Адаптировано из 3-го издания, Энциклопедия охраны труда и техники безопасности.

Существует большое разнообразие приемов отделки поверхностей металлических изделий, чтобы они противостояли коррозии, лучше прилегали и лучше выглядели (см. табл. 1). Некоторые продукты обрабатываются последовательно несколькими из этих методов. В этой статье будут кратко описаны некоторые из наиболее часто используемых.

Таблица 1. Сводка опасностей, связанных с различными методами обработки металлов

Прежде чем применять любой из этих методов, продукты должны быть тщательно очищены. Применяется ряд методов очистки, индивидуально или последовательно. Они включают в себя механическую шлифовку, чистку щеткой и полировку (с образованием металлической или оксидной пыли — алюминиевая пыль может быть взрывоопасной), обезжиривание паром, промывку органическими жирорастворителями, «протравку» в концентрированных растворах кислот или щелочей и электролитическое обезжиривание. Последний включает погружение в ванны, содержащие цианид и концентрированную щелочь, в которых электролитически образующийся водород или кислород удаляют жир, в результате чего получаются «чистые» металлические поверхности, свободные от оксидов и жира. За очисткой следует соответствующее ополаскивание и сушка изделия.

Надлежащая конструкция оборудования и эффективная LEV частично снизят риск. Рабочие, подвергающиеся опасности брызг, должны быть обеспечены защитными очками или щитками для глаз и защитными перчатками, фартуками и одеждой. Душевые и фонтанчики для промывания глаз должны находиться поблизости и находиться в исправном состоянии, а брызги и разливы следует смывать незамедлительно. При работе с электролитическим оборудованием перчатки и обувь должны быть непроводящими, а также должны соблюдаться другие стандартные меры предосторожности при работе с электричеством, такие как установка прерывателей цепи замыкания на землю и процедуры блокировки/маркировки.

Процессы лечения

Электролитическая полировка

Электролитическая полировка используется для получения поверхности с улучшенным внешним видом и отражательной способностью, для удаления лишнего металла для точного соответствия требуемым размерам и для подготовки поверхности к осмотру на наличие дефектов. Процесс включает преимущественное анодное растворение выпуклостей на поверхности после парового обезжиривания и горячей щелочной очистки. В качестве растворов электролитов часто используют кислоты; соответственно, после этого требуется адекватное полоскание.

гальванопокрытие

Гальванопокрытие — это химический или электрохимический процесс нанесения на изделие металлического слоя, например, никеля для защиты от коррозии, твердого хрома для улучшения свойств поверхности или серебра и золота для украшения. Иногда используются неметаллические материалы. Изделие, соединенное в качестве катода, и анода из осаждаемого металла погружают в раствор электролита (который может быть кислым, щелочным или щелочным с цианидными солями и комплексами) и подключают снаружи к источнику постоянного тока. Положительно заряженные катионы металлического анода мигрируют к катоду, где они восстанавливаются до металла и осаждаются в виде тонкого слоя (см. рис. 1). Процесс продолжается до тех пор, пока новое покрытие не достигнет желаемой толщины, после чего изделие промывают, сушат и полируют.

Рисунок 1. Гальваника: схематическое изображение

Анод: Cu → Cu⁺² + 2e^- ; Катод: медь⁺² + 2е^- → медь

In гальванопластика, процесс, тесно связанный с гальванопокрытием; изделия, отлитые, например, из гипса или пластмассы, делают проводящими путем нанесения графита, а затем соединяют в качестве катода, так что на них осаждается металл.

In анодирование, в процессе, который приобретает все большее значение в последние годы, изделия из алюминия (также используются титан и другие металлы) соединяют в качестве анода и погружают в разбавленную серную кислоту. Однако вместо образования положительных ионов алюминия, мигрирующих для осаждения на катоде, они окисляются возникающими на аноде атомами кислорода и связываются с ним в виде оксидного слоя. Этот оксидный слой частично растворяется раствором серной кислоты, делая поверхностный слой пористым. Впоследствии в эти поры могут быть нанесены окрашенные или светочувствительные материалы, например, при изготовлении именных табличек.

Эмали и глазури

Стекловидная эмаль или фарфоровая эмаль используются для создания высокотемпературного, грязе- и коррозионностойкого покрытия на металлах, обычно железе или стали, в широком спектре готовых изделий, включая ванны, газовые и электрические плиты, кухонную утварь, резервуары для хранения. контейнеры и электрооборудование. Кроме того, эмали используются в отделке керамики, стекла, ювелирных изделий и декоративных украшений. Специальное использование эмалевых порошков в производстве таких декоративных изделий, как Cloisonné и Limoges, известно на протяжении веков. Глазури наносятся на гончарные изделия всех видов.

Материалы, используемые в производстве стекловидных эмалей и глазурей, включают:

• огнеупоры, такие как кварц, полевой шпат и глина
• флюсы, такие как бура (декагидрат бората натрия), кальцинированная сода (безводный карбонат натрия), нитрат натрия, плавиковый шпат, криолит, карбонат бария, карбонат магния, монооксид свинца, тетраоксид свинца и оксид цинка.
• красители, такие как оксиды сурьмы, кадмия, кобальта, железа, никеля, марганца, селена, ванадия, урана и титана
• замутнители, такие как оксиды сурьмы, титана, олова и циркония, а также антимонинат натрия
• электролиты, такие как бура, кальцинированная сода, карбонат и сульфат магния, нитрит натрия и алюминат натрия
• флокулянты, такие как глина, камедь, альгинат аммония, бентонит и коллоидный кремнезем.

Первым шагом во всех видах эмалирования или глазурования стекловидного тела является изготовление фритты, эмалевого порошка. Это включает в себя подготовку сырья, плавку и транспортировку фритты.

После тщательной очистки металлических изделий (например, дробеструйной обработки, травления, обезжиривания) эмаль может быть нанесена рядом процедур:

• При мокром способе объект погружают в водную эмаль, извлекают и дают ей стечь, или, в случае «смачивания», эмаль становится толще и ее необходимо стряхивать с объекта.
• При сухом способе грунтованное изделие нагревают до температуры эмали, а затем на него через сита насыпают порошок сухой эмали. Эмаль спекается и, когда объект возвращается в печь, плавится до гладкой поверхности.
• Нанесение распылением все чаще используется, как правило, при механизированных операциях. Требуется шкаф под вытяжную вентиляцию.
• Декоративные эмали обычно наносятся вручную с помощью кистей или подобных инструментов.
• Глазури для фарфоровых и гончарных изделий обычно наносят окунанием или распылением. Хотя некоторые операции окунания механизированы, в отечественной фарфоровой промышленности изделия обычно окунают вручную. Предмет держат в руке, опускают в большую ванну с глазурью, легким движением руки глазурь удаляют, а предмет помещают в сушилку. При распылении глазури необходимо предусмотреть закрытый колпак или шкаф с эффективной вытяжной вентиляцией.

Подготовленные объекты затем «обжигают» в печи или печи для обжига, которые обычно работают на газе.

Этчинг

Химическое травление дает атласную или матовую поверхность. Чаще всего он используется в качестве предварительной обработки перед анодированием, лакировкой, конверсионным покрытием, полировкой или химическим отбеливанием. Чаще всего применяется для алюминия и нержавеющей стали, но также используется для многих других металлов.

Алюминий обычно травят в щелочных растворах, содержащих различные смеси гидроксида натрия, гидроксида калия, тринатрийфосфата и карбоната натрия вместе с другими ингредиентами для предотвращения образования шлама. В одном из наиболее распространенных процессов используется гидроксид натрия в концентрации от 10 до 40 г/л при температуре от 50 до 85°C и времени погружения до 10 минут.

Обычно перед щелочным травлением и после него проводят обработку в различных смесях соляной, плавиковой, азотной, фосфорной, хромовой или серной кислоты. Типичная обработка кислотой включает погружение на 15-60 секунд в смесь из 3 объемных частей азотной кислоты и 1 объемной части плавиковой кислоты, температура которой поддерживается на уровне 20°C.

цинкование

При цинковании на различные стальные изделия наносится цинковое покрытие для защиты от коррозии. Продукт должен быть чистым и не содержать оксидов, чтобы покрытие приклеилось должным образом. Обычно это включает в себя ряд процессов очистки, промывки, сушки или отжига перед тем, как продукт попадет в ванну цинкования. При «горячем» цинковании изделие проходит через ванну с расплавленным цинком; «Холодное» цинкование по сути является гальванопокрытием, как описано выше.

Производимые изделия обычно гальванизируют в периодическом процессе, в то время как метод непрерывной полосы используется для стальной полосы, листа или проволоки. Флюс можно использовать для обеспечения удовлетворительной очистки как продукта, так и цинковой ванны, а также для облегчения сушки. За стадией предварительного флюсования может следовать покрытие флюсом из хлорида аммония на поверхности цинковой ванны, или последний может использоваться отдельно. При цинковании трубы трубу погружают в горячий раствор хлорида цинка-аммония после очистки и до того, как труба попадет в ванну с расплавленным цинком. Потоки разлагаются с образованием раздражающего хлористого водорода и газообразного аммиака, что требует LEV.

Различные виды непрерывного горячего цинкования существенно различаются тем, как очищается изделие и выполняется ли очистка в режиме реального времени:

• очистка пламенным оксидированием поверхностных масел с последующим восстановлением в печи и поточным отжигом
• электролитическая очистка перед поточным отжигом
• очистка кислотным травлением и щелочная очистка, использование флюса перед прогревом в печи и отжиг в печи перед цинкованием
• очистка травлением кислотой и очистка щелочью, удаление флюса и предварительный нагрев в восстановительном газе (например, водороде) перед цинкованием.

Линия непрерывного цинкования тонколистовой стали исключает травление и использование флюса; он использует щелочную очистку и поддерживает чистоту поверхности полосы, нагревая ее в камере или печи с восстановительной атмосферой водорода, пока она не пройдет ниже поверхности ванны с расплавленным цинком.

Непрерывное цинкование проволоки требует стадий отжига, обычно в ванне с расплавленным свинцом перед емкостями для очистки и цинкования; воздушное или водяное охлаждение; травление в горячей разбавленной соляной кислоте; полоскание; применение флюса; сушка; а затем цинкование в ванне с расплавленным цинком.

Окалина, сплав железа и цинка, оседает на дно ванны с расплавленным цинком и должна периодически удаляться. Различные типы материалов плавают на поверхности цинковой ванны, чтобы предотвратить окисление расплавленного цинка. В местах входа и выхода оцинковываемой проволоки или полосы требуется частая шлифовка.

Термическая обработка

Термическая обработка, нагрев и охлаждение металла, остающегося в твердом состоянии, обычно является неотъемлемой частью обработки металлических изделий. Он почти всегда связан с изменением кристаллической структуры металла, что приводит к модификации его свойств (например, отжиг для придания металлу большей пластичности, нагрев и медленное охлаждение для снижения твердости, нагрев и закалка для повышения твердости, низкотемпературная обработка). подогрев для минимизации внутренних напряжений).

отжиг

Отжиг — это «размягчающая» термическая обработка, широко используемая для дальнейшей холодной обработки металла, улучшения обрабатываемости, снятия напряжений с изделия перед его использованием и т. д. Он включает в себя нагрев металла до определенной температуры, выдерживание его при этой температуре в течение определенного периода времени и охлаждение с определенной скоростью. Применяется несколько методов отжига:

• Синий отжиг, при котором на поверхности сплавов на основе железа образуется слой синего оксида
• Яркий отжиг, которая проводится в контролируемой атмосфере, чтобы свести к минимуму поверхностное окисление
• Закрытый отжиг or отжиг коробки, метод, при котором как черные, так и цветные металлы нагреваются в герметичном металлическом контейнере с упаковочным материалом или без него, а затем медленно охлаждаются.
• Полный отжиг, обычно проводится в защитной атмосфере, направленной на получение максимальной мягкости, экономически целесообразной
• пластичность, особый вид отжига, применяемый к чугунным отливкам, чтобы сделать их ковкими путем преобразования связанного углерода в железе в мелкий углерод (например, графит)
• Частичный отжиг, низкотемпературный процесс снятия внутренних напряжений, возникающих в металле при холодной обработке давлением
• Подкритический or сфероидизирующий отжиг, который обеспечивает улучшенную обрабатываемость, позволяя карбиду железа в кристаллической структуре приобретать сфероидальную форму.

старение

Старение — это термообработка, часто используемая для алюминиево-медных сплавов, при которой естественное упрочнение сплава ускоряется путем нагрева до температуры около 180°C в течение примерно 1 часа.

Гомогенизация

Гомогенизация, обычно применяемая к слиткам или металлическим порошкам, предназначена для устранения или значительного уменьшения расслоения. Это достигается путем нагревания до температуры примерно на 20°C ниже точки плавления металла в течение примерно 2 часов или более с последующей закалкой.

Нормализация

Процесс, аналогичный полному отжигу, обеспечивает однородность получаемых механических свойств, а также обеспечивает большую прочность и устойчивость к механическим нагрузкам.

