改編自第三版, 職業健康與安全百科全書.

有多種技術可用於對金屬產品的表面進行精加工，以使其抗腐蝕、更貼合和更美觀（見表 1）。 一些產品通過一系列這些技術進行處理。 本文將簡要介紹其中一些最常用的。

表 1. 與不同金屬處理方法相關的危害總結

在應用任何這些技術之前，必須徹底清潔產品。 可以單獨或按順序使用多種清潔方法。 它們包括機械研磨、刷洗和拋光（會產生金屬或氧化粉塵——鋁粉塵可能會爆炸）、蒸汽脫脂、用有機油脂溶劑清洗、在濃酸或鹼溶液中“酸洗”和電解脫脂。 最後一種方法涉及浸泡在含有氰化物和濃鹼的浴液中，電解形成的氫氣或氧氣會去除油脂，從而形成不含氧化物和油脂的“空白”金屬表面。 清潔之後是產品的充分漂洗和乾燥。

設備的正確設計和有效的 LEV 將降低一些風險。 必須為暴露於飛濺危險的工人提供護目鏡或眼罩以及防護手套、圍裙和防護服。 淋浴和洗眼器應在附近並處於良好的工作狀態，應及時沖走飛濺和溢出物。 對於電解設備，手套和鞋子必須不導電，並且應遵循其他標準電氣預防措施，例如安裝接地故障斷路器和上鎖/掛牌程序。

處理過程

電解拋光

電解拋光用於產生改善外觀和反射率的表面，去除多餘的金屬以準確符合所需的尺寸，並為表面缺陷檢查做準備。 該過程涉及在蒸汽脫脂和熱鹼清洗後優先陽極溶解表面上的高點。 酸經常用作電解質溶液； 因此，之後需要充分沖洗。

電鍍

電鍍是一種化學或電化學工藝，用於在產品上鍍上一層金屬層——例如，鍍鎳以防腐蝕，鍍硬鉻以改善表面性能，或鍍銀和鍍金以美化產品。 有時會使用非金屬材料。 將作為陰極接線的產品和待沉積金屬的陽極浸入電解質溶液（可以是酸性、鹼性或含有氰化物鹽和絡合物的鹼性溶液）中，並從外部連接到直流電源。 金屬陽極帶正電荷的陽離子遷移到陰極，在那裡它們被還原為金屬並沉積為薄層（見圖 1）。 該過程一直持續到新塗層達到所需的厚度，然後對產品進行清洗、乾燥和拋光。

圖 1. 電鍍：示意圖

陽極：Cu → Cu⁺² + 2e^- ; 陰極：銅⁺² + 2e^- → 銅

In 電鑄， 與電鍍密切相關的過程，例如，通過應用石墨使石膏或塑料模製的物體導電，然後連接為陰極，以便金屬沉積在它們上面。

In 陽極氧化， 近年來變得越來越重要的工藝，將鋁製品（也使用鈦和其他金屬）作為陽極連接並浸入稀硫酸中。 然而，它們並沒有形成正鋁離子並遷移沉積在陰極上，而是被陽極處產生的氧原子氧化，並作為氧化層與其結合。 該氧化層部分被硫酸溶液溶解，使表面層多孔。 隨後，彩色或光敏材料可以沉積在這些孔中，例如在銘牌的製造中。

搪瓷和釉料

搪瓷或搪瓷用於為金屬（通常是鐵或鋼）提供高耐熱、耐污染和耐腐蝕的覆蓋層，用於各種製成品，包括浴缸、燃氣和電炊具、廚具、儲罐和容器，以及電氣設備。 此外，琺瑯還用於陶瓷、玻璃、珠寶和裝飾擺件的裝飾。 幾個世紀以來，琺瑯粉在景泰藍和利摩日等裝飾品生產中的專門用途已廣為人知。 釉料適用於各種陶器。

用於製造搪瓷和釉料的材料包括：

• 耐火材料，例如石英、長石和粘土
• 助熔劑，例如硼砂（十水硼酸鈉）、純鹼（無水碳酸鈉）、硝酸鈉、螢石、冰晶石、碳酸鋇、碳酸鎂、一氧化鉛、四氧化鉛和氧化鋅
• 顏色，例如銻、鎘、鈷、鐵、鎳、錳、硒、釩、鈾和鈦的氧化物
• 遮光劑，例如銻、鈦、錫和鋯的氧化物，以及銻酸鈉
• 電解質，例如硼砂、純鹼、碳酸鎂和硫酸鹽、亞硝酸鈉和鋁酸鈉
• 絮凝劑，例如粘土、樹膠、海藻酸銨、膨潤土和膠態二氧化矽。

所有類型的搪瓷或上釉的第一步是製作熔塊，即搪瓷粉。 這涉及原材料的準備、熔煉和熔塊處理。

在仔細清潔金屬產品（例如，噴丸、酸洗、脫脂）後，可以通過多種程序應用搪瓷：

• 在濕法中，物體被浸入含水的釉質泥漿中，取出並瀝乾，或者在“水洗”過程中，釉質泥漿較厚，必須從物體上抖落。
• 在干法工藝中，將打磨過的物體加熱到上釉溫度，然後通過篩子將乾燥的搪瓷粉末撒在物體上。 琺瑯燒結到位，當物體返回熔爐時，它會熔化成光滑的表面。
• 噴塗應用的使用越來越多，通常是在機械化操作中。 它需要一個處於排氣通風下的機櫃。
• 裝飾性琺瑯通常使用刷子或類似工具手工塗抹。
• 瓷器和陶器的釉料通常通過浸漬或噴塗來施塗。 雖然一些浸漬操作正在機械化，但在國內瓷器行業中，作品通常是手工浸漬的。 將物品拿在手中，浸入一大桶釉料中，手腕一抖，釉料就會脫落，然後將物品放入烘乾機中。 噴釉時應提供具有高效排氣通風功能的封閉罩或櫃。

