1.问题的提起

电镀使本来乌黑的钢铁和铜绿斑烂的铜材变得镜光锃亮、光芒四射，可是她在美化了世界同时，也对社会和生态环境带来污染和危害。

在电镀工业中危害最严重的要数氰化物和六价铬。氰化物是剧毒物品，一个人只要吞服0.3克就会有生命危险。虽然它处理起来不难，但现实状况是真正通过处理达到排放标准的只是少数，所以问题的严重性就不言而喻了。

本文将以实用技术为切入口，提供一些可靠的无氰电镀等工艺，以从源头上创造电镀清洁生产环境。

2.无氰镀锌工艺

电镀中要用氰化物的工艺主要有镀锌、镀铜、镀银和镀合金(如黄铜、铜锡合金和仿金镀层等)。其它还有镀金，但其它溶液氰的浓度极低，而且通过多道回收，排放的废水含氰量几乎可以忽略不计。在这些需用氰化钠或氰化钾的镀液中，用量最大的要数氰化镀锌。据调查得知，氰化镀锌需用的氰化钠，占全部氰化钠用量70%左右，也就是用量要比其它各镀种的总和(包括镀镍层的退除)还要多一倍左右。从技术上说，氰化镀锌工艺可能性比其它镀种更容易实现无氰化。

众所周知，我国的无氰镀锌技术有着坚实的基础。氯化物和锌酸盐两大无氰镀锌工艺所能达到的技术水平并不比国外的差。只要不吹毛求疵，可以说无氰镀锌是完全能够取代氰化镀锌的。如有要求特别高的镀锌产品，可采用达克罗工艺。

对原有的氰化镀锌槽液可逐渐转化成碱性无氰镀锌。具体做法是:

溶液不再加氰化钠，让其逐渐在电镀过程中消耗掉。可以通过下列步骤逐渐改成锌酸盐镀锌工艺，这就是使镀液从高氰→中氰→低氰→微氰逐渐过渡到无氰。

高氰和中氰的镀锌溶液可以加添加剂也可不加添加剂。但低氰、微氰和无氰的镀锌溶液就必须加添加剂。如果你现在所用的高氰或中氰的镀液是不加添加剂的，那末随着槽液中游离氰含量的降低，就必须及时地加入添加剂。

我厂生产的95氰化镀锌和JZ-04型锌酸盐镀锌两种光亮剂配合起来使用，就可完成转化工作。在高、中、低氰的镀液中，可只用95型，在无氰锌酸盐镀液中，则可只用JZ-04型。在微氰和无氰的过渡阶段，可以开始加JZ-04型光亮剂。

随着槽液中氰化钠含量的降低，由于锌离子不能很好地与氰化钠形成络合物了，使电极电位变正起来，也就是锌层在阴极上放电析出容易了，这样就会造成镀层粗糙;为了获取结晶细致和光亮的镀层，我们就要及时地加入光亮剂，另外一方面还要适当提高氢氧化钠的含量;因为随着氢氧化钠含量的提高，锌离子与氢氧化钠形成的络合物也会稳定起来。Zn2+与OH-可形成4种不同配位数的络离子，其中四羟基络锌[Zn(OH)4]2-最稳定，其K不稳=2.8×10-16，只比锌氰化钠络合离子小一个数量级。锌氰化钠[Zn(CN)4]2-，K不稳=1.3×10-17。所以在转化时，除了要加添加剂和提高氢氧化钠含量外，还必须同时降低锌离子的浓度。可以少挂些锌板，而代之以不溶性的铁板作阳极。这样转化，既不会影响生产，也不会造成浪费，还不会带来污染，真是一举数得。

2.1 JZ-04和JZ-05高性能无氰碱性镀锌工艺

2.1.1 特点

JZ-04和JZ-05是两种最新一代碱性无氰镀锌光亮剂，性能特别优良，是更新换代产品。两种光亮剂不同之处是:JZ-04的光亮剂是与柔软剂合在一起的，添加起来比较方便;而JZ-05的光亮剂与柔软剂是分开添加的，对镀层性能(例如对应力和光亮度)可随心所欲地控制，因此对镀层性能要求高的比较更适用些;且它比JZ-04有更宽广的电流密度范围。这两种光亮剂共同的特点有:

