содержание      ..     22      23      24     

Раздел 7. Перспективные технологии обработки поверхности металлов и пластмасс
 

7.1 Перспективные технологические и технические решения обработки поверхности металлов и пластмасс (импортозамещение)

Проблема импортозамещения отнюдь не нова для современной России. Она нашла отражение в ряде положений, содержащихся в 7 указах Президента РФ и около 200 федеральных законов, которые регулируют вопросы национальной безопасности.

Под импортозамещением понимается уменьшение или прекращение импорта определенного товара посредством выпуска в стране качественной российской продукции, причем по приемлемой, экономически обоснованной цене, способной на равных конкурировать с зарубежными аналогами как на внутреннем, так и на внешнем рынке.

Одной из сфер применения импортозамещения могут стать технологии обработки поверхности металлов и пластмасс. В этом направлении следует выделить развитие таких перспективных отечественных технических и технологических решений при производстве печатных плат и нанесении гальванических покрытий, как палладиевая прямая металлизация, лазерное формирование отверстий, жидкостная экстракция растворов травления меди, управляющие программы для оборудования по изготовлению печатных плат, замена отдельных токсичных компонентов или составов растворов и электролитов на менее токсичные, сокращение количества потребляемых химических веществ и энергии за счет увеличения срока службы растворов и электролитов за счет процессов регенерации и др.

При решении проблемы импортозамещения необходим комплексный подход, учитывающий уровень развития российской экономики, качество и конкурентоспособность отечественной продукции, уровень инновационного развития предприятий реального сектора экономики и другие факторы и особенности России.

7.2 Разработка отечественных аналогов импортных добавок для процессов обработки поверхности металлов и пластмасс

В последние десятилетия на отечественном рынке доминирует продукция европейских зарубежных производителей, выпускающих различные химические препараты, необходимые для производства печатных плат. Сложившаяся практика имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Несомненным достоинством является то, что происходит модернизация технологий изготовления печатных плат, развитие конкурентной среды среди разработчиков и поставщиков химической продукции. Недостатком является то, что, не имея возможности изменить технологии, российские производители вынуждены закупать продукцию у зарубежных производителей по высоким ценам.

Таблица 7.1 — Замещаемые продукты

В связи с этим перспективным является разработка материалов для обработки фольгированных диэлектриков, являющихся базовым материалом в производстве печатных плат, на основе отечественного сырья, которые можно использовать в существующих технологиях. Так, например, ведутся работы по разработке отечественных материалов для замещения импортных, таких как:

- промывочная жидкость VIGON SC 200 для очистки трафаретов и печатных плат от остатков неоплавленной паяльной пасты и неполимеризованного клея после стадии нанесения паяльной маски и/или клея, а также отмывки печатных плат от флюсов после горячего лужения;

- промывочная жидкость ZESTRON FA+ для отмывки всех типов загрязнений, возникающих в процессе изготовления и сборки печатных плат, а также трафаретов и оборудования, в том числе для удаления остатков флюсов класса no-clean;

- композиция Activator PD 600 для активации поверхности меди (не затрагивая диэлектрик) перед химическим никелированием перед процессом последующего иммерсионного золочения;

- композиция Activator POA 735 для активации поверхности диэлектрика перед химическим меднением печатных плат;

- концентрат бесцианистого электролита меднения ЭПИ-Бесцианмедь и добавки для его корректировки, позволяющие осаждать мелкокристаллические гладкие плотные пластичные беспористые покрытия с высокой адгезией к основе непосредственно на сталь, медь, латунь, алюминий и др.;

- композиция BondFilm для формирования адгезионного металлоорганического слоя для увеличения сцепления меди внутренних слоев печатных плат перед прессованием;

- щелочной очиститель Cleaner ALK для удаления широкого ряда загрязнений с медного ламината поверхности внутренних слоев печатных плат, включая грязь, отпечатки пальцев, окислы и любые усилители адгезии, которые могли остаться на поверхности меди при недостаточном удалении фоторезиста, перед операцией формирования адгезионного металлоорганического слоя;

- композиция TS Delta для снятия оловянного или свинцово-оловянного слоя ме-таллорезиста до интерметаллического слоя олово-медь;

- композиция TS Omega для снятия интерметаллического слоя олово-медь до чистой меди после снятия оловянного или свинцово-оловянного слоя металлорезиста.

7.3 Регенерация растворов хромирования с использованием погружных электрохимических модулей

Для повышения износостойкости стальных деталей одновременно с защитой их защиты от коррозии стальных деталей используют процесс твердого хромирования. Электролит твердого хромирования — один их наиболее токсичных растворов, используемых в гальванотехнике, поскольку он представляет собой раствор хромовой кислоты с концентрацией 1 моль/л (250 г/л в пересчете на хромовый ангидрид CrO3). Кроме этого, электролит содержит небольшое количество серной кислоты (приблизительно 2,5 г/л) и ионов трехвалентного хрома. Многолетний опыт использования электролита

твердого хромирования в различных отраслях промышленности показывает, что он обладает ограниченным сроком эксплуатации.

Основная причина непригодности электролита для дальнейшей эксплуатации — накопление примесей, оказывающих вредное влияние на процесс хромирования. Такими примесями, как правило, являются катионы тяжелых металлов, и в первую очередь железа. Эксплуатационные характеристики электролита уже существенно ухудшаются, когда концентрация ионов железа достигает 5 г/л, а при концентрации 1015 г/л электролит становится непригодным для дальнейшей эксплуатации.

