổ ,bay hơi tạo ra độc tố cho công nhân

Tẩy dầu mỡ điện hóa

Nước thải có độ axít cao hay độ kiềm cao .

Nước thải độc tố gây ô nhiểm

Tẩy gỉ hóa học

Dung dịch cao hơn 10% muối kim loại nặng ( muối Fe , Cu cao ) , hơi axít như HCl , khí độc .

Khí độc và hơi axít gây cay mẳt , tác dụng lên da

Kết luận:quá trình xử lý bề mặt phải qua nhiều bước gia công khác nhau ,thường rất dài nên khá tốn kém và thải ra nguồn chất thải lớn.

3 PHẦN II: MẠ


23


3.1 MẠ KẼM THIẾC CHÌ CADIMI

THƯ TỰ

LOẠI MẠ

DUNG DỊCH MẠ

THÀNH PHẦN MẠ

Mạ kẽm

Dung dịch axit(H2SO4)

CH3COONa,K2SO4,NH4Cl,(NH4)2SO4,C6H12N4, ZnSO4.7H2,ZnO,AL2(SO4)3.18H2O,Na2SO4.10H2ODextrin vang, polyacrylamit, glucoza


24


1 Dung dich xyanua

ZnO,NaCN,NaOH,Na2S,C3H5(OH)3,

Dung dịch zincat

ZnO,NaOH,SnCl4(hay Na2SnO3),Polietilenimin

Dung dịch amoniacat

ZnO,ZnCl2,NH4Cl,H3BO3,CH3COONH4,NaCl, Urotropin,gelatin,licondaZnSR A,lincondaZnSR B

Dung dịch pyrophothành phầnhat

Na2HPO4,(NH4)2HPO4,dextrin,axit sunfanilic, ZnSO4.7H2O,K4P2O7.3H2O,Na4P2O7.10H2O,NH4Cl

2

Mạ cađimi

Dung dịch sunfat

CdSO4.8/3H2O,CdCl2,CdO,H2SO4,(NH4)2SO4,DSU,NaCl,NH4Cl,H3BO3,gelatin,DS-10,BK10,(NH2)2CS

Dung dịch floborat

Cd(BF4)2,NH4BF4,NH4F,H3BO3,Pb(OH)2.2PbCO3,Natri-b-naphtylamin-sunfonat,gelatin,DSU

Dung dịch xyanua

CdO,NaCN,NaOH,Na2SO4.10H2O,NiSO4.7H2O,Dextrin, dầu thầu dầu sunfo hoá,

Dung dịch amoniacat

CdO,CdSO4.8/3H2O,CdCl2.2H2O,(NH4)2SO4,NH4Cl,NaCl,H3BO3,dextrin,tioure,gelatin,urotropin

Dung dịch khác

Môt số dung dịch phức: urotropin,pyrophothành phầnhat,...

3Mạ chì


Pb(BF4)2,HBF4 tự do,keo dộng vật, H3BO3 tự do

Dung dịch flosikicat

PbSiF6,H2SiF6,keo dộng vật

Dung dịch phenolsunfonat

Pb(C6H4OHSO3)2,C6H4OHSO3H, keo dộng vật

Dung dịch kiềm

Pb(C2H3O2)2,Pb,NaOH,muối tatrat ,glixerin,Sn,nhưa Thông

4

Mạ thiếc

Dung dịch axit

SnSO4,H2SO4,Na2SO4,OS-20,crerol thô,keo da,Formalin,axetilaxeton,limedaSn-2,1,4-butindio(35%),rượu propagilic,fufurol(5%),sintanol DS-10


25


Dung dịch kiềm

Na2SnO4.3H-2O,Na2Sn(OH)6.3H2O,K2Sn(OH)6, NaOH,KOH,NaCH3COO,SnCl4

Mạ thiếc hoáhọc

SnCl2.2H2O,tioure,NaCl,HCl,NaOH,

3.2 MẠ ĐỒNG VÀ MẠ KỀN

THƯ TỰ

LOẠI MẠ

DUNG DỊCH MẠ

THÀNH PHẦN MẠ

1

Mạ đồng

Dung dịch axit (sunfat)

CuSO4.5H2O,H2SO4,dextrin sunfo hoá,sunfurol-8,ch ất b óng B-7211,chất bóng Ubác1A,chât bóng LTI Avangard

Dung dịch axit (floborat)

Cu(BF4)2,HBF4,H3BO4

Dung dịch xyanua CuCN,NaCN tổng, NaCN,tự do, NaOH,Na2CO3,Udylit#60

Dung dịch amoni CuSO4.5H2O,NH4NO3,(NH4)2SO4,NH4OH(25%),

Dung dịchpyrofotfat

CuSO4.5H2O,Na2P2O7.10H2O,K2P4O7, Na2HPO4.12H2O’ Natri sunfoxalisilat,axit xitricH3C6H5O7, Na2SeO3, NH4OH,axit trioxy glutaric

Dung dịch etylendiamin

CuSO4.5H2O,En(70%), Na2SO4.10H2O, (NH4)2SO4, H3BO3.

Dung dịch polietylenpolyamin

CuSO4.5H2O,(NH4)2SO4,polietilenpolyamin

2

Mạ kền

Dung dịch sunfat NiSO4.7H2O, NaCl, H3BO3,Na2SO4,KF hay, sunfonol,NaF,HCHO(40%), cloraminB,C4H4(OH)2,2,6-2,7 disunfonaphtalen


Ni(BF4)2,NiCl2.6H2O, H3BO3

Dung dịch sunfamat

kền sunfamat Ni(H2NSO3)2,H3BO3,rượu propagylic CHCCH2OH,benzosunfamid,sacarin C6H4SO2NHCO


26


GHI CHÚ: Ngoài mạ đồng bằng các dung dịch trên,người ta còn dùng môt số phương pháp khác đặc biệt như MẠ ĐÚC,MẠ ĐỒNG chống thấm cục bộ cho vât bằng thép,mạ đồng nôị điện phân,mạ chê tạo lưới đồng.....và còn mạ đồng cho kim loại màu, ơ đây chưa đề cập đếnJJ! 3.3 MẠ CROM, COBAN, SẮT

THỨ TỰ

LOẠI MẠ

DUNG DỊCH MẠ THÀNH PHẦN MẠ

1 Mạ crom

Sunfat,tự điềuchỉnh,Tetracromat,florua

Các dung dịch này đều có thành phần chất tham gia như nhau,tuy Nhiên khác nhau về nồng độ.thành phần:CrO3, H2SO4,nồng độ Cr3+,SrSO4,K2SiF6,NaOH,NH4F.

2 Mạ sắt Dung dịch dùng công nghệ in,mạ fục hồi kt..

Các dung dịch này đều có thành phần chất tham gia như nhau,tuy nhiên khác nhau về nồng độ.thành phần:FeSO4.7H2O,FeCl2.4H2O,NaCl,MnCl2.4H2O,HCl tự do,axit ascorbic

3 Mạ coban

thường hay dùng CoSO4.7H2O, NaCl,

GHI CHÚ: Trong quá trình mạ crom người ta còn cò thể mạ lót trươc một lớp kim loai khác nhằm đạt được yêu cầu sử dụng.

3.4 MẠ KIM LOẠI QUÝ

THỨ TỰ

LOẠI MẠ DUNG DỊCH MẠ THÀNH PHẦN MẠ

1 Mạ bạc Dung dịch xyanua AgCN,KCN,K2CO3,NaOH,KNO3,sunfus cacbon;

Dung dịch feroxyanua

AgCl,K4Fe(CN)6.3H2O,Na2CO3.10H2

O,K2CO3;Dung dịch iođua AgCl,Ag2SO4,KI,K4P2O7,NH4OH(25

%);Dung dịch nitrat AgNO3, NH4OH(25%),(NH4)2SO4,


27


Dung dịch mạ bạc hoá học

AgNO3, KCN,KOH, K2CO3;

2 Mạ vàng Dung dịch xyanua kiềm

KAu(CN)2,KCN tự do

Dung dịch xyanua trung tinh

KAu(CN)2, axit nitrix, kali xitrat, KH2PO4.3H2O, TL2SO4

Dung dịch xyanua axit

KAu(CN)2, axit nitrix, kali xitrat,CoSO4.7H2O;

Dung dịch feroxyanua

AuCl3.HCL.4H2O, K4Fe(CN)6.3H2O,K2CO3, KCNS;

Dung dịch vàng bạc hoá học

AuCl3 , KHCO3, NaCl, Na2SO4, K4Fe(CN)6.3H2O ,

3 Mạ rôđi Dung d ịch sunfat Axit sunfamic, H2SO4 ,

Rh(H2O)x2(SO4)3, Dung d ịch phothành phầnhat

K3RhCl6 , H3PO4,;

4 Mạ bạch kim

Dung d ịch phothành phầnhat

H2PtCl6 , (NH4)2HPO4 , Na2HPO4.12H2O ;

Dung d ịch nitrit Pt(NH3)2(NO2)2 , NH4NO3 , KNO2 , NH4OH

mạ tiêp xúc bạch kim

(NH4)2PtCl6 , NH4Cl ;

5 Mạ palađi Thường dùng 1 trong 3 dung dịch: amoni clorua,phothành phầnhat,sunfamat

Thành phần chất tham gia như nhau nhưng có tỉ lê khác nhau:PdCl2 ,NH4Cl , Na2HPO4.12H2O, ,(NH4)2HPO4, NH4OH(25%), NaNO2,HCl(NH4)2SO4 , axit benzoic, amon sunfamat , sacarin;

6 Mạ inđi Dung dịch clorua InCl3 , NaCl, gelatin , tioure Dung dịch sunfat In2(SO4)3.9H2O , Na2SO4.10H2O ;

7 Mạ ruteni Dung dịch 1 (NH4)3(RuNCl8.2H2O) , HCl , amon sunfamat

Dung dịch 2 K3(RuNCl8.2H2O) , HCl , amon fomiat

Ghi chu: Một số dung dịch ở trên thực chất co thể pha chế theo những nồng độ khác nhau m ục đích sử dụng trong công nghệ mạ


28


3.5 MẠ HỢP KIM

THỨ TỰ

LOẠI MẠ

DUNG DỊCH MẠ THÀNH PHẦN MẠ

1

Hợp kim Cu_Zn

Các dung dịch xyanua,pyrophothành phầnhat,etylendiamin,tatrat

CuCN, Zn(CN)2, KCN tỗng , KCO3(hoặc NaCO3),NH4OH25%,CuSO4.5H2O, ZnSO4.5H2O , Na4P2O7,axit oxalic, H3BO3,

(NH4)2SO4 ,

NH2CH2CH2CH2 ,NaOH,KNaC4H4O6, gelatin

Hợp kim Cu_Sn

{với thành fần 15-45% Sn}

Cu (từ CuCn) ,Sn (từ SnCl2) ,KCN , NaOH

{ với thành fần Sn 54%} CuCN, SnSO4 , KCN , K4P2O7 ,K3PO4,keo

{ với thành fần Sn 50% } CuF2 , SnCl2, K4P2O7.3H2O ,gelatin , ,

{hợp kim màu vàng } Tioure, CuSO4.5H2O , SnSO4 ,H2SO4,phenol ,

Hợp kim Cu_Pb

Nitrat Cu(NO3)2 ,Pb(NO3)2 , KNO3

,HNO3

Xyanua CuCN , Pb(CH3COO)2 ,NaCN ,NaOH ,KNaC4H4O6

Hợp kim Cu _Ni

Pyrophothành phầnhat 1 Cu , Ni , K4P2O7 ,KNaC4H4O6

Hợp kim Cu_Co

Pyrophothành phầnhat 2 Cu + Co , K4P2O7 ,amon xitrat ,(NH4)3C6H5O7

Hợp kim Cu_Cd

Dung d ịch xyanua{ dối với HK chứa5-15%Cd }

CuCN , Cd(CN)2 ,NaCN ,

{ dối với HK chứa5-10%Cd }

CuSO4.5H2O ,CdSO4.8/3H2

O , KNaC4H4O6 ,NaOH ,trilon B

Hợp kim Cu_Zn_Sn

thường dùng dung dịch có thành phần sau:

CuCN ,ZnO , Na2SnO3.3H2O , NaCN ,Na2CO3 ;


