全力打造磷化、治污、回用循环生产体系分析
全力打造磷化、治污、回用循环生产体系一、 总述新工艺新材料的开发应用必须基于如下三点：1、环保;2、运行成本低;3、工艺简单。否则，就不能称为新工艺。锌系磷化是目前公认的涂装前处理质量最好的膜层，经过了多年检验。也许将来会有理想的前处理膜层，我公司也正在进行新材料的膜层性能检验。但含镍的锌系磷化是必须淘汰的，因为国家对镍的排放限值控制在0.05毫克/升，和六价铬要求一样。磷化前酸洗绝大多数企业采用传统的盐酸酸洗工艺，主要是没有找到更好的环保低成本工艺。磷酸可以酸洗除锈除氧化层大家都知道，但都因高成本未能采用。据柳州五菱实际数据显示，汽车桥壳单独采用磷酸进行酸洗时成本为每平米1.2元左右，远远高于预期，但限于生产线及生产环境的要求，无法采用盐酸酸洗，每月产生的废磷酸13吨左右。重庆五菱新厂投产后直接采用我公司提供的磷酸酸洗新工艺，磷化线一次试车成功，而且从2015年5月到现在为止酸洗槽仍然正常运行，期间进行过一次再生处理，成本大幅度下降。根据我们的预算：只要磷酸酸洗能够坚持6个月，每月处理桥壳4万根，成本和盐酸酸洗基本持平。这样，磷酸酸洗的优越性就可以充分发挥出来了。目前，绝大部分企业的污水处理设备都是很落后的工艺，该工艺已经沿用几十年了，无法满足现在环保的要求。因此，不少生产环保设备的企业鼓吹新的处理方式膜处理，号称产出纯净水。这是非常不良的伪科学宣传。废水处理是必须在化学反应的工艺点上解决问题，进入物理吸附阶段时，中水必须是清澈透明的。如果将浑浊的中水进行反渗透，运行成本可想而知，甚至无法正常运行。浓缩废水怎么办?不用说，更加难以处理。污水处理系统在水量低于100吨/日时，采用间断式处理，高于100吨/日，采用自动切换连续处理工艺。目的是加强反应槽工艺控制，确保中水清澈透明，没有无机盐(钠离子、硝酸根离子、氯离子除外)，水中有机物是否需要精滤，我们根据企业的药液和工艺情况进行判断，这样做的好处是最大限度的延长滤料的使用寿命。新工艺的优点在于使整个系统实现无污染生产，而且确保实现综合处理成本大幅度下降的目标。二、 表面处理新工艺论述1、 磷酸酸洗的可行性采用磷酸酸洗，并不是单纯用磷酸进行除锈除氧化层。它的酸洗原理是通过添加BW-500P快速净洗添加剂实现如下过程：1)氧化层剥落;2)锈蚀溶解;3)缓蚀;4)氧化物溶解;5)亚铁离子隔离，防止过早老化;6)分散，抗再吸附。通过添加抗老化剂及再生剂大幅度延长磷酸的使用寿命。所以，磷酸酸洗时我们采用的磷酸浓度一般为8-15%，超声波条件下为6-8%，加热条件下为10-15%,不建议超过15%浓度。本酸性工艺和一般酸洗在原理上有根本区别，只是利用磷酸提供一个较高的酸性环境，并不希望磷酸大量的参与反应。所以，它需要一定的反应条件：加热，最好再采用超声震荡。当然，如果工艺时间许可或锈蚀及氧化皮较少也可以不加热。超声波并不是在酸洗时同步进行，要求在酸洗后期进行超声震荡，也就是超声时间2分钟左右即可。这一原理绝大部分设备厂商和药液厂商都没有搞明白。在许可条件下采用超声波可以节省时间，大幅度降低药液消耗。酸洗时间我们要求控制在20分钟以内。自动线一般为5-8分钟，手动线一般10-20分钟。影响因素：温度、循环、超声、晃动等。2、磷酸酸洗工艺的优点磷酸酸洗工艺的优点：没有酸雾，操作环节良好;没有挥发损失;废水可以达到85%以上的回用率;泥渣量少;综合大幅度降低。3、磷酸酸洗成本磷酸酸洗直接成本短时间内会感到高一些，但在使用几个年以后就会明显感到成本不断下降。最后基本达到每平米0.2-0.5元(根据锈蚀情况，包括加热和电费)，和盐酸酸洗基本持平。