Необходимо подчеркнуть, что концентрация хромовой кислоты, основного компонента электролита твердого хромирования, в отработанных электролитах не отличается от ее значений в нормально функционирующем электролите, поэтому для возвращения электролита в рабочее состояние требуется всего лишь уменьшить в несколько раз содержание в нем ионов железа, которые в кислых растворах (в том числе и в электролитах хромирования) присутствуют в катионной форме, в то время как хромовая кислота присутствует в виде смеси монохромовой и полихромовых кислот. Это позволяет осуществить регенерацию электролита путем разделения отработанного электролита на раствор, не содержащий указанных примесей или содержащий их в допустимых количествах, и раствор, содержащий только примеси в легкодоступной для извлечения форме.

Регенерация растворов хромирования предполагает удаление ионов железа из раствора. Погружной электрохимический модуль располагается непосредственно в рабочей ванне, при этом катод расположен в катодной камере, отделенной от технологического раствора катионообменной мембранной. Благодаря этому катионы железа мигрируют из раствора через катионнообменную мембрану в катодную камеру, содержащую 10%-ный раствор серной кислоты. Таким образом, концентрация ионов железа в электролите хромирования будет уменьшаться, а покинувшие его ионы железа будут накапливаться соответственно в катодной камере.

Необходимо иметь в виду, что в процессе эксплуатации в электролите хромирования всегда присутствуют ионы трехвалентного хрома, которые будут мигрировать в католит наряду с ионами водорода и железа. Это, с одной стороны, увеличивает количество образующихся отходов, а с другой — увеличивает расход хромового ангидрида. С целью предотвращения нежелательного переноса трехвалентного хрома в ка-толит представляется целесообразным ввести дополнительную стадию предварительной проработки регенерируемого электролита с использованием погружного электрохимического модуля с анионообменной мембраной. В ходе этой операции ионы трехвалентного хрома будут окислены на аноде в хромовую кислоту, а их переносу в като-лит будет препятствовать анионообменная мембрана, разделяющая анодную и катодную камеры.

7.4 Регенерация растворов цианистого меднения, цинкования и кадмирования с использованием погружных электрохимических модулей

Работа погружных электрохимических модулей основана на использовании электродных реакций и явлении переноса одноименно заряженных ионов через ионообменные мембраны под действием постоянного электрического тока.

Регенерация растворов цианистого меднения, цинкования и кадмирования предполагает предотвращение окисления цианид-ионов, т. е. управление его концентрацией по мере удаления ионов кадмия из раствора, а также поддержание pH на достаточно высоком уровне. Погружной электрохимический модуль располагается непосредственно в рабочей ванне, при этом анод расположен в камере, отделенной от технологического раствора катионообменной мембраной, содержащей щелочной раствор.

Благодаря этому анионы Ме(CN)^2-₄  не имеют доступа к аноду и не могут окисляться, при этом не происходит и снижения pH раствора в процессе электролиза.

7.5 Регенерация растворов щелочного обезжиривания с использованием электрофлотационного метода

В результате поверхностной обработки изделий от жировых, консервационных, эксплуатационных и технологических загрязнений в моющих и обезжиривающих водных растворах щелочных солей и ПАВ в виде примесей присутствуют нефтепродукты, масла, жиры, органо-минеральные и смолистые вещества, старые лакокрасочные покрытия, остатки смазочно-охлаждающей жидкости и т. п. Эти примеси могут находиться в водной фазе в дисперсном, эмульгированном и растворенном состоянии. В результате образуется эмульсионно-дисперсная система, из которой недостаточно эффективно удаляются эмульгированные примеси напорной флотацией или под действием гравитационных и центробежных сил. Наличие ПАВ, щелочи и щелочных компонентов (Na2CO3, Na3PO4, Na2SiO3 и др.) повышает стабильность системы.

Использование электрофлотационного метода с применением малоизнашиваю-щихся электродов позволяет извлекать из раствора загрязнения, находящиеся в дисперсном и эмульгированном состоянии, что позволяет значительно продлить срок эксплуатации растворов.

Принцип регенерации растворов щелочного обезжиривания с использованием электрофлотационного метода заключается в пропускании постоянного электрического тока через очищаемый раствор, в результате чего происходит образование высокодисперсных пузырьков газа (водорода, кислорода, хлора). Пузырьки газов, поднимаясь вверх, сталкиваются с загрязнениями, находящимися в дисперсном и эмульгированном состоянии, с образованием флотокомплексов, которые всплывают на поверхность жидкости, образуя устойчивый пенный слой (флотоконцентрат). Сюда же выносятся отдельные растворимые примеси (анионы, катионы, поверхностно-активные вещества и др.), адсорбирующиеся на газовых пузырьках и на частицах дисперсной фазы загрязняющих веществ.