29


2 Hợp kim chì(Pb-Sn)

Dung dịch floborat Pb(BF4)2 , Sn(BF4)2 , HBF4 ,H3BO3 , pepton , Hydroqinon , formalin ,chất ức chế tổng hợp

Dung dịch phenolsunfonat Pb(C6H4OHSO3)2 , Sn(C6H4OHSO3)2 ,C6H4OHSO3H , pepton

Dung dich sunfamat Pb(SO3NH2)2 , Sn(SO3NH2)2 , HSO3NH2 ,

Xetiltrimetilamonibromit(chất bóng)

Pb-In Dunng dịch floborat(10-12% In)

Pb(BF4)2 , In(BF4)3 , HBF4

Pb-Sn-Zn Dunng dịch floborat(đối với hk : 91-93,5%)Pb;(6-8%)Sn;(0,5-5%)Zn

Pb(BF4)2 , Sn(BF4)2,

Zn(BF4)2, HBF4

Pb-Sn-Cu thường dùng dung dịch có thành phần sau:

Pb(BF4)2 , Sn(BF4)2, Cu(BF4)2, HBF4 ,gelatin

Pb-Sn-Sb (dung dịch có thành phần sau:

Pb(BF4)2 , Sn(BF4)2 , HBF4 , H3BO3, Sb(BF4)3, pepton , Hydroquinon

3

Hợp kim thiếc(Sn-Zn)

Dung dịch kiềm-xyanua Na2SnO3. 3H2O , (ZnCN)2 , NaOH , NaCN


SnCl2.2H2O ,ZnO , K4P2O7 ,NH4Cl , gelatin

Sn-Ni Dung dịch dùng cho HK có :65%Sn v à 35%Ni

NiCl2.6H2O , SnCl2.2H2O , NH4F , K4P2O7.3H2O , axit quinolinsunfomic , etylendiamin , hydrazin

Dung dịch pycrophothành phầnhat

Sn2P2O7 , NiCl2.6H2O , K4P2O7 , Amon xitrat ((NH4)3C6H5O7

Sn-Sb đối với dung dịch có 10%Sn;có thành phần như sau:

SnCl2.2H2O ,SbF3 , HCl , NH4F , gelatin , phenol

Sn-Bi Dung dịch kiềm-stanat Kali stanat K2SnO3 , kalibitmutat KbiO3 , KOH ,


30



SnCl2.2H2O ,BiCl3 , Na2B4O7.10H2O , Trilon B , Gelatin

4 Hợp kim kẽm va Hợp kim cadimi

(đối với hợp kim chứa 85-90%Cd-10-15%Zn)

Cd(CN)2 , Zn(CN)2 , KCN , KOH

(đối với hợp kim chứa 60-70%Cd-30-40%Sn) dung dịch floborat

Sn(BF4)2 , Cd(BF4)2 , NH4BF4 , NH4CNS , ,H3BO3

, keo da/gelatin(đối với hợp kim kẽm –2%Ni) dung dịch thường dùng

Zn , Ni, NaCN, NaOH,

(đối với hợp kim kẽm –15-25%Ni)

ZnO, NiCl2.6H2O, NH4Cl, H3BO3 ,

Dung d ịch sunfamat (đối với hợp kim Cd-8-23%Ni)

Cd(H2NSO3)2, Ni(H2NSO3)2, glycocol, gelatin, axit naphtadisunfonic

5 Hợp kim nhóm sắt (Fe,Ni,Co)

(đối với hợp kim Ni-20-25%Fe) thường dùng

NiSO4.7H2O ,FeSO4.7H2O, NH4Cl, NaCl,H3BO3 ,

Axit xitric, sacarin, 1,4-butindiol, natri laurinsunfatphụ gia LTI-2

(đối với hợp kim từ tính Ni-(60-85%)Co) thường dùng

NiSO4.7H2O ,CoSO4.7H2O, H3BO3 ,

KCl, (đối với hợp kim từ tính53%Ni-47%Co)dung dịch floborat

Ni(BF4)2, Co(BF4)2 , NiCl2.6H2O,

(đối với hợp kim từ tính 80%Co-20%Ni) dùng dung dịch sunfamat

Ni(NH2SO3)2, Co(NH2SO3)2,

H3BO3 ,

MgCl2,

(đối với hợp kim nhóm sắt với Mo, W) dùng dung dịch pyrophothành phầnhat

NaMoO4.nH2O, FeCl2.4H2O, Na2P2O7.10H2O, NaHCO3, CoCl2.NH2O, Hydrazin, Na2WO4, NiCl2.6H2O,(NH4)2HC6H5O7.H2ONH, NH4Cl, NiSO4.7H2O

Dung dịch Xyanua mạ Ag-Sb

Ag+,Sb3+, KCN, KNaC4H4O6, KOH


31


6

Hợp kim bạc

Dung dịch Xyanua mạ Ag-Cu

Ag+, Cu+, KCN, KOH, K2CO3, K4P2O7,

Dung dịch Xyanua mạ Ag-30%Cd(anôt)

Ag+,Cd2+, NaCN, gelatin

Dung dịch mạ hợp kim Ag v ới Pb,Sn, Bi,In

Ag+, Pb2+,Sn2+ ,Bi3+, In3+, KCN, KOH, KNaC4H4O6,K4P2O7.3H2O, K4[ Fe(CN)6] ,KCNS,dextrin, glucoza,

7

Hợp kim vàng

Dung dịch để mạ hợp kim Au-Cu

vàng, đồng, KCN t ự do,

Dung dịch để mạ hợp kim Au- Ag

vàng, bạc, KCN t ự do,

Dung dịch để mạ hợp kim Au-Ni và Au-Co

Au, Ni,Co, K4P2O7.3H2O, KNaC4H4O6.4H2O, KCN, K2CO3

Dung dịch để mạ hợp kim Au-Sb

Au, Sb ,KCN tự do, KNaC4H4O6.4H2O,

Dung dịch để mạ hợp kim Au-25%Pd

Vàng, palađi, KCN tự do, etylendiamin tự do,

8

Hợp kim platin

Dung dịch để mạ hợp kim Pd-Ni và Pd-Co

Pd, Ni, Co, NH4Cl, sacarin

Dung dịch để mạ hợp kim Pd-In

NH4Cl, Pd, trilon B, In, sacarin

Dung dịch để mạ hợp kim Rh-In và Rh-Ni,Rh- W

Rodi, indi, Na2WO4, Niken, H2SO4 , axit sunfamic,H3BO3 , HF,

Ghi chú: hợp kim Cu-Sn còn c ó thể được mạ bằng các dung dịch khác:peclorat, pyrophothành phầnhat,glyxerat,kiềm


32


4 PHẦN III:HOÀN THIỆN BỀ MẶT VÀ XỬ LÝ Ô NHIỄM,ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG

4.1 LỜI MỞ ĐẦU PHẦN III

HOÀN THIỆN BỀ MẶT VÀ XỬ LÝ Ô NHIỄM,ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG

-Tại việt nam vấn đề môi trường nhất là môi trường nước ngày càng được quan tâm. Việc phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường. tuỳ theo tính chất từng ngành công nghiệp mà nước thải có những đặc trưng khác nhau.

-Tuy nhiên có thể nói ngành công nghệ mạ điện là ngành gây ô nhiễm nguồn nước lớn nhất..Nước thải mạ chứa nhiều thành phần độc hại như xyanua, crom, niken, đồng, kẽm… nếu không có biện pháp xử lý nước thải thích hợp nó sẽ gây nên nhiều hậu quả xấu cho các hệ sinh thái nước, động thực vật và con người.

-Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý nước thải mạ điện như: phương pháp kết tủa hoá học, phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phương pháp sinh học…Tuy nhiên áp dụng các phương pháp này vao điều kiện việt nam cần tính đến các yếu tố kinh tế kỹ thuật để thoả mãn mục đích phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường.

-Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên phần hoàn thiện và xử lý ô nhiễm môi trường không tránh khỏi thiếu xót. Em mong nhận được sự đóng góp, bổ sung của thầy cô giáo.

Em xin cảm ơn!


33


4.2 Hoàn thiện lớp mạ kim loại:-Hoàn thiện lớp mạ sau khi mạ sản phẩm được hoàn thiện lần cuối để đạt được

tính thẩm mỹ như mong muốn. để hoàn thiện lớp mạ người ta có thể dùng

phương pháp thụ động hoá bề mặt sau khi mạ hoặc phương pháp gia công cơ khí

như mài bavia, đánh bóng bề mặt.

-Sau khi mạ,lớp mạ chưa hoàn toàn hoàn chỉnh,còn nhiều lỗ xốp,dễ bị oxy hoá, độ bền, độ cứng….chưa đạt yêu cầu,do đó cần có khâu hoàn thiện lớp mạ bằng nhiều phương pháp tuỳ theo muc đích cụ thể.Lớp mạ kim loại

Cách làm Mục đích

1.Mạ kẽm 1.1.Cromat hoá(tạo lớp màng thụ động)

Để khắc phục hiện tượng bị phủ lớp ZnCO3, Zn(OH)2, lốm đốm trắng làm xấu lớp mạ đồng thời nâng cao thêm khả năng bảo vệ hoặc khả năng trang sức, sau khi mạ phải hoàn thiện lớp mạ kẽm

1.2.sơn lên lớp mạ kẽm1.3.nhuộm màu lớp mạ kẽm1.4.oxy hóa lớp mạ kẽm1.5.photphat lớp mạ kẽm

2.mạ cađimi 2.1.cromat hoá nhằm nâng cao tính thẩm mỹ

cũng như khả năng bảo vệ

cho lớp mạ cadimi.

2.2. nhuộm màu lớp mạ cađimi2.3. oxy hóa lớp mạ cađimi2.4.khử giòn hydro.

3.mạ thiếc 3.1.thụ động lớp bề mặt bằng phương pháp hoá học hay điện hoá

Để tăng độ bền ăn mòn cho sắt tây làm vỏ đồ hộp,tăng tính thẩm mỹ.3.2.nung chảy lớp mạ thiếc

Thieecstaoj vân hoa thiếc3.4. nhuộm màu lớp mạ thiếc

4.mạ đồng 4.1. cromat hoá lớp mạ đồng Nhằm bảo vệ chống oxy hoá4.2. oxy hóa và nhuộm màu lớp mạ đồng

5.mạ kền 5.1. oxy hoá ở nhiệt độ cao Tránh hiện tượng lỗ xốp,tăng khả năng bảo vê.5.2.nhuộm màu cho kim kim loại

va hợp kim tư dung dich kiềm nóngthụ động lớp mạ kền

6.mạ bạc 6.1.chống mờ cho lớp mạ Tăng tính thẩm mỹ, chống mờ xỉn. giảm điện trở tiếp xúc bề mặt.

6.2.oxy hoá cho lớp mạ bạc6.3.nhuộm màu cho bạc


34


4.3 Kiểm tra chất lượng lớp mạ:Sau khi mạ và hoàn lớp mạ bằng phương pháp thich hợp thì tiến hành kiếm

tra lớp mạ để có biện pháp khăc phục cụ thể,hân loại sản phẩm.

4.3.1 Kiểm tra hình dáng bên ngoài:

Quan sát bằng mắt dưới ánh sáng ban ngày hay ánh sáng đèn huỳnh quang để

phát hiện các sai sót, nhược điểm của các sản phẩm mạ theo các tiêu chí: gai, rỗ,

nhám, vết xước, màu sắc, độ phủ kín, sần sùi…

4.3.2 Đo chiều dày lớp mạ:

4.3.2.1 Phương pháp tia dòng dung dịch:Hòa tan lớp mạ tại một điểm bằng dòng dung dịch đặc biệt, xoá liên tục cho

đến khi nền lộ ra. Quan sát độ dài để kiểm tra lớp mạ.

4.3.2.2 Phương pháp tia dòng thể tích-Dùng dung dịch ăn mòn để kiểm tra chiều dày. Quan sát chiều dày của lớp mạ.

-Phương pháp nhỏ giọt: nhỏ một giọt ăn mòn lên bề mặt mạ cần kiểm tra. cứ thế

lặp lại cho đến khi chỗ thử xuất hiện màu đặc trưng của lớp mạ lót hay của đồng

thoát ra do lớp tiếp xúc.

4.3.2.3 Phương pháp vật lý : phương pháp không phá huỷ mẫu như điện từ, phóng xạ, dòng điện xoáy, quang

học.