1)电流密度范围宽，可在0.1~15A/dm2范围内获得光亮的镀层;

2)镀液分散能力和覆盖能力好，超过氰化镀锌;

3)镀液温度范围宽，45℃还能获得光亮的镀层;

4)镀层光亮度好，脆性小，应力接近氰化镀锌。

塑料电镀

塑料制品经过电镀金属层后，具有质量轻、能导电、外表美观的特点。因此塑料电镀工艺已广泛应用于电子、光学仪器、机床按钮和轻工产品等各方面。

对塑料进行电镀，首先应考虑塑料是非导体，不能直接进行电镀。在电镀前应对塑料表面进行预处理，除去塑料表面的油和杂质以保持洁净，再沉积一层导电的金属膜，将它作为阴极，即可进行电镀。采用塑料电镀，不仅可以代替金属铜、铝来使用，还能减少加工工序，降低生产成本。

无氰碱性光亮镀铜

能完全取代传统氰化镀铜工艺和光亮镀铜工艺，适用于任何金属基材:纯铜丶铜合金丶铁丶不锈钢丶锌合金压铸件、铝丶铝合金工件等基材上，挂镀或滚镀均可。

经济效益:

.总体成本降30%以上

.低开缸和操作成本

.减省废水处理成本

.减省传统光亮酸铜工艺

优越的产品功能:

.镀层均匀、致密、柔软、光亮，与基体有良好的结合力;超强深镀和高覆盖能力，走位优于氰化镀铜工艺，无金属置换反应

.沉积速度:挂镀:镀速2-3微米1分钟;滚镀:镀速8微米25分钟;滚挂镀均可

.铜离子为一价铜，不是二价铜

.镀液寿命长和适用于大量生产

.直流电源(每平方分米约电流0.2 - 2A)

.碱性工作液(pH 7 - 9)

.只需经稀酸中和及活化后，便可在NCBC990的镀层上继续镀上其他镀层，例如:碱镍丶光亮镍、银等

.环保型产品，不含有剧毒的氰化物，操作安全，亦能减省废水处理成本

.可抵受高温热处理而不离层，废品率低

.有良好电磁遮敞效应

.现有氰化镀铜设备可清洗干净后直接配制本工艺使用，无需做设备的再投入

.镀液维护管理方法为常规的滴定分析及赫氏槽打片;镀液稳定性及镀层质量均优于焦磷酸铜电镀工艺

.达RoHS标准

为了使电镀层光滑牢固，工业生产上电镀液的配方往往很复杂。以前常用氰化物作络合剂来配制电镀液。但由于CN-有剧毒，对电镀工人的健康损害很大，同时，排放含CN-的污水、废气也严重污染环境。因此，现在电镀主要使用无氰电镀。无氰电镀是不含CN-的电镀液电镀。下面是两种无氰电镀液的配方:

组 分 配方Ⅰ浓度

(g / L) 配方Ⅱ浓度

(g / L) 基本作用

氯化锌 18~20 40~60 提供电沉积所需的Zn2+

氧化锌 18~20

氯化铵 220~270 200~240 导电盐等

氨三乙酸 40~50 15~25 络合剂，改善镀层质量

醋酸钠 100~200 缓冲剂，稳定镀层酸度

聚乙二醇 1~1.5 2~3 增光剂，提高镀层的光亮性

硫脲 1~2 1.5~2

洗涤剂 0.2~0.4 少量 润湿剂，增强结合力

【用途一】是锅炉和换热器的阻垢剂和缓蚀剂、无氰电镀的络合剂、皂用螯合剂、金属和非金属的清洗剂。

【用途二】常用作锅炉水、循环水、油田注水处理中的阻垢缓蚀剂。常与聚羟酸类阻垢分散剂复配。还可作无氰电镀络合剂，漂染业的固色剂，过氧化氢稳定剂。

【用途三】本品为无氰电镀的主料。配制成无氰电镀铜溶液，在钢铁上直接电镀铜层结合力良好。镀层光滑、色泽好。一般用量60%含量为100~120 ml/L。硫酸铜用量为15~20 g/L。另外，在电镀前将镀件浸在本品的1%~2%溶液中，使电镀件转为活化态，再进行电镀更能提高效果。