патентование

Патентование представляет собой особый тип процесса отжига, который обычно применяется к материалам малого поперечного сечения, предназначенным для волочения (например, проволока из 0.6% углеродистой стали). Металл нагревается в обычной печи выше предела превращения, а затем поступает из печи непосредственно, например, в свинцовую ванну, поддерживаемую при температуре около 170°С.

Закалка и отпуск

Увеличение твердости может быть достигнуто в сплаве на основе железа путем нагрева выше диапазона превращения и быстрого охлаждения до комнатной температуры путем закалки в масле, воде или воздухе. Изделие часто подвергается слишком высоким нагрузкам, чтобы его можно было пустить в эксплуатацию, и для повышения его ударной вязкости его подвергают отпуску путем повторного нагревания до температуры ниже диапазона превращения и охлаждения с желаемой скоростью.

Процессы мартенситной и аустемперации аналогичны, за исключением того, что изделие закаливают, например, в соляной или свинцовой ванне при температуре 400°С.

Поверхностное и поверхностное упрочнение

Это еще один процесс термообработки, наиболее часто применяемый к сплавам на основе железа, который позволяет поверхности объекта оставаться твердой, а его сердцевина остается относительно пластичной. Он имеет ряд вариаций:

• Закалка пламенем включает закалку поверхностей объекта (например, зубьев шестерен, подшипников, направляющих скольжения) путем нагревания высокотемпературной газовой горелкой с последующей закалкой в ​​масле, воде или другой подходящей среде.
• Электрическая индукционная закалка аналогична закалке пламенем, за исключением того, что нагрев производится вихревыми токами, индуцируемыми в поверхностных слоях.
• карбюризация увеличивает углеродистость поверхности сплава на основе железа путем нагревания объекта в твердой, жидкой или газообразной углеродсодержащей среде (например, твердый уголь и карбонат бария, жидкие цианид натрия и карбонат натрия, газообразный оксид углерода, метан и т. д.) ) при температуре около 900°С.
• Азотирование увеличивает содержание азота на поверхности специального изделия из низколегированного чугуна или стали путем нагревания его в азотсодержащей среде, обычно газообразном аммиаке, примерно до 500—600°С.
• Цианирование метод цементации, при котором поверхность изделия из низкоуглеродистой стали одновременно обогащается углеродом и азотом. Обычно он включает нагрев объекта в течение 1 часа в ванне с расплавленным 30%-ным цианистым натрием при 870°C, а затем закалку в масле или воде.
• Углеродное азотирование представляет собой газовый процесс одновременной абсорбции углерода и азота в поверхностный слой стали путем нагревания его до 800-875°С в атмосфере науглероживающего газа (см. выше) и азотирующего газа (например, 2-5% безводного газа). аммиак).

Металлизация

Металлизация, или напыление металла, представляет собой метод нанесения защитного металлического покрытия на механически приданную шероховатость поверхности путем распыления на нее капель расплавленного металла. Он также используется для восстановления изношенных или корродированных поверхностей и для восстановления плохо обработанных деталей. Этот процесс широко известен как Шупинг в честь изобретателя доктора Шупа.

В нем используется пистолет Шупинга, ручной пистолет-распылитель, через который металл в форме проволоки подается в пламя горелки с топливным газом / кислородом, которое плавит его и с помощью сжатого воздуха распыляет на объект. Источником тепла является смесь кислорода и ацетилена, пропана или сжатого природного газа. Свернутая проволока обычно выпрямляется перед подачей в пистолет. Можно использовать любой металл, из которого можно сделать проволоку; Пистолет также может принимать металл в виде порошка.

Вакуумная металлизация — это процесс, при котором объект помещается в вакуумную банку, в которую напыляется металл покрытия.

фосфатирование

Фосфатирование используется в основном на мягкой и оцинкованной стали и алюминии для повышения адгезии и коррозионной стойкости лакокрасочных, восковых и масляных покрытий. Он также используется для формирования слоя, который действует как разделительная пленка при глубокой вытяжке листового металла и повышает его износостойкость. По сути, он состоит в том, чтобы позволить металлической поверхности реагировать с раствором одного или нескольких фосфатов железа, цинка, марганца, натрия или аммония. Растворы фосфатов натрия и аммония применяют для комбинированной очистки и фосфатирования. Необходимость фосфатировать изделия из нескольких металлов и желание увеличить скорость линии в автоматизированных операциях привели к сокращению времени реакции за счет добавления в растворы для фосфатирования ускорителей, таких как фториды, хлораты, молибдаты и соединения никеля. Чтобы уменьшить размер кристаллов и, следовательно, для повышения гибкости покрытий из фосфата цинка в промывку перед предварительной обработкой добавляют реагенты для очистки кристаллов, такие как третичный фосфат цинка или фосфат титана.

Последовательность фосфатирования обычно включает следующие этапы:

• горячая каустическая очистка
• расчесывание и полоскание
• дальнейшая очистка горячим каустиком
• полоскание кондиционирующей водой
• распыление или погружение в горячие растворы кислых фосфатов
• ополаскивание холодной водой
• полоскание теплой хромовой кислотой
• еще одно полоскание холодной водой
• сушка.

заливка

Органические грунтовки для краски наносятся на металлические поверхности, чтобы улучшить адгезию впоследствии нанесенных красок и замедлить коррозию на границе раздела краска-металл. Грунтовки обычно содержат смолы, пигменты и растворители и могут наноситься на подготовленные металлические поверхности кистью, распылением, погружением, валиком или электрофорезом.

Растворителями могут быть любые комбинации алифатических и ароматических углеводородов, кетонов, сложных эфиров, спиртов и простых эфиров. Наиболее часто используемые смолы представляют собой поливинилбутинолы, фенольные смолы, алкидные олифы, эпоксидированные масла, эпоксиэфиры, этилсиликаты и хлорированные каучуки. В комплексных грунтовках используются сшивающие агенты, такие как тетраэтиленпентамин, пентаэтиленгексамин, изоцианаты и карбамидоформальдегид. Неорганические пигменты, используемые в составе грунтовок, включают соединения свинца, бария, хрома, цинка и кальция.

Пластиковое покрытие

Пластмассовые покрытия наносят на металлы в жидком виде, в виде порошков, которые впоследствии отверждаются или спекаются при нагревании, или в виде готовых листов, которые приклеиваются к металлической поверхности с помощью клея. Наиболее часто используемые пластмассы включают полиэтилен, полиамиды (нейлоны) и ПВХ. Последние могут включать пластификаторы на основе мономерных и полимерных сложных эфиров и стабилизаторы, такие как карбонат свинца, соли жирных кислот бария и кадмия, дилаурат дибутилолова, меркаптиды алкилолова и фосфат цинка. Хотя в целом они малотоксичны и не вызывают раздражения, некоторые из пластификаторов являются сенсибилизаторами кожи.

Опасности и их предотвращение

Как можно сделать вывод из сложности описанных выше процессов, существует большое разнообразие опасностей для безопасности и здоровья, связанных с обработкой поверхности металлов. Многие из них регулярно встречаются в производственных операциях; другие представлены уникальностью используемых методов и материалов. Некоторые из них потенциально опасны для жизни. Однако в целом их можно предотвратить или контролировать.

Дизайн рабочего места

Рабочее место должно быть спроектировано таким образом, чтобы обеспечить доставку сырья и материалов и вывоз готовой продукции, не мешая текущей обработке. Поскольку многие химические вещества легко воспламеняются или склонны вступать в реакцию при смешивании, важно обеспечить надлежащее разделение при хранении и транспортировке. Во многих операциях по отделке металлов используются жидкости, и при утечке, разливе или разбрызгивании кислот или щелочей их необходимо немедленно смыть. Соответственно, должны быть предусмотрены адекватно дренированные, противоскользящие полы. Уборка должна быть тщательной, чтобы рабочие зоны и другие помещения были чистыми и свободными от скоплений материалов. Системы удаления твердых и жидких отходов и стоков из печей и вытяжной вентиляции должны проектироваться с учетом экологических соображений.

Рабочие места и рабочие задания должны основываться на принципах эргономики, чтобы свести к минимуму деформации, вывихи, чрезмерную усталость и RSI. Ограждения машины должны иметь автоматическую блокировку, чтобы машина обесточивалась при снятии ограждения. Брызговики необходимы. Из-за опасности разбрызгивания горячих растворов кислот и щелочей фонтанчики для промывки глаз и души для всего тела должны быть установлены в пределах легкой досягаемости. Должны быть вывешены знаки, предупреждающие другой производственный и обслуживающий персонал о таких опасностях, как химические ванны и горячие поверхности.

Химическая оценка

Все химические вещества следует оценивать на предмет потенциальной токсичности и физической опасности, и по возможности следует заменять их менее опасными материалами. Однако, поскольку менее токсичный материал может быть более легковоспламеняющимся, необходимо также учитывать опасность возгорания и взрыва. Кроме того, необходимо учитывать химическую совместимость материалов. Например, случайное смешивание солей нитратов и цианидов может привести к взрыву из-за сильных окислительных свойств нитратов.

Вентиляция

Для большинства процессов нанесения металлических покрытий требуется LEV, который стратегически расположен для отвода паров или других загрязняющих веществ от рабочего. Некоторые системы пропускают свежий воздух через бак, чтобы «вытолкнуть» переносимые по воздуху загрязняющие вещества к выпускной стороне системы. Заборы свежего воздуха должны быть расположены вдали от вытяжных вентиляционных отверстий, чтобы потенциально токсичные газы не рециркулировали.

Средства индивидуальной защиты

Процессы должны быть разработаны таким образом, чтобы предотвратить потенциально токсичные воздействия, но, поскольку их не всегда можно полностью избежать, сотрудники должны быть обеспечены соответствующими СИЗ (например, очками с лицевыми щитками или без них, перчатками, фартуками или комбинезонами и обувью). Поскольку многие воздействия связаны с горячими коррозионными или едкими растворами, защитные элементы должны быть изолированными и химически стойкими. Если возможно воздействие электричества, СИЗ должны быть непроводящими. СИЗ должны быть доступны в достаточном количестве, чтобы можно было очистить и высушить загрязненные, влажные предметы перед их повторным использованием. Утепленные перчатки и другая защитная одежда должны быть доступны там, где существует риск термических ожогов от горячего металла, печей и т.д.

Важным дополнением является наличие умывальников, чистых шкафчиков и раздевалок, чтобы одежда рабочих оставалась незагрязненной, а рабочие не несли домой токсичные материалы.

Обучение сотрудников и контроль

Обучение и подготовка сотрудников необходимы как для новых сотрудников, так и для тех, кто изменил оборудование или технологический процесс. Для каждого химического продукта должны быть предоставлены паспорта безопасности, объясняющие химическую и физическую опасность, на языках и на уровне образования, обеспечивающем их понимание работниками. Проверка компетентности и периодическая переподготовка гарантируют, что работники сохранят необходимую информацию. Рекомендуется пристальный надзор, чтобы убедиться, что соблюдаются надлежащие процедуры.

Выбранные опасности

Некоторые опасности характерны только для индустрии покрытий металлов и заслуживают особого внимания.

Щелочные и кислотные растворы

Нагретые щелочные и кислотные растворы, используемые при очистке и обработке металлов, обладают особенно коррозионными и едкими свойствами. Они раздражают кожу и слизистые оболочки и особенно опасны при попадании брызг в глаза. Необходимы фонтанчики для промывки глаз и аварийные души. Надлежащая защитная одежда и очки защитят от неизбежных брызг; при попадании брызг на кожу следует немедленно и обильно промыть пораженный участок прохладной чистой водой в течение не менее 15 минут; может потребоваться медицинская помощь, особенно при поражении глаз.

Следует соблюдать осторожность при использовании хлорированных углеводородов, так как фосген может образоваться в результате реакции хлорированных углеводородов, кислот и металлов. Азотная и фтористоводородная кислоты особенно опасны при вдыхании их газов, поскольку может пройти 4 часа и более, прежде чем станет очевидным воздействие на легкие. Бронхит, пневмонит и даже потенциально смертельный отек легких могут проявиться с опозданием у рабочего, у которого, по-видимому, не было первоначального эффекта от воздействия. Рабочим, подвергшимся облучению, рекомендуется незамедлительное профилактическое лечение и, часто, госпитализация. Контакт кожи с плавиковой кислотой может вызвать сильные ожоги без боли в течение нескольких часов. Немедленная медицинская помощь имеет важное значение.

Пыли

Металлическая и оксидная пыль представляют собой особую проблему при шлифовании и полировании и наиболее эффективно удаляются LEV по мере их образования. Воздуховоды должны быть спроектированы так, чтобы они были гладкими, а скорость воздуха должна быть достаточной, чтобы частицы не оседали в воздушном потоке. Алюминиевая и магниевая пыль может быть взрывоопасной и должна собираться во влажную ловушку. Свинец стал менее серьезной проблемой с уменьшением его использования в керамике и глазури для фарфора, но он остается повсеместным профессиональным вредным фактором, и от него следует всегда защищаться. В последнее время бериллий и его соединения вызывают интерес из-за возможности канцерогенности и хронического бериллиевого заболевания.

