Бессточная многопроцессная гальваническая линия. Компьютерный расчет массопотоков. Часть 2

С.В. Шишкина, Р.А. Домрачев, ВГУ, Л.П. Фирсова (Мир гальваники 2009)
С помощью расчетов компьютерной программы на действующем предприятии налажена сбалансированная работа бессточной многопроцессной гальванической линии

Как уже отмечалось, промывная вода в многопроцессной линии используется многократно. Например, один из шести потоков свежей воды поступает в ванну двухступенчатой каскадной промывки после пассивирования стальных деталей, затем – в двухступенчатую каскадную промывку после цинкования, после чего – в промывки после цинкатной обработки, осветления алюминия и силумина и, наконец, из промывки после химического обезжиривания сливается на очистную установку. Чистая вода, подаваемая в двухступенчатую каскадную промывку после нанесения покрытия сплавом олово-висмут, далее используется в промывке перед никелированием.

Нами проведено исследование зависимости качества покрытия от концентрации примесей, попадание которых в технологическую ванну и в промывную, предшествующую технологической, возможно при многократном использовании промывной воды.

Качество полученного покрытия определялось визуально путем сравнения его с эталонным и присваиванием определенного количества баллов по десяти балльной шкале.

Экспериментально определенные предельно допустимые концентрации примесей в технологических (ПДКт) и промывных (ПДКп) ваннах (таб. 2) чаще всего превышают соответствующие ПДК согласно ГОСТ 9.314-90.

Рассчитанные по программе значения концентраций ионов ТТМ, которые устанавливаются при достижении в ваннах промывки стационарного состояния (таб. 3), значительно ниже, чем экспериментально установленные ПДК (таб. 2). Следовательно, концентрации примесей,  приводящие к появлению брака, практически не будут достигаться.

Особенностью работы ВВУ Q-50 является интенсивное пенообразование в испарителе, причем интенсивность пенообразования в условиях кипения под вакуумом резко возрастает.

Попадание частиц пены вместе с паром в область, где происходит конденсация, приводит к подщелачиванию конденсата до значений pH 9,0 – 9,5. Применение такого конденсата допустимо только в промывных операциях перед щелочными ваннами.

Образование пены при кипячении может быть вызвано присутствием поверхностно-активных органических веществ (ПАОВ).

Они входят в состав практически всех добавок, вводимых в технологические растворы гальванического производства: ингибиторов, эмульгаторов, блескообразователей. Химический состав применяемых в современном гальваническом производстве добавок чаще всего составляет коммерческую тайну и производителями не сообщается. Оценить общее содержание органических веществ в растворе можно путем определения его бихроматной окисляемости, называемой также химическим потреблением кислорода (ХПК). Как видно из рис. 5, содержание органических веществ в концентрате выпарного бака увеличивается, что вполне коррелирует с ростом пенообразования (рис. 6) при увеличении времени работы установки.

Установлено (рис. 7), что добавки, повышающие поверхностное натяжение и не влияющие на электропроводность растворов, вызывают появление наиболее высокой и устойчивой пены (таб. 4).

Таким образом, можно считать установленным, что причиной загрязнения конденсата может быть интенсивное пенообразование в камере испарения, связанное с присутствием некоторых ПАОВ. Для устранения этого вредного явления можно либо предотвращать попадание таких добавок в выпарной аппарат путем предварительной обработки подаваемых растворов на сорбентах, что усложняет конструкцию установки, либо применять пеногасители.

Для быстрого устранения пены с поверхности раствора может быть рекомендован простой прием, основанный на том, что рост плотности раствора (рис. 8) снижает скорость роста толщины слоя пены. Поэтому повышение плотности раствора путем добавления любой растворимой соли щелочного металла (например, хлорида натрия) приводит к тому, что пена становится нестабильной и разрушается кипящей водой.

Таким образом, с помощью расчетов по компьютерной программе на действующем предприятии (ОАО «Электроприбор», г. Чебоксары) налажена сбалансированная работа бессточной многопроцессной гальванической линии и локальной очистной установкис вакуумным выпариванием и возвратом конденсата в промывные операции.