Можно отметить ряд преимуществ электрофлотационного метода по сравнению с другими способами разделения фаз:

- высокая степень и скорость разделения фаз (например, по сравнению со скоростью гравитационного осаждения дисперсных примесей скорость электрофлотационного извлечения возрастает в 5-10 раз), что позволяет уменьшить рабочий объем аппаратов;

- возможность регулирования степени очистки жидкости изменением плотности тока, формы поверхности и материала электродов;

- высокая степень дисперсности газовых пузырьков (средний размер пузырьков составляет 30-40 мкм, что на 1-2 порядка меньше размера воздушных пузырьков, образующихся во флотационных машинах при напорной флотации, механическом диспергировании воздуха и при вакуумной флотации) предопределяет возможность разделения частиц дисперсной фазы и жидкостей с близким по величине удельным весом;

- высокая степень газонасыщения и равномерное распределение пузырьков по всему объему очищаемой жидкости, что повышает вероятность столкновения газовых пузырьков с частицами дисперсной фазы и гарантирует одинаковый эффект воздействия на весь объем жидкости;

- возможность варьирования условий формирования газовых пузырьков и их насыщения в единице объема жидкости, что позволяет интенсифицировать процесс разделения фаз благодаря выбору оптимального соотношения размеров пузырьков и извлекаемых частиц с учетом их концентраций;

- без затруднений осуществляется газонасыщение, что допускает (в отличие от других способов флотации) частые перерывы в электрофлотационном процессе и возможность чередования периодов газонасыщения и пауз. Это позволяет интенсифицировать электрофлотационный процесс в условиях усиленного насыщения воды газовыми пузырьками в результате их порционной подачи в очищаемую жидкость;

- благоприятное влияние электрического поля на изменение физико-химических свойств дисперсной фазы, активизирующее электрофлотационный процесс и ускоряющее процесс коагулирования (хлопьеобразования).

7.6 Регенерация растворов травления меди с использованием экстракции

Процесс жидкостной экстракции основан на распределении экстрагируемого компонента (меди) между двумя несмешивающимися между собой жидкими фазами, одна из которых является водной, а другая — органической (экстрагент в растворителе). Переход компонента из водной фазы в органическую происходит в результате химического взаимодействия ионов извлекаемого металла с экстрагентом вследствие образования химических соединений, хорошо растворимых в органической фазе.

Широкое применение для извлечения меди из водных растворов в качестве экстрагентов нашли такие органические соединения, как амины, кетоны, эфиры, органические кислоты и др.

При экстракции, как правило, используют не индивидуальные экстрагенты, а их растворы в нейтральных органических растворителях, в качестве которых применяют керосин, бензин, машинное масло, толуол и др. Это используется с целью уменьшения

вязкости и плотности растворов экстрагентов, которые оказывают влияние на массообменные процессы при перемешивании фаз и кинетику их разделения.

Наиболее распространенными и доступными являются экстрационные реагенты, выпускаемые зарубежными фирмами под торговой маркой LIX (гидроксимы Хенкеля). При этом содержание экстрагента в растворителе не превышает 20-25 об. %.

В последнее время вместо керосина используют растворители, представляющие деароматизированные углеводороды типа Exol D80, Shellsol D70 или Escaid 110.

Существенным вопросом для экстракции является выбор экстрагента, так как от этого зависит экономичность процесса и качество конечного продукта. Поэтому важно, чтобы экстрагент обладал селективностью и большой металлоемкостью, был малотоксичен, обладал низкой летучестью и малой растворимостью в водной фазе, имел высокую температуру вспышки.

Следует отметить, что в России в настоящее время новые экстрагенты не выпускаются из-за отсутствия разработок в области синтеза экстрагентов, практических исследований по их применению в экстракционных процессах извлечения металлов, а также современного оборудования для проведения исследований. Использование зарубежных экстрагентов влечет за собой дополнительные затраты по приобретению и внедрению экстракционного оборудования и технологий, основанных на их использовании.

Работы в данной области проводятся по таким направлениям, как разработка нового экстрагента, включающая синтез новых р-дикетонов (изменение природы радикалов) и подбор органического растворителя, использование полученного экстрагента в процессе экстракции меди, оптимизация режимов процесса жидкостной экстрактции в аппаратах типа «смеситель-отстойник».

Р-Дикетоны (1,3-дикетоны) нашли широкое применение в аналитической химии для обнаружения и визуального определения отдельных элементов.

К настоящему времени разработан процесс (ноу-хау) синтеза р-дикетона определенного строения, основанный на взаимодействии эфиров карбоновых кислот с ке-тонами в присутствии конденсирующих агентов определенного типа. Синтезированный р-дикетон представляет собой жидкость светло-желтого цвета плотностью 0,89 г/см3 и вязкостью 2,1 мПа-с. Выход активного вещества--100 %.

На основе синтезированного соединения был разработан экстракционный реагент под маркой ДХ-510А, содержащий в качестве активного вещества р-дикетон, а в качестве растворителя смесь алифатических насыщенных углеводородов (парафины). Степень экстракционного извлечения меди (отношение количества меди, перешедшей в органическую фазу, к ее суммарному количеству в органической и водной фазах) составляет более 98,5 %, а в оптимальных условиях приближается к 99,9 %.

Время контактирования медьсодержащего водного раствора с экстрагентом ДХ-510А при перемешивании смеси, в результате которого происходит образование насыщенного медью эмульгированной фазы экстрагента, не превышает 0,5 мин. Продолжительность процесса разделения обедненного медью водного раствора (рафината) и насыщенного медью эмульгированной фазы экстрагента (экстракта) отстаиванием составляет от 10 до 15 мин.

По сравнению с существующими зарубежными образцами содержание активного вещества экстрагента в растворителе может доходить до 70 об. %, а его емкость по меди — до 125 г/л.

Используемая в качестве растворителя смесь алифатических насыщенных углеводородов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным растворителем —

33

керосином: меньшая плотность, равная 0,75 г/см3 (у керосина — 0,79 г/см3), что повышает скорость разделения фаз. Кроме того, растворитель является пожаробезопасным и нетоксичным продуктом, тогда как керосин — горючая жидкость и его пары оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки и кожу.

