塑料電鍍前工序化學處理粗化是塑料電鍍工藝成敗的關鍵技術之一。鉻酐/硫酸粗化液組成簡單,配制容易,操作維護方便,設備投資少,其效果能夠滿足金屬鍍層結合力強度的要求。但是,傳統的粗化工藝中Cr6+毒害性大,消費的鉻酐全成“三廢”,污染空氣和水源,破壞生態環境,危害人體健康,而且也不能實現節能減排和清潔生產。為此,必須用新工藝從源頭上削減鉻酸污染量,大量減少污染量,綜合回收鉻酐,并加以循環利用和末端先進處理,實現節能減排,清潔生產,保護環境。
傳統鉻酐/硫酸塑料粗化工藝的不足:鉻酐/硫酸粗化塑料,目的是能使塑料表面產生海綿狀微孔洞和親水性能,滿足金屬鍍層結合力強度的要求,但粗化反應中僅有不到5%的Cr6+被塑料分解還原成Cr3+,95%以上的鉻酐隨著鉻霧、廢棄粗化液和清洗水流失,成了“三廢”,嚴重污染環境。粗化液中形成Cr6+可以循環使用,實際中都浪費了。
目前,常用化學沉淀法、螯合劑、重金屬離子捕捉劑、除鉻機、生化法等方法處理含Cr6+廢水,處理1g鉻的費用相當于3g鉻的價格,最終獲取的卻是鉻污泥。鉻污泥中含有的Cr3+污染環境。燒磚或從鉻污泥中回收金屬鉻又要增加處理成本。由此可見,傳統工藝是先污染后治理,雖然減輕了Cr6+的污染,但Cr3+污染還是不可避免,鉻酐資源和水資源均不能提高其利用率。
循環經濟模式粗化塑料工藝的特點:循環經濟模式粗化塑料工藝從源頭上削減了鉻酐污染源量,再用回收零件帶出的粗鉻酐晶體固態代替了傳統回收粗化液;回收的粗鉻酐晶體與回收槽液中塑料分解產物分離開,粗鉻酐晶沉淀供粗化槽循環使用,塑料分解產物被零件帶進清洗水槽里。鑒于更大稀釋倍數的原理,采用四級封閉水槽清洗,由于已從源頭上削減了鉻酐污染源量,又經空槽回收,因而水洗槽里鉻酸濃度降低很多,用素燒陶瓷隔膜濾芯過濾、凈化水洗槽內塑料分解產物等有機雜質后,首水洗槽液補充粗化槽用。環保產品不允許Cr6+污染,因此再在還原槽內加入還原劑將Cr6+轉成Cr3+。逆流水洗節省水資源,采用三級逆流水洗,先過濾含Cr3+廢水去除懸浮雜物,用離子交換法或膜分離法取代傳統各種化學沉淀法處理廢水(含鉻濃度極低符合技術條件),回收Cr3+和處理后的水循環用。用回收鉻酸霧和素燒陶瓷筒隔膜電解氧化Cr3+成Cr6+與本工藝技術設備配套使用。
我國是鍍塑大國,按鍍鉻和粗化塑料消費各占30%計算,2000年度粗化塑料消費鉻酐是15190t,2007年度至少為20000t。新工藝回收鉻酐循環利用以90%計算,1年可節省18000t,節水近百億噸。生產1t鉻酐,產生3t鉻礦渣及鉻霧和廢水,同時還要消耗能源。塑料粗化鉻酐循環使用的清潔生產工藝技術屬國內外首創,可從源頭上削減95%以上的鉻酸污染,手工生產線和自動流水線多年運營顯示,實施效果很好。