4.3.2.4 Phương pháp mẫu bị phá huỷ:

Như kim tương, trọng lượng….

→Chọn phương pháp nào là tuỳ thuộc vào vật liệu nền và vật liệu lớp mạ

4.3.3 Đo độ xốp lớp mạ:-Đo độ xốp phát hiện lỗ xốp, lỗ hở lớp mạ bằng cách cho thuốc thử cho chui qua

lỗ thủng và phản ứng với kim loại nền hay lớp mạ lót thành hợp chất có màu.

4.3.4 Đo độ kín lớp nhôm oxit:-Phát hiện các điểm, các vùng bề mặt nhôm chưa được phủ lớp oxit bằng cách

nhúng sản phẩm vào dung dịch thử có chứa ion đồng để chúng thoát tiếp xúc

thành nguyên tử đồng có màu đỏ hồng


35


4.3.5 Đo độ bền ăn mòn của mạ kim loại:-Sau khi oxi hoá, rửa nước lạnh, thấm khô mẫu bằng giấy lọc nhỏ một đến hai

giọt dung dịch thử lên vài ba điểm cách xa nhau. Khi chuyển sang màu xanh lục

là kết thúc thực nghiệm thời gian chưa bị biến màu càng lâu chứng tỏ chất lượng

bảo vệ chống ăn mòn của mạ càng tốt.

4.3.6 Đo độ gắn bám của lớp mạ:

-Có thể xác định độ gắn bám của lớp mạ với nền bằng các phương pháp đơn

giản cho kết quả gần đúng sau đây.

4.3.6.1 Phương pháp gạch khía:-Dùng mũi nhọn sắt cứng khía thủng lớp phủ thành những đường cắt thẳng góc

với nhau quan sát chỗ giao nhau nếu lớp mạ không bị bong vênh tại các đỉnh

góc vuông là đạt yêu cầu về độ gắn bám.

4.3.6.2 Phương pháp bẻ gập:-Với những tấm, lá mỏng có thể thử độ gắn bám bằng cách bẻ gập mẫu 90 độ.

Số lần bẻ đặc trưng cho độ gắn bám của lớp mạ với nền.

4.3.6.3 Phương pháp nung nóng:Nung nóng mẫu thử lên đên 200-250oC. do hệ số giãn nở của kim loại mạ và

kim loại nền khác nhau gây nên ứng suất lớn làm lớp mạ bong ra nếu độ gắn

bám không đủ tốt.

4.3.6.4 Đo độ cứng lớp mạ: Độ cứng tế vi lớp mạ thường đo bằng cách dùng một phụ tải P để kiểm tra độ

cứng H.

5 Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN:

5.1 Ô nhiễm nhiệt:Nhiệt độ công nghệ mạ điện không sử dụng nhiệt độ cao nên ô nhiễm nhiệt gần

như không có.


36


5.2 Ô nhiểm tiếng ồn: Nguồn gốc:chủ yếu là tại các xưởng gia công cơ khí như dập hàn, đánh bóng.

Giải pháp:khi làm việc công nhân cần được trang bị khẩu trang, găng tay, nút

bịt tại, nhằm giảm ảnh hưởng của khí thải và tiếng ồn.

5.3 Ô nhiễm khí thải:

5.3.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí:-bụi sinh ra trong quá trình đánh bóng:do bụi kim loại có tỷ trọng nặng nên

không phát tán đi xa được, ô nhiễm thấp và có thể dùng xiclon để xử lý.

-khí thải như hơi kiềm tư công đoan tẩy dầu mỡ,hơi axit tư công đoạn hoạt

hoá bề mặt,hơi H2CrO4 và H2SO4 từ khâu mạ crom.

-hơi dung môi hữu cơ từ khâu sấy.

-khí thải từ lò hơi,phương tiện giao thông nội bộ chứa SO2,Nox,CO2….

5.3.2 Phương pháp xử lý khí thải:

5.3.2.1 Thông gió cho xưởng mạ:để kiểm soát hơi axit cromit và hơi kiềm thoát ra trong quá trinh mạ.

-Quá trình chuẩn bị vật mạ và quá trình mạ thường phát sinh một lượng lớn hơi,

khí bụi… độc hại đối với con người và lam hư hại máy móc, vì thế xưởng mạ

nhất thiết phải được trang bị tốt thiết bị thông gió để đảm bảo vệ sinh công

nghiệp.

-Các bể mạ đều được lắp đặt hệ thống hút và xử lý hơi sinh ra trong quá trình

mạ, đảm bảo nồng độ hơi, khí thải sau xử lý đạt. TCVN – 5939- 5540-1995. hệ

thống gồm các miệng hút trên từng bể cần thiết.

-Hiện tại nhiều nhà máy có sử dụng hệ thống xử lý khí thải với phân xưởng mạ.

Khí thải bao gồm hơi kiềm, hơi axit, hơi kim loại được quạt hút trực tiếp từ các

bể đưa vào tháp rửa và được tẩy sạch qua nhiều công đoạn xử lý sau:

+ Làm ướt và hạ nhiệt độ khí thải bằng nước phun

+ Giảm tốc,hút dính

+ Phun nước tẩy rửa độc tố

+ Chặn khí ẩm và đưa khí sạch thoát ra không khí

+ Cho phép tuần hoàn sử dụng nước rửa sau đó thải vào bể nước thải để

xử lý chung.

Hệ thống xử lý có thể đạt 90% hiệu quả xử lý.


37


5.3.2.2 Thiết kế để thông gió cho xưởng mạ:Phòng mạ phải được thiết kế đúng quy định về khoảng cách giữa các thiết bị,

diện tích dành cho đường vận chuyển phải trang bị hệ thống hút khí, sưởi, hút

ẩm, sao cho phòng luôn thông thoáng, nhiệt độ không dưới 180C, độ ẩm không

quá 70-75%.Kho bảo quản hóa chất, nhất là muốn xyanua, phải có quạt hút khí

ra từ phía dưới.Các bể tỏa hơi, khí độc hại phải trang bị máng hút khí tại miệng

bể tỏa nhiều khí độc hại như bể tẩy đồng và hợp kim đồng… phải đặt trong tủ

hút kín.

→Đối với nhà xưởng sản xuất, khi thiết kế có chú ý đến sự thông gió tự nhiên

để giảm lượng khí độc hại nhất là phân xưởng mạ.

5.3.2.3 Thông gió cho phòng máy mài và đánh bóng:Phòng này phát sinh nhiều bụi kim loại, bụi bông vải, bụi hạt mài và hwoi

thuốc mài, đánh bóng… phải đặt phòng này cách xa phòng mạ, phòng thí

nghiệm, đồng thời phả hút bụi cục bộ tại bánh mài, bánh đánh bóng và phải thổi

gió tươi mát vào chỗ công nhân thao tác máy. Nên tận dụng thông gió và ánh

sáng tự nhiên tối đa cho phòng này.

Tốc độ không khí trong ống phải đạt 16÷20m/s để cho tốc độ không khí bị

hut tại miệng vỏ chụp không thấp hơn 3÷4m/s mới đủ sức hút được bụi kim loại

vào ống.

Không khí hút từ các máy mà – đánh bóng tước khi thải ra ngoài trời phải

được làm sạch hết bụi, bẩn. Thiết bị làm sạch có thể là xyclon, buồng lắng,

buồng rửa, lọc ướt…

5.3.2.4 Thông gió cho phòng phun cát và phun bi kim loạiPhun cát làm sạch bề mặt kim loại phải dùng tia cát có áp suất lớn 6kg/cm2,

hiện nay đang sử dụng phương pháp phun cát ướt hoặc phun bi hay cát kim loại.

phòng phun cát phải cách li khỏi phòng mạ, phòng cơ khí và các phòng kị bụi

khác.


38


5.3.2.5 Hệ thống ống thông gió:Thiết bị tách bụi trong khí thải, dựa trên nguyên tắc tác dụng của trọng lực,

lực quán tính và lực li tâm có thể tách khô hoặc ướt được chia làm ba nhóm thiết

bị: buồng lắng, buồng xoáy lốc, xyclon và buồng nón tách bụi,

Buồng lắng để lắng bụi hạt to có hàm lượng đến 200g/m3,

Buồng xoáy lốc lắng bằng lọc li tâm

Buồng nón và cyclon tách bụi, không khí vào nón lớn tách bụi và ra khỏi nón

bằng khe 60 độ, bụi trong nón nhỏ cùng với 5-7% không khí theo ống dẫn đến

xyclon rồi tách ra và rơi xuống buồng chứa còn không khí sạch được quạt phóng

không ra ngoài. Loại này thường dùng làm sạch bụi cho phòng phun cát. Nhờ có

bộ tách bụi hình nón mà xyclon có thể nhỏ đi từ 3-6 lần.

Lắp dặt hê thống cyclon dủ công sất hút thu gom bụi cho các khu vực sản

xuất:mài và đánh bóng vành, đánh bóng trong vành, đánh bóng cạnhvà đánh

bóng ống xả,

Các cyclon này là loại ướt bao gồm 2 phần:phần tách bụi và phần phun nước để

gom bụi nhẹ lơ lửng về bể lắng.

5.4 Ô nhiễm từ chất thải rắn:

5.4.1 Nguồn gốc chất thải rắn:

-Thép vụn từ quá trình sản xuất ở các công đoạn dập tạo hình… còn bao bì

hoá chất có thể các bao nilon , bao tải, bao giấy, để đựng hoá chất dạng khô,

các can đựng hoá chất dạng lỏng…

-Bùn lắng từ hệ thống xử lý chất thải có chứa kim loại nặng: với hệ thống xử

lý hiện đại lượng bùn sau khi nén ép chỉ còn gần 500 tấn/năm.

-Chất thải rắn trong sinh hoạt:chất thải nhà bếp, chất thải văn phòng

-Công đoạn làm sạch bề mặt ở đây sử dụng các loại máy mài, máy đánh

bóng,cát và máy phun cát.Do đó lượng cát tạo ra có thể coi là chất thải.

→Đối với một số cơ sở sản xuất loại vừa thì lượng chất thải rắn sinh hoạt thì

không quá 600m3 /năm.

Chất thải rắn từ quá trình sản xuất công nghệ mạ điện chứa nhiều kim loại

năng và cả các chất thải độc hại khác. Vì thế nó sẽ gây ô nhiễm đất và nguồn

nước nếu không được xử lý và chôn lấp cẩn thận. Các chất gây ô nhiễm này

có thể theo chuỗi dinh dưỡng đi vào cơ thể người gây ra những bệnh nguy

hiểm.


39


5.4.2 Phương pháp xử lý chất thải rắn:

Lượng chất thải rắn được tạo thành không đáng kể và được xử lý như sau:

-Chất thải rắn sinh hoạt được đưa đi xử lý cùng với rác thải của thành phố.

Công ty hợp đồng với công ty môi trường địa phương để vận chuyển tới bãi

chôn lấp theo quy định

-Phế thải kim loại, ở đây chủ yếu là thép vụn thì được tái sử dụng quay trở

lại nơi sản xuất thép để sản xuất thép thành phần.

-Riêng nguồn thải có chứa kim loại nặng được thu gom và xử lý tập trng

theo quy trình công nghệ cần thiết công ty ký hợp đồng với những đơn vị

chuyên về xử lý chất thải độc hại về nơi xử lý.

5.5 Ô nhiễm nước thải và nước rửa:

5.5.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm nước -Nguồn nước thải từ khâu xử lý bề mặt cho mạ, nước thải sau khi mạ. Lượng

nước chứa chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, hóa chất xử lý, và các hóa chất mạ. Gồm

có:

-Nước thải mang tính kiềm: Sinh ra khi tẩy dầu mỡ có chứa Na2SO3, Na3PO4,

Na2SiO2, nước thải mang tính axit: từ khâu hoạt hóa bề mặt H2SO4, H3PO4,

nước thải mạ có chứa các chất hóa học như H2CrO4, H2SO4

-Nước thải sinh hoạt nội bộ nhà máy chứa cặn bã chất rắn lơ lửng , chất hữu cơ,

chất dinh dưỡng (nitrogen, photpho) và vi sinh.

-Nước mưa chảy tràn

-Lượng nước thải sinh ra không ổn định mà luôn thay đổi theo quá trình sản

xuất. Nước thải có thành phần rất đa dạng, nồng độ lại thay đổi rất rộng, pH thay

đổi từ axit trung tinh, hoặc kiềm.