Процесс экстракции меди осуществляется без поглащения экстрагентом примесей, и в частности ионов железа, являющимся важным условием получения чистого товарного продукта — катодной меди.

Обнаруженная индеферентность экстрагента к ионам аммония обусловила его применение для извлечения меди из аммиачных сред, что позволило расширить как рабочий интервал значений pH с 5-7 до 5-11, так и категории перерабатываемых жидких отходов.

7.7 Внедрение современных систем очистки сточных вод, включающих извлечение фоторезиста

Перспективным направлением является внедрение систем электрохимической очистки для извлечения из водных сред (сточные воды, растворы, рассолы) дисперсной фазы малорастворимых соединений цветных и тяжелых металлов, нефтепродуктов, ПАВ и ионов металлов, обеспечивающих как извлечение загрязнений, так и возврат очищенной воды на повторное использование без использования химических реагентов за счет совмещения электрохимических процессов (электролиз, электрофлотация, мембранный электролиз, электроионирование) в одном аппарате.

Извлечение ионов цветных металлов достигается за счет использования электромембранных и электрофлотационных процессов. Электромембранная обработка обеспечивает разделение продуктов электродных реакций, что приводит к изменению pH сточной воды (подщелачивание или подкисление) и формированию дисперсной фазы гидроксидов металлов.

Повышение производительности процессов мембранного электролиза и устройства в целом может достигаться за счет дополнительного размещения электродов и мембран, что увеличивает общую рабочую площадь поверхности электродов и мембран.

Электрофлотационная обработка обеспечивает генерацию газовых пузырьков, осуществляющих флотационное извлечение дисперсной фазы гидроксидов металлов.

На этом принципе основана электрохимическая очистка сточных вод и отработанных щелочных растворов, содержащих фоторезист. Электромембранная обработка обеспечивает подкисление воды до значений pH, при котором органические вещества, входящие в состав фоторезиста, образуют дисперсную фазу. Извлечение дисперсной фазы осуществляется применением электрофлотации.

Изменение pH очищаемой воды в ходе протекания электромембранного процесса осуществляется варьированием токовой нагрузки на электродах. При установке проточного датчика pH-метра и приборов автоматического контроля обеспечивается автоматическое поддержание заданного значения pH очищаемой воды.

7.8 Кондиционирование гальваношламов и области применения твердых отходов гальванохимических производств

На отдельных стадиях технологического процесса обработки поверхности металлов и обработки жидких отходов образуются гальваношламы, характеризующиеся различным составом и свойствами. Гальваношламы можно утилизировать, применяя специальные способы их переработки.

При выборе того или иного направления утилизации в конкретных условиях устанавливается техническая возможность и обосновывается экономическая целесообразность утилизации. Оценка технической возможности производится на основе анализа химического состава, агрегатного состояния, гранулометрического состава и других контролируемых в основном производстве характеристик шламов. Результатом такого анализа может стать изменение технологии обработки отходов, приводящее к кондиционированию (сознательному изменению) свойств и природы шламов.

Изменения свойств шламов можно добиться раздельной очисткой концентрированных и разбавленных сточных вод, смешением сточных вод от различных технологических операций или введением специальных реагентов.

После корректировки свойств осадков проводятся исследования в лабораторных, полупромышленных и промышленных условиях, ставящие своей целью поиск оптимальных технологических параметров процесса.

Учитывая сложный и непостоянный состав гальаношламов гальванического производства, большинство исследователей считает целесообразным осуществлять утилизацию их в многотоннажных производствах с минимальными переделами. Предлагается использовать шламы в промышленности строительных материалов для производства кирпича, бетона, асфальтобетона и компонентов строительной керамики.

В качестве сырья шламы могут применяться при производстве фриттовых глазурей.

Переработка гальваношламов смешанного состава, содержащего цинк, железо, медь, никель и хром, основана на выделении индивидуальных металлов с помощью выщелачивания и жидкостной экстракции с получением концентрированных растворов металлов.
 

Заключительные положения и рекомендации

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 36-2017 «Обработка поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов» подготовлен ТРГ 36, состав которой утвержден в соответствии с протоколом совещания под председательством заместителя Министра промышленности и торговли Российской Федерации В.С.Осьмакова от 22 марта 2017 г. № 15-ОВ/12.

В целях сбора информации о применяемых на промышленных предприятиях технологических процессах, оборудовании, об источниках загрязнения окружающей среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения, была подготовлена анкета для сбора показателей и данных для разработки проекта справочника НДТ. В качестве основы для формирования анкеты

был использован ГОСТ Р 56828.13-2016 «Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий».

Анкета была направлена в адреса российских предприятий. Сведения, полученные в результате анкетирования предприятий, были использованы при разработке настоящего справочника НДТ.

Итоги анализа поступивших от предприятий анкет показали явную недостаточность информации о перспективных технологиях обработки поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов. Это, в частности, послужило причиной использования результатов научноисследовательских и диссертационных работ и иных источников, а также информации, полученной в ходе консультаций с экспертами в соответствующей области. На будущее составители справочника НДТ к перспективным технологиям рекомендуют отнести также передовые технологии, применяемые за рубежом, но до настоящего времени не внедренные в Российской Федерации.

По результатам подготовки данного справочника НДТ можно сделать вывод, что ведущие отечественные компании недостаточно активно занимаются внедрением современных технологических процессов и оборудования, разрабатывают программы повышения энергоэффективности и экологической результативности производства. Однако цели, задачи и ожидаемые результаты перехода к технологическому нормированию на основе НДТ руководители предприятий понимают и оценивают по-разному.