然後將準備好的物體在通常以氣體為燃料的熔爐或窯爐中“燒製”。

刻蝕

化學蝕刻產生緞面或啞光效果。 最常見的是，它用作陽極氧化、塗漆、轉化塗層、拋光或化學增亮之前的預處理。 它最常用於鋁和不銹鋼，但也用於許多其他金屬。

鋁通常在含有氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸三鈉和碳酸鈉的各種混合物以及其他成分的鹼性溶液中蝕刻，以防止形成污泥。 最常見的工藝之一是使用濃度為 10 至 40 g/l 的氫氧化鈉，溫度保持在 50 至 85°C，浸泡時間長達 10 分鐘。

鹼性蝕刻之前和之後通常在鹽酸、氫氟酸、硝酸、磷酸、鉻酸或硫酸的各種混合物中進行處理。 典型的酸處理包括在 15 體積份的硝酸和 60 體積份的氫氟酸的混合物中浸泡 3 至 1 秒，並保持​​在 20°C 的溫度。

鍍鋅

鍍鋅將鋅塗層應用於各種鋼鐵產品以防止腐蝕。 產品必須清潔且無氧化物，塗層才能正確粘附。 在產品進入鍍鋅槽之前，這通常涉及許多清潔、漂洗、乾燥或退火過程。 在“熱浸”鍍鋅中，產品通過熔融鋅浴； 如上所述，“冷”鍍鋅本質上是電鍍。

製造的產品通常採用間歇工藝進行鍍鋅，而連續帶鋼方法用於鋼帶、薄板或線材。 可以使用助焊劑來保持產品和鋅浴的令人滿意的清潔並促進乾燥。 預助焊劑步驟之後可以在鋅浴表面上覆蓋氯化銨助焊劑，或者後者可以單獨使用。 在鍍鋅管中，管子在清洗後和進入熔融鋅浴之前浸入氯化鋅銨的熱溶液中。 助焊劑分解形成刺激性氯化氫和氨氣，需要 LEV。

各種類型的連續熱浸鍍鋅在產品清潔方式以及是否在線進行清潔方面存在本質區別：

• 通過表面油的火焰氧化進行清潔，隨後在爐中還原並在線進行退火
• 在線退火前進行電解清洗
• 酸洗、鹼洗、預熱爐前使用助焊劑、鍍鋅前爐內退火
• 通過酸洗和鹼洗進行清潔，在鍍鋅之前去除焊劑並在還原性氣體（例如氫氣）中預熱。

輕鋼連續鍍鋅線省去了酸洗和助焊劑的使用； 它使用鹼性清洗，通過在氫氣還原氣氛的腔室或爐中加熱鋼帶，直到鋼帶通過熔融鋅浴表面以下，從而保持鋼帶錶面清潔。

線材的連續鍍鋅需要退火步驟，通常在清洗和鍍鋅槽前有一個熔鉛鍋； 風冷或水冷； 在熱的稀鹽酸中酸洗； 漂洗; 助焊劑的應用； 烘乾; 然後在熔融鋅浴中鍍鋅。

浮渣，一種鐵和鋅的合金，沉降到熔融鋅浴的底部，必須定期清除。 鋅液表面漂浮各種物質，防止鋅液氧化。 在被鍍鋅的線材或帶材的入口和出口點需要經常撇渣。

熱處理

熱處理，即對保持固態的金屬進行加熱和冷卻，通常是金屬產品加工過程中不可或缺的一部分。 它幾乎總是涉及金屬晶體結構的變化，從而導致其性能的改變（例如，退火使金屬更具延展性，加熱和緩慢冷卻以降低硬度，加熱和淬火以增加硬度，低溫加熱以盡量減少內部應力）。

退火

退火是一種“軟化”熱處理，廣泛用於對金屬進行進一步冷加工、提高可加工性、在產品使用前消除應力等。 它涉及將金屬加熱到特定溫度，將其在該溫度下保持特定時間長度，然後使其以特定速率冷卻。 使用了許多退火技術：

• 藍色退火， 其中鐵基合金表面產生一層藍色氧化物
• 光亮退火， 這是在受控氣氛中進行的，以盡量減少表面氧化
• 封閉退火 or 箱式退火， 黑色金屬和有色金屬在有或沒有包裝材料的密封金屬容器中加熱，然後緩慢冷卻的方法
• 全退火， 通常在保護氣氛中進行，旨在獲得經濟上可行的最大柔軟度
• 延展性， 對鑄鐵件進行的一種特殊退火，通過將鐵中的結合碳轉化為細碳（即石墨）來使其具有延展性
• 部分退火， 一種低溫工藝，用於消除冷加工在金屬中引起的內應力
• 亞臨界 or 球化退火， 通過使晶體結構中的碳化鐵獲得球體形狀，從而提高可加工性。

