Цинкование – использование полигуанидинов для получения блестящего нецианистого цинкования (добавка ГЕК-2)

Одним из самых доступных средств защиты железных и стальных конструкций от коррозии и эффективных методов получения блестящих покрытий для придания изделиям товарного вида является широко распространенная технология гальванического цинкования.

Впервые гальванотехнический метод получения цинковых покрытий был применен в начале XX века и его быстро признали как недорогой способ получения блестящих покрытий с повышенной коррозийной стойкостью.

К сожалению, за невысокой стоимостью выпускаемых блестящих изделий стоит гальванотехническое производство, относящееся к одной из наиболее вредных отраслей промышленности. В большой степени это связано с широким использованием в гальванотехнологиях цианистых электролитов, что на фоне ухудшающейся экологической обстановки, конечно, не может не вызывать обеспокоенности со стороны общественности и говорит о необходимости решения проблемы представителями науки.

В первую очередь перед всей гальванотехникой встала задача замены ядовитых цианидных растворов другими, менее вредными. Так, например, в качестве электролитов для цинкования были испытаны пирофосфатные, хлоридноаммиакатные, полиэтиленполиаминовые и другие растворы.

Самыми близкими к цианидным по производительности и качеству осадков оказались цинкатные технологии, но решающим условием получения полублестящих и блестящих покрытий с использованием этих технологий является применение специальных органических веществ и их композиций - добавок. Такие добавки оказывают сильное влияние на ход процесса электроосаждения металла и качество получаемого осадка.

Для щелочного нецианистого цинкования предлагается целый ряд блескообразующих органических добавок. Однако такие добавки обеспечивают лишь полублестящие покрытия цинком и эффективно работают в высококонцентрированных растворах щелочи, что делает электролит агрессивным и токсичным, в особенности при протекании электролиза. Кроме этого, для получения блестящего цинкового покрытия в качестве добавок рекомендуются очень токсичные органические вещества.

Институтом эколого-технологических проблем предложены новые экологически безопасные способы щелочного бесцианистого цинкования с использованием разработанных и выпускаемых Институтом полимерных материалов, позволяющих получать высококачественные блестящие покрытия.

Проведенные испытания и внедрение на ряде производств отрасли разработанных Институтом эколого-технологических проблем и добавок позволяют существенно повысить качество выпускаемой продукции, улучшить технико-экономические и экологические показатели производства, в том числе:

  • позволяют получать блестящие покрытия цинка (степень блеска 85-90% по отношению к серебряному зеркалу);
  • создают условия равномерного распределения цинкового покрытия по поверхности сложной конфигурации;
  • повышают скорость осаждения цинка, что в сочетании с возможностью нанесения равномерного покрытия делает возможным осуществлять цинкование сложнопрофильных изделий на автоматических линиях, оборудованных подвесками или барабанами;
  • используемые добавки электро-химически неактивны и нетоксичны, что обеспечивает экологическую безопасность процесса;
  • не требуется обезвреживания используемых полимерных добавок в сточных водах.

В последнее время разработанная нашим институтом технология блестящего щелочного цинкования в присутствии полимерной добавки ГЕК-2 успешно апробирована в производственных условиях в ваннах барабанного, колокольного и подвесочного типов объемом 60-1500 л на различных предприятиях, в частности: ОАО «Электроаппарат» (г. Курск), ОАО «Электроагрегат» (г. Курск), Долгопруднинское научно-производственное предприятие (Московская область), ООО «Северин» (Московская область).

В результате промышленной эксплуатации щелочного электролита с блескообразующей добавкой ГЕК-2 достигается высокое качество цинковых покрытий (блеск, равномерность, пластичность). Небольшой расход и нетоксичность компонентов электролита значительно повышают экономичность процесса цинкования по сравнению с процессами на основе цинкатных электролитов.

Улучшенные технико-экономические и экологические показатели процесса блестящего цинкования с добавкой ГЕК-2 вселяют уверенность уже в ближайшем будущем увидеть применение созданных нашим Институтом эколого-технологических проблем и добавок на предприятиях различных отраслей промышленности (машиностроении, приборостроении, мебельном производстве).