Некоторые операции представляют риск силикоза и пневмокониоза: прокаливание, дробление и сушка кремня, кварца или камня; просеивание, смешивание и взвешивание этих веществ в сухом виде; и засыпка печей такими материалами. Они также представляют опасность, когда они используются во влажном процессе и разбрызгиваются по рабочему месту и на одежду рабочих, чтобы снова превратиться в пыль, когда они высыхают. LEV и строгая чистота и личная гигиена являются важными профилактическими мерами.

Органические растворители

Растворители и другие органические химикаты, используемые при обезжиривании и в некоторых процессах, опасны при вдыхании. В острой фазе их наркотическое действие может привести к параличу дыхания и смерти. При хроническом воздействии наиболее часты токсическое воздействие на центральную нервную систему и поражение печени и почек. Защита обеспечивается LEV с зоной безопасности не менее 80-100 см между источником и зоной дыхания работника. Вентиляция стола также должна быть установлена ​​для удаления остаточных паров от готовых заготовок. Обезжиривание кожи органическими растворителями может быть предвестником дерматита. Многие растворители также легко воспламеняются.

Цианид

Ванны, содержащие цианиды, часто используются при электролитическом обезжиривании, гальванике и цианировании. В результате реакции с кислотой образуется летучий, потенциально смертельный цианистый водород (синильная кислота). Смертельная концентрация в воздухе составляет от 300 до 500 частей на миллион. Смертельное воздействие также может быть результатом впитывания через кожу или проглатывания цианидов. Оптимальная чистота необходима для рабочих, использующих цианид. Пищу нельзя есть до мытья, и она никогда не должна находиться в рабочей зоне. Руки и одежда должны быть тщательно вымыты после потенциального воздействия цианида.

Меры первой помощи при отравлении цианидами включают вынос на открытый воздух, снятие загрязненной одежды, обильное промывание пораженных участков водой, оксигенотерапию и вдыхание амилнитрита. LEV и защита кожи имеют важное значение.

Хром и никель

Соединения хрома и никеля, используемые в гальванических ваннах при гальванике, могут быть опасны. Соединения хрома могут вызывать ожоги, изъязвления и экзему кожи и слизистых оболочек и характерную перфорацию носовой перегородки. Может развиться бронхиальная астма. Соли никеля могут вызывать стойкое аллергическое или токсико-раздражающее поражение кожи. Имеются данные о том, что соединения хрома и никеля могут быть канцерогенными. LEV и защита кожи имеют важное значение.

Печи и печи

Особые меры предосторожности необходимы при работе с используемыми печами, например, при термообработке металлов, когда компоненты обрабатываются при высоких температурах, а материалы, используемые в процессе, могут быть либо токсичными, либо взрывоопасными, либо и тем, и другим. Газообразные среды (атмосферы) в печи могут реагировать с металлошихтой (окисляющие или восстановительные атмосферы) или быть нейтральными и защитными. Большинство последних содержат до 50 % водорода и 20 % оксида углерода, которые, помимо горючести, при повышенных температурах образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Температура воспламенения колеблется от 450 до 750 °С, но локальная искра может вызвать воспламенение даже при более низких температурах. Опасность взрыва возрастает при запуске или остановке печи. Поскольку охлаждающая печь имеет тенденцию засасывать воздух (особенно опасно при прекращении подачи топлива или электроэнергии), необходимо обеспечить подачу инертного газа (например, азота или двуокиси углерода) для продувки, когда печь остановлена, а также при введении защитной атмосферы в горячую печь.

Угарный газ, пожалуй, самая большая опасность от печей и духовок. Поскольку он бесцветен и не имеет запаха, он часто достигает токсического уровня до того, как рабочий узнает об этом. Головная боль является одним из самых ранних симптомов интоксикации, поэтому работника, у которого на работе возникла головная боль, следует немедленно вывести на свежий воздух. Опасные зоны включают углубления, в которых может скапливаться окись углерода; следует помнить, что кирпичная кладка пористая и может задерживать газ при обычной продувке и выделять его при завершении продувки.

Свинцовые печи могут быть опасны, так как свинец имеет тенденцию довольно быстро испаряться при температурах выше 870°C. Соответственно, требуется эффективная система удаления дыма. Поломка или выход из строя горшка также может быть опасным; следует предусмотреть достаточно большой колодец или яму для сбора расплавленного металла, если это произойдет.

Огонь и взрыв

Многие из соединений, используемых в металлическом покрытии, являются легковоспламеняющимися и при определенных обстоятельствах взрывоопасными. По большей части печи и сушильные шкафы работают на газе, поэтому должны быть предусмотрены специальные меры предосторожности, такие как устройства контроля пламени на горелках, запорные клапаны низкого давления на линиях подачи и взрывозащитные панели в конструкции печей. . В электролитических операциях водород, образующийся в процессе, может собираться на поверхности ванны и, если его не выпустить, может достигать взрывоопасных концентраций. Печи должны хорошо вентилироваться, а горелки должны быть защищены от засорения капающим материалом.

Закалка в масле также пожароопасна, особенно если металлическая шихта погружена не полностью. Закалочные масла должны иметь высокую температуру вспышки, а их температура не должна превышать 27°С.

Баллоны со сжатым кислородом и топливным газом, используемые при металлизации, представляют опасность пожара и взрыва при неправильном хранении и эксплуатации. Подробные меры предосторожности см. в статье «Сварка и термическая резка» в этой главе.

В соответствии с местными постановлениями противопожарное оборудование, включая сигнализацию, должно быть предоставлено и содержаться в рабочем состоянии, а рабочие должны быть обучены его правильному использованию.

зной

Использование печей, открытого огня, печей, нагретых растворов и расплавленных металлов неизбежно сопряжено с риском чрезмерного теплового воздействия, которое усугубляется в жарком влажном климате и, в частности, при использовании непроницаемой защитной одежды и снаряжения. Полное кондиционирование воздуха на заводе может быть экономически невыгодным, но подача охлажденного воздуха в местные системы вентиляции полезна. Перерывы для отдыха в прохладном месте и достаточное потребление жидкости (жидкости, принимаемые на рабочем месте, не должны содержать токсичных примесей) помогут предотвратить тепловое отравление. Рабочие и руководители должны быть обучены распознаванию симптомов теплового стресса.

Заключение

Поверхностная обработка металлов включает в себя множество процессов, связанных с широким спектром потенциально токсичных воздействий, большинство из которых можно предотвратить или контролировать путем тщательного применения общепризнанных профилактических мер.

Назад

Регенерация металлов - это процесс, при котором металлы производятся из металлолома. Эти восстановленные металлы неотличимы от металлов, полученных в результате первичной обработки руды металла. Однако процесс немного отличается, и воздействие может быть другим. Инженерные средства управления в основном одинаковы. Утилизация металлов очень важна для мировой экономики из-за истощения запасов сырья и загрязнения окружающей среды ломом.

Алюминий, медь, свинец и цинк составляют 95% продукции вторичной цветной металлургии. Также регенерируются магний, ртуть, никель, драгоценные металлы, кадмий, селен, кобальт, олово и титан. (Железо и сталь обсуждаются в главе Металлургическая промышленность. См. также статью «Плавка и рафинирование меди, свинца и цинка» в этой главе.)

Стратегии контроля

Принципы контроля выбросов/воздействия

Восстановление металла связано с воздействием пыли, паров, растворителей, шума, тепла, кислотных туманов и других потенциально опасных материалов и рисков. Некоторые модификации процесса и/или обращения с материалами могут быть осуществимы для устранения или уменьшения образования выбросов: минимизация обработки, снижение температуры тигля, уменьшение образования окалины и образования пыли на поверхности, а также изменение планировки предприятия для уменьшения обработки материала или повторного уноса осевших частиц. пыль.

Воздействие может быть уменьшено в некоторых случаях, если машины выбраны для выполнения задач с высоким уровнем воздействия, так что сотрудники могут быть удалены из зоны. Это также может снизить эргономические риски, связанные с погрузочно-разгрузочными работами.

Чтобы предотвратить перекрестное загрязнение чистых зон предприятия, желательно изолировать процессы, вызывающие значительные выбросы. Физический барьер будет сдерживать выбросы и уменьшать их распространение. Таким образом, меньше людей будут подвергаться облучению, а количество источников выбросов, способствующих облучению в какой-либо одной области, сократится. Это упрощает оценку воздействия и упрощает идентификацию и контроль основных источников. Операции по регенерации часто изолированы от других операций предприятия.

Иногда можно закрыть или изолировать конкретный источник выбросов. Поскольку ограждения редко бывают герметичными, к ограждению часто применяется вытяжная система с отрицательной тягой. Одним из наиболее распространенных способов борьбы с выбросами является обеспечение местной вытяжной вентиляции в месте образования выбросов. Улавливание выбросов в их источнике снижает возможность их рассеивания в воздухе. Это также предотвращает вторичное воздействие на сотрудников, вызванное повторным уносом осевших загрязняющих веществ.

Скорость захвата вытяжного колпака должна быть достаточно большой, чтобы пары или пыль не попадали в вытяжку из воздушного потока. Поток воздуха должен иметь достаточную скорость, чтобы переносить частицы дыма и пыли в вытяжку и преодолевать разрушительное воздействие перекрестных сквозняков и других случайных движений воздуха. Скорость, необходимая для достижения этого, будет варьироваться от приложения к приложению. Следует ограничить использование рециркуляционных обогревателей или индивидуальных охлаждающих вентиляторов, которые могут заменить местную вытяжную вентиляцию.

Все системы вытяжной или разреженной вентиляции также требуют замещения воздуха (известные также как системы «подпиточного» воздуха). Если система замены воздуха хорошо спроектирована и интегрирована в системы естественной и комфортной вентиляции, можно ожидать более эффективного контроля воздействия. Например, выпускные отверстия для замены воздуха должны располагаться таким образом, чтобы чистый воздух из выпускного отверстия проходил через сотрудников к источнику выбросов и к выхлопу. Этот метод часто используется с островами подачи воздуха и помещает работника между чистым поступающим воздухом и источником выбросов.

Чистые зоны предназначены для контроля посредством прямого контроля выбросов и уборки. В этих районах наблюдается низкий уровень загрязнения окружающей среды. Сотрудники в загрязненных зонах могут быть защищены служебными кабинами с подачей воздуха, островами, дежурными пультами и диспетчерскими, дополненными средствами индивидуальной защиты органов дыхания.

Среднее дневное воздействие на рабочих можно уменьшить, предусмотрев чистые зоны, такие как комнаты отдыха и столовые, которые снабжаются свежим отфильтрованным воздухом. Проводя время в относительно свободной от загрязняющих веществ зоне, можно снизить средневзвешенное по времени воздействие загрязняющих веществ на сотрудников. Другим популярным применением этого принципа является остров приточной вентиляции, где свежий отфильтрованный воздух подается в зону дыхания работника на рабочем месте.

Необходимо предусмотреть достаточно места для вытяжных шкафов, воздуховодов, диспетчерских, операций по техническому обслуживанию, очистки и хранения оборудования.

Колесные транспортные средства являются значительными источниками вторичных выбросов. Там, где используется колесный транспорт, выбросы можно сократить путем покрытия всех поверхностей дорожным покрытием, очистки поверхностей от скопившихся пылевидных материалов, уменьшения расстояния и скорости движения транспортных средств, а также путем изменения направления выхлопных газов транспортных средств и вентилятора охлаждения. Подходящий материал для мощения, такой как бетон, следует выбирать с учетом таких факторов, как нагрузка, использование и уход за поверхностью. На некоторые поверхности могут быть нанесены покрытия для облегчения промывки дорог.

Все системы вытяжной, разбавляющей и подпиточной вентиляции должны содержаться в надлежащем состоянии, чтобы эффективно контролировать загрязнение воздуха. В дополнение к обслуживанию систем общей вентиляции необходимо обслуживать технологическое оборудование, чтобы исключить утечку материала и неорганизованные выбросы.

Реализация программы производственной практики

Хотя стандарты подчеркивают важность технических средств контроля как средства достижения соответствия, средства контроля рабочей практики необходимы для успешной программы контроля. Инженерный контроль может быть побежден плохими рабочими привычками, неадекватным обслуживанием и плохим хозяйством или личной гигиеной. Сотрудники, работающие с одним и тем же оборудованием в разные смены, могут подвергаться значительно разным воздействиям переносимых по воздуху из-за различий этих факторов между сменами.

Программы производственной практики, хотя ими часто пренебрегают, представляют собой как хорошую управленческую практику, так и здравый смысл; они экономически эффективны, но требуют ответственного отношения и сотрудничества со стороны сотрудников и линейных руководителей. Отношение высшего руководства к безопасности и охране здоровья отражается на отношении линейных руководителей. Точно так же, если руководители не обеспечивают соблюдение этих программ, может пострадать отношение сотрудников. Воспитание хорошего отношения к здоровью и безопасности может быть достигнуто посредством:

• атмосфера сотрудничества, в которой сотрудники участвуют в программах
• официальное обучение и образовательные программы
• уделение особого внимания программе безопасности и охраны здоровья растений. Мотивация сотрудников и завоевание их доверия необходимы для того, чтобы иметь эффективную программу.