時效硬化

時效硬化是一種常用於鋁銅合金的熱處理，其中通過加熱至約 180°C 約 1 小時來加速合金中發生的自然硬化。

均質

均質化通常應用於鑄錠或粉末金屬壓塊，旨在消除或大大減少偏析。 它是通過加熱到低於金屬熔點約 20°C 的溫度約 2 小時或更長時間，然後淬火來實現的。

正火

類似於完全退火的過程可確保獲得的機械性能的均勻性，並且還產生更大的韌性和對機械載荷的抵抗力。

專利申請

淬火是一種特殊類型的退火工藝，通常應用於要拉拔的小截面材料（例如，0.6% 碳鋼線）。 金屬在普通爐中被加熱到轉變範圍以上，然後從爐中直接進入例如溫度保持在約 170°C 的鉛浴中。

調質

通過加熱到高於轉變範圍並通過在油、水或空氣中淬火快速冷卻到室溫，可以在鐵基合金中產生硬度的增加。 該物品通常承受的壓力太大而無法投入使用，並且為了增加其韌性，通過重新加熱到低於轉變範圍的溫度並使其以所需的速度冷卻來對其進行回火。

Martempering 和等溫淬火是類似的過程，不同之處在於物品是在例如溫度保持在 400°C 的鹽或鉛浴中淬火的。

表面和表面硬化

這是另一種最常應用於鐵基合金的熱處理工藝，可使物體表面保持堅硬，而其核心保持相對延展性。 它有多種變體：

• 火焰硬化 涉及通過用高溫氣炬加熱然後在油、水或其他合適的介質中淬火來硬化物體（例如齒輪齒、軸承、滑道）的表面。
• 電感應淬火 與火焰淬火類似，不同之處在於加熱是由表面層中感應的渦流產生的。
• 滲碳 通過在固態、液態或氣態含碳介質（如固態木炭和碳酸鋇、液態氰化鈉和碳酸鈉、氣態一氧化碳、甲烷等）中加熱物體來增加鐵基合金表面的碳含量) 在大約 900°C 的溫度下。
• 滲氮 通過在約 500 至 600°C 的含氮介質（通常是氨氣）中加熱特殊低合金鑄鐵或鋼物體表面來增加其表面的氮含量。
• 氰化 是一種表面硬化方法，其中低碳鋼物體的表面同時富含碳和氮。 它通常包括在 1°C 的 30% 氰化鈉溶液中將物體加熱 870 小時，然後在油或水中淬火。
• 碳氮共滲 是一種通過在滲碳氣體（見上文）和滲氮氣體（例如，800% 至 875% 無水氨）。

金屬噴鍍

金屬化或金屬噴塗是一種通過用金屬熔滴噴塗來將保護性金屬塗層施加到機械粗糙表面的技術。 它還可用於修復磨損或腐蝕的表面，以及修復加工不良的零部件。 這個過程被廣泛稱為 Schooping，以發明它的 Schoop 博士命名。

它使用 Schooping 槍，這是一種手持式手槍形噴槍，金屬絲形式通過該噴槍被送入燃氣/氧氣吹管火焰中，熔化金屬並使用壓縮空氣將其噴射到物體上。 熱源是氧氣和乙炔、丙烷或壓縮天然氣的混合物。 盤繞的電線通常在被送入槍之前被拉直。 可以使用任何可以製成線材的金屬； 槍也可以接受粉末狀的金屬。

真空金屬化是將物體放置在真空罐中並向其中噴射塗層金屬的過程。

磷化

磷化主要用於低碳鋼和鍍鋅鋼和鋁，以增強油漆、蠟和油飾面的附著力和耐腐蝕性。 它還用於形成一層，在金屬板材的深沖壓過程中起分型膜的作用，提高其耐磨性。 它主要包括讓金屬表面與一種或多種鐵、鋅、錳、鈉或銨的磷酸鹽溶液反應。 磷酸鈉和磷酸銨溶液用於聯合清洗和磷化。 對多金屬物體進行磷化處理的需要以及在自動化操作中提高生產線速度的願望導致通過向磷化溶液中添加促進劑（例如氟化物、氯酸鹽、鉬酸鹽和鎳化合物）來縮短反應時間。為了減小晶體尺寸，並且，因此，為了增加磷酸鋅塗層的柔韌性，在前處理漂洗液中加入了三級磷酸鋅或磷酸鈦等結晶細化劑。

磷化工序通常包括以下步驟：

• 熱鹼清洗
• 刷牙和沖洗
• 進一步的熱鹼清洗
• 調理水沖洗
• 噴塗或浸漬在酸式磷酸鹽的熱溶液中
• 冷水沖洗
• 溫鉻酸沖洗
• 另一個冷水沖洗
• 烘乾。

吸

有機油漆底漆應用於金屬表面，以促進隨後施加的油漆的附著力並延緩油漆-金屬界面處的腐蝕。 底漆通常包含樹脂、顏料和溶劑，可以通過刷塗、噴塗、浸漬、輥塗或電泳塗敷在準備好的金屬表面上。

溶劑可以是脂族和芳族烴、酮、酯、醇和醚的任意組合。 最常用的樹脂是聚乙烯丁炔醇、酚醛樹脂、乾性油醇酸樹脂、環氧化油、環氧酯、矽酸乙酯和氯化橡膠。 在復合底漆中，使用四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、異氰酸酯和脲甲醛等交聯劑。 底漆配方中使用的無機顏料包括鉛、鋇、鉻、鋅和鈣化合物。