用水量和排水量明显降低，磷化液消耗下降，废水处理负荷降低，净化水可以回用，铁氧化物泥渣降低。仅这些项目贵公司每年可节省数十万元。超声设备和废水处理设备两年即可收回成本。4、无镍磷化的环保性镍属于重金属，排放标准很高，会造成废水排放不定时超标，处理镍离子需要专用沉淀剂，成本会增加，另外检测仪器也比较贵。如果磷化液为蓝色既含有镍离子，建议改为无重金属磷化液。这是大势所趋。5、案例以五菱汽车热处理传动桥壳和铸铁减速机减壳为例。五菱磷化生产现场（选图）桥壳氧化皮和加工油污很多，减壳铸件不易磷化和酸洗，具有代表性。工艺上采用浸泳和喷淋混合的自动线，工艺如下：喷淋除油喷淋除油水洗中性除油水洗磷酸酸洗喷淋洗活化水洗中和喷淋表调锌系磷化水洗去离子水洗工艺说明：1、除油为弱碱性除油，不能使用固体除油粉。避免无用的钠离子、偏硅酸根、硫酸根、氯离子等进入。上述物质会造成泥渣量大幅度升高，盐分增加，净化水无法大量回用，工件表面残留胶黏物质，而且上述物质只是作为除油剂的填料，除油效果微弱。2、原为酸性除油，重庆五菱使用的非耐蚀泵改为中性除油，柳州采用的是酸性除油。酸性除油具有非常快速的除油速度，更有利的是可以松动氧化层。3、磷酸酸洗温度45，后段超声波，酸洗时间8分钟。磷酸浓度8%，BW-500P浓度2.5%。4、活化水洗是磷酸酸洗工艺的关键，不然会影响磷化成膜质量。成本可以忽略不计。5、根据五菱要求，我们将锌系磷化进行配方调整，采用不含镍的磷化，磷化时间3分钟，35。为确保磷化质量，督促天津707所进行了设备改造。试车一次成功，投产后一直运行良好，产品质量达标，特别突出的是：解决了柳州厂一直存在的内腔由于挂灰洁净度不达标的缺陷;解决了磷酸酸洗成本居高不下的问题。为此，柳州厂2014年的生产线决定在2016年改造，采用为重庆厂提供的酸洗磷化工艺。三、 新工艺运行的条件和要求1、 工艺流程：建议浸泡工艺流程：弱碱性除油水洗酸性除油水洗磷酸酸洗活化水洗中和水洗表调磷化水洗建议喷淋工艺流程：弱碱除油弱碱除油水洗表调磷化水洗水洗工艺说明：1) 如果零件表面没有机加工乳化液或者冷却液为无油透明冷却液可以出掉弱碱除油及水洗前面两个工位。弱碱性除油剂必须采用液体纯有机除油剂。2) 酸性除油可以加温到30-35，也可以不加温，加温可以降低后续酸洗的压力，作为预酸洗。同时，酸洗槽的旧酸液可以补加到酸性除油槽内使用，做到磷酸无浪费。3) 磷酸酸洗浓度有超声设备时8-10%浓度，温度40-45。BW-500P磷酸快速酸洗净洗剂2.5-3.0%。4) 磷化温度25-35。温度过高会造成过量消耗，增加沉淀量。2、工艺设备条件的影响1) 加温。加温可以提高化学反应速度，但温度过高会带来不利影响。酸洗温度不应高于45，否则快速晾干会形成磷化铁膜，不利磷化。磷化温度更不能过高，我们一般不允许高于40，否则促进剂挥发量大，游离酸无谓消耗，沉渣量大。2) 循环。贵公司槽体体积较大，我们建议在槽体体积大于8m³或者槽深超过1.8m时采用槽液强制循环，提高处理效率，降低药液消耗。努奥罗的磷化生产线就是很好的例证。自动线采用的是槽液循环，手动线采用的是工件转动。采用槽液循环后效率会提高一倍以上，药液节省10-20%。3) 超声波设备。超声设备可大幅度提高除油和酸洗速度，但不利于磷化。酸洗速度提高会降低酸液消耗，降低槽液游离铁离子升高的速度。注意：超声应在酸洗后段开启，起到剥落作用即可。四、新工艺对废水处理的影响采用磷酸酸洗和无镍磷化后，废水处理基本可以做到收支平衡(泥渣处理除外)。1、 对废水量的影响废水量减少。从工艺上即可看出，酸洗后的水洗不用天天排放。由于没有有害氯离子的影响，中和及表调可以延长使用时间。磷化液更换周期可以延长到10个月以上。