Программы производственной практики нельзя просто «установить». Как и в случае с вентиляционной системой, их необходимо обслуживать и постоянно проверять, чтобы убедиться, что они функционируют должным образом. Эти программы являются обязанностью руководства и сотрудников. Должны быть созданы программы для обучения, поощрения и надзора за «хорошими» (т. е. мало подверженными воздействию) практиками.

Средства индивидуальной защиты

Защитные очки с боковыми щитками, комбинезоны, защитную обувь и рабочие перчатки следует регулярно надевать при выполнении всех работ. Те, кто занимается литьем и плавкой или литьем сплавов, должны носить фартуки и средства защиты рук из кожи или других подходящих материалов для защиты от брызг расплавленного металла.

В тех случаях, когда технические меры не позволяют контролировать выбросы пыли или дыма, следует использовать соответствующие средства защиты органов дыхания. Если уровни шума чрезмерны и не могут быть устранены или источники шума не могут быть изолированы, следует надевать средства защиты органов слуха. Также должна быть программа сохранения слуха, включая аудиометрическое тестирование и обучение.

Процессы

алюминий

Вторичная алюминиевая промышленность использует алюминийсодержащий лом для производства металлического алюминия и алюминиевых сплавов. Процессы, используемые в этой отрасли, включают предварительную обработку лома, переплавку, легирование и литье. Сырье, используемое вторичной алюминиевой промышленностью, включает новый и старый лом, паровой чушка и некоторое количество первичного алюминия. Новый лом состоит из обрезков, поковок и других твердых материалов, приобретенных у авиационной промышленности, производителей и других производственных предприятий. Сверление и токарная обработка являются побочным продуктом обработки отливок, стержней и поковок в авиационной и автомобильной промышленности. Окалина, шлаки и шлаки получают на установках первичного восстановления, вторичной плавки и литейных цехах. К старому лому относятся автомобильные детали, предметы домашнего обихода и детали самолетов. Необходимые шаги следующие:

• Проверка и сортировка. Закупленный алюминиевый лом проходит проверку. Чистый лом, не требующий предварительной обработки, вывозится на склад или загружается непосредственно в плавильную печь. Алюминий, который нуждается в предварительной обработке, сортируется вручную. Свободное железо, нержавеющая сталь, цинк, латунь и негабаритные материалы удаляются.
• Дробление и просеивание. В этом процессе используется старый лом, особенно отливки и листы, загрязненные железом. Отсортированный лом подается в дробилку или молотковую мельницу, где материал измельчается и дробится, а железо отрывается от алюминия. Измельченный материал проходит через вибрационные грохоты для удаления грязи и мелких частиц.
• Прессование. Специально разработанное пакетировочное оборудование используется для прессования крупногабаритного алюминиевого лома, такого как листовой лом, отливки и обрезки.
• Измельчение/классификация. Чистый алюминиевый кабель со стальным армированием или изоляцией режется ножницами типа «крокодил», затем гранулируется или подвергается дальнейшему измельчению в молотковых дробилках для отделения железного сердечника и пластикового покрытия от алюминия.
• Обжиг/сушка. Сверление и токарная обработка предварительно обрабатываются для удаления смазочно-охлаждающих масел, жиров, влаги и свободного железа. Лом измельчается в молотковой мельнице или кольцевой дробилке, влага и органические вещества улетучиваются во вращающейся сушилке с газовым или масляным обогревом, высушенная стружка просеивается для удаления алюминиевой мелочи, оставшийся материал подвергается магнитной обработке для удаления железа и чистые, высушенные отверстия сортируются в ящиках.
• Обработка горячего шлака. Алюминий можно удалить из горячего шлака, выходящего из рафинировочной печи, путем периодического флюсования смесью соли и криолита. Этот процесс осуществляется в футерованной огнеупором бочке с механическим вращением. Через отверстие в его основании периодически постукивают по металлу.
• Сухое фрезерование. В процессе сухого помола холодный шлак, содержащий алюминий, и другие остатки обрабатываются путем измельчения, просеивания и концентрирования для получения продукта с минимальным содержанием алюминия от 60 до 70%. Шаровые мельницы, стержневые мельницы или молотковые мельницы могут использоваться для измельчения оксидов и неметаллов до мелкодисперсных порошков. Отделение грязи и других неизвлекаемых примесей из металла достигается просеиванием, воздушной классификацией и/или магнитной сепарацией.
• Обжарка. В этом процессе используется алюминиевая фольга, покрытая бумагой, гуттаперчей или изоляцией. В процессе обжига углеродсодержащие материалы, связанные с алюминиевой фольгой, загружаются, а затем отделяются от металлического продукта.
• Алюминиевый пот. Выпотевание — это пирометаллургический процесс, который используется для извлечения алюминия из металлолома с высоким содержанием железа. В этом процессе используются алюминиевый лом с высоким содержанием железа, отливки и окалина. Обычно применяют открытопламенные отражательные печи с наклонным подом. Разделение происходит по мере того, как алюминий и другие легкоплавкие компоненты плавятся и стекают по поду через решетку в формы с воздушным охлаждением, сборные емкости или выдерживающие колодцы. Продукт получил название «потная свинья». Тугоплавкие материалы, в том числе железо, латунь и продукты окисления, образующиеся в процессе выпотевания, периодически сливаются из печи.
• Реверберационная (хлорная) плавка-рафинирование. Отражательные печи используются для преобразования чистого отсортированного лома, протонных чушек или, в некоторых случаях, необработанного лома в сплавы по спецификации. Лом загружается в печь механическим способом. Материалы добавляются для обработки партиями или непрерывной подачей. После загрузки лома добавляется флюс для предотвращения контакта и последующего окисления расплава воздухом (покрывающий флюс). Добавляются растворяющие флюсы, которые вступают в реакцию с неметаллическими включениями, такими как остатки сожженных покрытий и грязь, с образованием нерастворимых веществ, всплывающих на поверхность в виде шлака. Затем добавляются легирующие добавки, в зависимости от технических требований. Размагничивание процесс, снижающий содержание магния в расплавленной шихте. При дегазации газообразным хлором хлор впрыскивается через угольные трубки или фурмы и вступает в реакцию с магнием и алюминием, образуя пузырьки. На стадии обезжиривания нечистые полутвердые флюсы снимаются с поверхности расплава.
• Реверберационная (фтористая) плавка-рафинирование. Этот процесс аналогичен отражательному (хлорному) процессу плавки-рафинирования, за исключением того, что вместо хлора используется фторид алюминия.

В таблице 1 перечислены воздействия и меры контроля при операциях по регенерации алюминия.

Таблица 1. Инженерно-административный контроль алюминия по операциям

Рекультивация меди

Вторичная медная промышленность использует медьсодержащий лом для производства металлической меди и сплавов на ее основе. Используемое сырье может быть классифицировано как новый лом, полученный при изготовлении готовых изделий, или старый лом из устаревших, изношенных или утилизированных изделий. К старым источникам металлолома относятся провода, сантехника, электрооборудование, автомобили и бытовая техника. Другие материалы, содержащие медь, включают шлаки, шлаки, литейную золу и отходы плавильных заводов. Предусматриваются следующие шаги:

• Разборка и сортировка. Лом сортируется по содержанию меди и чистоте. Чистый лом можно отделить вручную для загрузки непосредственно в плавильную и легирующую печь. Компоненты железа могут быть разделены магнитным способом. Зачистка изоляции и свинцовых оболочек кабелей производится вручную или с помощью специально разработанного оборудования.
• Брикетирование и дробление. Чистая проволока, тонкая пластина, проволочный экран, отверстия, стружка и стружка уплотняются для облегчения обращения. Используемое оборудование включает в себя гидравлические пакетировочные прессы, молотковые и шаровые мельницы.
• Измельчение. Отделение медного провода от изоляции осуществляется за счет уменьшения размера смеси. Измельченный материал затем сортируется воздушной или гидравлической классификацией с магнитной сепарацией любых черных металлов.
• Измельчение и гравитационное разделение. Этот процесс выполняет ту же функцию, что и измельчение, но использует водную сепарирующую среду и различные входные материалы, такие как шлаки, окалина, шлаки, литейная зола, стружка и мешочная пыль.
• Сушка. Сверление, стружка и стружка, содержащие летучие органические примеси, такие как смазочно-охлаждающие жидкости, масла и смазки, удаляются.
• Горение изоляции. Этот процесс отделяет изоляцию и другие покрытия от медной проволоки путем сжигания этих материалов в печах. Проволочный лом загружается партиями в камеру первичного воспламенения или камеру дожигания. Затем летучие продукты сгорания проходят через камеру вторичного сгорания или рукавный фильтр для сбора. Образуются неспецифические твердые частицы, которые могут включать дым, глину и оксиды металлов. Газы и пары могут содержать оксиды азота, диоксид серы, хлориды, монооксид углерода, углеводороды и альдегиды.
• Потоотделение. Удаление легкоплавких компонентов из лома осуществляется путем нагревания лома до контролируемой температуры, которая чуть выше точки плавления металлов, подлежащих выпотеванию. Первичный металл, медь, обычно не является расплавленным компонентом.
• Выщелачивание карбонатом аммония. Медь может быть извлечена из относительно чистого лома путем выщелачивания и растворения в основном растворе карбоната аммония. Ионы двухвалентной меди в растворе аммиака будут реагировать с металлической медью с образованием ионов двухвалентной меди, которые могут быть повторно окислены до состояния двухвалентной меди путем окисления воздухом. После отделения сырого раствора от остатка выщелачивания оксид меди извлекают перегонкой с водяным паром.
• Паровая перегонка. Кипячение выщелоченного материала в процессе карбонатного выщелачивания приводит к осаждению оксида меди. Затем оксид меди сушат.
• Гидротермальное восстановление водорода. Раствор карбоната аммония, содержащий ионы меди, нагревают под давлением в водороде, осаждая медь в виде порошка. Медь фильтруют, промывают, сушат и спекают в атмосфере водорода. Порошок измельчают и просеивают.
• Сернокислотное выщелачивание. Медный лом растворяется в горячей серной кислоте с образованием раствора сульфата меди для подачи в процесс электролиза. После вываривания нерастворившийся остаток отфильтровывают.
• Конвертерная плавка. Расплавленную черную медь загружают в конвертер, представляющий собой грушевидную или цилиндрическую стальную оболочку, футерованную огнеупорным кирпичом. Воздух вдувается в расплавленные шихты через сопла, называемые сопла. Воздух окисляет сульфид меди и другие металлы. Флюс, содержащий диоксид кремния, добавляется для взаимодействия с оксидами железа с образованием шлака из силиката железа. Этот шлак удаляется из печи, обычно путем опрокидывания печи, а затем происходит вторичная продувка и обезжиривание. Медь, полученная в результате этого процесса, называется черновой медью. Черновая медь обычно подвергается дальнейшему рафинированию в печи огневого рафинирования.
• Огневое рафинирование. Черновая медь из конвертера подвергается огневому рафинированию в цилиндрической опрокидывающейся печи, сосуде, похожем на отражательную печь. Черновую медь загружают в рафинировочную емкость в окислительной атмосфере. Примеси снимаются с поверхности, а восстановительная атмосфера создается за счет добавления зеленых бревен или природного газа. Полученный расплавленный металл затем отливают. Если медь подлежит электролитическому рафинированию, рафинированная медь будет отлита в качестве анода.
• Электролитическая очистка. Аноды из процесса огневого рафинирования помещают в бак, содержащий серную кислоту и постоянный ток. Медь с анода ионизируется, и ионы меди осаждаются на стартовом листе из чистой меди. Когда аноды растворяются в электролите, примеси оседают на дно электролизера в виде шлама. Этот шлам может быть дополнительно переработан для извлечения других ценных металлов. Полученную катодную медь плавят и отливают в различные формы.

В таблице 2 перечислены воздействия и средства контроля операций по регенерации меди.

Таблица 2. Инженерно-административный контроль меди по операциям

Регенерация свинца

Сырье, приобретаемое предприятиями по выплавке вторичного свинца, может потребовать обработки перед загрузкой в ​​плавильную печь. В этом разделе обсуждается наиболее распространенное сырье, закупаемое предприятиями по выплавке вторичного свинца, а также возможные технические средства контроля и методы работы для ограничения воздействия свинца на сотрудников в ходе операций по переработке сырья. Следует отметить, что свинцовая пыль, как правило, встречается на всех предприятиях по переработке свинца и что воздух в любом транспортном средстве может поднимать свинцовую пыль, которая затем может вдыхаться или прилипать к обуви, одежде, коже и волосам.

Автомобильные аккумуляторы

Наиболее распространенным сырьем на заводе по выплавке вторичного свинца являются автомобильные аккумуляторы. Приблизительно 50% веса автомобильного аккумулятора из бывших в употреблении будет утилизировано в виде металлического свинца в процессе плавки и рафинирования. Приблизительно 90% автомобильных аккумуляторов, производимых сегодня, используют полипропиленовую коробку или корпус. Полипропиленовые гильзы утилизируются почти всеми заводами по выплавке вторичного свинца из-за высокой экономической ценности этого материала. В большинстве этих процессов могут образовываться пары металлов, в частности, свинца и сурьмы.