塑料塗層

塑料塗層以液態形式應用於金屬，粉末形式隨後通過加熱固化或燒結，或者以製造的片材形式使用粘合劑層壓到金屬表面。 最常用的塑料包括聚乙烯、聚酰胺（尼龍）和 PVC。 後者可包括基於單體和聚合酯的增塑劑和穩定劑，例如碳酸鉛、鋇和鎘的脂肪酸鹽、二月桂酸二丁基錫、硫醇烷基錫和磷酸鋅。 雖然通常是低毒和無刺激性的，但一些增塑劑是皮膚致敏劑。

危害及其預防

從上述過程的複雜性可以推斷，金屬表面處理存在多種安全和健康危害。 許多在製造操作中經常遇到； 其他人則通過所採用的技術和材料的獨特性來呈現。 有些可能會危及生命。 然而，總的來說，它們是可以預防或控制的。

工作場所設計

工作場所的設計應允許在不干擾正在進行的加工的情況下運送原材料和供應品以及移走成品。 由於許多化學品在混合時易燃或容易發生反應，因此在儲存和運輸過程中進行適當的分離至關重要。 許多金屬精加工操作涉及液體，當酸或鹼發生洩漏、溢出或飛濺時，必須立即將其沖洗掉。 因此，必須提供充分排水、防滑的地板。 客房清潔人員必須努力保持工作區域和其他空間清潔，沒有材料堆積。 處理固體和液體廢物以及熔爐排放物和排氣通風系統的設計必須考慮到環境問題。

工作站和工作任務應使用人體工程學原理，以盡量減少拉傷、扭傷、過度疲勞和 RSI。 機器防護裝置必須具有自動鎖定功能，以便在移除防護裝置時機器斷電。 防濺板是必不可少的。 由於熱酸鹼溶液飛濺的危險，洗眼器和全身淋浴器必須安裝在觸手可及的地方。 應張貼標誌，警告其他生產和維護人員注意化學浴和熱表面等危險。

化學評估

應評估所有化學品的潛在毒性和物理危害，並應盡可能使用危害較小的材料。 但是，由於毒性較小的材料可能更易燃，因此還必須考慮火災和爆炸的危險。 此外，還必須考慮材料的化學相容性。 例如，由於硝酸鹽的強氧化性，不小心將硝酸鹽和氰化物混合可能會引起爆炸。

通風

大多數金屬塗層工藝都需要 LEV，它被巧妙地放置以將蒸汽或其他污染物從工人身上吸走。 一些系統將新鮮空氣推過水箱，將空氣中的污染物“推”到系統的排氣側。 新鮮空氣進氣口必須遠離排氣口，以免潛在的有毒氣體再循環。

個人保護設備

應設計流程以防止潛在的有毒接觸，但由於無法始終完全避免，因此必須為員工提供適當的 PPE（例如，視情況而定，帶或不帶面罩的護目鏡、手套、圍裙或工作服和鞋子）。 由於許多暴露涉及熱腐蝕或腐蝕性溶液，因此保護物品應絕緣且耐化學腐蝕。 如果可能接觸電，PPE 應該是不導電的。 必須提供足夠數量的 PPE，以便在重新使用之前清潔和乾燥受污染的濕物品。 在有被熱金屬、熔爐等熱灼傷風險的地方，應備有絕緣手套和其他防護服。

一個重要的輔助措施是提供清洗設施和乾淨的儲物櫃和更衣室，這樣工人的衣服就不會受到污染，工人也不會把有毒物質帶回家中。

員工培訓和監督

無論是剛入職還是設備或流程發生變化時，員工教育和培訓都是必不可少的。 必須為每種化學產品提供 MSDS，以語言和教育水平解釋化學和物理危害，確保工人能夠理解。 能力測試和定期再培訓將確保工人掌握了所需的信息。 建議密切監督以確保遵循正確的程序。

選定的危害

某些危害是金屬塗層行業特有的，值得特別考慮。

鹼性和酸性溶液

用於金屬清潔和處理的加熱鹼和酸溶液具有特別強的腐蝕性和腐蝕性。 它們會刺激皮膚和粘膜，當濺入眼睛時尤其危險。 洗眼器和緊急淋浴是必不可少的。 適當的防護服和護目鏡可以防止不可避免的飛濺； 當濺到皮膚上時，應立即用乾淨的冷水充分沖洗該區域至少 15 分鐘； 可能需要就醫，尤其是當涉及到眼睛時。

使用氯代烴時應小心，因為氯代烴、酸和金屬反應可能會產生光氣。 吸入硝酸和氫氟酸的氣體特別危險，因為可能需要 4 小時或更長時間才會對肺部產生明顯影響。 支氣管炎、肺炎甚至可能致命的肺水腫可能在工人身上出現較晚，而這些工人顯然最初沒有受到暴露的影響。 對於已經暴露的工人，建議及時進行預防性治療，通常還建議住院治療。 皮膚接觸氫氟酸會導致數小時無痛的嚴重燒傷。 及時就醫是必不可少的。

塵

金屬和氧化粉塵是研磨和拋光操作中的一個特殊問題，並且在它們產生時通過 LEV 最有效地去除。 管道系統應設計成平滑的，並且空氣速度應足以防止微粒從氣流中沉澱出來。 鋁粉和鎂粉可能具有爆炸性，應收集在濕式收集器中。 隨著鉛在陶瓷和瓷器釉料中的使用減少，鉛已不再是一個問題，但它仍然是無處不在的職業危害，必須始終加以防範。 由於致癌性和慢性鈹病的可能性，鈹及其化合物最近受到關注。