【用途四】该品为新型的无氯电镀络合剂，在循环冷却水系统中用做水质稳定的主剂，起缓蚀阻垢作用。该品是有机多无膦酸类水片理剂之一，国内生产的这类产品还有基他一些品种，例如氨基三亚甲基膦酸(ATMP):[CH2PO(OH)2]3N以及乙二胺四亚甲基磷酸(EDTMP)等等。有机多元膦酸是60年代后期开发、70年代前后被确认的一类水处理剂，这类处理剂的出现使水片理技术向前迈进了一大步。与机聚磷酸盐相比，有机多无膦酸具有良好的化学稳定性、不易水解、能耐较高温度和药剂量小且兼具缓和蚀垢性能等特点。是一类阴极型缓蚀剂，又是一类非化学当量阻垢剂。和其他水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。对许多金属离子如钙、镁、铜、锌等具有优异的螯合能务，甚至对这些金属的无机盐类如CaSO4、CaCO3、MgSiO3等也有较好的去活化作用，因此大量应用于水处理技术。该品低毒，小白鼠皮下注射LD50为486.4mg/kg。

【用途五】作阻垢剂一般使用浓度1~10mg/L，作缓蚀剂一般使用浓度10~50mg/L;作清洗剂一般使用浓度1000~2000mg/L;通常与聚羧酸型阻垢分散剂配合使用。

【用途六】 本文在模拟工业锅炉水质的情况下，对炉水中HEDP的测定方法进行了优化、研究了HEDP的高温解离特性、以及对HEDP的阻垢性能和缓蚀性能进行了研究，得出了以下的一些结论。 HEDP在锅炉炉水中做为阻垢缓蚀剂来使用，首先需要解决的是HEDP的测定问题。但HG/T3537-1999标准方法对HEDP的分析检测繁琐(测定时间一般需要2-3小时)，而使用硝酸钍络合滴定来检测HEDP的方法，虽然测定步骤简单，但硝酸钍是一种具有放射性的物质，不仅会给环境带来很大的负担，而且对人体也是有害的。通过改进的分光光度法对HEDP的测定进行研究，测定时间大大的降低(测定可以在20-30分钟之内完成)。此外，探讨了工业锅炉炉水中可能存在的各种离子对测定的影响，从而确定了最佳测定条件(波长470nm，pH小于2，反应时间5分钟，显色时间15分钟)。当炉水中NaCl的含量低于500mg/L;Ca2+浓度小于300mg/L;磷酸盐含量低于20mg/L;SO42-含量在50mg/L内时均不会干扰对HEDP的检测。通过对模拟炉水中的HEDP进行本测定方法的精密度试验，其相对标准偏差在1%以下，该方法具有简单、快速、灵敏、抗干扰等优点。 HEDP在炉水中的稳定性直接影响其阻垢缓蚀性能的发挥，因而研究了有氧、无氧条件以及不同pH条件下HEDP在模拟工业锅炉炉水中的热分解特性，在有氧的条件下，随着温度的升高HEDP的分解率也随之增加，温度140℃HEDP分解加剧，当温度达到160℃后，HEDP几乎完全分解，分解产物主要为磷酸盐化合物。在无氧条件下，HEDP随温度升高也是分解加剧，200℃以上时HEDP会发生较大程度的分解，但相比于有氧条件下HEDP的分解规律，其能耐受的温度较高，由此说明要使HEDP能最好的发其功效，控制炉水中氧含量有非常重要的作用。实验在150℃条件下研究了pH值得变化对HEDP的热分解特性的影响，实验表明，pH值的变化对HEDP的热分解影响不大，在高碱性条件下HEDP能稳定存在。 通过电导法和静态阻垢实验对HEDP的阻垢性能进行了实验，研究表明电导法和静态阻垢法对HEDP的阻垢性能进行评价具有一致性，随着HEDP浓度的增加，阻垢率逐渐增加，但HEDP的阻垢效率是有一定临界值的，增大到一定程度后阻垢率变化就不会很大。溶液中加有5-7mg/L的HEDP能达到较高的阻垢率;此外，其阻垢性能还与溶液的浓缩倍率以及pH值有较大的关系;温度对HEDP的阻垢性能影响较大，随着温度的升高HEDP的阻垢性能也随之降低。在低钙离子浓度和HCO3-浓度条件下，HEDP对碳酸钙垢有较好的抑制效果，高钙离子浓度和HCO3-浓度会抑制HEDP的阻垢性能。 使用电化学交流阻抗法、Tafel极化曲线法以及高压釜挂片实验研究了HEDP在常温条件下对20号碳钢的缓蚀性能。实验表明一定浓度的HEDP(25mg/L)能有效的抑制碳钢的腐蚀，电化学实验和高温挂片实验具有一致的结果;HEDP高压釜挂片实验显示了在工业锅炉运行的温度范围内，20号碳钢在模拟炉水中的氧化速率较溶解速率小，试片表现为失重;虽然加入HEDP无法降低炉水中的Cl-浓度，但加入HEDP后能有效的抑制氯离子直接对金属的腐蚀，从而可以容许炉水中相对较高浓度的氯离子的存在。 通过对模拟炉水中影响HEDP阻垢缓蚀性能的HEDP浓度、炉水中的侵蚀性阴离子、温度等各种因素的试验和分析，全面评价了HEDP的阻垢性能以及对20号碳钢的缓蚀性能，得到了比较合适的条件参数，可以为实际生产提供参考。