In поломка автомобильного аккумулятора существует вероятность образования арсина или стибина из-за присутствия мышьяка или сурьмы, используемых в качестве отвердителей в металлической сетке, и возможного присутствия образующегося водорода.

Четыре наиболее распространенных процесса поломки автомобильных аккумуляторов:

1. высокоскоростная пила
2. низкоскоростная пила
3. сдвиг
4. дробление всей батареи (дробилка Saturn, измельчитель или молотковая мельница).

Первые три из этих процессов включают в себя отрезание верхней части батареи, а затем сброс групп или свинцовосодержащего материала. Четвертый процесс включает дробление всей батареи в молотковой дробилке и разделение компонентов гравитационным разделением.

Разделение автомобильных аккумуляторов происходит после поломки автомобильных аккумуляторов, чтобы можно было отделить свинецсодержащий материал от материала корпуса. При снятии корпуса может образовываться кислотный туман. Наиболее широко используемые методы для выполнения этой задачи:

• Ассоциация руководство техника. Этот метод используется на подавляющем большинстве заводов по выплавке вторичного свинца и остается наиболее широко используемым методом на малых и средних плавильных заводах. После прохождения батареи через пилу или ножницы работник вручную сбрасывает группы или свинецсодержащий материал в кучу, а корпус и верхнюю часть батареи помещает в другую кучу или систему транспортировки.
• A тумблер устройство. Батареи помещаются в барабанное устройство после того, как верхние части были отпилены/срезаны, чтобы отделить группы от корпусов. Ребра внутри тумблера сбрасывают группы, когда он медленно вращается. Группы падают через прорези в тумблере, в то время как ящики транспортируются к дальнему концу и собираются при выходе. Пластиковые и резиновые корпуса и крышки аккумуляторов подвергаются дальнейшей обработке после отделения от свинцового материала.
• A процесс погружения/плавания. Процесс погружения/плавания обычно сочетается с молотковой дробилкой или процессом дробления для разрушения аккумуляторов. Детали батареи, как свинцовые подшипники, так и корпуса, помещаются в ряд резервуаров, наполненных водой. Свинцовосодержащий материал опускается на дно резервуаров и удаляется винтовым конвейером или буксируемой цепью, в то время как материал корпуса всплывает и снимается с поверхности резервуара.

Промышленные батареи, которые использовались для питания мобильного электрооборудования или для других промышленных целей, периодически закупаются в качестве сырья большинством вторичных плавильных заводов. Многие из этих батарей имеют стальной корпус, который необходимо снять, разрезав корпус газовым резаком или ручной бензопилой.

Прочий покупной свинецсодержащий лом

Плавильные заводы по производству вторичного свинца покупают множество других ломов в качестве сырья для процесса плавки. Эти материалы включают лом заводов по производству аккумуляторов, шлаки от рафинирования свинца, лом металлического свинца, такой как линотип и покрытия кабелей, а также остатки тетраэтилсвинца. Эти типы материалов могут загружаться непосредственно в плавильные печи или смешиваться с другими шихтовыми материалами.

Обработка и транспортировка сырья

Неотъемлемой частью процесса плавки вторичного свинца является обработка, транспортировка и хранение сырья. Материалы транспортируются вилочными погрузчиками, фронтальными погрузчиками или механическими конвейерами (винтовыми, ковшовыми или ленточными). Основным методом транспортировки материалов в производстве вторичного свинца является мобильное оборудование.

Некоторые распространенные механические методы транспортировки, которые используются на заводах по выплавке вторичного свинца, включают: системы ленточных конвейеров, которые можно использовать для транспортировки шихтового материала из зон хранения в зону обугливания печи; шнековые конвейеры для транспортировки колошниковой пыли из рукавного фильтра в агломерационную печь или в зону хранения или ковшовые элеваторы и скребковые цепи/линии.

выплавка

Операция плавки на заводе по выплавке вторичного свинца включает восстановление свинецсодержащего лома до металлического свинца в доменной печи или отражательной печи.

Доменные печи загружаются свинецсодержащим материалом, коксом (топливо), известняком и железом (флюс). Эти материалы подаются в печь в верхней части шахты печи или через загрузочную дверцу сбоку шахты в верхней части печи. Некоторыми экологическими опасностями, связанными с работой доменных печей, являются металлические пары и твердые частицы (особенно свинец и сурьма), тепло, шум и угарный газ. В промышленности вторичного свинца используются различные механизмы транспортировки шихтового материала. Скиповый подъемник, пожалуй, самый распространенный. Другие используемые устройства включают вибрационные бункеры, ленточные конвейеры и ковшовые элеваторы.

Операции по выпуску доменной печи включают удаление расплавленного свинца и шлака из печи в формы или ковши. Некоторые плавильные заводы выпускают металл непосредственно в резервуар для выдержки, в котором металл хранится в расплавленном состоянии для рафинирования. Остальные плавильни разливают печной металл в блоки и позволяют блокам затвердевать.

Дутьевой воздух для процесса горения поступает в доменную печь через фурмы, которые иногда начинают заполняться наростами и должны быть физически пробиты, обычно стальным стержнем, чтобы предотвратить их засорение. Обычный метод выполнения этой задачи состоит в том, чтобы снять крышку фурмы и вставить стальной стержень. После того, как наросты были пробиты, крышка заменяется.

Отражательные печи загружаются свинецсодержащим сырьем с помощью печного загрузочного механизма. Отражательные печи в производстве вторичного свинца обычно имеют пружинный свод или подвесной свод, построенный из огнеупорного кирпича. Многие загрязняющие вещества и физические опасности, связанные с отражательными печами, аналогичны тем, которые возникают в доменных печах. Такими механизмами могут быть гидроцилиндр, винтовой конвейер или другие устройства, аналогичные описанным для доменных печей.

Операции по выпуску отражательной печи очень похожи на операции по выпуску в доменной печи.

рафинирование

Очищение свинца на вторичных свинцовых плавильных заводах проводится в котлах или котлах с непрямым нагревом. Металл из плавильных печей обычно плавится в котле, затем содержание микроэлементов регулируется для получения желаемого сплава. Обычными продуктами являются мягкий (чистый) свинец и различные сплавы твердого (сурьмяного) свинца.

Практически во всех операциях по рафинированию вторичного свинца используются ручные методы добавления легирующих материалов в котлы и методы ручного образования окалины. Окалина подметается к краю котла и удаляется лопатой или большой ложкой в ​​контейнер.

В Таблице 3 перечислены воздействия и средства контроля операций по регенерации свинца.

Таблица 3. Инженерно-административный контроль свинца по операциям

Рекультивация цинка

В производстве вторичного цинка в качестве источников цинка используются новые обрезки, шлаки и зола, литые шлаки, окалина гальванических заводов, колошниковая пыль и химические остатки. Большая часть нового перерабатываемого лома представляет собой сплавы на основе цинка и меди из ванн для цинкования и литья под давлением. В категорию старого лома входят старые пластины для гравировки цинка, отливки под давлением, стержневой и штамповый лом. Процессы следующие:

• Реверберационное потоотделение. Паровые печи используются для отделения цинка от других металлов путем регулирования температуры печи. Исходными материалами для процесса являются отходы литых под давлением изделий, такие как автомобильные решетки и рамки номерных знаков, а также цинковая пленка или остатки. Лом загружают в печь, добавляют флюс и расплавляют содержимое. Тугоплавкий остаток удаляется, а расплавленный цинк поступает из печи непосредственно на последующие процессы, такие как плавка, рафинирование или легирование, или в сборные емкости. Металлические загрязнители включают цинк, алюминий, медь, железо, свинец, кадмий, марганец и хром. Другими загрязнителями являются флюсы, оксиды серы, хлориды и фториды.
• Роторное потоотделение. В этом процессе цинковый лом, изделия, полученные литьем под давлением, остатки и шлам загружаются в печь с прямым нагревом и расплавляются. Расплав снимают, а металлический цинк собирают в котлах, расположенных вне печи. Неплавкий материал, шлак, затем удаляют перед повторной загрузкой. Металл, полученный в результате этого процесса, направляется на перегонку или легирование. Загрязнения аналогичны реверберационному потоотделению.
• Приглушить потливость и потливость чайника (горшка). В этих процессах цинковый лом, продукты литья под давлением, остатки и шлам загружают в муфельную печь, выпотевший материал и выпотевший цинк направляют на процессы рафинирования или легирования. Остаток удаляется с помощью вибросита, который отделяет окалина от шлака. Загрязнения аналогичны реверберационному потоотделению.
• Дробление/просеивание. Остатки цинка измельчают или измельчают, чтобы разрушить физические связи между металлическим цинком и загрязняющими флюсами. Затем восстановленный материал отделяют на этапе просеивания или пневматической классификации. При дроблении может образовываться оксид цинка и небольшое количество тяжелых металлов и хлоридов.
• Выщелачивание карбонатом натрия. Остатки химически обрабатываются для выщелачивания и преобразования цинка в оксид цинка. Лом сначала измельчают и промывают. На этом этапе цинк вымывается из материала. Водную часть обрабатывают карбонатом натрия, вызывая осаждение цинка. Осадок сушат и прокаливают, получая сырой оксид цинка. Затем оксид цинка восстанавливают до металлического цинка. Могут образовываться различные загрязнения солями цинка.
• Котел (кастрюля), тигель, отражательная, электроиндукционная плавка. Лом загружают в печь и добавляют флюсы. Ванна взбалтывается, образуя осадок, который можно снять с поверхности. После обезжиривания печи металлический цинк разливают в ковши или изложницы. Могут образовываться пары оксида цинка, аммиак и хлорид аммония, хлористый водород и хлорид цинка.
• Легирование. Функция этого процесса заключается в получении цинковых сплавов из предварительно обработанного металлического цинкового лома путем добавления к нему в рафинировочном котле флюсов и легирующих добавок либо в затвердевшей, либо в расплавленной форме. Затем содержимое перемешивают, окалина снимается, а металл отливается в различные формы. Твердые частицы, содержащие цинк, легирующие металлы, хлориды, неспецифические газы и пары, а также тепло, являются потенциальными факторами воздействия.
• Муфельная дистилляция. Процесс муфельной дистилляции используется для восстановления цинка из сплавов и производства слитков чистого цинка. Этот процесс является полунепрерывным и включает загрузку расплавленного цинка из плавильного котла или парильной печи в муфельную секцию, выпаривание цинка и конденсацию испарившегося цинка, а также слив из конденсатора в формы. Остаток периодически удаляют из муфеля.
• Ретортная перегонка/окисление и муфельная перегонка/окисление. Продуктом процессов ретортной перегонки/окисления и муфельной перегонки/окисления является оксид цинка. Процесс аналогичен ретортной дистилляции через стадию испарения, но в этом процессе конденсатор обходится и добавляется воздух для горения. Пар выбрасывается через отверстие в воздушный поток. Самовозгорание происходит внутри огнеупорной камеры с паровой футеровкой. Продукт переносится дымовыми газами и избыточным воздухом в рукавный фильтр, где продукт собирается. Присутствует избыточный воздух для обеспечения полного окисления и охлаждения продукта. Каждый из этих процессов дистилляции может привести к воздействию паров оксида цинка, а также других металлических частиц и оксидов серы.

В таблице 4 перечислены воздействия и средства контроля для операций по регенерации цинка.

Таблица 4. Инженерно-административный контроль цинка по операциям

Рекультивация магния

Старый лом получают из таких источников, как лом автомобильных и авиационных деталей, старые и устаревшие литографские пластины, а также некоторые шламы заводов по выплавке первичного магния. Новый лом состоит из обрезков, стружки, стружки, шлаков, шлаков, окалины и бракованных изделий с листопрокатных заводов и заводов-изготовителей. Наибольшую опасность при обращении с магнием представляет опасность возгорания. Небольшие фрагменты металла могут легко воспламениться от искры или пламени.

• Ручная сортировка. Этот процесс используется для отделения фракций магния и магниевых сплавов от других металлов, присутствующих в ломе. Лом раскладывается вручную, сортируется по весу.
• Плавление в открытом котле. Этот процесс используется для отделения магния от примесей в отсортированном ломе. Лом помещают в тигель, нагревают и добавляют флюс, состоящий из смеси хлоридов кальция, натрия и калия. Затем расплавленный магний отливают в слитки.

В Таблице 5 перечислены воздействия и средства контроля операций по регенерации магния.

Таблица 5. Инженерно-административный контроль магния по операциям

Утилизация ртути

Основными источниками ртути являются стоматологические амальгамы, лом ртутных батарей, шламы электролитических процессов, в которых ртуть используется в качестве катализатора, ртуть из демонтированных хлорщелочных заводов и ртутьсодержащие инструменты. Пары ртути могут загрязнять каждый из этих процессов.