某些操作存在矽肺病和塵肺病的風險：火石、石英或石頭的煅燒、壓碎和乾燥； 在乾燥狀態下篩分、混合和稱量這些物質； 以及用這些材料裝爐。 當它們在潮濕的過程中使用並濺到工作場所和工人的衣服上時，它們也會帶來危險，當它們變乾時又會變成灰塵。 LEV 和嚴格的清潔和個人衛生是重要的預防措施。

有機溶劑

在脫脂和某些過程中使用的溶劑和其他有機化學品在吸入時是危險的。 在急性期，它們的麻醉作用可能導致呼吸麻痺和死亡。 在慢性接觸中，最常見的是中樞神經系統毒性和肝腎損害。 LEV 提供保護，在源和工人的呼吸區域之間至少有 80 到 100 厘米的安全區域。 還必須安裝工作台通風裝置，以去除成品工件中的殘留蒸汽。 有機溶劑使皮膚脫脂可能是皮炎的前兆。 許多溶劑也是易燃的。

氰化物

含有氰化物的浴液常用於電解脫脂、電鍍和氰化。 與酸反應會形成揮發性的、可能致命的氰化氫（氫氰酸）。 空氣中的致死濃度為 300 至 500 ppm。 皮膚吸收或攝入氰化物也可能導致致命接觸。 最佳清潔度對於使用氰化物的工人來說至關重要。 清洗前不得進食食物，也不得在工作區內食用。 在可能接觸氰化物後，必須仔細清潔手和衣服。

氰化物中毒的急救措施包括轉移到戶外、脫去受污染的衣服、用水大量沖洗暴露區域、氧療和吸入亞硝酸戊酯。 LEV 和皮膚保護必不可少。

鉻和鎳

電鍍電鍍槽中使用的鉻和鎳化合物可能是危險的。 鉻化合物可引起皮膚和粘膜的灼傷、潰瘍和濕疹，以及特徵性的鼻中隔穿孔。 可能發生支氣管哮喘。 鎳鹽會引起頑固的過敏性或毒性刺激性皮膚損傷。 有證據表明鉻和鎳的化合物都可能致癌。 LEV 和皮膚保護必不可少。

熔爐和烤箱

使用所用熔爐時需要採取特殊預防措施，例如，在金屬熱處理中，組件在高溫下處理，過程中使用的材料可能有毒或易爆，或兩者兼而有之。 爐中的氣態介質（氣氛）可能與金屬爐料發生反應（氧化或還原氣氛），或者它們可能是中性的和保護性的。 後者中的大部分含有高達 50% 的氫氣和 20% 的一氧化碳，它們除了可燃外，在高溫下還會與空氣形成高度爆炸性的混合物。 著火溫度從 450 到 750 °C 不等，但即使在較低溫度下局部火花也可能引起著火。 開爐或停爐時發生爆炸的危險性較大。 由於冷卻爐容易吸入空氣（當燃料或電源中斷時特別危險），應提供惰性氣體（例如氮氣或二氧化碳）以在爐子關閉時進行吹掃，以及當將保護氣氛引入熱爐時。

一氧化碳可能是熔爐和烤爐帶來的最大危害。 由於它無色無味，它經常在工人意識到之前就已經達到有毒水平。 頭痛是最早出現的中毒症狀之一，因此，應立即將在工作中出現頭痛的工人轉移到新鮮空氣中。 危險區域包括可能聚集一氧化碳的凹陷區域； 應該記住，磚砌體是多孔的，在正常吹掃期間可能會保留氣體，並在吹掃完成時將其排出。

鉛爐可能很危險，因為鉛在 870°C 以上的溫度下會很快蒸發。 因此，需要有效的排煙系統。 鍋破損或故障也可能是危險的； 如果發生這種情況，應提供足夠大的井或坑來收集熔融金屬。

火災和爆炸

金屬塗層中使用的許多化合物都是易燃的，在某些情況下是易爆的。 大多數爐子和乾燥爐是燃氣燃燒的，應安裝特殊的預防措施，例如燃燒器處的熄火裝置、供應管線中的低壓截止閥和爐子結構中的防爆板. 在電解操作中，過程中形成的氫氣可能會聚集在鍍液表面，如果不排出，可能會達到爆炸濃度。 爐子應適當通風，並防止燃燒器被滴落的材料堵塞。

油淬火也是一種火災隱患，尤其是當金屬裝料未完全浸入時。 淬火油應具有高閃點，其溫度不應超過 27°C。

如果儲存和操作不當，用於金屬化的壓縮氧氣和燃氣鋼瓶有火災和爆炸的危險。 詳細注意事項參見本章“焊接與熱切割”一文。

根據當地法規的要求，應提供包括警報器在內的消防設備並保持其正常工作，並讓工人訓練如何正確使用這些設備。

熱

使用熔爐、明火、烘箱、加熱溶液和熔融金屬不可避免地會帶來過度受熱的風險，在炎熱潮濕的氣候中，尤其是封閉式防護服和裝備，會加劇這種風險。 工廠的完整空調在經濟上可能不可行，但在局部通風系統中提供冷卻空氣是有幫助的。 在涼爽的環境中休息和攝入足夠的液體（在工作場所攝入的液體應不含有毒污染物）將有助於避免熱毒性。 工人和主管應接受識別熱應激症狀的培訓。