-Ta chỉ xét lượng nước thải ra do quá trình sản xuất chứ không tính ra riêng để

dễ dàng hơn cho quá trình xử lý.

5.5.2 Lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải ngành mạ điện:

-Trong công nghệ xi mạ, lượng nước thải phát sinh không nhiều, đối với các cơ sở nhỏ khoảng 5 - 10 m3/ngày và đối với cơ sở lớn khoảng 12 - 50 m3/ngày. Nước thải trong ngành xi mạ bao gồm nước rửa trước mạ và nước rửa sau mạ, trong đó các chất gây ô nhiễm trong nước rửa trước mạ chủ yếu là nước thải có


40


pH quá cao (pH > 9) hoặc quá thấp (pH < 4), sắt và dầu mỡ (sinh ra từ khâu tẩy dầu), SO42-,… Trong khi đó, các kim loại nặng phát sinh chủ yếu trong phần nước rửa sau mạ, và tùy thuộc vào loại hình mạ mà nước thải có thể chứa các kim loại nặng khác nhau như: crom, niken, kẽm, đồng,…- Đối tượng xử lý chính nước thải mạ là các ion vô cơ mà đặt biệt là các muối kim loại như crom, niken, đồng, kẽm, xyanua, cromat, sắt…

5.5.3 Công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam:

- Ở Việt Nam các công nghệ được áp dụng để xử lý nước thải chứa kim loại nặng chủ yếu là kết tủa và keo tụ. Các phương pháp xử lý nước thải khác như trao đổi ion, điện hóa,… chỉ được nghiên cứu mà chưa được áp dụng. Số liệu khảo sát thực tế cho thấy, nước thải sau xử lý của một số nhà máy xi mạ vẫn chưa đạt tiêu chuẩn xả thải, nguyên nhân là do thành phần nước thải rất phức tạp. Nước thải không chỉ chứa kim loại nặng mà chúng còn có pH dao động rất lớn từ nước rất kiềm (pH >9) đến nước rất axit (pH<3), và hàm lượng dầu khóang cao,… vì thế việc xử lý rất khó khăn và rất tốn kém. Giá thành xử lý nước thải dao động từ 10.000 - 20.000 đồng/m3 chưa tính đến chi phí xử lý bùn thải và đây cũng là một trong những lý do mà các nhà máy xây dựng trạm xử lý nước thải nhưng không vận hành thường xuyên, mục đích chỉ là đối phó các cơ quan quản lý.

5.5.4 Bảng các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nước thải mạ điện

Chỉ tiêu Đơn vị

Nước thải chưa

xử lý

Tiêu chuẩn kiểm soát

TCVN 5945 - 1995

Loại B Loại C

pH 3,11 5,5 – 9,0 5 – 9,0

Niken mg/l 5 – 85 1,0 2,0

Crom mg/l 1,0 – 100 0,1 0,5

Kẽm mg/l 2,0 – 150 1,0 5

Đồng mg/l 15 – 200 0,1 5

Sắt mg/l 1,0 – 5,0 5,0 10

Xyanua mg/l 1,0 – 50 6,1 0,2


41


Ghi chú:

+ Nước thải công nghiệp có thông số và nồng độ các chất thành phần bằng

hoặc nhỏ hơn giá trị quy định trong cột B được đổ vào vùng nước không dùng

làm nguồn nước cấp sinh hoạt.

+ Nước thải công nghiệp có thông số và nồng độ các chất thành phần lớn

hơn giá trị quy định trong cột B và nhỏ hơn giá trị trong cột C. Chỉ được đổ

vào đúng nơi quy định.

5.5.5 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải mạ điện:-Trong công nghệ mạ điện dung dịch mạ được lọc và giữ lại trong bể mạ, phần

hoá chất tiêu hao được bổ sung thêm để giữ nguyên thành phần dung dịch.

-Xong mạ điện là công nghiệp sử dụng nhiều hợp chất khác nhau trong các công

đoạn khác nhau từ khâu làm sạch phôi đến khâu mạ, sử dụng nước và các hoá

chất để tẩy rửa vật mạ trước khi cho vào mạ cũng như sau khi lấy ra để thực hiện

các công đoạn cho đến khi hoàn thành sản phẩm, sấy khô, đóng gói.

-Chất thải chính của quá trình mạ là nước thải xi mạ, nước rửa tuỳ các phương

pháp mạ khác nhau như mạ đồng, crom, niken, thiếc, kẽm… mà các chất có

chứa hàm lượng các muối kim loại vô cơ khác nhau. Điểm giống nhau của nước

thải công nghệ mạ là chứa nhiều muối kim loại hoà tan có độ pH thay đổi rộng

từ axit mạnh đến kiềm mạnh. Do đó công nghệ xử lý nước thải của công nghệ

mạ cũng có một số phương pháp chính dựa trên tính chất của các muối kim loại

có trong nước thải.

-Làm sạch nước thải của công nghệ xi mạ có nhiệm vụ chính là loại bỏ các ion

kim loại nặng có trong nước thải và gây độc cho con người như kẽm, cromat,

niken, sắt, đồng, chì, thuỷ ngân và các chất độc khác như xyanua, các chất hoạt

động bề mặt, các chất hữu cơ phụ gia.

Để giải quyết việc giảm thiểu các hoá chất độc trong nước ta phân loại như sau:

5.5.6 Phân loại các loại nước thải trong mạ điện:

5.5.6.1 Đặc điểm nước thải chứa xyanua:- Xyanua là chất có tính độc rất cao và sẽ gây tử vong nếu ăn vào, hít vào hoặc đểthấm vào da..


42


-Ngoài ion tự do CN- còn có phức xyanua, kẽm, cadimi, đồng,muối,mùm,chất

hữu cơ.Dao động từ 5-300mg/l,nồng độ tổng các kim loại 30-70 mg/l,pH>7 và

chứa một ít tạp chất cơ học.

-Công nghệ mạ đồng, kẽm, Cadmi, vàng… thường chứa hợp chất rất độc hại

như: Na(CN)2, KCN, CuCN2, Fe(CN)2 và các gốc xyanua phức tạp [ Cu(CN)2]1-,

[ Cu(CN)3]2- , [ Cu(CN)4]3- , [ Zn(CN)4]3- … . Lượng xyanua trong nước thải mạ

dao động rất lớn từ 10÷300mg/l.

-Cần xử lý để nồng độ xyanua (CN-) không quá 0,01mg/l. Có thể dùng sunphat

sắt FeSO4.7H2O để biến CN- thành một hợp chất xanh berlin hay xanh pruxơ

làm cho xyanua trở thành không độc.

- Quản lý chất thải có xyanide rất là tốn kém. Bằng cách không dùng hay giảm sử dụng xyanua bạn có thể giảm bớt được chi phí xử ly và trách nhiệm pháp lý có liên quan đến việc quản lý và hủy bỏ chất thải có xyanua.

5.5.6.2 Các phương pháp làm sạch xyanua trong chất thải:

5.5.6.2.1Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp hóa học:Nguyên tắc:oxi hóa xyanua tự do và phức của nó thành hợp chất ít độc hơn, xyanat hoặc khí nitơ và cacbonic.Chất để oxy hóa có thể là:nước Clo, H2O2

,NaOCl, CaOCl2, KMnO4…

-Điều kiện tiến hành :oxi hoá các xyanua phụ thuộc vào:

+Loại chất oxi hoá sử dụng, nồng độ xyanua tự do và phức chất, pH của

dung dịch.

+Liều lượng chất oxi hoá quyết định mức độ sạch của nước sau xử lý,

nhưng liều lượng này phụ thuộc vào nồng độ xyanua và dạng tồn tại của chúng

trong nước thải, vào pH và độ biến động pH trong quá trình xử lý. Nồng độ

xyanua càng loãng càng tốn nhiều chất oxi hoá. Như vậy mới oxi hoá triệt để

xyanua được

5.5.6.2.1.1 Oxy hoá xyanua dùng các hợp chất Clo-Dùng dung dịch NaOCl có thể tích lớn. Oxi hoá xyanua bằng clo và hợp chất

chứa clo phải tiến hành trong phạm vi pH=8,5-12 tuỳ loại chất oxi hoá, tuỳ pH

môi trường và chất oxi hoá mà xyanua có thể bị oxi hoá thành xyanat hoặc

cacbonic và nitơ.


43


-Để xử lý xyanua quy ra 1kg HCN cần dùng 3,9 kg lượng Clo. Để đảm bảo

thường phải dùng gấp đôi, khuấy trong bể lớn liên tục trong một giờ.

-Trong quá trình trung hoà xyanua có tạo ra hydroxit Ca(OH)2, Pb(OH)2 ,

Fe(OH)3 , giữ pH từ 7,5÷9 để kiểm tra.

5.5.6.2.1.2 Ôxy hoá xyanua bằng FeSO4

Trong điều kiện sản xuất nhỏ ở các xưởng mạ thủ công nghiệp việc trung hoà

CN- tiến hành thuận lợi bằng dung dịch sunphat sắt FeSO4.7H2O:

Fe2+ + 6CN- = Fe(CN)64-

Phản ứng tiếp theo tạo kết tủa không tan:

Fe(CN)64-+ Fe2+ = Fe2Fe(CN)6 (xanh berlin)

Hay 3Fe(CN)6 +4 Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6 ]3 (xanh pruxơ)

Oxi hoá nước thải xyanua bằng ozne , KMnO4, FeSO4, có nhiều ưu điểm về

mặt công nghệ hơn dùng clo vì chúng không sinh ra các hợp chất trung gian bay

hơi.

Oxi hoá nước thải xyanua bằng ozne thích hợp cho trường hợp cần xử lý

nước thải lớn mà trong đó có chứa các cation đồng, kền, nếu không được làm

sạch thêm có thể dùng lại nước sản xuất của xưởng.

Ưu điểm:-Giảm được tổng lượng nước trong nước xử lý do phân hủy được các xyanua và

đuổi được hết oxi , nitơ và một phần H2CO3.

-Sau khi tách các hydroxit kim loại nặng bằng cách lắng, gạn, có thể làm sạch

thêm nước xử lý để dùng lại bằng phương pháp trao đổi ion hay điện thẩm tích

5.5.6.2.1.3 Khử độc nước thải bằng KMnO4: thích hợp cho năng suất nhỏ vì trang thiết bị vận hành đơn giản nhưng đắt do KmnO4 cao.

5.5.6.2.2Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp điện hoá-Khi xử lý sẽ sinh NH4+, xyanat, Na3CO3, ure, trên catot thường có kim loại

thoát ra. Anot có thể là thép không gỉ.


44


-Nước thải chứa nhiều xyanua nên cho thêm NaCl hoặc NaOH rồi mới điện

phân vì khi đó tại anot ngoài oxi còn có ion ClO-, làm tăng thêm tác dụng oxi

hoá nâng cao hiệu quả làm sạch nước và tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

-Có thể điện phân, chế tạo NaClO từ muối rồi dùng như một hoá chất.

Ưu điểm:nó là xử lý được nước thải chứa nhiều hoặc ít xyanua hoặc thiết bị chế

tạo NaClO khá đơn giản rẻ,

-Sau khi oxi hoá xyanua cần tách kim loại nặng trong nước thải, khâu này được

tiến hành đồng thời với việc làm sạch nước thải kiềm- axit chung của xưởng.

5.5.6.3 Đối với nước thải chứa Cr6+ và Ni2+:

5.5.6.3.1Phương pháp khử - kết tủa hóa học:Nguyên tắc: Khử Cr6+ rất độc về Cr3+ là dạng ít độc hơn sau đó loại bỏ Cr3+và

Ni2+ bằng cách cho kết tủa với NaOH hoặc Ca(OH)2 ở giá trị pH tối ưu, các

hidroxit kim loại tạo thành kết tủa.

-Chất khử có thể dùng là natri sunffit, natri bisunfit, natri hydrosunfit và sắt (II)

sunfat, khí SO2, phoi thép… ví dụ:

Dùng FeSO4 trong môi trường axit:

H2Cr2O7 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 +7H2O

Dùng FeSO4 trong môi trường kiềm:

Na2CrO4 + 3FeSO4 + 4NaOH + 4H2O = Cr(OH)3 + 3Fe(OH)3 + 3

Na2SO4

Dùng chất khử có chứa ion SO32- :phải tiến hành trong môi trường pH=2,5-3,5.

nếu để pH lớn hơn 3,5-4 phản ứng khử Cr6+ sẽ bị ngừng lại cho dù chất khử có

dùng dư đi nữa.