• Дробление. Процесс дробления используется для удаления остаточной ртути из металлических, пластиковых и стеклянных контейнеров. После дробления контейнеров загрязненная жидкая ртуть направляется на фильтрацию.
• Фильтрация. Нерастворимые примеси, такие как грязь, удаляются путем пропускания металлолома, содержащего пары ртути, через фильтрующий материал. Отфильтрованная ртуть направляется на процесс оксигенации, а твердые частицы, не прошедшие через фильтры, направляются на ретортную перегонку.
• Вакуумная перегонка. Вакуумная перегонка используется для очистки загрязненной ртути, когда давление паров примесей значительно ниже, чем у ртути. Заряд ртути испаряется в нагревательном котле, а пары конденсируются в конденсаторе с водяным охлаждением. Очищенная ртуть собирается и отправляется на розлив. Остаток, остающийся в нагревательном котле, направляется в процесс ретортации для извлечения следовых количеств ртути, которые не были извлечены в процессе вакуумной дистилляции.
• Очистка раствора. Этот процесс удаляет металлические и органические загрязнители путем промывки сырой жидкой ртути разбавленной кислотой. Этапы включают: выщелачивание сырой жидкой ртути разбавленной азотной кислотой для отделения металлических примесей; перемешивание кислоты-ртути сжатым воздухом для обеспечения хорошего перемешивания; декантирование для отделения ртути от кислоты; промывка водой для удаления остатков кислоты; и фильтрование ртути в такой среде, как активированный уголь или силикагель, для удаления последних следов влаги. Помимо паров ртути возможно воздействие растворителей, органических химикатов и кислотных туманов.
• Оксигенация. Этот процесс очищает отфильтрованную ртуть путем удаления металлических примесей путем окисления барботированием воздуха. Процесс окисления включает две стадии: барботирование и фильтрацию. На этапе барботирования загрязненная ртуть перемешивается с воздухом в закрытом сосуде для окисления металлических загрязнителей. После барботирования ртуть фильтруется в слое древесного угля для удаления твердых оксидов металлов.
• Реторта. Процесс реторты используется для получения чистой ртути путем улетучивания ртути, содержащейся в твердом ртутьсодержащем ломе. Этапы автоклавирования включают: нагревание скрапа внешним источником тепла в закрытом перегонном кубе или стопке лотков для испарения ртути; конденсация паров ртути в водоохлаждаемых конденсаторах; сбор конденсированной ртути в сборный сосуд.

В Таблице 6 перечислены воздействия и средства контроля для операций по регенерации ртути.

Таблица 6. Технические/административные средства контроля ртути в разбивке по операциям

Рекультивация никеля

Основным сырьем для регенерации никеля являются сплавы на основе паров никеля, меди и алюминия, которые можно найти в виде старого или нового лома. К старому лому относятся сплавы, извлеченные из деталей машин и самолетов, а к новому лому относятся листовой лом, стружка и твердые частицы, которые являются побочными продуктами производства изделий из сплавов. Регенерация никеля включает следующие этапы:

• Сортировка. Лом проверяется и вручную отделяется от неметаллических и неникелевых материалов. Сортировка приводит к воздействию пыли.
• обезжиривание. Никелевый лом обезжиривают трихлорэтиленом. Смесь фильтруют или центрифугируют для отделения лома никеля. Отработанный раствор трихлорэтилена и жира проходит через систему регенерации растворителя. Во время обезжиривания возможно воздействие растворителя.
• Плавильная (электродуговая или вращающаяся отражательная) печь. Лом загружают в электродуговую печь и добавляют восстановитель, обычно известь. Шихту расплавляют и либо разливают в слитки, либо сразу направляют в реактор на доочистку. Возможно воздействие дыма, пыли, шума и тепла.
• Реакторная очистка. Расплавленный металл вводят в реактор, куда добавляют холодный скрап и никель в чушках, а затем известь и кремнезем. Затем добавляют легирующие материалы, такие как марганец, ниобий или титан, для получения желаемого состава сплава. Возможно воздействие дыма, пыли, шума и тепла.
• Литье слитков. Этот процесс включает отливку расплавленного металла из плавильной печи или реактора рафинирования в слитки. Металл заливают в формы и дают остыть. Слитки извлекаются из форм. Возможно воздействие тепла и паров металлов.

Воздействие и меры контроля при операциях по регенерации никеля перечислены в таблице 7.

Таблица 7. Инженерно-административный контроль никеля по операциям

Регенерация драгоценных металлов

Сырье для производства драгоценных металлов состоит как из старого, так и из нового лома. К старому лому относятся электронные компоненты устаревшей военной и гражданской техники, а также лом стоматологической промышленности. Новый лом образуется при изготовлении и изготовлении изделий из драгоценных металлов. Продукция представляет собой элементарные металлы, такие как золото, серебро, платина и палладий. Обработка драгоценных металлов включает следующие этапы:

• Ручная сортировка и измельчение. Лом, содержащий драгоценные металлы, сортируется вручную, измельчается и измельчается в молотковой дробилке. Молотковые мельницы шумные.
• Процесс сжигания. Отсортированный лом сжигается для удаления бумаги, пластика и органических жидких загрязнителей. Возможно воздействие органических химикатов, дымовых газов и пыли.
• Доменная плавка. Обработанный лом загружают в доменную печь вместе с коксом, флюсом и переработанным шлаком с оксидами металлов. Шихту расплавляют и шлакуют, получая черную медь, содержащую драгоценные металлы. Образующийся твердый шлак содержит большую часть шлаковых примесей. Возможно присутствие пыли и шума.
• Конвертерная плавка. Этот процесс предназначен для дополнительной очистки черной меди путем продувки расплава воздухом в конвертере. Шлакосодержащие металлические примеси удаляются и возвращаются в доменную печь. Медный слиток, содержащий драгоценные металлы, отливается в формы.
• Электролитическая очистка. Медный слиток служит анодом электролизера. Таким образом, чистая медь выходит на катод, а драгоценные металлы падают на дно электролизера и собираются в виде шлама. В качестве электролита используется медный купорос. Возможно воздействие кислотного тумана.
• Химическая очистка. Шлам драгоценных металлов, образующийся в процессе электролитического рафинирования, подвергается химической обработке для извлечения отдельных металлов. Процессы на основе цианидов используются для извлечения золота и серебра, которые также могут быть извлечены путем их растворения в царская водка раствором и/или азотной кислотой с последующим осаждением сульфатом железа или хлоридом натрия для извлечения золота и серебра соответственно. Металлы платиновой группы можно восстановить, растворив их в расплавленном свинце, который затем обрабатывают азотной кислотой и оставляют остаток, из которого можно селективно осадить металлы платиновой группы. Затем осадки драгоценных металлов либо расплавляют, либо поджигают, чтобы собрать золото и серебро в виде зерен и платиновые металлы в виде губки. Возможны кислотные воздействия.

Воздействия и меры контроля перечислены по операциям в таблице 8 (см. также «Плавка и аффинаж золота»).

Таблица 8. Инженерно-административный контроль драгоценных металлов по операциям

Рекультивация кадмия

К старому кадмийсодержащему лому относятся покрытые кадмием детали списанных автомобилей и лодок, бытовая техника, скобяные изделия и крепежные изделия, кадмиевые аккумуляторы, кадмиевые контакты переключателей и реле и другие бывшие в употреблении кадмиевые сплавы. Новый лом, как правило, представляет собой отходы, содержащие пары кадмия, и загрязненные побочные продукты производств, обрабатывающих металлы. Процессы рекультивации следующие:

• Предварительная обработка. Этап предварительной обработки лома включает обезжиривание паром сплавного лома. Пары растворителя, образующиеся при нагревании переработанных растворителей, циркулируют через емкость, содержащую лом сплавов. Затем растворитель и удаленная смазка конденсируются и разделяются, при этом растворитель рециркулируется. Возможен контакт с кадмиевой пылью и растворителями.
• Плавка/рафинирование. В операции плавки/рафинирования предварительно обработанный лом сплава или лом элементарного кадмия перерабатывается для удаления любых примесей и получения сплава кадмия или элементарного кадмия. Могут присутствовать продукты воздействия продуктов горения нефти и газа, цинковая и кадмиевая пыль.
• Ретортная перегонка. Обезжиренный лом сплава загружается в реторту и нагревается для получения паров кадмия, которые затем собираются в конденсаторе. После этого расплавленный металл готов к отливке. Возможно воздействие пыли кадмия.
• Плавление/удаление цинка. Металлический кадмий загружают в плавильный котел и нагревают до расплавленного состояния. Если в металле присутствует цинк, для удаления цинка добавляют флюсы и хлорирующие агенты. К потенциальным воздействиям относятся пары и пыль кадмия, пары и пыль цинка, хлорид цинка, хлор, хлористый водород и тепло.
• Кастинг. Операция литья формирует желаемую линейку продуктов из очищенного сплава кадмия или металлического кадмия, полученного на предыдущем этапе. Литье может производить кадмиевую пыль, пары и тепло.

Воздействие в процессах регенерации кадмия и необходимые средства контроля приведены в таблице 9.

Таблица 9. Инженерно-административный контроль кадмия по операциям

Рекультивация селена

Сырьем для этого сегмента служат цилиндры ксерографического копирования и лом, образующийся при производстве селеновых выпрямителей. Повсюду может присутствовать селеновая пыль. При дистилляции и ретортной плавке могут образовываться дымовые газы и пыль. Ретортная плавка шумная. При рафинировании присутствуют туман двуокиси серы и кислотный туман. Металлическая пыль может образовываться в результате операций литья (см. таблицу 10).

Таблица 10. Инженерно-административный контроль селена по операциям

Процессы рекультивации следующие:

• Предварительная обработка лома. Этот процесс отделяет селен с помощью механических процессов, таких как молотковая мельница или дробеструйная обработка.
• Ретортная плавка. Этот процесс очищает и концентрирует предварительно обработанный лом в процессе ретортной дистилляции путем плавления лома и отделения селена от примесей путем дистилляции.
• рафинирование. Этот процесс обеспечивает очистку лома селена путем выщелачивания подходящим растворителем, таким как водный раствор сульфита натрия. Нерастворимые примеси удаляют фильтрованием и фильтрат обрабатывают для осаждения селена.
• Дистилляция. Этот процесс производит селен высокой чистоты паров. Селен расплавляют, перегоняют, пары селена конденсируют и передают в виде расплавленного селена на операцию образования продукта.
• Закалка. Этот процесс используется для производства очищенной селеновой дроби и порошка. Расплав селена используется для производства дроби. Затем дробь сушат. Этапы, необходимые для производства порошка, такие же, за исключением того, что в качестве материала, который подвергается закалке, используются пары селена, а не расплавленный селен.
• Кастинг. Этот процесс используется для производства слитков селена или других форм из расплавленного селена. Эти формы производятся путем заливки расплавленного селена в формы соответствующего размера и формы, охлаждения и затвердевания расплава.

Рекультивация кобальта

Источниками кобальтового лома являются шлифовка и точение жаропрочных сплавов, а также устаревшие или изношенные детали двигателей и лопатки турбин. Процессы рекультивации следующие:

• Ручная сортировка. Необработанный лом сортируется вручную для идентификации и разделения компонентов на основе кобальта, никеля и неперерабатываемых компонентов. Это пыльная операция.
• Обезжиривание. Отсортированный грязный лом загружается в установку обезжиривания, где циркулируют пары перхлорэтилена. Этот растворитель удаляет жир и масло на ломе. Затем смесь паров растворителя, масла и смазки конденсируют, и растворитель извлекают. Возможно воздействие растворителей.
• Взрывной. Обезжиренный лом подвергается пескоструйной очистке для удаления грязи, окислов и ржавчины. В зависимости от используемого зерна может присутствовать пыль.
• Процесс травления и химической обработки. Отходы от пескоструйной обработки обрабатывают кислотами для удаления остаточной ржавчины и оксидных загрязнений. Кислотные туманы являются возможным воздействием.
• Вакуумная плавка. Очищенный лом загружают в вакуумную печь и плавят в электродуговой или индукционной печи. Возможен контакт с тяжелыми металлами.
• литье. Расплавленный сплав отливается в слитки. Возможен тепловой стресс.

См. в таблице 11 краткую информацию о воздействии и средствах контроля за утилизацией кобальта.

Таблица 11. Инженерно-административный контроль за кобальтом по операциям

Мелиорация олова

Основными источниками сырья являются обрезки луженой стали, отходы предприятий по производству консервных банок, бракованные рулоны гальванопокрытий в сталелитейной промышленности, оловянные окалины и шламы, окалины и шламы припоя, использованная бронза и отходы бронзы, а также металлолом. Оловянная пыль и кислотные туманы присутствуют во многих технологических процессах.