結論

金屬的表面處理涉及多種過程，這些過程需要廣泛的潛在毒性暴露，其中大部分可以通過積極應用公認的預防措施來預防或控制。

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金屬回收是從廢料中生產金屬的過程。 這些回收金屬與金屬礦石的初級加工生產的金屬沒有區別。 但是，過程略有不同，曝光可能會有所不同。 工程控制基本相同。 由於原材料的枯竭和廢料造成的環境污染，金屬回收對世界經濟非常重要。

鋁、銅、鉛和鋅佔二次有色金屬行業產量的 95%。 鎂、汞、鎳、貴金屬、鎘、硒、鈷、錫和鈦也被回收。 （鋼鐵在本章討論 鋼鐵行業. 另見本章“銅、鉛、鋅冶煉和精煉”一文。）

控制策略

排放/暴露控制原則

金屬回收涉及暴露於灰塵、煙霧、溶劑、噪音、熱量、酸霧和其他潛在的有害物質和風險。 一些工藝和/或材料處理的修改可能是可行的，以消除或減少排放的產生：最大限度地減少處理、降低罐溫度、減少浮渣形成和表面灰塵的產生，以及修改工廠佈局以減少材料處理或沉降物的再夾帶灰塵。

在某些情況下，如果選擇機器來執行高暴露任務，則可以減少暴露，這樣員工就可以離開該區域。 這也可以減少由於材料處理而導致的人體工程學危害。

為了防止工廠內清潔區域的交叉污染，需要隔離產生大量排放物的過程。 物理屏障將控制排放物並減少它們的傳播。 因此，暴露的人數減少，任何一個區域中導致暴露的排放源數量都會減少。 這簡化了暴露評估，並使主要來源的識別和控制變得更加容易。 回收操作通常與其他工廠操作隔離開來。

有時，可以封閉或隔離特定的排放源。 因為外殼很少是氣密的，負壓排氣系統通常應用於外殼。 控制排放的最常見方法之一是在排放產生點提供局部排氣通風。 從源頭捕獲排放物可降低排放物擴散到空氣中的可能性。 它還可以防止因沉降污染物的重新夾帶而造成的二次員工暴露。

排氣罩的捕獲速度必須足夠大，以防止煙霧或灰塵從氣流中逸出進入排氣罩。 氣流應該有足夠的速度將煙霧和灰塵顆粒帶入通風櫃，並克服交叉氣流和其他隨機空氣運動的干擾影響。 完成此操作所需的速度因應用程序而異。 應限制使用可以克服局部排氣通風的再循環加熱器或個人冷卻風扇。

所有排氣或稀釋通風系統也需要更換空氣（也稱為“補充”空氣系統）。 如果更換新風系統設計良好並集成到自然和舒適通風系統中，則可以預期更有效地控制暴露。 例如，更換出風口的位置應使乾淨的空氣從出風口流過員工，流向排放源和排氣口。 這種技術通常與供氣島一起使用，並將員工置於乾淨的進氣和排放源之間。

清潔區域旨在通過直接排放控制和內務管理來控制。 這些區域表現出較低的環境污染物水平。 受污染區域的員工可以通過供氣服務駕駛室、島、備用講台和控制室得到保護，並輔以個人呼吸防護。

通過提供乾淨的區域，例如提供新鮮過濾空氣的休息室和午餐室，可以減少工人的平均每日接觸。 通過將時間花在相對無污染的區域，可以減少員工對污染物的時間加權平均暴露。 該原理的另一個流行應用是供氣島，新鮮的過濾空氣被供應到工作站員工的呼吸區。

應為通風櫃、管道工程、控制室、維護活動、清潔和設備存放提供足夠的空間。

輪式車輛是二次排放的重要來源。 在使用輪式車輛運輸的地方，可以通過鋪設所有表面、保持表面沒有積聚的灰塵材料、減少車輛行駛距離和速度，以及通過重新引導車輛排氣和冷卻風扇排放來減少排放。 應考慮荷載、使用和表面護理等因素，選擇合適的鋪裝材料，如混凝土。 可將塗層應用於某些表面以促進道路的沖洗。

所有排氣、稀釋和補充空氣通風系統都必須妥善維護，以有效控制空氣污染物。 除了維護一般通風系統外，還必須維護工藝設備以消除材料溢出和無組織排放。

工作實踐方案實施

儘管標準強調工程控制是實現合規的一種手段，但工作實踐控制對於成功的控制計劃至關重要。 不良的工作習慣、維護不足以及內務管理或個人衛生不佳可能會破壞工程控制。 由於輪班之間這些因素的差異，在不同班次操作相同設備的員工可能會有明顯不同的空氣傳播暴露。

工作實踐方案雖然經常被忽視，但卻代表了良好的管理實踐和良好的常識； 它們具有成本效益，但需要員工和部門主管採取負責任和合作的態度。 高層管理人員對安全衛生的態度，反映在一線主管的態度上。 同樣，如果主管不執行這些計劃，員工的態度可能會受到影響。 可以通過以下方式培養良好的健康和安全態度：

• 員工參與計劃的合作氛圍
• 正式培訓和教育計劃
• 強調工廠安全和健康計劃。 為了製定有效的計劃，必須激勵員工並獲得他們的信任。

工作實踐程序不能簡單地“安裝”。 就像通風系統一樣，它們必須得到維護並不斷檢查以確保它們正常運行。 這些計劃是管理層和員工的責任。 應制定計劃來教授、鼓勵和監督“良好”（即低暴露）做法。