-Nồng độ Cr6+ trong nước thải có ý nghĩa rất quan trọng. khi nồng độ Cr6+ thấp

quá thì sẽ tốn nhiều chất khử, pH càng cao càng tiêu tốn chất khử

-Nên khử bằng FeSO4 trong môi trường kiềm vì sẽ tận dụng dung dịch kiềm

hỏng , dung dịch kiềm tẩy mỡ, nước thải kiềm tính để kiềm hoá nước thải cần

xử lý.

-Làm sạch Cr6+ có thể làm sạch bằng phương pháp điện keo tụ với anot thép hoà

tan, phải thêm ion Cl- để khắc phục hiện tượng thụ động anot và catot.

Cách khử Cr6+ về Cr3+ trong công nghiệp:


45


-Dung dịch phản ứng được bơm vào bể lắng đứng, bể lọc bùn – nước sau lọc

đưa vào bể điều hòa, tại đây sử dụng dung dịch axit sunphuric hoặc tận dụng

axit tẩy rỉ để điều hòa pH về giá trị từ 6÷9 cho phù hợp với tiêu chuẩn dòng thải,

bùn thải được làm khô và đem đi chôn cất.

5.5.6.3.1.1 Sơ đồ xử lý nước thải kim loại nặng bằng phương pháp kết tủa:

-Để kết tủa 1kg Ni2+ lượng Ca(OH)2 cần dùng là 1,52kg.

5.5.6.3.1.2 Loại bỏ Cr3+ và Ni2+ ở dạng kết tủa:


46


-Nước thải sau khi loại bỏ hết Cr6+ được hoà chung với nước thải kiềm-axit để

làm sạch tiếp .Cuối cùng được tách khỏi nước thải dưới dạng kết tủa hydroxyt

bằng cách kiềm hoá nước thải đến pH=8,5-8,8.

-Thông thường ở pH >7 các ion kim loại kẽm, chì, đồng, crom, niken, sắt tạo ra

hydroxyt không tan : Zn(OH)2, Ni(OH), Cu(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)3,

Cr(OH)3 …..tạo bông lắng và dễ dàng hút ra khỏi chất thải.

-Nếu thể tích nước thải xử lý nhỏ nên dùng phoi kim loại để khử : thiết bị đơn

giản, kim loại tốn ít.Làm sạch nước thải Cr có thể dùng thiết bị làm việc gián

đoạn theo chu kỳ.

5.5.6.4 Xử lý các cation kim loại nặng trong nước thải: Công nghệ mạ điện sinh ra nhiều chất thải độc hại, đặc biệt là kim loại nặng gây

ô nhiêm môi trường xung quanh.

5.5.6.4.1Phương pháp trao đổi ion:Nguyên tắc:-Cho nước thải lọc lần lượt qua hai cột cationit và anionit, các cation tạp chất sẽ

được giữ lại ở cột đầu, các anion tạp chất sẽ được giữ lại trong cột cuối, nước trở

nên rất sạch hoàn toàn có thể dùng lại

5.5.6.4.1.1 Cách tiến hành phương pháp trao đổi ion:


47


-Cho nước thải lần lượt lọc qua cột cationit và anionit. Nước thải khi tiếp xúc

với nhựa cationit các kim loại nặng sẽ được giữ lại ở cột đầu do trao đổi với H+

nhựa:

R-H + Me-X = Rme + H+ + X-

-R-H là nhựa trao đổi cation Me là kim loại nặng

-Tiếp theo nước thải lọc qua cột trao đổi anion, các anion trong nước thải sẽ

được giữ lại ở cột cuối do trao đổi với OH- của nhựa. Ion OH- chuyển vào nước

kết hợp với các ion H+ tạo thành nước khi đó nước trở nên rất sạch và có thể

dùng lại:

R-OH + X- = R-X + OH-

H+ + OH-= H2O

-R-OH là nhựa trao đổi anion

-X- là anion

-Sau thời gian các cột ionit có thể tái sinh:

+nước rửa cationit chứa các ion và axit dư được đưa đi thu hồi và dùng

vào việc khác, cation nước rửa cationit được tái sinh và bắt đầu chu kỳ mới.


48


+nước rửa anionit chứa các ion và axit dư được đưa đi thu hồi và dùng

vào việc khác, anion nước rửa anionit được tái sinh và cũng bắt đầu chu kỳ mới ,

-Nếu nước thải chỉ có một loại cation tạp chất thì qua trao đổi ion sẽ tách được

riêng anion đó nên có thể dùng lại ngay cho bể tương ứng của xưởng ấy.Nếu

nước thải hỗn hợp thì dung dịch tái sinh sẽ chứa nhiều loại cation. muốn sử dụng

và tách riêng ra.

Thiết bị trao đổi ion:-Thiết bị để đun chính gồm một cột chứa nhựa trao đổi ion như hình vẽ, cột trao

đổi ion có thể tự chế bằng nhưa PVC sử dụng ống nhựa PVC loại đường kính Ø

= 220mm và các chi tiết có sẵn.

-Nước rửa của cơ sở xi mạ gom về hố gom, qua bước tách rác

-Có thể đặt hàng và mua các thiết bị trao đổi ion tại các cửa hàng chuyên doanh

xử lý nước theo yêu cầu.

Các điều kiện kỹ thuật cần tuân thủ:- Phải lọc sạch tạp chất cơ học hấp phụ hết dầu mỡ, chất hữu cơ và chất làm

độc nhựa ionit rồi mới thải và lọc.

- Mỗi lượng muối tạp chất trong nước thải không quá 1÷2mg/l vì vậy cần

giai đoạn rửa thu hồi trước để giảm bớt nồng độ hóa chất trong chất thải.

5.5.6.4.1.2 Ưu điểm:- Diện tích sử dụng thấp.

- Tốc độ xử lý nhanh.

- Thao tác vận hành đơn giản.

- Nước thải sau xử lý có thể sử dụng lại.

-Phương pháp trao đổi ion cũng thích hợp với việc làm sạch nước thải crom

và nước thải kiềm-axit nhưng phải tách riêng chúng ra.

-Trong nhiều trường hợp phương pháp trao đổi ion được dùng để làm sạch

thêm cho nước đã qua xử lý bằng hoá chất

5.5.6.4.1.3 Nhược điểm: - Chi phí đầu tư và vận hành cao.

- Chỉ thích hợp với qui mô năng suất nhỏ.

5.5.6.5 Làm sạch nước thải kiềm-axit:Nguyên tắc:trung hoà pH=8,5-9 để kết tủa các kim loại trong nước thải.


49


-Việc trung hoà nước thải kiềm-axit có thể tiến hành tự động bằng cách hoà trộn

các dòng nước thải của xưởng và bổ sung thêm nước thải xyanua, nước thải

crom đã qua xử lý.

-Sau đó lắng gạn để tách các kim loại,muốn loại bỏ triệt để kim loại sau khi lắng

gạn cần gia công nước thêm bằng hoá chất rồi lọc trên máy lọc cơ.

-Nước từ máy lọc ,đặc biệt là lọc có thêm sunfocacbon có thể đưa phần lớn

chúng và hệ thống cấp dẫn nước để dùng lại, hay dẫn toàn bộ đến nơi nào cần

dùng nước có chất lượng không cao lắm.

Ưu điểm:khử được độc hại cho nước thải

Nhược điểm:tuy nhiên không thu hồi được các chất có ích như các kim loại, các

axit, kiềm, hoá chất xử lý

5.5.6.6 Phương pháp điện hóa:Nguyên lý: Chuyển hóa các chất bẩn có hại trực tiếp bằng phản ứng điện cực

trên anot và catot. Cần bổ sung ion Cl- và nước thải để khắc phục hiện tượng thụ

động anot và catot.

5.5.6.6.1Ưu điểm:-Thu hồi kim loại sạch và kim loại quí

-Công nghệ đơn giản dễ tự động hóa.

-Không tiêu tốn chất xử lý

5.5.6.6.2Nhược điểm:- Tiêu tốn nhiều điện năng nên chi phí xử lý lớn (0,22kwh/m3)

- Thích hợp với nước thải có hàm lượng ion kim loại nhỏ

- Khi có nhiều ion khác nhau thì khó điều khiển quá trình xư lý do có nhiều

yếu tố ảnh hưởng

5.5.6.7 Phương pháp sinh học:-Phương pháp sinh học dể xử lý nước thải chứa kim loại nặng hiện nay đang

được chú ý nghiên cứu và ứng dụng do có nhiều ưu điểm lớn về hiệu quả kinh tế

Nguyên tắc: Sử dụng các loại thực vật, các thủy vi sinh vật hiếm khí và yếm

khí, bèo tổ ong, tảo… để tiêu thụ kim loại nặng trong nước thải .Các vi sinh vật

này sử dụng kim loại nặng như nguồn dinh dưỡng để phát triển


50


-Hiện nay đã có một số nghiên cứu áp dụng tảo để xử lý crom, niken với hiệu

suất khoảng 80%.

-Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp sinh học còn nhiều hạn chế do phải đảm

bảo các điều kiện về dinh dưỡng, nhiệt độ và hàm lượng kim loại nặng không

quá cao khi đó vi sinh vật mới tồn tại được.

Ưu điểm của phương pháp sinh học:

- chi phí xử lý thấp

- không tốn hóa chất và năng lượng vận hành

- thân thiện với môi trường

5.5.6.7.1.1 Nhược điểm:- mặt bằng lớn

- thời gian xử lý dài khi có nhiều kim loại thì hiệu quả thấp

- cần đảm bảo điều kiện môi trường cho vi sinh vật phát triển.

→do vậy không thích hợp với cơ sở nằm trong thành phố hoặc dân cư.

5.5.6.8 Phương pháp hấp phụ

5.5.6.8.1.1 Nguyên tắc:Tách các cấu tử độc hại như Ni2+, Cr6+ ra khỏi pha lỏng và chuyển vào bề mặt hoặc trong mao quản của các chất hấp phụ. Đây là phương pháp có nhiều triển vọng trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng. một số nghiên cứu cho thấy hiệ suất xử lý Cr6+ tới 97% với các chất hấp phụ là than hoạt tính, các vật liệu để hấp phụ là oxit nhôm, mạt cưa, than hoạt tính, zolit…

5.5.6.8.1.2 Nhược điểm:- chỉ thích hợp với nồng độ kim loại thấp do đó cần có các biện pháp xử lý

sơ bộ như pha loảng hoặc hoặc keo tụ

- chi phí lớn

Kết luận : mỗi phương pháp có một ưu nhược điểm nhất định. Phương pháp khử-kết tủa có nhiều ưu thế và thích hợp cho phân xưởng mạ lớn ,đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật cũng như kinh tế. phương pháp này thường sử dụng chất khử là FeSO4, chất khử này chế tạo dễ dàng từ quá trình sản xuất (tận dụng axit thải và phoi thép) nên có thể giảm đáng kể chi phí xử lý sau đó kết tủa Ni2+ và Cr3+ bằng Ca(OH)2.Do đó quyết định tới giá thành sản phẩm sau đó kết tủa Ni2+ và Cr3+bằng Ca(OH)2.


51


5.5.7 Đối với nước rửa thu hồi: nước rửa thu hồi được dùng để bổ xung vào bể mạ mỗi khi cạn ( nhất là các bể có đun nóng), trường hợp không cần hết cần tổ chức tách triết các kim loại khỏi nước rửa thu hồi bằng các phương pháp: nội điện phân, điện phân dòng ngoài, chưng cất…

Mối quan hệ giữa nước rửa,công nghệ rửa và nước thải trong công nghê mạ

điện.

5.5.7.1 Xử lý nước rửa thu hồi:

5.5.7.1.1Phương pháp nội điện phân: đặt các điện cực bằng kim loại có điện thế khá âm (Mg và Al) vào bể chứa dung

dịch thu hồi rồi nối ngắn mạch với các tấm thép bền ăn mòn. giửa chúng sẽ xuất

hiện một hiệu số điện thế. Mg và Al trở thành anot hòa tan ra, còn thép trở thành

catot và kim loại từ dung dịch sẽ thoát ra ở đó dưới dạng bột hoặc màng xốp.

phương pháp cho phép thu lại hầu như hoàn toàn các kim loại đồng, thiếc, và

hợp kim chì, cadimi và các kim loại quí.