Процесс совершенствования справочника НДТ должен отражать принцип последовательного улучшения — основной принцип современных систем менеджмента. Составители настоящего справочника НДТ надеются, что коллеги готовы разделить эту позицию и поддержать совершенствование документа и продвижение НДТ в области обработки поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов.

Приложение А (справочное)
Сфера распространения справочника НДТ

Приложение Б (справочное)

Перечень национальных стандартов серии «Энергосбережение»

ГОСТ Р 53905—2010 Энергосбережение. Термины и определения ГОСТ Р 56190—2014 Чистые помещения. Методы энергосбережения ГОСТ 31607—2012 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения

ГОСТ 31532—2012 Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения

ГОСТ Р 51379—99 Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Основные положения. Типовые формы ГОСТ Р 51749—2001 Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация

ГОСТ 31531—2012 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования

ГОСТ Р 51750—2001 Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения

Приложение В (обязательное)
Энергоэффективность

В.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения ресурсо- и энергопотребления

В справочнике НДТ «Обработка поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов» энергоэффективность является одним из ключевых критериев выбора НДТ, поскольку электролитические или химические процессы обработки поверхностей металлов и пластмасс потребляют значительное количество электро- и тепловой энергии, сырьевых материалов и сопровождаются выбросами в воздух и сбросами сточных вод в водные объекты.

Электролитические или химические процессы широко применяются на предприятиях таких отраслей, как машиностроение, металлообработка, микроэлектроника, приборостроение, производство изделий для авиа- и судостроения, вооруженных сил и в ряде других.

Электроэнергия используется для питания постоянным током электролизеров и технологических ванн для нанесения электрохимических покрытий от низковольтных преобразователей или выпрямительных устройств; для нагрева растворов ванн до требуемой температуры и поддержания ее в процессе работы ванны; для нагрева воздуха до требуемой температуры и поддержания ее в процессе работы сушильных камер, предназначенных для сушки изделий, обрабатываемых на подвесках и в барабанах в автооператорных линиях; для работы электродвигателей в основном оборудовании (автооператорные и кареточные линии) и вспомогательном (фильтрация, перекачка и перемешивание растворов, промывных вод, электрокар и др.), для освещения и отопления цеха (отделения), для вытяжной и приточной вентиляции и др.

Кроме того, электроэнергия используется в системах регенерации растворов, водоподготовки и водоочистки для питания электрохимических аппаратов (электролизер, электрофлотатор, электрокоогулятор), для насосов высокого давления (обратный осмос, ультрафильтрация), подачи и дозирования реагентов, перемешивания и других операций.

Суммарная мощность одновременно работающего оборудования при очистке сточных вод 10 м3/ч составляет 60-70 кВт. В случае применения выпарных установок для обезвреживания концентратов ионного обмена или обратного осмоса расход электроэнергии возрастает в 2-3 раза.

Кроме электрической энергии, все технологические процессы данного производства осуществляют потребление энергии при использовании пара, горячей воды и сжатого воздуха.

В установках подготовки поверхности изделий для нанесения покрытий (моечные машины, ванны, агрегаты бондеризации и т. п.) тепловая энергия в виде пара и горячей (перегретой) воды расходуется на подогрев технологических растворов. В процессе оксидирования используется электроподогрев раствора. Вода использует-ся также для следующих целей: промывка обрабатываемых деталей; составление и восполнение растворов основных ванн; промывка оборудования.

При использовании сжатого воздуха на перемешивание растворов могут быть применены компрессорные установки.

Отрасли обработки поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов связаны с потреблением большого количества различных видов химических материалов (щелочей, кислот, солей, растворителей и др.), металлов, неметаллических, абразивных и вспомогательных материалов.

Учитывая вышеизложенное, приоритетами отрасли с точки зрения обеспечения высокой энергоэффективности производства становятся:

- внедрение новых энергоэффективных технологических процессов, способов и операций;

- использование современного оборудования, прежде всего выпрямительных устройств и сушилок;

- использование современных устройств для регулирования, контроля и управления процессами обработки поверхности металлов и пластмасс (сила и плотность тока, напряжение, температура раствора), селективной очистки, основным и вспомогательным оборудованием;

- максимальное использование тепловой энергии (теплоты горячей воды, используемой при промывке изделий, а также воды, нагревающейся в системе охлаждения ванн, выпрямителей и др.).

В.2 Основные технологические процессы, связанные с использованием энергии

Общее описание процесса обработки поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов приведено в разделе 2.3.

Процессы, обусловливающие основное потребление энергии, отражены в разделах 2.3.2 (обезжиривание), 2.3.4.1 (электрохимическое полирование сталей), 2.3.4.2 (электрохимическое полирование цветных металлов), 2.3.5 (цинкование), 2.3.6 (кадмирование), 2.3.7 (меднение), 2.3.8 (никелирование), 2.3.9 (хромирование), 2.3.10 (оловя-нирование), 2.3.11 (серебрение), 2.3.12 (золочение), 2.3.13 (палладирование), 2.3.15.3 (нанесение гальванических покрытий), 2.3.16.1 (анодное оксидирование алюминия и его сплавов).

В.3 Уровни потребления

В связи с тем что процессы обработки поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов отличаются большим многообразием и очень широким диапазоном функциональных требований, предъявляемых к покрытиям, технических требований к оборудованию, показатели материалоемкости и энергоемкости определяются в каждом конкретном случае с учетом стандартов, отраслевых руководящих материалов, инструкций, технической документации на оборудование и пр.