個人保護設備

所有工作都應常規佩戴帶側護罩的安全眼鏡、工作服、安全鞋和工作手套。 從事鑄造和熔化或鑄造合金的人員應穿戴圍裙和皮革或其他合適材料製成的手部保護裝置，以防止熔融金屬飛濺。

在工程控制不足以控製粉塵或煙霧排放的操作中，應佩戴適當的呼吸保護裝置。 如果噪音水平過高，並且無法通過工程設計消除或無法隔離噪音源，則應佩戴聽力保護裝置。 還應該有聽力保護計劃，包括聽力測試和培訓。

流程

鋁

再生鋁工業利用含鋁廢料生產金屬鋁和鋁合金。 該行業使用的工藝包括廢料預處理、重熔、合金化和鑄造。 再生鋁行業使用的原料包括新舊廢料、汗豬和部分原鋁。 新廢料包括從飛機工業、製造商和其他製造廠購買的剪報、鍛件和其他固體。 鑽孔和車削是飛機和汽車工業加工鑄件、棒材和鍛件的副產品。 浮渣、撇渣和爐渣來自初級還原廠、二次熔煉廠和鑄造廠。 舊廢料包括汽車零件、家居用品和飛機零件。 涉及的步驟如下：

• 檢查和分類。 採購的廢鋁進行檢驗。 不需要預處理的干淨廢料被運送到倉庫或直接裝入熔煉爐。 需要預處理的鋁由人工分揀。 去除游離鐵、不銹鋼、鋅、黃銅和超大尺寸材料。
• 破碎篩分。 舊廢料，特別是被鐵污染的鑄件和板材，是該過程的輸入。 分揀後的廢料被輸送到破碎機或錘磨機，在那裡材料被切碎和壓碎，鐵從鋁上撕下來。 粉碎後的材料通過振動篩以去除污垢和細粉。
• 打包. 專門設計的打包設備用於壓實大塊鋁廢料，如廢板、鑄件和廢料。
• 切碎/分類。 帶有鋼筋或絕緣層的純鋁電纜用鱷魚剪剪斷，然後在錘磨機中進行造粒或進一步粉碎，以將鐵芯和塑料塗層與鋁分離。
• 燃燒/乾燥。 鑽孔和車削經過預處理，以去除切削油、油脂、水分和游離鐵。 廢料在錘磨機或環碎機中破碎，水分和有機物在燃氣或燃油旋轉乾燥機中揮發，乾燥後的碎片經過篩分去除鋁粉，剩餘材料經過磁化處理除鐵，並且乾淨、乾燥的鑽孔被分類在手提箱中。
• 熱渣處理。 通過用鹽-冰晶石混合物分批熔化，可以從精煉爐排出的熱浮渣中去除鋁。 這個過程是在一個機械旋轉的、內襯耐火材料的桶中進行的。 金屬通過其底部的孔定期敲擊。
• 乾磨。 在乾磨過程中，冷的含鋁浮渣和其他殘留物經過研磨、篩选和濃縮處理，以獲得最低含鋁量為 60% 至 70% 的產品。 球磨機、棒磨機或錘磨機可用於將氧化物和非金屬還原成細粉。 通過篩選、風选和/或磁選分離金屬中的污垢和其他不可回收物。
• 烤。 以紙、古塔波膠或絕緣材料為背襯的鋁箔是該過程的輸入。 在焙燒過程中，與鋁箔相關的碳質材料被帶入，然後與金屬產品分離。
• 鋁發汗. 汗蒸是一種火法冶金工藝，用於從高鐵廢料中回收鋁。 高鐵鋁廢料、鑄件和浮渣是該過程的輸入。 一般採用傾斜爐膛的明火反射爐。 分離是在鋁和其他低熔點成分熔化並沿著爐床流下，通過爐排進入風冷模具、收集罐或保持井時完成的。 該產品被稱為“汗豬”。 熔點較高的材料，包括鐵、黃銅和在發汗過程中形成的氧化產物，會定期從爐子中排出。
• 反射式（氯氣）熔煉-精煉。 反射爐用於將乾淨分類的廢料、出汗的廢料或在某些情況下未經處理的廢料轉化為規格合金。 廢鋼通過機械方式裝入熔爐。 添加材料以通過分批或連續進料進行加工。 廢料充電後，添加助焊劑以防止熔體與空氣接觸並隨後被空氣氧化（保護助焊劑）。 添加的溶劑助熔劑會與非金屬反應，例如來自燃燒塗層和污垢的殘留物，形成不溶物，這些不溶物會作為熔渣漂浮到表面。 然後根據規格添加合金劑。 消磁 是降低熔融裝料中鎂含量的過程。 當用氯氣除磁時，氯氣通過碳管或噴槍注入，並在冒泡時與鎂和鋁發生反應。 在撇去步驟中，不純的半固體助熔劑從熔體表面撇去。
• 反射（氟）熔煉-精煉。 該過程類似於反射（氯）熔煉-精煉過程，不同之處在於使用氟化鋁而不是氯。