2、 对泥渣量的影响磷化泥渣和铁氧化物泥渣量大幅减少。3、 对废水回用和处理成本的影响由于不使用固体除油剂，废水内不会积累大量钠离子，没有盐分积累。废水中没有氯离子影响，可以全部回用，实现零排放。对磷化质量要求更高时，由于硝酸根的影响，磷化后的水洗需用自来水或去离子水漂洗。由于盐分低，废水处理用药量少，容易絮凝沉降，处理成本下降。五、 废水处理新工艺介绍1、 工艺流程及效果图2、 强化工艺控制点污水进入化学反应槽的控制指标：1) 污水最佳pH值为3.5-4.5，高于5.5时应采用硫酸或废磷酸酸液调整，介于我公司提供的工艺，一般都在范围以内。2) 采用块状生石灰最好，粉状生石灰泥渣量太大。严禁使用火碱中和。3) 采用人工和自动同时控制反应酸碱度。4) 确保混合均匀，反应充分。5) 采用阳离子聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺作为絮凝剂，避免使用无机聚合絮凝剂。6) 控制絮凝剂加入量，加入后充分搅拌，静止沉降。一般20分钟即可澄清。7) 板式压滤机采用膜泵送泥，不可使用泥浆泵等带叶轮的泵。3、 尽可能使净化水回用于生产中水经过一级混合过滤即可用于磷化生产线漂洗，用于磷化后漂洗或者排放时可进行二级精滤。在没有必要时避免采用二级精滤，以延长滤料的使用寿命。对于贵公司产品，采用磷酸酸洗工艺时，净化水几乎可以全部回用，实现零废水排放。一次净化可用于漂洗的原因：1) 除油剂内的表面活性剂不仅不影响除油、酸洗和磷化，而且属于有益物质。2) 除固体脱脂剂使用的阴离子表面活性剂外，其他表面活性剂对磷化后涂装没有任何危害，微量活性物会提高润湿效果，增加附着力。涂料本身也需要添加表面活性剂。3) 由于采用纯有机除油剂和酸洗添加剂，没有杂质离子进入处理系统。只有磷酸、纯碱和磷化液内含无机物，磷酸可以沉淀除去，磷化液内磷酸根、锌离子、有机酸变为沉淀除去，只有钠离子和硝酸根离子存在，他们就是硝酸钠，磷化液内的一种成分，会发生氧化还原反应变成一氧化氮，小部分生成氮气，对磷化酸洗无影响。由于不会无限制积累，在漂洗水中含量不高，对涂装质量影响不大。4、 运行成本及设备报价1) 运行成本正常情况下处理一吨废水的成本可以计算出来：10千瓦的负荷，一次处理8吨水。药液为生石灰和约100克絮凝剂。成本不到5元/吨，加上滤料填充损失，最多达到7元/吨。滤料还可以通过脱吸和高温处理再生。这样算来吨废水处理成本约6元，甚至可以节省一个员工工资。该套废水处理系统一个员工就可以完成。2) 设备报价上述工艺和效果图可以看出，针对贵公司的水量需要设计两个混合反应沉淀槽。设备造价在25-30万元之间。具体详细设计方案以后再做。六、 技术服务及优惠方案1、 设备设计或改造服务可以根据企业废水处理设备情况进行改造，没有改造必要的可以重新设计。贵公司的废水处理设备，已经看过，可以对贵公司的现状进行合理布局和设计，废水处理场地有100就够了。现有的斜板过滤没有用，如果必要，混合反应槽可以自行改造，我方免费提供改造图纸。室内的废水处理槽体可以作为酸洗液再生处理槽使用，转移到磷化线附近。2、 技术服务免费提供磷化工艺改造设计;提供操作人员技术培训;随时解决生产过程出现的问题;优先提供新产品和新工艺。3、 工艺打包优惠方案按照爱尔斯姆科技新实行的优惠打包方案，只要采用提供的前处理工艺和产品，将提供废水处理设备，设备款可以采用3年分期付款的方式或者五年租赁方式(租赁不含利息)，期间设备易耗品的消耗由我们承担。打包方案主要是为了解除企业对我们上述所做的环保工艺的疑惑。打包方案的最大优点是：1)解除企业生产过程的废气废水污染，确保达标生产;2)解除企业对废水处理设备的不信任;3)
