摘要：本文提出绿色电镀的内涵，探讨如何从电镀过程的生命周期来贯穿绿色电镀技术，针对电镀行业在减少污染、合理利用资源、节约能源以及在应用环境无害化等方面的技术要求，分析了电镀行业清洁生产的潜力，提出了电镀工业实现清洁生产的途径。采用绿色电镀技术和清洁生产技术能最大程度的减少和消除传统电镀给环境带来的污染和危害。

　　关键词:绿色电镀 清洁生产

　　针对现在电镀行业中的能源浪费大和污染严重的特点，各个国家都在努力研究开发能代替电镀的新型表面处理技术，并使整个生产过程实施清洁生产以最大程度的降低电镀过程对人体和环境带来的危害。采用绿色电镀技术能最大程度的减少和消除传统电镀给环境带来的污染和危害。
　　笔者在查阅的大量的文献资料中还未看到对绿色电镀的具体定义，笔者认为可这样定义：绿色电镀是指整个电镀生命周期中，采用清洁的能源、清洁的电镀液，清洁的生产工艺，对人体无毒无害，对环境污染最小，其产品的零部件能够最大程度地回收再生利用，并且电镀产品质量好的环境友好型电镀技术。
　　现在世界各国都在兴起“无污染、无公害”的电镀产品，笔者认为：实施绿色电镀的战略步骤，应考虑贯穿产品的整个生命周期，即：绿色电镀液、绿色电镀工艺、绿色生产、绿色处理。
　　1 绿色电镀液
　　1.1无氰电镀液
　　众所周知氰化物电镀的危害性极大，现在无氰镀锌、无氰镀铜、无氰镀镉、无氰镀金、无氰镀银技术正在逐渐成熟，如7O年代开始推广的碱性锌酸盐镀锌，以ZnO、NaOH反应后生成的碱性锌酸盐为主要原料，以DE或DPE为添加剂，加入适当的EDTA配合剂和微量的光亮剂，可获得良好的锌镀层。
　　1.2 低铬电镀液钝化
　　Cr3+钝化取得了一定的成绩，该工艺电流效率高，镀层光亮，电流密度范围较宽，Cr3 的含量可低到5g／1-20g／1，Cr3+钝化是研究发展的方向。但目前仅限于装饰性镀铬，厚度在3微米以下。镀液对杂质较敏感，镀层色泽不如Cr6+镀层。
　　1.3 纳米电镀液
　　最近一种改造传统的电镀工艺的清洁生产工艺技术在重庆市l000多家电镀企业推广，这将极大地降低电镀废液对环境的破坏。该技术的电镀浆料颗粒大小从400纳米缩小到了150纳米，各种产业化实验已成功。这项纳米电镀技术的核心是配制一种特殊的浆料，镀到各种零件的表面，镀层厚度只有传统镀层的一半，但是对耐磨和耐蚀程度却大大提高。这种技术可大大降低对稀有金属——镍的需求量，不但降低了生产成本，而且大大减少了排
　　放含镍和铬的电镀废液，减少了对环境的污染，起到清洁生产的作用。据统计，该技术与传统的电镀工艺比较，电镀成本可节约50％，电解液对水的污染可减低50％，劳动生产率大大提高。该项技术己完成前期研发，将对全球电镀行业产生重大的影响。
　　2 绿色电镀工艺
　　2.1 达克罗(Dacromet)工艺
　　是当今国际上金属表面处理富有代表性的高新技术。达克罗是美国人发明，被日本人买断，又被引进中国专有控制技术，整套工艺设备采用全过程闭路循环的涂复方式，革新了电镀工艺，杜绝了电镀过程中产生的酸、碱、锌、铬等污水、废气的排放及污染等。达克罗是经过脱脂一抛丸一涂复一固化一冷却一成品的工艺过程，使加工体形成片状锌粉，铝粉及金属铬盐组成的银灰色防腐蚀涂层。在金属表面达克罗膜层形成过程中，挥发的物质几乎
　　全部是经过气化的水分，没有任何污染和公害。在工业发达国家中，己广泛地得到应用，逐步替代了污染严重的电镀锌、电镀、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种传统的表面处理工艺，从而减少了环境污染的发生。但达克罗处理液中还含有大约2％的Cr6+有待解决。
　　2.2 交美特(Geomet)技术
　　是通过达克罗姊妹公司即日本的NDS、法国Dacral等公司共同推向全球市场并首先被汽车制造业接受。交美特又称为“无铬达克罗”，交美特技术采用浸渍一离心一喷涂或浸渍一沥液一离心的涂覆工艺。通过调整涂覆过程的工艺参数可得到不同的涂层厚度。交美特涂层是一种将超细锌鳞片和铝鳞片叠合包裹在特殊粘结剂中的无机涂层。交美特继承了达克罗高抗蚀、无氢脆、涂层薄的优点，同时杜绝了有毒的Cr6+，从根本上减少了环境污染的发生。
　　2.3 机械镀
　　是在一个滚筒中加入金属零件，碰撞介质，化学促镀剂，金属粉末和水。当滚筒轻动时，其中的各种物料充分混合，翻腾，在化学促镀剂的作用下，金属粉末在零件表面连续沉积而形成镀层。
　　2.4 气相镀