5.5.7.1.2Phương pháp điện phân bằng dòng ngoài:


Công nghệ mạSơ đồ rửa

Nước tiêu thụ

Chất lượng rửa

Chất lượng mạ

Chất lượng nước

Đặc tính nước thải

phương pháp xử lý nước thải

52


-Vỏ bể được dùng làm một trong hai điện cực. catot bằng thép không rỉ. anot

bằng thép không rỉ, grapit, chì,… khoảng cách giữa các điện cực từ 50÷100mm.

Cần khuấy đảo mạnh dung dịch trong khi điện phân.

5.5.7.1.3Phương pháp chưng cất:-Phương pháp chưng cất để cô đặc hóa chất trong nước rửa đến nồng độ thích

hợp rồi dùng lại bể.

5.5.8 SO SÁNH VỀ HIỆU QUẢ VÀ GIÁ THÀNH CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI.

Phương pháp làm sạch hiệu quả làm

sạch, %

Giá thành,

đơn vị tiền/m3

Giá thành,

đơn vị

tiền/kg

Làm sạch bằng hoá chất (trung

hoà, khử, oxy hoá các chất vô cơ)

và làm một phần chất hữu cơ

Lọc (tạp chất keo, hydroxyt,

huyền phù)

Hấp phụ bằng than hoạt tính (các

chất vô cơ và hữu cơ)

Trao đổi ion (các chất vô cơ, n,

hợp chất chứa P)

Thẩm thấu ngược (siêu lọc) dùng

cho chất vô cơ hoà tan.

Điện thẩm tích dùng cho các chất

vô cơ và một phần các chất hữu

cơ hoà tan

80-95

50-90

90-98

80-92

65-95

60-80

50-80

30-80

100-200

60-200

50-300

65-100

340-380

20-50

400-500

360-500

10-20

2-5


53


Chưng cất 90-98 200-500 100-200

6 CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI GIÚP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHÊ MẠ ĐIÊN TỐT HƠN.

Hiện nay có khá nhiều phương pháp mới nhằm làm sạch nước thải đồng thời thu

hồi lại các kim loại. các phương pháp triển vọng nhất là vừa làm sạch nước thải

vừa thu hồi lại các chất có giá trị riêng từng bước của quá trình công nghệ. Ưu

điểm của chúng là tách riêng ra từng cấu tử chứ không chỉ là thu hồi ở dạng hỗn

hợp các cấu tử.

6.1 SẢN XUẤT SẠCH HƠN :UNEP dịnh nghĩa sản xuất sạch hơn là: ….“việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất sinh thái và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường”.

Mục tiêu của sản xuất sạch hơn là tránh ô nhiễm bằng cách sử dụng tài nguyên, nguyên vật liệu và năng lượng một cách có hiệu quả nhất. Ðiều này có nghĩa là thay vì bị thải bỏ sẽ có thêm một tỷ lệ nguyên vật liệu nữa được chuyển vào thành phẩm. Ðể đạt được điều này cần phải phân tích một cách chi tiết và hệ thống trình tự vận hành cũng như thiết bị sản xuất hay yêu cầu một đánh giá về sản xuất sạch hơn.

Các giải pháp về sản xuất sạch hơn có thể là: -Tránh các rò rỉ, rơi vãi trong quá trình vận chuyển và sản xuất, hay còn gọi là kiểm soát nội vi; -Ðảm bảo các điều kiện sản xuất tối ưu từ quan điểm chất lượng sản phẩm, sản lượng, tiêu thụ tài nguyên và lượng chất thải tạo ra; -Tránh sử dụng các nguyên vật liệu độc hại bằng cách dùng các nguyên liệu thay thế khác; -Cải tiến thiết bị để cải thiện quá trình sản xuất; -Lắp đặt thiết bị sản xuất có hiệu quả, và -Thiết kế lại sản phẩm để có thể giảm thiểu lượng tài nguyên tiêu thụ.

6.1.1.1.1Sản xuất sạch hơn và kiểm soát ô nhiễm:-Sản xuất sạch hơn không giống như xử lý cuối đường ống, ví dụ như xử lý khí thải, nước thải hay bã thải rắn. Các hệ thống xử lý cuối đường ống làm giảm tải lượng ô nhiễm nhưng không tái sử dụng được phần nguyên vật liệu đã mất đi.


54


-Do đó, xử lý cuối đường ống luôn luôn làm tăng chi phí sản xuất. Trong khi đó, sản xuất sạch hơn mang lại các lợi ích kinh tế song song với giảm tải lượng ô nhiễm. -Sản xuất sạch hơn đồng nghĩa với giảm thiểu chất thải và phòng ngừa ô nhiễm.-Sản xuất sạch hơn cũng là một bước hữu ích cho hệ thống quản lý môi trường như ISO14000.

6.1.2 Lợi ích của SXSH(sản xuất sạch hơn):

-Sạch hơn tốt hơn cho các doanh nghiệp-Lợi ích về mặt môi trường: -Cải thiện hiệu suất sản xuất,sử dụng nguyên liệu, nước, năng lợng có hiệu quả

hơn; -Tái sử dụng phần bán thành phẩm có giá trị; -Giảm ô nhiễm:giảm chi phí xử lý và thải bỏ các chất thải rắn, nước thải, khí thải; tạo nên hình ảnh về mình tốt hơn; và cải thiện sức khoẻ nghề nghiệp và và an toàn. -Giảm nguyên liệu và năng lượng sử dụng-Tiếp cận tài chính dễ dàng hơn.-Các cơ hội thị trường mới và đợc cải thiện: thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn sẽ giúp cho việc thực hiện hệ thống quản lý môi trờng nh ISO 14001 dễ dàng hơn.-Tạo nên hình ảnh công ty tốt hơn.-Môi trờng làm việc tốt hơn.-Tuân thủ luật môi trờng tốt hơn.

6.1.3 33 giải pháp sản xuất sạch hơn với công nghệ mạ điện:

Dòng thải Nguyên

nhân

Giải pháp sản xuất sạch hơn

1.Tiêu hao

nhiều hóa chất

1.1. Do lượng

tạp chất dầu

mỡ, gỉ nên thời

gian sử dụng

của bể dung

dịch nhỏ

1.1.1. Giám sát chặt chẽ quá trình sản

xuất bao gồm kiểm soát, hiệu chỉnh, và làm

sạch các bể

1.1.2. Khử dầu mỡ liên tục bằng cách

vớt váng bọt li tâm hoặc làm bay hơi trong

bể tẩy dầu mỡ

1.2.Do chất

đóng cặn

Vệ sinh bể xử lý thường xuyên


55


1.3. Hóa chất

bay hơi thành

mù khí

1.3.1. Sử dụng chất tạo bọt ở bể điện

phân, axit nhằm làm giảm diện tích bề mặt

dung dịch tiếp xúc với không khí làm giảm

sự bốc hơi của hóa chất

1.3.2. Thả các quả bóng nhựa trên bề

mặt làm giảm diện tích bề mặt dung dịch

tiếp xúc

1.3.3. Thu hồi mù khí trong một màng

lọc đặc biệt nhằm thu hồi lại chất lỏng đưa

về bể xử lý

1.4. Hóa chất

rơi vãi khi trộn

Vệ sinh và thu hồi ngay

1.5. Hóa chất

rơi vãi từ bể này

sang bể khác

Lắp đặt các khay hướng dẫn ở khoảng

giữa các bể đặt nghiêng về bể nước

1.6.Hóa chất

bám dính

Kiểm soát nồng độ dung dịch ở mức

thấp nhất mà không ảnh hưởng đến chất

lượng.

1.7. kiểm soát

vật tư hóa chất

1.7.1. Kiểm kho tàng cơ sở có sổ ghi

chép thời hạn các vật tư hóa chất

1.7.2. Xử lý và lưu kho nguyên vật liệu:

chuẩn bị đầy đủ dụng cụ đo lường và pha

trộn, sử dụng các cân chất lượng để cân và

pha chế hóa chất

1.7.3. Kiểm soát việc tràn dung dịch,

bảo dưỡng thiết bị, hệ thống thường xuyên

chống rò rỉ

1.7.4. Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống đều

đặn

1.8. Tiêu hao

hóa chất ở công

đoạn tẩy nóng

và điện hóa

Lọc và thu hồi dung dịch tẩy và hồi lưu


56


2. Lượng

nước thải lớn

2.1. Nước

cấp và nhiều

hơn dự tính

2.1.1. Thường xuyên kiểm tra và điều

chỉnh van cấp nước vào các bể để đảm bảo

nước trong bể đủ cho sản xuất

2.1.2. Lắp đặt đồng hồ đo nước đối với

nguồn nước giếng khoan để kiểm soát lượng

nước giếng khoan sử dụng

2.2. Nước

rửa chỉ dùng

một lần và thải

ngay

Tái sử dụng nước rửa ở những bể rửa

phụ bằng phương pháp rửa ngược chiều

tuần hoàn nước rửa

3. Tổn thất

nước

3.1. Rò rỉ

đường ống,

hỏng van

Khắc phục rò rỉ, thay van mới

3.2. Ý thức

công nhân chưa

cao

3.2.1. Đào tạo nâng cao ý thức tiết kiệm

nước và các tài nguyên khác

3.2.2. Đóng van nước khi không làm

việc

4. Tiêu hao

nhiều crom

Lượng crom

chỉ đi vào lớp

mạ một phần

còn một phần

lớn đi vào dòng

thải

Thu hồi bằng phương pháp cô đặc ở nhiệt

độ thấp

5.Nhiều sản

phẩm mạ hỏng

5.1. Xử lý bề

mặt chưa đạt

yêu cầu

5.1.1. Kiểm tra sản phầm trước khi đi vào

bể mạ

5.1.2. Khống chế các thông số tẩy dầu mỡ,

tẩy gỉ tốt hơn

5.2. Do chất

lượng nước rửa

Nâng cao chất lượng nước cấp từ đầu

nguồn giếng khoan tách sắt giảm bớt độ

cứng

6. Tiêu hao

nhiều điện,

nhiều ga

6.1. Động cơ

xuống cấp

Bảo dưỡng thiết bị động cơ theo định kỳ

6.2. Nhiều thiết 6.2.1. Lập kế hoạch sản xuất phù hợp


57


bị sử dụng

không hết công

suất

6.2.2. Thay động cơ phù hợp

6.3. Một số

vị trí trên buồng

sấy hỏng, bảo

ôn nhiệt

Tăng cường bảo ôn các vị trí mất mát nhiệt

cao

6.4.Chọn tối ưu

trong sử dụng

điện chiếu sáng

Lắp các tấm tôn trắng trên trần nhà xưởng,

tận dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất

(không tiêu thụ điện vào ban ngày và tăng

thời gian sử dụng bóng đèn)

6.5. Khốn chế

các thông số các

quá trình chưa

tốt

6.5.1. Đào tạo công nhân vận hành buồng

sấy theo đúng quy định

6.5.2. Khống chế quá trình cháy trong lò sấy

tối ưu

6.2 Đối với nước rửa thu hồi:

6.2.1 Dùng hệ thống tẩy rửa Drag-in/drag-out:


58


6.2.2 Dùng hệ thống tẩy rửa ngược dòng:

6.2.3 Dùng dung dich rửa bằng nước:-Có nhiều dung dịch rửa bằng nước có thể sử dụng an toàn hơn là dung môi clo. -Dung dịch rửa bằng nước cũng hiệu quả như dung môi clo mà lại ít tạo ra chất thải.→Do đó, khi dùng dung dịch rửa bằng nước sẽ giảm được chi phí quản lý và cũng giảm được trách nhiệm pháp lý liên quan đến việc quản lý và hủy bỏ chất thải độc hại6.3 Đối với chất thải rắn:

6.3.1 6 phương pháp chính xử lý chất thải rắn công nghiệp:

6.3.1.1 Cơ học:+ Phương pháp ép + Phương pháp cắt + Phương pháp nghiền + Phương pháp sàng + Phương pháp tuyển - Tuyển trọng lực (tuyển khí): tách các vật liệu nhẹ ra khỏi hỗn hợp vật liệu nặng. Dưới tác dụng của dòng khí thổi lên, vật liệu nhẹ sẽ bị đưa lên trên, vật liệu nặng sẽ rơi xuống và được hứng bởi một băng tải để chuyển đến công đoạn xử lý khác. - Tuyển từ : tách các chất thải nhiễm từ mạnh (Oxit sắt, Hydroxit sắt, Carbonat sắt, sắt sunfua, Mangan, Crôm .v.v.) ra khỏi các thành phần khác. -Tuyển điện: Dựa trên sự khác nhau về tính dẫn điện của vật liệu khi tiếp xúc với bề mặt của điện cực.