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

При неэффективной очистке гальваностоков тяжелые металлы попадают в природные водоемы, почву... В результате возникает ряд экологических проблем:

  • теряется природная способность водоемов к самоочищению;
  • нарушается функционирование активного ила на станциях очистки городских стоков;
  • гальваноотходы неконтролируемо взаимодействуют с отходами химической, нефтехимической, пищевой промышленностей, кроме того, при стандартном хлорировании воды на станциях водозабора дополнительно возникают органические хлорпроизводные, например диоксины;
  • образующиеся таким путем сложные металлоорганические соединения ядовиты, не удаляются кипячением, обладают мутагенным и тератогенным действием, подавляют иммунитет. В результате увеличивается общая заболеваемость, возникает ситуация, которую можно обозначить как «СИНДРОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА» - ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СПИД.

Другой недостаток существующей схемы очистки гальваностоков - ее исключительно затратный подход, требующий значительных ассигнований (на строительство, функционирование очистных сооружений, полигонов для захоронения гальваношламов).
amfomin. narod. ru

Гальваношламы - чрезвычайно токсичные отходы гальванического производства - стали сегодня неотъемлемой частью машиностроительной, электротехнической и других отраслей промышленности. Тяжелые металлы, применяемые в гальванотехнике, при попадании в организм человека могут вызывать тяжелые заболевания. Так, кадмий приводит к образованию камней в почках, вызывает анемию, снижает содержание кислорода в крови. Избыток меди способствует опухолевым процессам. Весьма канцерогенны хром и никель.
Regnum.ru, 4 февраля 2003 г.

Основной операцией гальванических производств предприятий текстильной промышленности является хромирование печатных валов и расхромирование этих валов после их использования.

...Образование легколетучих соединений Cr(Vl) является крайне опасным не только для здоровья работников гальванического цеха, но и для предприятий и учреждений, находящихся в непосредственной близости от него - соединения Cr(Vl) были обнаружены в составе пыли, собранной как внутри, так и снаружи гальванического цеха. Известно, что именно соединения хрома (Vl) являются наиболее ядовитыми: их действие приводит к поражению органов дыхания, печени, почек, желудочно­кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы; эти соединения изменяют активность ферментов и угнетают тканевое дыхание.
А.В. Артемов, Т.Е. Платова, В.И. Фролов «Некоторые экологические проблемы гальванических производств предприятий текстильной промышленности»

В настоящее время в отечественной практике гальванических производств всего лишь 10-30 % тяжелых металлов из гальванических ванн идет на покрытие изделий, остальные 70-90 % (около 40 тыс. тонн в год) в виде ионов попадают в природные воды...
Всего в стране насчитывается около 4,5 тыс. гальванических цехов, из которых около 3 тыс. сбрасывают сточные воды производства непосредственно в горканализацию без очистки.
Научно­промышленный журнал
«Передовые технологии России», 2002

...Ионы тяжелых металлов, составляющие основу шламовых отходов гальванического производства, уже сейчас выдвинулись на 2 место по воздействию на человеческий организм (135 баллов), а в будущем способны стать самыми опасными в группе загрязняющих веществ, оставляя далеко позади такие факторы, как разливы нефти (72 балла), химические удобрения (6З балла), радиоактивные отходы (40 баллов), шумовые эффекты (15 баллов).

...В применяемых на практике технологических процессах расходуется лишь 10-30 % солей тяжелых металлов, а основная часть в составе шламовых отходов гальванического производства складируется на свалках, полигонах, могильниках, попадая в поверхностные и подземные воды и, как следствие, в водоемы, являющиеся источниками водопотребления.

Тяжелые металлы оказывают отрицательное экологическое воздейст-вие на гидробионты и по трофической цепи попадают прямо в человеческий организм. Помимо общетоксического воздействия ионы тяжелых металлов вызывают мутагенное и тератогенное воздействие, поэтому их поступление в источники водопотребления опасно для населения. К 1990 г. в СССР ежегодно образовывалось 19-24 млн. тонн шламовых отходов гальванического производства. В настоящее время это количество сократилось в 6-7 раз из-за резкого падения объемов производства, но по-прежнему составляет значительную величину.
ecogamma.narod.ru

Одним из наиболее опасных с точки зрения загрязнения окружающей среды является процесс хромирования. Отработанные электролиты хромирования содержат в больших количествах (200-300 г/л) высокотоксичные соединения Cr (VI). Кроме того, они загрязнены медью, железом и другими металлами, переходящими в электролит в процессе химического травления покрываемых изделий и неизолированных частей подвесок.
Р.А. Проценко, В.А. Барашков
«Экологизация процессов
гальванического производства»

  • Russian to English Russian to German Russian to French Russian to Spanish Russian to Italian Russian to Japanese

Часть информации на сайте получена из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу! |