【用途一】是锅炉和换热器的阻垢剂和缓蚀剂、无氰电镀的络合剂、皂用螯合剂、金属和非金属的清洗剂。

【用途二】常用作锅炉水、循环水、油田注水处理中的阻垢缓蚀剂。常与聚羟酸类阻垢分散剂复配。还可作无氰电镀络合剂，漂染业的固色剂，过氧化氢稳定剂。

【用途三】本品为无氰电镀的主料。配制成无氰电镀铜溶液，在钠铁上直接电镀铜层结合力良好。镀层光滑、色泽好。一般用量60%含量为100~120 ml/L。硫酸铜用量为15~20 g/L。另外，在电镀前将镀件浸在本品的1%~2%溶液中，使电镀件转为活化态，再进行电镀更能提高效果。

【用途四】该品为新型的无氯电镀络合剂，在循环冷却水系统中用做水质稳定的主剂，起缓蚀阻垢作用。该品是有机多无膦酸类水片理剂之一，国内生产的这类产品还有基他一些品种，例如氨基三亚甲基膦酸(ATMP):[CH2PO(OH)2]3N以及乙二胺四亚甲基磷酸(EDTMP)等等。有机多元膦酸是60年代后期开发、70年代前后被确认的一类水处理剂，这类处理剂的出现使水片理技术向前迈进了一大步。与机聚磷酸盐相比，有机多无膦酸具有良药姨的化学稳定性、不易水解、能耐较高温度和药剂量小且兼具缓和蚀垢性能等特点。是一类阴极型缓蚀剂，又是一类非化学当量阻垢剂。和其他水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。对许多金属离子如钙、镁、铜、锌等具有优异的螯合能务，甚至对这些金属的无机盐类如CaSO4、CaCO3、MgSiO3等也有较好的去活化作用，因此大量应用于水处理技术。该品低毒，小白鼠皮下注射LD50为486.4mg/kg。

【用途五】作阻垢剂一般使用浓度1~10mg/L，作缓蚀剂一般使用浓度10~50mg/L;作清洗剂一般使用浓度1000~2000mg/L;通常与聚羧酸型阻垢分散剂配合使用。