• Деалюминирование. В этом процессе горячий гидроксид натрия используется для выщелачивания алюминия из консервного лома путем контакта лома с горячим гидроксидом натрия, отделения раствора алюмината натрия от остатка лома, подачи алюмината натрия на операцию рафинирования для извлечения растворимого олова и извлечения деалюминированный оловянный лом на корм.
• Пакетное смешивание. Этот процесс представляет собой механическую операцию, при которой подготавливается сырье, пригодное для загрузки в плавильную печь, путем смешивания окалины и шлама со значительным содержанием олова.
• Химическое олово. Этот процесс извлекает олово в лом. Горячий раствор гидроксида натрия и нитрита или нитрата натрия добавляют к деалюминированному или необработанному лому. Слив и перекачка раствора в процесс рафинирования/отливки осуществляются после завершения реакции удаления олова. Оловянный лом затем промывают.
• Шлаковая плавка. Этот процесс используется для частичной очистки окалины и получения сырого печного металла путем плавления шихты, выпуска сырого печного металла и выпуска штейна и шлака.
• Пылеудаление и фильтрация. Этот процесс удаляет цинк и хлор из колошниковой пыли путем выщелачивания серной кислотой для удаления цинка и хлора, фильтрации полученной смеси для отделения кислоты и растворенного цинка и хлора от выщелоченной пыли, сушки выщелоченной пыли в сушилке и транспортировки пыль, богатая оловом и свинцом, возвращается в процесс периодического смешивания.
• Отстой и листовая фильтрация. Этот процесс очищает раствор станната натрия, полученный в процессе химического удаления олова. Такие примеси, как серебро, ртуть, медь, кадмий, некоторое количество железа, кобальта и никеля, осаждаются в виде сульфидов.
• Эвапоцентрифугирование. Станнат натрия концентрируют из очищенного раствора выпариванием, кристаллизацию станната натрия и выделение станната натрия осуществляют центрифугированием.
• Электролитическая очистка. Этот процесс позволяет получить катодно-чистое олово из очищенного раствора станната натрия путем пропускания раствора станната натрия через электролитические ячейки, удаления катодов после осаждения олова и удаления олова с катодов.
• Подкисление и фильтрация. Этот процесс дает гидратированный оксид олова из очищенного раствора станната натрия. Этот гидратированный оксид можно либо переработать для получения безводного оксида, либо расплавить для получения элементарного олова. Гидратированный оксид нейтрализуют серной кислотой с образованием гидратированного оксида олова и фильтруют для отделения гидрата в виде осадка на фильтре.
• Огневое рафинирование. Этот процесс производит очищенное олово из катодного олова путем плавления шихты, удаления примесей в виде шлака и окалины, заливки расплавленного металла и отливки металлического олова.
• Плавка. Этот процесс используется для производства олова, когда электролитическое рафинирование невозможно. Это достигается восстановлением гидратированного оксида олова восстановителем, плавлением образовавшегося металлического олова, снятием шлака, заливкой расплавленного олова и отливкой расплавленного олова.
• Кальцинирование. Этот процесс превращает гидратированные оксиды олова в безводный оксид олова путем прокаливания гидрата и удаления и упаковки оксидов олова.
• Чайник рафинирования. Этот процесс используется для очистки сырого печного металла путем загрузки им предварительно нагретого котла, сушки окалины для удаления примесей в виде шлака и штейна, флюсования серой для удаления меди в виде штейна, флюсования алюминием для удаления сурьмы и отливки расплавленного металла в желаемое состояние. формы.

См. в таблице 12 краткую информацию о воздействии и средствах контроля за утилизацией олова.

Таблица 12. Инженерно-административный контроль олова по операциям

Регенерация титана

Двумя основными источниками титанового лома являются домашние хозяйства и потребители титана. Домашний лом, образующийся при фрезеровании и производстве изделий из титана, включает в себя отделочные листы, дощатый лист, обрезки, токарную обработку и сверление. Потребительский лом состоит из переработанных титановых изделий. Рекультивационные работы включают в себя:

• Обезжиривание. В этом процессе отсортированный лом обрабатывается испаряющимся органическим растворителем (например, трихлорэтиленом). Загрязняющая смазка и масло удаляются со скрапа парами растворителя. Растворитель рециркулируется до тех пор, пока он больше не сможет обезжиривать. Затем отработанный растворитель можно регенерировать. Лом также можно обезжирить паром и моющим средством.
• Маринование. В процессе кислотного травления удаляются оксидные отложения в процессе обезжиривания путем выщелачивания раствором соляной и плавиковой кислот. Скрап кислотной обработки промывают водой и сушат.
• Электрорафинирование. Электрорафинирование — это процесс предварительной обработки титанового лома, при котором лом подвергается электрорафинированию в расплавленной соли.
• Плавка. Предварительно обработанный титановый лом и легирующие добавки плавятся в электродуговой вакуумной печи с образованием титанового сплава. Исходные материалы включают предварительно обработанный титановый лом и легирующие материалы, такие как алюминий, ванадий, молибден, олово, цирконий, палладий, ниобий и хром.
• Кастинг. Расплавленный титан заливают в формы. Титан затвердевает в брусок, называемый слитком.

Средства контроля за воздействием в процедурах регенерации титана перечислены в таблице 13.

Таблица 13. Инженерно-административный контроль титана по операциям

Назад

Металлическая отделка

Поверхностная обработка металлов повышает их долговечность и улучшает внешний вид. Один продукт может подвергаться более чем одной обработке поверхности — например, панель кузова автомобиля может быть фосфатирована, загрунтована и окрашена. В этой статье рассматриваются процессы, используемые для обработки поверхности металлов, и методы, используемые для снижения их воздействия на окружающую среду.

Управление бизнесом по отделке металлов требует сотрудничества между руководством компании, сотрудниками, правительством и обществом, чтобы эффективно свести к минимуму воздействие операций на окружающую среду. Общество обеспокоено количеством и долгосрочными последствиями загрязнения, попадающего в воздушную, водную и наземную среду. Эффективное управление окружающей средой устанавливается благодаря детальным знаниям обо всех элементах, химических веществах, металлах, процессах и продуктах.

Планирование предотвращения загрязнения смещает философию экологического менеджмента с реагирования на проблемы на прогнозирование решений, ориентированных на замену химических веществ, изменение процессов и внутреннюю переработку, используя следующую последовательность планирования:

1. Инициируйте предотвращение загрязнения во всех аспектах бизнеса.
2. Определите потоки отходов.
3. Установите приоритеты для действий.
4. Установить первопричину отходов.
5. Определите и внедрите изменения, которые уменьшат или устранят потери.
6. Измерьте результаты.

Непрерывное улучшение достигается путем установления новых приоритетов действий и повторения последовательности действий.

Подробная технологическая документация определит потоки отходов и позволит установить приоритеты для возможностей сокращения отходов. Информированные решения о возможных изменениях будут способствовать:

• простые и практичные эксплуатационные усовершенствования
• изменения процесса с участием клиентов и поставщиков
• переход на менее вредные виды деятельности, где это возможно
• повторное использование и переработка там, где изменение нецелесообразно
• использование захоронения опасных отходов только в крайнем случае.

Основные процессы и стандартные операционные процессы

Уборка требуется, потому что все процессы отделки металлов требуют, чтобы обрабатываемые детали были свободны от органических и неорганических загрязнений, включая масла, окалину, полировальные и полирующие составы. Используются три основных типа чистящих средств: растворители, паровые обезжириватели и щелочные моющие средства.

Методы очистки растворителями и паровым обезжириванием почти полностью заменены щелочными материалами, где последующие процессы являются влажными. Растворители и паровые обезжириватели все еще используются там, где детали должны быть чистыми и сухими без дальнейшей влажной обработки. Растворители, такие как терпены, в некоторых случаях заменяют летучие растворители. Менее токсичные материалы, такие как 1,1,1-трихлорэтан, были заменены более опасными материалами при обезжиривании паром (хотя этот растворитель постепенно прекращается как озоноразрушающий).

Циклы щелочной очистки обычно включают замачивание в погружении, за которым следует анодная электроочистка, а затем погружение в слабую кислоту. Для очистки алюминия обычно используются нетравящие, несиликатные очистители. Кислоты обычно серная, соляная и азотная.

анодирование, электрохимический процесс для утолщения оксидной пленки на поверхности металла (часто применяемый к алюминию), обрабатывающий детали разбавленными растворами хромовой или серной кислоты.

Конверсионное покрытие используется в качестве основы для последующей окраски или пассивации для защиты от окисления. При хроматировании детали погружают в раствор шестивалентного хрома с активными органическими и неорганическими веществами. Для фосфатирования детали погружают в разбавленную фосфорную кислоту с другими реагентами. Пассивирование проводят погружением в азотную кислоту или азотную кислоту с бихроматом натрия.

Безэлектронное покрытие предполагает осаждение металла без электричества. Химическое осаждение меди или никеля используется при изготовлении печатных плат.

гальванопокрытие заключается в нанесении тонкого слоя металла (цинка, никеля, меди, хрома, кадмия, олова, латуни, бронзы, свинца, оловянно-свинцового сплава, золота, серебра и других металлов, таких как платина) на подложку (черную или цветную). железный). Технологические ванны включают растворы металлов в кислотных, щелочно-нейтральных и щелочно-цианидных составах (см. рис. 1).

Рисунок 1. Входы и выходы для типичной линии гальваники

Химическое фрезерование и травление представляют собой управляемые иммерсионные процессы растворения с использованием химических реагентов и травителей. Перед анодированием алюминий обычно протравливают каустиком или химически осветляют в растворе, который может содержать азотную, фосфорную и серную кислоты.

Покрытия методом горячего погружения предусматривают нанесение металла на заготовку погружением в расплавленный металл (цинковое или оловянное цинкование стали).

Надлежащая практика управления

Важные улучшения в области безопасности, охраны здоровья и окружающей среды могут быть достигнуты за счет усовершенствования процессов, таких как:

• использование противоточной промывки и контроля проводимости
• увеличение времени дренирования
• использование большего количества или более качественных смачивающих агентов
• поддержание температуры процесса как можно выше для снижения вязкости, тем самым увеличивая восстановление после уноса (т. е. восстановление раствора, оставшегося на металле)
• использование воздушного перемешивания при ополаскивании для повышения эффективности ополаскивания
• использование пластиковых шариков в резервуарах для покрытия для уменьшения запотевания
• использование улучшенной фильтрации в резервуарах для покрытия, чтобы уменьшить частоту очистки
• установка бордюра вокруг всех производственных зон для предотвращения разливов
• использование отдельных обработок для извлекаемых металлов, таких как никель
• установка систем восстановления, таких как ионный обмен, атмосферное испарение, вакуумное испарение, электролитическое восстановление, обратный осмос и электродиализ
• дополняя системы рекуперации при уносе за счет снижения притока загрязняющих веществ и улучшенных систем очистки
• использование современных средств управления запасами для сокращения отходов и опасностей на рабочем месте
• применение стандартных процедур (т. е. письменных процедур, регулярных операционных обзоров и надежных операционных журналов), чтобы обеспечить основу для надежной структуры управления окружающей средой.

Экологическое планирование для конкретных отходов

Конкретные потоки отходов, обычно отработанные растворы для покрытия, можно уменьшить за счет:

• Фильтрация. Картриджные или кизельгуровые фильтры можно использовать для удаления скопившихся твердых частиц, снижающих эффективность процесса.
• Углеродная обработка может использоваться для удаления органических загрязнителей (наиболее часто применяется при никелировании, гальванопокрытии медью, цинковании и кадмировании).
• Дистиллированная вода. Естественные загрязнения воды для подпитки и промывки (например, кальций, железо, магний, марганец, хлор и карбонаты) можно удалить с помощью деионизации, дистилляции или обратного осмоса. Повышение эффективности промывочной воды снижает объем шлама, требующего обработки.
• Цианидная ванна с карбонатной заморозкой. Понижение температуры ванны до –3 °С приводит к кристаллизации карбонатов, образующихся в цианидной ванне в результате разложения цианида, чрезмерной плотности анодного тока и адсорбции углекислого газа из воздуха, и облегчает их удаление.
• Осадки. Удаление металлических примесей, поступающих в ванну в виде примесей в анодах, может быть достигнуто путем осаждения цианидом бария, гидроксидом бария, гидроксидом кальция, сульфатом кальция или цианидом кальция.
• Альтернативы шестивалентному хрому. Шестивалентный хром можно заменить растворами трехвалентного хромирования для декоративного покрытия. Хромовые конверсионные покрытия для предварительной обработки краски иногда можно заменить конверсионными покрытиями, не содержащими хрома, или химическими составами на основе хрома, не требующими смывания.
• Нехелатные химические процессы. Вместо того, чтобы добавлять хелаторы в технологические ванны для контроля концентрации свободных ионов в растворе, можно использовать нехелатные технологические химические вещества, чтобы не было необходимости держать металлы в растворе. Этим металлам можно дать выпасть в осадок и их можно удалить непрерывной фильтрацией.
• Нецианидные технологические химикаты. Потоки сточных вод, содержащие свободный цианид, обычно обрабатывают гипохлоритом или хлором для осуществления окисления, а комплексные цианиды обычно осаждают с помощью сульфата железа. Использование нецианидных технологических химикатов позволяет исключить этап обработки и уменьшить объем шлама.
• Обезжиривание растворителем. Вместо обезжиривания деталей растворителем перед обработкой можно использовать горячие щелочные моющие ванны. Эффективность щелочных очистителей можно повысить, применяя электроток или ультразвук. Преимущества отсутствия паров растворителей и шлама часто перевешивают любые дополнительные эксплуатационные расходы.
• Щелочные очистители. Необходимости отказаться от щелочных очистителей, когда накопление масла, жира и загрязнений от использования достигает уровня, снижающего эффективность очистки ванны, можно избежать, используя скимминговые устройства для удаления свободно плавающих масел, отстойники или патронные фильтры для удаления твердых частиц и коагуляторы масло-вода и с помощью микрофильтрации или ультрафильтрации для удаления эмульгированных масел.
• Снижение выноса. Уменьшение объема уноса из технологических ванн служит для уменьшения количества ценных технологических химикатов, загрязняющих промывочную воду, что, в свою очередь, снижает количество шлама, образующегося при обычном процессе обработки осаждением металлов.