В.4 Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

В.5 Перспективные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и оптимизацию и сокращение ресурсопотрбления

Применение погружных электрохимических модулей для регенерации растворов хромирования — см. раздел 7.3.

Применение погружных электрохимических модулей для регенерации растворов цианистого меднения, цинкования и кадмирования — см. раздел 7.4.

Применение электрофлотационного метода для регенерации растворов щелочного обезжиривания с использованием электрофлотационного метода — см. раздел 7.5.

Применение экстракции для регенерации растворов травления меди — см. раздел 7.6.

Применение современных систем очистки сточных вод, включающих извлечение фоторезиста, — см. раздел 7.7.

Приложение Г (обязательное)

Перечень НДТ
(Является выдержкой из раздела 5. При наличии расхождений следует руководствоваться разделом 5)

Библиография

[1] Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ (ред. от 3 июля 2016 г.) «Об охране окружающей среды».

[2] Федеральный закон от 31 декабря 2014 г. № 488-ФЗ (ред. от 3 июля 2016 г.) «О промышленной политике в Российской Федерации».

[3] Федеральный закон от 21 июля 2014 г. № 219-ФЗ (ред. от 29 декабря 2014 г.) «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации».

[4] Постановление Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 (ред. от 28 декабря 2016 г.) «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям».

[5] Распоряжение Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. № 2674-р (ред. от 7 июля 2016 г.) «Об утверждении Перечня областей применения наилучших доступных технологий».

[6] Распоряжение Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. № 2178-р (ред. от 7 июля 2016 г.) «Об утверждении поэтапного графика создания в 2015-2017 гг. справочников наилучших доступных технологий».

[7] Распоряжение Правительства Российской Федерации от 19 марта 2014 г. № 398-р (ред. от 29 августа 2015 г.) «Об утверждении комплекса мер, направленных на отказ от использования устаревших и неэффективных технологий, переход на принципы наилучших доступных технологий и внедрение современных технологий».

[8] Приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 г. № 665 «Об утверждении Методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии».

[9] ГОСТ Р 56828.14—2016 Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника.

[10] ГОСТ Р 56828.15—2016 Наилучшие доступные технологии. Термины и определения.

[11] ГОСТ Р 56828.13—2016 Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий.

[12] Приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 18 апреля 2017 г. № 1234 «Об утверждении Порядка сбора данных, необходимых для разработки информациооно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли».

[13] Постановление Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2015 г. № 1029 «Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий».

[14] ГОСТ 9.305—84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий.

[15] Медведев, А. Печатные платы. Конструкции и материалы / А. Медведев. — М. : Техносфера, 2005. — 304 с.

[16] Технологии в производстве электроники. Ч. 1 / составитель А. М. Медведев. — М. : ООО «МайкАП-принт», 2006. — 402 с.

[17] Технологии в производстве электроники. Ч. II. Справочник по производству печатных плат. Ч. 2 / под ред. П. Семенова. — М. : ООО «Группа ИДТ», 2007. — 424 с.

[18] Печатные платы : справочник : в 2 кн. / под ред. К. Ф. Кумбза. — М. : Техносфера, 2011. — 702 с.

[19] ГОСТ 23770—79 Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации.

[20] ГОСТ Р 53432—2009 Платы печатные. Общие технические требования к производству.

[21] Медведев, А. Концепция развития российского производства печатных плат /

A. Медведев, П. Семенов // Технологии в электронной промышленности. — 2010. — № 1. — С. 16-22.

[22] Колесников, В. А. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Механические и физико-химические методы очистки сточных вод /

B. А. Колесников, В. И. Ильин. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004. — 220 с.

[23] Виноградов, С. С. Экологически безопасное гальваническое производство / под ред. В. Н. Кудрявцева. — Изд. 2, перераб. и доп. — М. : Глобус, 2002. — 352 с.

[24] Колесников, В. А. Ресурсосбережение и экологическая безопасность электрохимических производств. Очистка промывных и сточных вод в гальванотехнике и производстве печатных плат / В. А. Колесников, В. И. Ильин, В. А. Бродский. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2015. — 172 с.

[25] Окулов, В. В. Цинкование. Техника и технология / под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — М. : Глобус, 2008. — 248 с.

[26] Виноградов, С. С. Организация гальванического производства. Оборудование, расчет производства, нормирование / под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — Изд. 2, перераб. и доп. : — М. : Глобус, 2005. — 256 с.

[27] Григорян, Н. С. Фосфатирование / Н. С. Григорян, Е. Ф. Акимова, Т. А. Вагра-мян. — М. : Глобус, 2008. — 144 с.

[28] Скопинцев, В. Д. Оксидирование алюминия и его сплавов. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2015. — 120 с.

[29] Солодкова, Л. Н. Электролитическое хромирование / Л. Н. Солодкова, В. Н. Кудрявцев ; под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. — 193 с.

[30] Мамаев, В. И. Никелирование / В. И. Мамаев, В. Н. Кудрявцев ; под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — М. : Глобус, 2007. — 192 с.

[31] Гамбург, Ю. Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению. — М. : Техносфера, 2006. — 216 с.

[32] Григорян, Н. С. Защитные металлические и конверсионные покрытия /

Н. С. Григорян, А. А. Абрашов, Н. В. Кулюшина, Т.А. Ваграмян. — М. : ИЦ РХТУ

им. Д. И. Менделеева, 2013. — 150 с.

