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欧盟金属和塑料表面处理污染综合防治最佳可行技术

浏览次数: 日期:2012-4-17 10:11

欧盟金属和塑料表面处理污染综合防治最佳可行技术

一、欧盟IPPC指令简介

什么是欧盟IPPC指令:欧盟环境法中唯一对工业污染源排放进行综合防治的指令(Council Directive concering integrated pollution prevention and control

  

  

 

    IPPC指令的发展演变:

 

  

IPPC指令的主要内容:IPPC指规定了工业源的能源利用、对空气、水和土壤的污染物排放的防止及事故防止等内容,并且对相应的装置实行操作许可证制度来控制和减少污染。

核心内容:环境要求、最佳可行性技术的应用、许可证条件、特别规定、环境检查等。

 

 

    二、最佳可行技术参考文件的内容框架

欧盟IPPC指令中规定需要控制的工业行业,共6大类33个小类:

1、能源工业:额定热输入量超过50MW的燃烧装置;矿物油和天然气精炼;炼焦炉;煤气化和煤液化工厂

2、金属制造加工:金属矿(包括硫化矿)焙烧或烧结;钢铁生产;铁合金加工;铁合金铸造;有色金属炼制;金属和塑料表面处理

3、矿业:水泥及石灰工业;石棉生产;玻璃工业;矿物纤维生产;陶瓷、砖瓦工业

4、化学工业:基础有机化工;无机化工;化肥功业;农药工业;制药工业;炸药工业

5、废物管理:危险废物处理处置;垃圾焚烧;非危险废物处理处置;垃圾填埋

6、其他工业行业:制浆造纸工业;纺织工业;皮革工业;屠宰及乳制品加工工业;动物废物处理处置;家禽养殖;表面涂装;石墨生产

金属和塑料表面处理BREF的内容框架: 

  

    三、欧盟电镀行业概况及与我国的对比

    企业数量、分布及应用

     几种主要的表面处理活动:简述铝型材的阳极氧化和其他涂覆;钢铁的大规模连续涂覆;阳极氧化法制平板印刷板;铝卷的连续涂覆;印制线路板

 欧洲阳极氧化或其他涂覆的铝型材产量

 

460个工厂,每年人均阳极氧化铝的消耗量大约为1平方米

产量较高国家:意大利、德国、西班牙、法国

欧洲钢卷表面处理的四种方式:

1)马口铁和镀铬钢:主要用于包装,产量4800吨,营业额30亿欧元,1.5万人;

2)镀锌和锌镍钢:主要用于汽车行业,产量537万吨,德国、法国、比利时产量高;

3)镀铅钢板:奥地利惟一一家,现已关闭;

4)其他:捷克共和国,1个公司,对带钢(宽度为145-265mm)表面连续电镀铜、黄铜、镍、锌的公司,钢产量约8000/年。

 

    总产值是34.42亿欧元,434个工厂的从业人员为29000人,多为中小型企业;

技术水平高,发展趋势是生产更高要求的产品,即在尽可能小的尺寸空间内生产结构更加精细的产品。

 

 

 

能耗、物耗和排放水平

热工艺溶液表面的能量损失(单位:瓦/平方米)

水耗:北欧理事会:排水量为50L/m2,出水中金属含量低于投入金属的0.1%

英国:行业基准是大约是40 L/m2

法国:每个冲洗阶段的最大用水量是8 L/m2,相当于五级冲洗的用水量为40 L/m2。大约80%的公司能达到这个水平

PCB生产可能达不到这些基准

金属利用率:

 