Несколько методов уменьшения торможения включают в себя:

• Рабочая концентрация технологической ванны. Концентрация химикатов должна быть как можно ниже, чтобы свести к минимуму вязкость (для более быстрого стекания) и количество химикатов (в пленке).
• Рабочая температура технологической ванны. Вязкость технологического раствора можно уменьшить, увеличив температуру ванны.
• Смачивающие агенты. Поверхностное натяжение раствора можно уменьшить, добавив в ванну смачивающие вещества.
• Позиционирование заготовки. Заготовку следует располагать на стойке так, чтобы прилипающая пленка свободно стекала и не застревала в канавках или полостях.
• Время вывода или дренажа. Чем быстрее заготовка удаляется из технологической ванны, тем толще пленка на поверхности заготовки.
• Воздушные ножи. Подача воздуха на заготовку, когда стеллаж для заготовок поднимается над технологическим резервуаром, может улучшить дренаж и сушку.
• Спрей для ополаскивания. Их можно использовать над нагретыми ваннами, чтобы скорость промывочного потока равнялась скорости испарения бака.
• Гальванические ванны. Карбонаты и органические загрязнители должны быть удалены, чтобы предотвратить накопление загрязнений, которые увеличивают вязкость гальванической ванны.
• Дренажные доски. Пространства между технологическими емкостями должны быть закрыты дренажными бортами для сбора технологических растворов и возврата их в технологическую ванну.
• Вытяжные танки. Заготовки должны быть помещены в отстойные баки («баки статической промывки») перед стандартной операцией промывки.

Драг-аут рекуперации химикатов использует различные технологии. К ним относятся:

• Испарение. Наиболее распространены атмосферные испарители, а вакуумные испарители обеспечивают экономию энергии.
• Ионный обмен используется для химической регенерации промывочной воды.
• Электровыигрыш. Это электролитический процесс, при котором растворенные в растворе металлы восстанавливаются и осаждаются на катоде. Затем отложенный металл извлекают.
• электродиализ. При этом используются ионопроницаемые мембраны и приложенный ток для отделения ионных частиц от раствора.
• Обратный осмос. В нем используется полупроницаемая мембрана для получения очищенной воды и концентрированного ионного раствора. Для проталкивания воды через мембрану используется высокое давление, в то время как большинство растворенных солей удерживается мембраной.

Промыть водой

Большая часть опасных отходов, образующихся на предприятиях по отделке металлов, поступает из сточных вод, образующихся в результате операций промывки, следующих за очисткой и нанесением покрытия. Повышая эффективность полоскания, предприятие может значительно сократить поток сточных вод.

Две основные стратегии повышают эффективность полоскания. Во-первых, может возникнуть турбулентность между заготовкой и промывочной водой из-за струйной промывки и перемешивания промывочной воды. Движение стеллажа или принудительная вода или воздух используются. Во-вторых, время контакта между заготовкой и промывочной водой может быть увеличено. Несколько баков для полоскания, установленных последовательно, уменьшат количество используемой воды для полоскания.

Промышленные покрытия

Термин покрытия включает краски, лаки, лаки, эмали и шеллаки, замазки, наполнители и герметики для дерева, средства для удаления краски и лака, чистящие средства для малярных кистей и родственные лакокрасочные материалы. Жидкие покрытия содержат пигменты и добавки, диспергированные в смеси жидкого связующего и растворителя. Пигменты представляют собой неорганические или органические соединения, которые обеспечивают цвет покрытия и непрозрачность, а также влияют на текучесть и долговечность покрытия. Пигменты часто содержат тяжелые металлы, такие как кадмий, свинец, цинк, хром и кобальт. Связующее увеличивает клейкость покрытия, когезию и консистенцию и является основным компонентом, который остается на поверхности после нанесения покрытия. Связующие включают различные масла, смолы, каучуки и полимеры. Добавки, такие как наполнители и наполнители, могут быть добавлены к покрытиям для снижения производственных затрат и увеличения долговечности покрытия.

Типы органических растворителей, используемых в покрытиях, включают алифатические углеводороды, ароматические углеводороды, сложные эфиры, кетоны, гликолевые эфиры и спирты. Растворители диспергируют или растворяют связующие и уменьшают вязкость и толщину покрытия. Растворители, используемые в составах покрытий, опасны, потому что многие из них являются канцерогенами для человека, легко воспламеняются или взрывоопасны. Большинство растворителей, содержащихся в покрытии, испаряются при отверждении покрытия, что приводит к выбросу летучих органических соединений (ЛОС). Выбросы ЛОС становятся все более регулируемыми из-за негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Экологические проблемы, связанные с традиционными ингредиентами, технологиями нанесения покрытий и отходами покрытий, являются движущей силой разработки альтернатив предотвращения загрязнения.

Большинство покрытий используются на архитектурных, промышленных или специальных изделиях. Архитектурные покрытия используются в зданиях и строительных изделиях, а также для декоративных и защитных услуг, таких как лаки для защиты древесины. Промышленные предприятия включают операции по нанесению покрытий в различные производственные процессы. Основными потребителями промышленных покрытий являются автомобилестроение, производство металлических банок, сельскохозяйственной техники, производство рулонных покрытий, производство деревянной и металлической мебели и приспособлений, а также производство бытовой техники.

Разработка рецептуры покрытия зависит от цели нанесения покрытия. Покрытия обеспечивают эстетику, а также защиту от коррозии и поверхности. Стоимость, функциональность, безопасность продукта, безопасность для окружающей среды, эффективность переноса и скорость высыхания и отверждения определяют рецептуры.

Процессы нанесения покрытий

Существует пять операций, включающих в себя большинство процессов нанесения покрытий: обработка и подготовка сырья, подготовка поверхности, нанесение покрытия, очистка оборудования и утилизация отходов.

Обработка и подготовка сырья

Обработка и подготовка сырья включает в себя хранение запасов, операции смешивания, разбавление и корректировку покрытий, а также перемещение сырья по объекту. Процедуры и методы контроля и обработки необходимы для сведения к минимуму образования отходов в результате порчи, несоответствия спецификации и неправильной подготовки, которые могут возникнуть в результате чрезмерного разбавления и последующих потерь. Перекачка, будь то ручная или через трубопроводную систему, должна быть запланирована, чтобы избежать порчи.

Подготовка поверхности

Тип используемой техники подготовки поверхности зависит от поверхности, на которую наносится покрытие, — от предшествующей подготовки, количества грунта, смазки, наносимого покрытия и требуемой отделки поверхности. Обычные подготовительные операции включают обезжиривание, предварительное покрытие или фосфатирование и удаление покрытия. В целях чистовой обработки металлов обезжиривание включает протирание растворителем, холодную очистку или обезжиривание паром с помощью галогенсодержащих растворителей, водно-щелочную очистку, полуводную очистку или очистку алифатическими углеводородами для удаления органических загрязнений, грязи, масла и жира. Кислотное травление, абразивная очистка или очистка пламенем используются для удаления прокатной окалины и ржавчины.

Наиболее распространенной операцией подготовки металлических поверхностей, помимо очистки, является фосфатирование, используемое для улучшения адгезии органических покрытий к металлическим поверхностям и замедления коррозии. Фосфатные покрытия наносят погружением или опрыскиванием металлических поверхностей раствором фосфата цинка, железа или марганца. Фосфатирование — это процесс отделки поверхности, аналогичный гальванике, состоящий из ряда химических и промывочных ванн, в которые погружаются детали для достижения желаемой подготовки поверхности. См. статью «Поверхностная обработка металлов» в этой главе.

Удаление покрытия, химическое или механическое, проводится с поверхностей, требующих повторного покрытия, ремонта или осмотра. Наиболее распространенным методом удаления химического покрытия является удаление растворителем. Эти растворы обычно содержат фенол, метиленхлорид и органическую кислоту для растворения покрытия с поверхности с покрытием. Окончательная промывка водой для удаления химикатов может привести к образованию большого количества сточных вод. Абразивоструйная очистка - это обычный механический процесс, сухая операция, в которой используется сжатый воздух для подачи абразива на поверхность для удаления покрытия.

Операции по подготовке поверхности влияют на количество отходов конкретного процесса подготовки. Если подготовка поверхности неадекватна, что приводит к плохому покрытию, то удаление покрытия и повторное покрытие увеличивают образование отходов.

Покрытие

Операция нанесения покрытия включает перенос покрытия на поверхность и отверждение покрытия на поверхности. Большинство технологий нанесения покрытий можно разделить на 1 из 5 основных категорий: покрытие окунанием, покрытие валиком, покрытие обливом, покрытие распылением и наиболее распространенный метод — напыление распылением воздухом с использованием покрытий на основе растворителей.

Нанесение покрытий с распылением воздухом обычно проводится в контролируемой среде из-за выбросов растворителей и избыточного распыления. Устройства контроля избыточного распыления представляют собой тканевые фильтры или водяные стены, образующие либо использованные фильтры, либо сточные воды из систем очистки воздуха.

Отверждение выполняется для превращения связующего покрытия в твердую, прочную, липкую поверхность. Механизмы отверждения включают: сушку, запекание или воздействие электронного луча, инфракрасного или ультрафиолетового света. При отверждении из покрытий на основе растворителей выделяется значительное количество летучих органических соединений, что может привести к взрыву, если концентрация растворителя превысит нижний предел взрываемости. Следовательно, операции по отверждению оснащены устройствами контроля загрязнения воздуха для предотвращения выбросов летучих органических соединений и контроля безопасности для предотвращения взрывов.

Забота об окружающей среде и здоровье, ужесточение правил, касающихся обычных составов покрытий, высокая стоимость растворителей и дорогостоящая утилизация опасных отходов создали спрос на альтернативные составы покрытий, которые содержат менее опасные компоненты и производят меньше отходов при нанесении. Альтернативные составы покрытия включают:

• Покрытия с высоким сухим остатком, содержит в два раза больше пигмента и смолы в том же объеме растворителя, что и обычные покрытия. Нанесение снижает выбросы летучих органических соединений на 62–85 % по сравнению с обычными покрытиями на основе растворителей с низким содержанием твердых частиц, поскольку содержание растворителя снижено.
• Покрытия на водной основе использование воды и смеси органических растворителей в качестве носителя с использованием воды в качестве основания. По сравнению с покрытиями на основе растворителей, покрытия на водной основе производят на 80–95 % меньше выбросов ЛОС и отработанных растворителей, чем обычные покрытия на основе растворителей с низким содержанием твердых частиц.
• Порошковые покрытия не содержащий органического растворителя, состоящий из тонко измельченных частиц пигмента и смолы. Это либо термопластичные (высокомолекулярная смола для толстых покрытий), либо термореактивные (низкомолекулярные соединения, образующие тонкий слой перед химическим сшиванием) порошки.

Очистка оборудования

Очистка оборудования является необходимой регулярной операцией технического обслуживания в процессах нанесения покрытий. Это создает значительное количество опасных отходов, особенно если для очистки используются галогенированные растворители. Очистка оборудования для покрытий на основе растворителей традиционно проводилась вручную с помощью органических растворителей для удаления покрытий с технологического оборудования. Трубопровод необходимо промывать растворителем партиями до тех пор, пока он не станет чистым. Оборудование для нанесения покрытий необходимо очищать между сменой продукта и после остановки процесса. Используемые процедуры и методы будут определять уровень отходов, образующихся в результате этих действий.

обращение с отходами

В процессе нанесения покрытия образуется несколько потоков отходов. К твердым отходам относятся пустые контейнеры для нанесения покрытий, шлам от избыточного распыления и очистки оборудования, отработанные фильтры и абразивные материалы, сухие покрытия и ветошь для очистки.

К жидким отходам относятся сточные воды, образующиеся при подготовке поверхности, борьбе с избыточным распылением или очистке оборудования, не соответствующие спецификации или излишки материалов для покрытия или подготовки поверхности, избыточное распыление, разливы и отработанные чистящие растворы. Замкнутая переработка на месте становится все более популярной для отработанных растворителей по мере роста затрат на утилизацию. Жидкости на водной основе обычно обрабатываются на месте перед сбросом в государственные системы очистки.

Выбросы летучих органических соединений образуются во всех обычных процессах нанесения покрытий, в которых используются покрытия на основе растворителей, требующие устройств контроля, таких как устройства для адсорбции углерода, конденсаторы или термические каталитические окислители.

Назад