[33] Виноградов, С. С. Промывные операции в гальваническом производстве / под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — М. : Глобус, 2007. — 157 с.

[34] ГОСТ 9.314—90 Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования.

[35] Технологии в производстве электроники. Ч. III. Гибкие печатные платы / под общ. Ред. А. М. Медведева, Г. В. Мылова. — М. : ООО «Группа ИДТ», 2008. — 488 с.

[36] Ильин, В. И. Типовые технологические решения по очистке сточных вод гальванического производства с использованием электрофлотации. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. — 100 с.

[37] Колесников, В. А. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод / В. А. Колесников, Н. В. Меньшутина. — М. : ДеЛипринт, 2005. — 266 с.

[38] Виноградов, С. С. Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу / С. С. Виноградов, И. А. Васильева // Экология производства. — 2007. — № 1. — С. 38-43.

[39] Виноградов, С. С. Выбор газоочистного оборудования по механизму выделения загрязнений / С. С. Виноградов, И. А. Васильева // Оборонный комплекс — научнотехническому прогрессу России: межотр. науч.-техн. журн. / ВИМИ. — 2007. — Вып. 2. — С. 72-76.

[40] Елинский, И. И. Вентиляция и отопление гальваничеких цехов машиностроительных предприятий. — М. : Машиностроение, 1989. — 152 с.

[41] Ильин, В. И. Технологические процессы и способы очистки производственных сточных вод. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. — 104 с.

[42] Ильин, В. И. Очистка производственных сточных вод от органических загрязнений с применением электрофлотации. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. — 112 с.

[43] Колесников, В. А. Оборудование, технологии и проектирование систем очистки сточных вод / В. А. Колесников, Н. В. Меньшутина, А. В. Десятов. — М. : ДеЛи плюс, 2016. — 289 с.

[44] Колесников, В. А., Налетов, А. Ю. Принципы создания экотехнологий / В.А Колесников, А. Ю. Налетов. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2008. — 451 с.

[45] Spellman, Frank R. Handbook of water & wastewater treatment plant operations. — CRC Press LLC, 2003. — 540 с.

[46] Reference Document on Best Available Techniques for Surface Treatment of Metals and Plastics. — 2006. — 546 p.

[47] Десятов, А. В. Опыт использования мембранных технологий для очистки и опреснения воды / А. В. Десятов, А. Е. Баранов, Е. А. Баранов [и др.] ; под ред. А. С. Коротеева. — М. : Химия, 2008. — 240 с.

[48] Ильин, В. И. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Электрофлотационная технология очистки сточных вод / В. И. Ильин, В. А. Колесников. - М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева. — 2003. — 104 с.

[49] Колесников, В. А. Электрофлотационная технология очистки сточных вод промышленных предприятий / В. А. Колесников, В. И. Ильин, Ю. И. Капустин [и др.] — М.: Химия, 2007. — 304 с.

[50] Ильин, В. И. Технологические и технические разработки в области электро-флотационной очистки сточных вод. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. — 84 с.

[51] Ильин, В. И. Интенсификация электрофлотационных процессов извлечения

загрязняющих веществ из техногенных жидких отходов. — М. : ИЦ РХТУ

им. Д. И. Менделеева, 2008. — 128 с.

[52] Ковалева, О. В. Технология и экологическая безопасность гальванотехники. — Кишинэу, 2008. — 373 с.

[53] Ильин, В. И. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Очистка сточных вод и технологических растворов от органических загрязнений /

B. И. Ильин, В. А. Колесников, Ю. И. Капустин. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2005. — 52 с.

[54] Кузнецов, Н. Т. Малоотходные экологически безопасные химико-

технологические системы гальванических производств / Н. Т. Кузнецов, В. А. Колесников, Ю. С. Карабасов [и др.]. — Москва-Иваново, 2002. — 114 с.

[55] Виноградова, А. В. Регенерация цинка из ванны улавливания после цинкования в сернокислом, цинкатном и аммиакатном электролитах /

A. В. Виноградова, С. Ю. Кладити, С. С. Виноградов // Гальванотехника и обработка поверхности. — 2010. — Т.18. — № 4. — С. 49-56.

[56] Виноградова, А. В. Регенерация меди из ванны улавливания после меднения из сернокислого электролита / А. В. Виноградова, С. Ю. Кладити, В. Н. Кудрявцев, С. С. Виноградов // Гальванотехника и обработка поверхности. — 2010. — Т. 18. — № 2. —

C. 43-48.

[57] Ильин, В. И. Регенерация, утилизация отработанных электролитов и шламов гальванических производств / В. И. Ильин, А. В. Дьяченко // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2008. — № 3. — С. 57-58.

[58] Ковалев, В. В. Теоретические и практические аспекты электрохимической обработки вод / В. В. Ковалев, О. В. Ковалева. — Кишинэу : Изд.-полигр. Центр Молдавского госуниверситета, 2003. — 415 с.

[59] Дьяченко, А. В. Некоторые аспекты создания экологически безопасного малоотходного электрохимического производства / А. В. Дьяченко, В. И. Ильин, В. А. Колесников [и др.] // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2003. — № 3. — С. 41-43.

[60] Ильин, В. И. Минимизация образования опасных химических жидких отходов в гальванотехнике (обзор) / В. И. Ильин, А. Ф. Губин, В. А. Колесников // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2011. — № 1. — С. 29-42.

