Как сделать гальванику безопасной?

Рассматривая перспективы развития гальванотехники, складывается  убеждение, что гальванотехника является уникальной отраслью промышленности, отказаться от которой в ближайшем будущем не представляется возможным.

Но, несмотря на ее многочисленные достоинства, у гальванотехники есть и существенные недостатки:

• во-первых, гальваническое производство опасно для окружающей природной среды, так как является крупнейшим источником жидких и твердых токсичных отходов;
• во-вторых, оказывает вредные воздействия на организм человека  у людей, работающих  в гальванических цехах.

Следовательно, основная задача  новаторских решений технических проблем по мнению доцента кафедры «ТЭП», кандидата  техн. наук НГТУ им. Р.Е. Алексеева Исаева Валерия Васильевича,  –  экологическая.

Исследования в области экологии должны проходить в двух направлениях:

• Снижение токсичности гальванических процессов;
• Совершенствование методов очистки промывных и сточных вод.

Снижение токсичности гальванического производства – это отказ от использования в электролитах цианистых соединений, кадмиевого покрытия и шестивалентного хрома.

Цианиды проникают в организм через органы дыхания и через кожу. При легком отравлении парами цианидов во рту возникает запах горького миндаля, першение в горле, рвота, паралич дыхания. Попадание цианида в рот может вызвать наступление смерти у человека в течение нескольких минут.

Вопрос о разработке нетоксичных бесцианистых электролитов был поставлен в 70-х годах прошлого столетия. В настоящее время частично решена замена цианистых электролитов цинкования на цинкатные, которые неядовиты и обладают высокой рассеивающей способностью (см. «Процесс цинкования»). Однако недостаточная изученность механизма осаждения из этих электролитов препятствует широкому применению в производстве.

Более успешно решена проблема замены  медных цианистых электролитов. Пирофосфатный комплекс в электролите меднения  позволяет получить покрытие по своим параметрам  близкое к покрытию, которое осаждается из цианистого электролита.

Процесс кадмирования, также как и цинкования,  рекомендуется для защиты от коррозии, особенно  в условиях морской воды и солевого тумана. В настоящее время  кадмиевому покрытию еще не найдена полноценная замена (см. «Процесс кадмирования»).

Однако кадмий – один из самых токсичных тяжелых металлов, который имеет тенденцию к  накоплению в организме (почках, печени, поджелудочной железе, селезенке и др.), что приводит к необратимому нарушению работы внутренних органов.

Активно ведутся разработки по замене кадмиевого покрытия. Наилучшими показателями по коррозионной стойкости обладают покрытия сплавами цинк-никель, олово-цинк. Достаточно широкое применение находят покрытия сплавами цинк-кобальт и цинк-железо.

Шестивалентный хром в гальванике используется довольно широко: он входит в состав электролита хромирования («Покрытие хромом – это надежно и красиво!»), в состав  растворов хроматирования для обработки цинковых покрытий с целью повышения защитных свойств и декоративного внешнего вида.

Соединения хрома токсичны, вызывают местное раздражение кожи и слизистых оболочек, поражение органов дыхания. Общетоксическое действие сказывается в поражении почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.

Альтернативой хроматированию (CrVI) является формирование защитной пленки на цинке в кислых растворах трехвалентного хрома – растворах «хромитирования», которые экологически безопасны и обладают повышенной коррозионной стойкостью. Однако, они очень чувствительны к составу электролита цинкования, наличию блескообразователей и требуют точного выполнения технологического режима. Для повышения коррозионной стойкости хромитных пленок часто используют дополнительную обработку покрытия в полимерных или кремний содержащих растворах. Тем не менее, реальная коррозионная стойкость трехвалентных пленок, получаемых на деталях в производственных условиях, обычно ниже заявленной величины. Это объясняется отсутствием эффекта «самозалечивания», характерного для хроматных пленок, что является самым серьезным недостатком хромитных пленок.

Процесс хромирования в ряде случаев можно заменить на покрытие химическим никелем с последующей термообработкой или покрытием сплавом никель-бор, которые по твердости не уступают хрому и успешно применяются при изготовлении пресс-форм.

По вопросам разработки технологии покрытия сплавами обращайтесь к нам!

Проблемы очистки промывных и сточных вод будут рассмотрены в заключительной части нашего интервью с к.т.н. Исаевым В.В.

Похожие публикации:

• «Перспективы развития гальванотехники. Часть 1.»
• «Перспективы развития гальванотехники. Часть 2.»
• «Декоративные покрытия.»
• «Как создать участок цинкования?»
• «Безопасная гальваника.»