Регенерационные процессы в гальванотехнике основаны на сочетании нетрадиционных методов тонкой химической технологии, часто требующих более высокого уровня культуры производства, чем технология нанесения покрытий. Поэтому внедрение таких процессов связано не только с техническими трудностями, но и с преодолением психологических барьеров и установившихся стереотипов мышления в производстве, когда на передний план выдвигается только выполнение производственной программы.
Залповые сбросы концентрированных отработанных растворов приводят к безвозвратным потерям цветных металлов и ценных химикатов, а также нарушают нормальную работу очистных сооружений. Поэтому обезвреживание (нейтрализация) отработанных растворов при их сбросе на централизованных очистных сооружениях предприятия или даже в локальных установках может применяться лишь как временное или вынужденное решение при отсутствии других технических возможностей, и его не следует рассматривать как техническое решение, соответствующее современному уровню развития гальванотехники.
Кардинальным решением экологических проблем, возникающих в связи со сбросами концентрированных отработанных растворов, является не обезвреживание их с получением шламов гидроксидов металлов, часто являющихся источниками вторичного загрязнения окружающей среды, а создание мало- и безотходных гальванических производств, включающих регенерацию отработанных растворов и электролитов и утилизацию их ценных компонентов.
Важной характеристикой растворов и электролитов является периодичность их замены и залпового сброса. Эта характеристика особенно важна при выборе из всего комплекса сбрасываемых растворов тех, которые подлежат регенерации в первую очередь. Периодичность слива щелочных растворов обезжиривания и травления алюминиевых сплавов, а также кислотных растворов травления железных и медных сплавов составляет обычно примерно 5-20 суток. С такой же примерно периодичностью сливаются обычно растворы пассивации цинковых и кадмиевых покрытий.
Наименьшей периодичностью слива характеризуются электролиты нанесения хромовых, никелевых, цинковых и других металлических покрытий, которые при условии соблюдения высокого уровня технологической дисциплины, а также специальных приемов очистки и корректировки сохраняют работоспособность в течение 1-5 лет. Следует отметить, что частота слива в общем случае связана прямой зависимостью с удельной нагрузкой гальванических ванн. Для ориентировки можно принять следующие значения удельной нагрузки, при которой необходима замена (регенерация) раствора: для щелочных растворов обезжиривания 1-1,5 м2/л, для кислотных растворов декапирования (активирования) стали 1-2 м2/л, для электролитов анодирования алюминиевых сплавов 2-3 м2/л,
Методы обработки отработанных электролитов
С точки зрения основных технологических целей, достигаемых при обработке концентрированных растворов, методы обработки можно разделить на три основные группы:
- методы регенерации,
- методы утилизации,
- методы обезвреживания (нейтрализации).
Методы регенерации
Методы регенерации восстанавливают работоспособность растворов и электролитов за счет удаления из них примесей. Такие методы наиболее предпочтительны, так как позволяют многократно использовать отрегенерированный раствор. При непрерывной регенерации рабочий раствор циркулирует в системе “основная ванна – регенерируемая установка”, что обеспечивает значительное увеличение срока службы раствора и существенно сокращает количество химикатов, расходуемых на корректировку и приготовление свежего рабочего раствора, а также на обезвреживание залповых сбросов. Таким образом, регенерацию можно считать наиболее значимым методом в технологии обработки концентрированных растворов.
Методы утилизации
Применяются для следующих целей:
- использование отработанного раствора на том же производстве для других технологических нужд (рекуперация)
- переработка отработанного раствора для получения “смежных” продуктов (например, из осадка гидроксида алюминия можно получить ценный сорбент – цеолит);
- выделение из отработанного раствора отдельных ценных компонентов (цветные металлы, кислоты и другие вещества) и использование их на других производствах.
Метод обезвреживания / нейтрализации
Обезвреживание (нейтрализация) может быть осуществлено
- обработкой растворов после их смешения (например, кислых и щелочных растворов) и последующей нейтрализацией,
- нейтрализацией индивидуального раствора или определенной группы растворов для получения труднорастворимых в нейтральной среде соединений металлов и других токсичных компонентов технологических растворов.
В обоих случаях о полном обезвреживании можно говорить только при специально организованном складировании и захоронении гидроксидов и нерастворимых солей металлов. Такое решение представляется экономически и экологически нецелесообразным.
Альтернативой является утилизация образующихся в результате нейтрализации гидроксидов металлов, например, в производстве глазурей, эмалей и стекла, т.е. переход к методам утилизации отходов обезвреживания. Приведенное выше разделение методов обработки отработанных растворов и электролитов является поэтому условным. Часто одним и тем же методом обработки могут быть осуществлены как регенерация раствора, так и утилизация ценных компонентов. При этом предотвращается выброс вредных веществ в окружающую среду.