[61] Колесников, В. А. Анализ технологических решений по обеспечению химиче-

ской безопасности гальванических производств // Химическая и биологическая безопасность: сб. науч. трудов в 2 т. / В. А. Колесников, В. И. Ильин, А. Ф. Губин. — М. :

ИЦ РХТУ, 2011. — Т. 1. — С. 94-118.

[62] Ильин, В. И. Разработка мероприятий по предотвращению и минимизации образования химически опасных отходов гальванических производств /

B. И. Ильин, В. А. Колесников, А. Ф. Губин, П. Н. Кисиленко / Химическая и биологическая безопасность. — 2010. — № 5-6 (53-54). — С. 53-57.

[63] Ильин, В. И. Повышение энергоэффективности гальванического производства / В. И. Ильин, А. Ф. Губин // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2010. — № 4. — С. 109-111.

[64] Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г. (утверждена решением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. № 1662-р.

[65] Постановление Правительства Российской Федерации от 26 ноября 2007 г. № 809 «О федеральной целевой программе «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008-2015 г.».

[66] Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 г. (утверждена приказом Минпромторга России от 18 марта 2009 г. № 150.

[67] Приказ Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации от 14 марта 2008 г. № 119 «Об утверждении стратегии развития химической и нефтехимической промышленности на период до 2015 г.».

[68] Приказ Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации от 7 августа 2007 г. № 311 «Об утверждении стратегии развития электронной промышленности России на период до 2025 г.».

[69] Ильин, В. И. Совершенствование и интенсификация технологических процессов физико-химической очистки сточных и природных вод : монография. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. — 80 с.

[70] Ильин, В. И. Разработка технологий, обеспечивающих замкнутость систем водооборота гальванических цехов / В. И. Ильин, А. Ф. Губин, В. А. Колесников // Химическая и биологическая безопасность. — 2012. — № 1-2. — С. 35-39.

[71] Кругликов, С. С. Применение трехкамерного мембранного электролизера для удаления ионов цинка из технологических растворов / С. С. Кругликов, Д. Ю. Тура-ев, Н. С. Кузнецова // Гальванотехника и обработка поверхности. — 2003. — Т. XI. — № 2. — С. 14-20.

[72] Ильин, В. И. Инновационные электрофлотационные технологии и оборудование для повышения эффективности и надежности работы очистных сооружений // Экология и промышленность России. — 2008. — № 5. — С. 4-7.

[73] Ильин, В. И. Повышение эффективности работы сооружений по очистке жидких отходов предприятий машиностроения // Тяжелое машиностроение. — 2008. — № 6. — С. 15-17.

[74] Ильин, В. И. Общие подходы к разработке технологий по интенсификации и повышению эффективности электрофлотационных процессов очистки жидких отходов загрязняющих веществ // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2008. — № 4. — С. 83-85.

[75] Ильин, В. И. Разработка технологических решений по очистке промышленных сточных вод до предельно допустимых концентраций // Экология промышленного производства. — 2011. — № 1. — С. 66-68.

[76] Ильин, В. И. Новые технические решения электрохимической очистки сточных вод от соединений цветных металлов // Экология промышленного производства. — 2012. — № 4. — С. 62-65.

[77] Ильин, В. И. Интенсификация электрофлотационной очистки сточных вод от соединений тяжелых и цветных металлов // Оборонный комплекс — научнотехническому прогрессу России. — 2012. — № 3. — С. 29-35.

[78] Ильин, В. И. Разработка системы локализации высокоопасных жидких отходов гальванического производства // Экология промышленного производства. — 2012. — № 2. — С. 34-36.

[79] Ильин, В. И. Повышение эффективности работы очистных сооружений очистки поверхностных вод // Экология промышленного производства. — 2011. — № 4. — С. 56-58.

[80] Ильин, В. И. Ресурсосбережение и экологическая безопасность электрохимических производств. Обезвреживание и утилизация твердых отходов / сост.

B. И. Ильин, А. В. Колесников. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. — 68 с.

[81] Колесников, В. А., Ильин, В. И. Охрана окружающей среды и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Обезвреживание и утилизация твердых отходов / В. А. Колесников, В. И. Ильин. — М. : ИЦ РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2005. — 40 с.

[82] Ильин, В. И. Переработка производственных отходов и вторичных сырьевых ресурсов, содержащих цветные металлы / В. И. Ильин, А. Ф. Губин, Е. С. Кондратьева, М. С. Гречина // Экология промышленного производства. — 2013. — № 1. — С. 1922.

[83] СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

[84] ГОСТ 6709—72 Вода дистиллированная. Технические условия.

[85] ГОСТ 19807—91 Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки.

[86] ГОСТ 33570—2015 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Методология идентификации. Зарубежный опыт.

[87] ISO 14001:2015 Environmental management Systems — Requirements with Guidance for Use.

[88] ГОСТ Р ИСО 14001—2007 Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению.

[89] Дайман, С. Ю. Системы экологического менеджмента: практический курс /

C. Ю. Дайман, Т. В. Гусева, Е. А. Заика, Т. В. Сокорнова. — М. : Форум, 2010. — 336 с.

[90] Наилучшие доступные технологии и комплексные экологические разрешения: перспективы применения в России / под ред. М. В. Бегака. — М. : ЮрИнфорПресс, 2010. — 218 с.

[91] Regulation (EC) No 1221/2009 of the European Parliament and of the Council of 25 November 2009 on the voluntary participation by organisations in a Community ecomanagement and audit scheme (EMAS), repealing Regulation (EC) No 761/2001 and Commission Decisions 2001/681/EC and 2006/193/EC.

содержание      ..     22      23      24