      四、欧盟电镀行业污染防治最佳可行技术

(一)一般性最佳可行技术

1、管理技术:环境管理;内部管理和维护;尽量减少返工;基准化管理;生产线优化与控制

2、设计、建造和运行:化学药品和工件/基材的存储

3、工艺溶液的搅拌

4、公用设施—能源和水:高电压和大电流;加热;减少热损失;冷却

5、减少水和材料的消耗:减少生产过程中的耗水量;减少带入;减少带出;清洗、

6、材料回收和废物管理:预防和降低材料损耗;再利用;材料回收和循环利用;再循环和回收;提高原材料利用率的其他技术

7、一般工艺溶液的维护

8、废水排放:减少需处理的材料和水流;检测、识别和分流有问题的废水;废水排放(给出排放水平);零排放技术

9、废物

10、废弃排放:给出排放水平

11、噪声

12、地下水保护和设施的关闭

(二)特殊工艺的最佳可行技术

1、挂镀;2、挂镀生产线—减少带出;3、滚镀生产线—减少带出;4、手工生产线;5、有害物质的替代或控制:EDTAPFOS、氰化物、氰化锌、氰化铜、镉、六价铬;6、抛光和磨光的取代;7、脱脂的取代:氰化物脱脂、溶剂脱脂、水性脱脂、高效脱脂;8、脱脂液的维护;9、酸洗液和其他强酸溶液;10、六价铬钝化溶液的回收;11、连续卷材涂覆;12、印制线路板。

(三)几个值得关注的问题

零排放问题:

1、 可达性:各种减少带出、带入技术的结合使用,可使某生产线或装置的排放量降为零。

2、 技术示例:热技术(蒸发);膜技术;离子交换。

3、 经济性:越接近零排放,其投资成本大幅度提高。

结论:零排放不是最有效的技术,通常涉及高能耗和产生难以处置额废物,也须高成本和运行费用。适用于有特殊原因的个别情况。

如果进入和进出的量相等,就不需要加入水。带出量的回收率(挂镀或滚镀)大约在50%

欧盟已开始试验15-20个周期的自催化镀镍工艺。

自催化镀镍:

 

 五、新兴技术介绍

过程集成自动化电镀

适用性:特别适用于均匀圆柱形工件的大量加工工艺。将阳极做成一定的形状,使其包围在加工工件的外围(阴极),阳极和阴极之间仅留下很小的间距,这样即可创造出很强的电场强度。电镀时,阳极快速转动,造成电解质的搅动,增加扩散层中离子的传输。

优点:结合这两个因素,可使电镀过程快速进行,这样可使工艺归并到一条生产线中。自动化系统输送了电解液,工作人员不需接触任何化学品。

德国已经进行试验性尝试:

KVS塑料加工和服务股份有限公司:KVSFIO技术的开发商和制造商,目前不能为市场提供FIO产品。最大的问题是用户和化学品供应商之间的相互依赖关系。对于众多的运营商来说,依赖化学供应商被认为存在过高的风险。

西门子公司,生产和物流的中心部门:已将生产部门卖给另一家公司。

博施:工艺在技术上是可行的,但没有转入批量生产。这个研究项目的部分成果(一些回用技术)仍在公司中使用。

三价铬代替六价铬进行改性脉冲电流镀硬铬

适用性:成功将铬镀层提高到高达250微米,并可以被提高更高的厚度。

优点:三价铬溶液,较少的有机添加剂。

经济性:基于硫酸铬,目前比现有的CrIII)略为昂贵些(随着进一步广泛使用可能会使市场价格降低)。然而,由于不适用任何有机添加剂,因而降低了成本和维护费用。电力成本也可能降到目前费用的一般。减少了污水处理的化学药品,并可减少废物的产生。

今后可能的资本成本:电源,可能会上升到传统的直流电源费用的两倍。降低了废气和废水处理设备的要求。

进展:现已获得专利。

三价铬转化膜替代六价铬转化膜

在德国一个研究项目中,SurTech股份有限公司开发了一种工艺,用于生产在铁件上镀300纳米厚的三价铬转化膜,完全不含六价铬,呈浅绿色外观。在盐雾试验中,这两个系统在防腐保护上是大致相等的。

有机电解质中电镀铝及铝合金

在德国,这项技术已在镀铝或铝镁合金上首次发展到工业规模。这已表明该技术是经济可行的。一个拥有三立方米的处理槽的生产工厂已经建成,它最大可处理大1500X600mm的工件。三班作业的情况下,每天最多可处理30个钢条,这相当于一个中等规模的电镀装置。经过常规预处理(脱脂,酸洗),工件由高沸点脂类在电镀槽中干燥。由于电解液与空气和水有强反应性,处理过程必须在完全封闭的产所进行。该挂具通过空气阀放置在处理槽中。

印制电路板:激光直接成像技术;高密度互连技术(HDI);嵌入式无源技术。

所属类别: 工艺技术

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