59


6.3.1.2 Nhiệt +cơ :

+ Tạo khối: được thực hiện ở nhiệt độ cao nhằm chuyển các phế thải của khai thác quặng mỏ, tro của nhà máy nhiệt điện .v.v. thành vật liệu xây dựng + Nhiệt phân: dùng nhiệt để oxi hoá hoàn toàn các chất thải nguy hại, làm giảm thể tích vật liệu đem đốt từ 85 - 95%

6.3.1.3 Hoá lý:

+ Hấp phụ: chất bẩn được hấp phụ lý học hoặc hoá học trên bề mặt chất hấp phụ. + Hấp thụ: chất bẩn được hấp thụ cả trong và trên bề mặt vật liệu hấp thụ. + Kết tủa: Dựa trên tác dụng hoá học giữa chất thải và hoá chất để tạo thành dạng kết tủa lắng được. + Oxi hoá: Nhằm chuyển những chất độc hại thành những chất ít hoặc không độc hại dưới tác dụng của những tác nhân oxi hoá + Cố định và hoá rắn: thêm những chất liệu khác vào chất thải để làm thay đổi tính chất vật lý, giảm độ hoà tan, giảm độ độc và độ lan truyền chất thải vào môi trường

6.3.1.4 Sinh học:-Là quá trình phân huỷ dưới tác dụng của vi sinh làm thay đổi cấu trúc của các hợp chất hữu cơ

6.3.1.5 Chưng cất: Là quá trình tách hỗn hợp chất lỏng bay hơi thành những cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau, ở những nhiệt độ sôi khác nhau của mỗi cấu tử chứa trong hỗn hợp đó, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần bay hơi và ngưng tụ.

6.3.1.6 Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh:-Chôn lấp hợp vệ sinh là biện pháp tiêu hủy chất hải được áp dụng rất rộng rãi

trên thế giới. Hố chôn lấp có ít nhất 2 lớp lót chống thấm, có hệ thống thu gom

nước rò rỉ để xử lý, có hệ thống thoát khí, có giếng khoan để giám sát khả năng

ảnh hưởng đến nước ngầm. Địa điểm xây dựng bãi chôn lấp cách xa khu dân cư

lớn hơn 5 km; giao thông thuận lợi, nền đất phải ổn định, chống thấm tốt, mực

nước ngầm thấp…


60


6.4 Đối với các kim loại quý hiếm:-Dùng các hệ thống lọc đặc biệt và thảm lau giày để giữ lại mạt kim loại độc hại. Nếu giữ lại được mạt kim loại đó thì có thể bảo vệ cho công nhân không tiếp xúc với mạt kim loại và tránh được tiền phạt và hình phạt. -Cũng có thể chở mạt kim loại quí đến nơi được cho phép xử lýchất thải độc hại để thu hồi lại kim loại quí.

6.4.1 Dùng thiết bị thu hồi hiện đại:Thiết bị thu hồi kim loại bằng điện phân không mắc tiền và giá trị kim loại qúi thu lại sẽ đủ cho chi phí mua thiết bị mới. -Hơn nữa, khi giảm khối lượng nước thải mà bạn phải xử lý và hủy bỏ thì bạn giảm bớt được chi phí và trách nhiệm liênquan đến quản lý và xử lý chất thải độc hạiSử dụng hệ thống đánh bóng hoàn toàn khép kín :sẽ làm giảm bụi bay ra ngoài. Chú ý là máy hút bụi trên xe đánh bóng hoàn toàn chạy tốt. -Hai điều báo hiệu hệ thống quạt không đủ tốt là:-1) Mạt kim loại dính vào bánh xeđánh bóng rất nhanh.2) Nếu để giấy sạch bên ngoài phòng đánh bóng thì trong vài ngày sẽ thấỵ bụi đóng trên giấy. -Nên mặc đồ bảo hộ hệ hô hấp khi đánh bóng, khi thay máy lọc khí và các túi đựng bụi.-Mặc dù các nhà chế tạo đồ trang sức phải mua thiết bịmới nhưng họ sẽ thu lại số tiền đó trong thời gian ngă vì thiết bị đó giúp họ thu hồi được nhiều kim loại qúi phải mất trước kia

6.4.2 Thu hồi bạc và vàng từ dung dich cũ, hỏng:

6.4.2.1 Thu hồi bạc từ dung dịch mạ cũ, hỏng:Thu hồi bạc từ dung dịch xyanua và feroxyanua được tiến hành bằng phương

pháp điện phân dùng anot không tan đến nồng độ 1,5-2,0g/l. lượng bạc thu hồi

bằng phương pháp nội điện phân dùng điện cực bằng thép bền ăn mòn nối ngắn

mạch với nhôm, bạc sẽ kết tủa trên tấm thép và thoát ra trên tấm nhôm.

Phương pháp hác là kết tủa bạc dưới dạng AgCl bằng HCl sau đó hoà tan

bằng HNO3. Có thể thu hồi bạc bằng bột kẽm hay bột nhôm kết tủa bạc thu còn

lẫn kim loại cần hoà tan chúng trong HCl nóng nếu dùng bột kẽm hay trong

NaOH nếu dùng bột nhôm.


61


Tách chiết bạc bằng dung dịch kiềm Amon bậc bốn 0,5M trong tetraclo

etylen có thêm một ít rượu zesilic là phương rất tiện lợi sau đó rút bạc ra bằng

dung dịch KCN và KOH sẽ thu được K(CN)2 bão hoà.

6.4.2.2 Thu hồi vàng từ dung dịch cũ, hỏng:-Dung dịch xyanua cũ hỏng thu hồi vàng bằng bột kẽm hay bột nhôm để kết tủa

nó. -Kết tủa thu được cho HCl vào để hoà tan kẽm hay nhôm dư. Gạn, rửa rồi

cho Hno3 vào để hoà tan tạp chất bạc và đồng, rửa sạch bột vàng rồi hoà tan

trong cường toan để được vàng clorua.

-Phá dung dịch xyanua bằng cách cho dư axit sunfuric sau đó thu hồi vàng bằng

bột kẽm hay nhôm, (làm trong tủ hút khí)

-Phá dung dịch chứa vàng bằng dung dịch NaOH 10%, đun vàng đến 600C, rồi

kết tủa vàng bằng nhôm. Phương pháp này lượng vàng tổn thất là 0,012 đến

0,022%.

Phương pháp trao đổi ion dùng để thu hồi vàng từ dung dịch cũ hỏng và đặc biệt

hữu hiệu đối với việc thu hồi vàng từ nước rửa

6.5 Một số phương hướng xử lý nước thải và nước rửa mới:

6.5.1 Thăm dò khả năng xử lý kim loại nặng Ni2+, Zn2+ bằng đá ong: (Viện khoa học và công nghệ môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội).

Xử lý nước thải bằng phương pháp có chi phí thấp luôn là hướng nghiên cứu

được quan tâm.Nghiên cứu thăm dò khả năng hấp phụ kim loại nặng bằng đá

ong, một loại vật liệu dễ tìm ở nhiều vùng của Việt Nam, kết quả cho thấy đá

ong có khả năng xử lý nước thải có chứa kim loại nặng với đầu vào của niken và

kẽm lớn hơn 25mg/l, nước thải chưa qua xử lý và nhỏ hơn 1mg/l, nước thải đã

qua xử lý nhưng chưa đạt tiêu chuẩn, hiệu suất hấp phụ lên đến 99,05 % ở pH từ

6,5÷7,7. Tỷ lệ đá ong: dung dịch bằng 1,4g/l. Nghiên cứu đã tiến hành các thí

nghiệm khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ như pH ban

đầu, cỡ hạt, thời gian tiếp xúc, tỷ lệ rắn lỏng. Các nghiên cứu xây dựng đường

đẳng nhiệt hấp phụ của Ni2+ và Zn2+ cho thấy quá trình hấp phụ bằng đá ong tuân

theo thuyết Langmuir và chủ yếu là quá trình hấp phụ đơn lớp trên bề mặt.

nghiên cứu đã đưa ra dự đoán cơ chế hấp phụ kim loại nặng của đá ong đâylà


62


hướng nghiên cứu mở ra nhiều triển vọng để xử lý và thu hồi các kim loại nặng

đặc biệt là các kim loại có giá trị cao.

6.5.2 Nghiên cứu xử lý niken, kẽm,đồng, chì, trong môi trường nitrat bằng vỏ ngao:

(Viện khoa học và công nghệ môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội).

Ô nhiễm chất thải đang là vấn đề nóng bỏng mà nhiều nước trên thế giới đang phải gánh chịu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. một số ion kim loại khác như Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+ có mặt trong nước từ sản xuất công nghiệp có nồng độ cao gây nên những tác động nghiêm trọng tới môi trường. ngày nay công nghệ xử lý nước thải chứa kim loại nặng thường sử dụng phương pháp kết tủa hóa học. tuy nhiên, phương pháp này tạo nên chất ô nhiễm thứ cấp với các chất hóa học đưa vào. Chính vì vậy hiện nay phương pháp xử lý kim loại không sử dụng hóa chất là điều mong muốn.

-Phương pháp đã nghiên cứu khả năng loại bỏ các ion kim loại nặng trong môi

trường nitrat bằng vỏ ngao. Các kết quả thực nghiệm đã cho thấy khả năng loại

bỏ kim loại nặng bằng vỏ ngao Pb2+ > Cu2+ ≈ Zn2+> Ni2+, tại pH cân bằng bằng

8,5; 87% Ni2+ , 99% Zn2+, Cu2+, Pb2+có thể loại bỏ bằng vỏ ngao. Tại 25oC với

tốc độ lắc 150 vòng /phút thì loại bỏ kim loại năng đạt được cân bằng trong

khoảng thời gian 30 phút. Với các điều kiện thực nghiêm, sự hấp phụ các ion

kim loại nặng lên vỏ ngao tuân theo mô hình hấp phụ Freundlist. Như vậy việc

áp dụng vật liệu vỏ ngao để xử lý nước thải có chứa kim loại nặng đã đạt được

kết quả như mong muốn.

6.5.3 Xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tư nhiên (Khoa học và công nghệ Hà Nội, 5/2004, tr. 28)

Vừa qua, các nhà khoa học thuộc Trung tâm Môi trường và an toàn hoá

chất(Việt Hoá học công nghệ) đã thử nghiệm thành công HỆ THỐNG TUẦN

HOÀN TỰ NHIÊN tại Hà Nội, mở ra hướng làm sạch nước sông, hồ đang bị ô

nhiễm nghiêm trọng. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN là hệ thống tuần

hoàn tự nhiên để làm giảm các chất ô nhiễm hữu cơ, các hợp chất hữu cơ, hợp

chất chứa ni-tơ, phốt-pho, chất rắn lơ lửng, màu và mùi trong nước thải.


63


6.5.3.1 Nguyên tắc:của hệ thống dựa trên hoạt động của các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên nhằm phân huỷ các hợp chất hữu cơ.

6.5.3.2 Ứng dụng:-Hệ thống xử lí nước thải tại thành phố Việt Trì (Phú Thọ), Công ty bánh kẹo Tràng An, khu công nghiệp Biên Hoà II đều có giá thành trên 4.000 đồng/m3.-Trong khi đó, với HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN, nếu được xây dựng quy mô tương tự các cơ sở trên, giá thành chỉ vào khoảng 1.200-1.400 đồng/m3 và vẫn cho chất lượng nước sau xử lí đạt loại A.