　　包括热分解法和化学合成法。热分解法一般在单温区炉中于真空或惰性气氛下加热衬底所需的温度后，导入反应物气体使之发生热分解，最后在衬底上沉积出固态镀层。化学合成法：绝大多数沉积都涉及到两种或多种气态反应物在一热衬底上相互反应，这类反应称为化学合成反应，主要是利用氢气还原卤化物来沉积各种金属和半导体。
　　2.5 蒸发镀
　　是在真空条件下，加热熔融金属，使蒸发的金属原子或分子沉积在镀件的表面，形成金属膜的方法。
　　2.6 离子镀
　　是指在真空容器内通过辉光放电使其蒸发物离子化，并靠电解来加速，使基片表面产生冲突，形成膜层的真空物理气相沉积工艺。
　　2.7 热喷涂工艺
　　是利用气体的燃烧能或电能作能源，将金属或非金属粉末加热至融化或半融化状态，并高速喷向预先经过预备处理(如喷砂或清洗)的零件表面上，从而制成一层具有特殊功能的涂层。
　　3 绿色生产
　　电镀工厂排出的废水主要来源于镀件的漂洗水、废槽液、镀液的跑、冒、滴、漏、设备冷却水和冲洗地面水等。如何把废弃物控制在最低限度，这就需要实施绿色生产战略。清洁生产能使自然资源和能源利用合理化、经济效益最大化、对人类和环境的危害最小化。清洁生产是以采用先进的技术与工艺，把废渣与重金属离子消除在工艺流程中，尽量采用低温低浓度、低毒(或无毒)工艺，槽边处理加以多道逆流漂洗，喷淋(反喷淋)工艺。同时大力采用电镀废水微排放(零排放)电镀生产自动线，节约能源，回收电镀化工原料。现在一些合资企业和外资企业，引进了国际先进水平的全套生产设备，全自动、全密闭生产系统的清洁程度相当高，其中包括电镀工艺部分，代表了先进的清洁生产水平，以事实改变了“电镀=污染”的固有概念嘲。
　　清洁生产是一个系统的工程，是对生产全过程以及产品的整个生命周期采取污染预防的综合措施，一项清洁生产技术要能够实施，首先必须是技术上可行；其次是要达到节能、降耗、减污的目标，满足环境保护法规的要求；第三是要在经济上能够获利，充分体现经济效益、环境效益、社会效益的统电镀行业是工业生产中污染较为严重的行业，现将其实现清洁生产的途径简述如下：
　　(1)在产品设计和原料选择时以保护环境为目标，不使用有毒有害的原料，防止原料及产品对环境的污染。
　　(2)替代电镀清洁技术：物理气相沉积(真空蒸气镀、离子镀、气相镀)；热喷涂(塑种喷涂、粉末喷涂)；热浸镀；机械镀。
　　(3)改善生产工艺，更新生产设备，提高原材料和能源的利用率，减少污染物的排放。清洁生产工艺 ：用水基清洗剂代替溶剂脱脂；用酸性盐代替酸性溶液进行弱腐蚀；无氰电镀代替氰化电镀；六价铬电镀代替三价铬；锌合金代镉；采用低浓度低温度电镀工艺(稀土添加剂镀铬)；低铬酸镀硬铬；锌层低价钝化；多层Ni—Cr代替Cu—Ni—Cr。
　　(4)清洁的生产过程：延长溶液使用寿命(采用去离子水、连续过滤、补加调整溶液、定期去除溶液中的杂质，减少杂质的带人)；减少工业溶液的带出和蒸发量(工艺槽之间加挡液板、延长镀件出槽的停留时间，控制浓度在低限范围、控制溶液温度、镀件的合理装挂、气刀吹除、增加带出液回收槽)；减少清洗水的用量(逆流清洗、喷淋清洗、搅拌清洗、清洗水的复用、控制用水量)。
　　(5)建立生产闭合圈，对排放物进行回收及循环利用：清洗水的多次利用；废工艺溶液的再生复用；废溶液的回收。
　　(6)进行科学的生产管理：建立和健全环境管理体系(1SO14000)；完善有环境指标的岗位责任制考核办法；建立物料的系统管理程序；加强设备的维护和检查；加强培训，提高职工素质。
　　4 绿色处理
　　对于废弃物的处理，首先最重要的是尽量回收再生利用，让废弃物重新变为有用的物质，其次，在处理废弃物的过程中，应采用对环境不造成二次污染的处理方法，对于实在不能回收处理的废弃物采取安全的填埋或焚烧处置。通过绿色处理，使废弃物得到最大限度的控制和利用，真正实现废弃物的减量化、减容化、最小化和资源化。例如，德国科学家劳恩霍芬科学协会的科学家新发明了利用面粉加工过程中产生的废料麸皮作为吸附剂的一项技术，该技术可以净化电镀工业生产过程中产生的含有大量重金属的废水。这项技术由界面及生物处理技术研究所开发，据介绍麸受中加入磷酸类物质后就能够有效地起到吸附锌、铬及其它多种重金属的作用。其主要优点是麦jl瘦作为一种可再生原料，不仅对废水中的重金属吸附效果好，而且成本低，无耗尽之忧。
　　总之，我国电镀工业应从保护环境、节约能源、节约资源的高度出发，实施绿色电镀，走可持续发展的道路，绿色电镀将成为今后表面处理技术发展的趋势。