6.5.3.3 Ưu điểm :Được làm từ các vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm như: than củi, vỏ chai nhựa đã qua sử dụng, đá vôi dòng nước thải chảy trong hệ thống theo nguyên lí tự chảy.-Mức độ tiếp xúc giữa nước thải với vi sinh vật, các môi trường khử chất bẩn lớn, do đó hiệu quả xử lí của hệ thống luôn ổn định, hiệu suất và cường độ phân huỷ các chất ô nhiễm trong nước thải đạt rất cao. -HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN không sử dụng hoá chất trong quá trình xử lí. -Quá trình vận hành hệ thống khá đơn giản và giảm chi phí xử lí (chủ yếu là năng lượng cho quá trình thổi khí). -Thời gian thay vật liệu xử lí khá lâu khoảng 10-15 năm.

6.5.4 Hệ thống xử lý nước thải xi mạ theo mô hình hợp khối tư động:

(http://www.techmartvietnam.com.vn/)

-Nước thải được điều chỉnh pH thích hợp trước khi vào ngăn trộn và ngăn phản

ứng. Tại ngăn trộn, hoá chất thích hợp được đưa vào để phục vụ cho quá trình

phản ứng tiếp theo. Sau giai đoạn phản ứng, kim loại nặng có trong nước thải xi

mạ được tách ở dạng kết tủa ở ngăn lắng. Phần nước thải được tiếp tục đi sang

thiết bị tuyển nổi áp lực để tách loại các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ, không thể

lắng. Nước thải trong được lắng lần 2, sang thiết bị hấp thụ để tách triệt để các

chất tạo màu trước khi thải ra hệ thống cống chung của thành phố

Công suất: từ 5 - 300 m3/ngày đêm.

- Đạt tiêu chuẩn Việt Nam.

- Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác: Giá thành xử lý 1 m3 nước thải: 2.000

đồng - 2.500 đồng


64


Ưu điểm CN/TB: - Giá cả phù hợp. - Thiết bị theo mô hình hợp khối, có thể

tháo ráp từng cụm. - Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu về chất lượng

Giá tham khảo:

-Giá bán thiết bị: 90 triệu/hệ xử lý 5 m3/ngày đêm

-Phí đào tạo:5 triệu

-Phí tư vấn kỹ thuật:10 triệu

6.5.5 Xử lý nước thải bằng cánh đồng lau sậy (phù hợp với vùng đất rộng)(Công ty Base Tech - CHLB Đức)

-Công nghệ xử lý nước thải dựa trên khả năng xử lý chất hữu cơ và hấp thụ kim loại qua hệ thống rễ của một giống cây đặc biệt họ lau sậy do công ty này nghiên cứu, lai tạo và độc quyền.Công nghệ này đã được ứng dụng thành công ở nhiều nước nhiệt đới và rất có triển vọng áp dụng ở Việt Nam.

-Quy trình công nghệ này rất đơn giản. Nó kết hợp hài hoà phương pháp lọc cơ học và sinh học trong cùng một hệ thống. Nước thải được cho chảy qua một cánh đồng trồng giống cây đặc biệt họ lau sậy trên. Phía dưới đáy cánh đồng, cách mặt đất một khoảng cách đủ để cây phát triển tốt, người ta lót một lớp vải chống thấm nước (ở một số nơi có lớp đất sét dầy có khả năng ngăn nước thải thấm xuống sâu vào tầng nước ngầm, về lý thuyết có thể không phải trải lớp vải này). Nước thải trước khi xả vào cánh đồng có thể được xử lý bằng phương pháp khác để đạt độ ô nhiễm vừa phải, bảo đảm không ảnh hưởng tới sự phát triển của cây.

6.5.5.1 Nguyên tắc: vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí trong hệ thống rễ cây sẽ phân huỷ chất hữu cơ chứa kim loại. Bản thân rễ cây hấp thụ kim loại có trong nước thải và thông qua đó làm sạch nước. Khi nước thải đã được làm sạch đạt yêu cầu sẽ được xả ra hệ thống sông hồ chung.

6.5.5.2 Kết quả:- Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt (với các thông số như amoni, nitrat, phosphát, BOD5, COD, colifom) đạt tỷ lệ phân huỷ 92-95%. Còn đối với nước thải công nghiệp có chứa kim loại thì hiệu quả xử lý COD, BOD5, crom, đồng, nhôm, sắt, chì, kẽm đạt 90-100%.

-Các kết quả ứng dụng công nghệ xử lý này cho thấy, cánh đồng giống cây đặc biệt họ lau sậy trên có thể giúp loại bỏ hầu hết các chất dinh dưỡng có trong dòng thải như các hợp chất của photpho, nitơ, sunfua và nhiều chất khác.


65


-Quá trình nitrat hoá và phản nitrat hoá xảy ra đồng thời vì vậy loại bỏ được amoniac và nitrat khỏi dòng thải.

-Các loại kim loại như sắt, mangan, kẽm, crôm, chì... trong nước cũng bị rễ cây hấp thụ từ 40-80% tuỳ loại. Các tác nhân gây bệnh nếu có trong dòng thải cũng bị loại trừ hiệu quả.

6.5.5.3 Ứng dụng:-Hệ thống công nghệ đặc biệt này có thể được xây dựng ở quy mô từ 10m2 đến 19ha, có thể áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp, sân bay, khu dân cư và cả những toà nhà tách biệt. Nó được đánh giá là hài hoà về lợi ích kinh tế và sinh thái bởi nhiều lý do.

6.5.5.4 Ưu điểm:-Hệ thống công nghệ này làm sạch nước thải hiệu quả, có tính ổn định cao nhờ khả năng đệm và khả năng tự điều chỉnh sinh học tốt quanh năm. -Điều hấp dẫn hơn cả là chi phí vận hành công nghệ rất thấp so với các công nghệ xử lý ô nhiễm nước thải khác.-Điện năng sử dụng cho máy móc thiết bị rất ít hoặc không có. -Đối với nước thải có độ ô nhiễm vừa phải, người ta không cần sử dụng các chất phụ gia hoá học để xử lý nên loại bỏ được chi phí mua hoá chất và không gây ô nhiễm môi trường chung quanh. -Người ta cũng không tốn chi phí xử lý bùn, vì hệ thống này không sản sinh ra bùn hay các chất thải khác. -Quy trình vận hành hệ thống đơn giản nên phí bảo dưỡng ở mức thấp. -Chi phí xây dựng hệ thống cũng rất thấp nhờ việc sử dụng các nguyên liệu có sẵn ở địa phương. -Ngay cả giống cây trồng cũng có thể tìm được ở Việt Nam. -Hê thống xử lý nước thải bằng cánh đồng cây họ lau sậy có chi phí vận hành ổn định từ đầu đến cuối, rõ ràng và nằm trong dự tính và đạt hiệu quả sau hàng trăm năm. -Có tính linh động cao nhờ dễ dàng thiết kế các cánh đồng theo chiều ngang hay dọc, rộng hay hẹp tùy theo nhu cầu và khả năng. -Phương pháp này cũng có lợi thế về cảnh quan khi các cánh đồng lau sậy được bố trí phù hợp với môi trường chung quanh.

6.5.5.5 Liên hệ:Công ty cổ phần AE Toàn Tích Thiện, 45 Hàng Bún, Hà Nội, ĐT/Fax:04.7164656.

(QUỲNH KHANH -Theo Thời báo kinh tế Việt Nam )


66


6.6 Đề ra các giải pháp quản lý đối với chất độc hại(như xuanua):

-Không được ăn, uống hoặc hút thuốc trong khu vực chứa hay xử lý chất thải xyanua và axit là hai chất ky nhau. -Chất thải độc hại có chứa xyanua và axit phải được chứa ở hai nơi riêng biệt hoặc dùng vách ngăn hoặc vật gì có thể ngăn chặn hai chất nāy tiếp xúc với nhau trong trường hợp bị đổ ,-Phải tách rời hai chất nāy vì khi xyanua hoặc xyanua trong chất thải tác dụng với axit hoặc axit trong chất thải sẽ tạo ra môt loại khí độc gọi là hydrogen- xyanua. -Một người hít vào một vài hơi khí hydrogen- xyanua có thể chết ngay trong vòng vài phút.Do vậy,phải mang khẩu trang vẫn không tránh được hít khí nāy vào phổi.-Khi chất nāy bị đổ phải lau sạch ngay tức khắc dù đang trong qui trình chế tạo đồ trang sức hay ngay nơi chứa chất thải độc hại . -Quản lý chất thải độc hại bằng cách nào mà tránh được làm đổ, rò rỉ, gây cháy hay phát nổ.-Công nhân phải biết rõ tính độc hại của xyanua.-Dán nhãn đề tên xyanua trên các vật chứa chất nầy -Mang găng tay khi tiếp xúc với xyanua.-Sử dụng dụng cụ để đo và pha trộn không được dùng làm việc khác.-Hạn chế những công nhân tiếp xúc với xyanua.


67


6.7 Kết luận phần III:

-Trong tương lai, công nghệ xử lý sẽ tập trung vào những công nghệ ít sử dụng

hóa chất và ưu tiên đối với áp dụng công nghệ sinh học. Bên cạnh đó, các công

nghệ tiên tiến như màng lọc, oxy hóa tiên tiến sẽ được quan tâm hơn đối với

việc tái sử dụng nước thải.

-Việc khắc phục các tác nhân gây ô nhiễm trên nhằm đảm bảo cho môi trường làm việc cho con người trực tiếp sản xuất và bảo vệ môi trường chung là vấn đề kỹ thuật bắt buộc ngay cả khi cơ sở sản xuất đặt trong khu công nghiệp tập trung.


68


7 KẾT LUẬN

-Trong tương lai,cùng với sự phát triển chung của các ngành công nghiệp,mạ điện sẽ đóng vai trò ngay càng quan trọng trong viêc bảo vệ và trang trí bề mặt kim loại.

-Tuy nhiên,nghành mạ điện là một nghành có mức độ ô nhiễm nhiều nhất,ở cả 3 dạng:rắn,lỏng,khí.Do đó,gây hậu quả nghiêm trong cho môi trường.Vì vậy,việc tìm ra các phương pháp xử lý và giảm thiểu ô nhiễm là một vấn đề ngày càng bức thiết.

-Trong chuyên đề “mạ kim loại” này, dù nhóm AKL đã trình bày :+Thỏa mãn các yêu cầu chung của chuyên đề.

-Và đã trình bày thêm: +33 giải pháp sản xuất sạch hơn với công nghệ mạ điện.+Xử lý nước rửa thu hồi bằng: hệ thống tẩy rửa Drag-in/drag-out, hệ

thống tẩy rửa nhược dòng,thay đổi dung dich rửa.+ Xử lý chất thải rắn bằng cách dùng: thiết bị thu hồi hiện đại,và thu hồi

lại các kim loai quý kiếm.+ Xử lý nước thải bằng 5 phương pháp mới: kim loại nặng bằng đá ong,

bằng vỏ ngao,thay đổi phương pháp xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên hay mô hình hợp khối tự động và xử lý nước thải bằng cánh đồng lau sậy (phù hợp với vùng đất rộng).

-Nhóm AKL xin kết thúc chuyên đề “mạ kim loại” tại đây.Đây là lần đầu tiên làm chuyên đề theo nhóm,kiến thức và lý luận thực tiễn còn nhiều yếu kém nhưng qua đó cũng có nhiều thuân lợi như được sự chỉ dẫn của thầy giáo,sự phát triển của thông tin nên chuyên đề cũng có những kết quả nhất định.

Một lần nữa, nhóm AKL xin cảm ơn chân thành đến bạn bè và thầy cô giáo đã giúp nhóm AKL hoàn thành chuyên đề “mạ kim loại” này!

HÀ NỘI2006


69


8 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sách tham khảo:

[1]Trần Minh Hoàng,Nguyễn Văn Thanh,Lê Đức Tri,(2003),”Sổ tay mạ

điện”,nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

[2]Trần Minh Hoàng,”Công nghệ mạ điện” ,nhà xuất bản khoa học và kỹ

thuật.

[3]Nguyễn Khương,” Điện hoá học”, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

Trang web sử dụng:

http://www.dtsc.ca.gov/

http://www.techmartvietnam.com.vn .

http://www.nea.org.vn /.

http://www .worldbank.org/

http:// www.moc.gov.vn

http:// www.dostephutho.gov.vn

http://www.viettechs com/.


70

http://www.viettechs/

http://www.dostephutho.gov.vn/

http://www.moc.gov.vn/

http://www/

http://www.nea.org.vn/

http://www.techmartvietnam.com.vn/

http://www.dtsc.ca.gov/



71

Documents

MA KIM LOAI