表 1 列出了鋁回收操作的暴露和控制。

表 1. 鋁的工程/行政控制，按操作

銅回收

再生銅工業利用含銅廢料生產金屬銅和銅基合金。 所用原材料可分類為製造成品時產生的新廢料或來自陳舊磨損或打撈物品的舊廢料。 舊廢料來源包括電線、管道裝置、電氣設備、汽車和家用電器。 其他具有銅價值的材料包括爐渣、浮渣、鑄造灰燼和冶煉廠的廢棄物。 涉及以下步驟：

• 剝離和排序。 廢料根據其銅含量和清潔度進行分類。 可以手動分離乾淨的廢料以直接裝入熔化和合金化爐。 鐵質成分可以磁性分離。 用手或專門設計的設備剝去絕緣層和鉛電纜外皮。
• 壓塊和壓碎。 乾淨的線材、薄板、線網、鑽孔、車削和切屑被壓實以便於處理。 使用的設備包括液壓打包機、錘磨機和球磨機。
• 切碎。 銅線與絕緣層的分離是通過減小混合物的尺寸來實現的。 切碎的材料然後通過空氣或液壓分類進行分類，並對任何黑色金屬材料進行磁選。
• 研磨和重力分離。 該過程實現與切碎相同的功能，但使用水性分離介質和不同的輸入材料，例如爐渣、浮渣、撇渣、鑄造灰燼、清掃物和布袋除塵器粉塵。
• 烘乾。 去除含有切削液、油和油脂等揮發性有機雜質的鑽孔、車屑和切屑。
• 絕緣燃燒。 該工藝通過在熔爐中燃燒這些材料，將絕緣層和其他塗層與銅線分離。 廢鋼絲被分批裝入主點火室或加力燃燒室。 然後，揮發性燃燒產物通過二次燃燒室或布袋除塵器進行收集。 會產生非特定顆粒物，其中可能包括煙霧、粘土和金屬氧化物。 氣體和蒸汽可能含有氮氧化物、二氧化硫、氯化物、一氧化碳、碳氫化合物和醛類。
• 出汗。 從廢料中去除低蒸氣熔點成分的方法是將廢料加熱到剛好高於待熔析金屬熔點的受控溫度。 主要金屬銅通常不是熔化的成分。
• 碳酸銨浸出。 通過在鹼性碳酸銨溶液中浸出和溶解，可以從相對乾淨的廢料中回收銅。 氨溶液中的銅離子會與金屬銅反應生成亞銅離子，亞銅離子可以通過空氣氧化重新氧化成銅態。 粗溶液與浸出渣分離後，通過蒸汽蒸餾回收氧化銅。
• 水蒸氣蒸餾。 將來自碳酸鹽浸出過程的浸出材料煮沸沉澱出氧化銅。 然後乾燥氧化銅。
• 水熱氫還原。 含有銅離子的碳酸銨溶液在氫氣中加壓加熱，使銅沉澱為粉末。 將銅過濾、洗滌、乾燥並在氫氣氛下燒結。 將粉末研磨並過篩。
• 硫酸浸取。 廢銅溶解在熱硫酸中形成硫酸銅溶液，用於電解沉積過程。 消化後，過濾掉未溶解的殘留物。
• 轉爐冶煉。 熔化的黑銅裝入轉爐，轉爐為梨形或圓柱形鋼殼內襯耐火磚。 空氣通過稱為 噴嘴. 空氣會氧化硫化銅和其他金屬。 加入含二氧化矽的熔劑與氧化鐵反應形成矽酸鐵渣。 這種爐渣通常通過傾斜爐子然後進行二次吹掃和撇渣從熔爐中撇出。 從這個過程中產生的銅稱為粗銅。 粗銅一般在火精煉爐中進一步精煉。
• 火煉。 來自轉爐的粗銅在圓柱形傾斜爐中進行火法精煉，這是一種類似於反射爐的容器。 在氧化氣氛中將粗銅裝入精煉容器。 雜質從表面撇去，並通過添加綠色原木或天然氣創造還原氣氛。 然後鑄造所得的熔融金屬。 如果要對銅進行電解精煉，則將精煉後的銅鑄成陽極。
• 電解精煉. 來自火法精煉過程的陽極被放置在裝有硫酸和直流電的罐中。 來自陽極的銅被電離，銅離子沉積在純銅起始板上。 當陽極溶解在電解質中時，雜質會像粘液一樣沉降到電池底部。 可以對這種粘液進行額外處理以回收其他有價值的金屬。 產生的陰極銅被熔化並鑄造成各種形狀。

表 2 列出了銅回收作業的風險和控制措施。

表 2. 銅的工程/行政控制，按操作

鉛回收

再生鉛冶煉廠購買的原材料在裝入熔煉爐之前可能需要進行加工。 本節討論再生鉛冶煉廠購買的最常見原材料以及可行的工程控制和工作實踐，以限制員工在原材料加工操作中接觸鉛。 應該注意的是，鉛塵通常可以在鉛回收設施中找到，任何車輛空氣都可能激起鉛塵，然後吸入或粘附在鞋子、衣服、皮膚和頭髮上。

汽車電池

再生鉛冶煉廠最常見的原材料是廢棄的汽車電池。 大約 50% 的廢棄汽車電池重量將在冶煉和精煉過程中回收為金屬鉛。 今天製造的大約 90% 的汽車電池使用聚丙烯盒或外殼。 由於這種材料的高經濟價值，幾乎所有再生鉛冶煉廠都回收聚丙烯外殼。 大多數這些過程會產生金屬煙霧，尤其是鉛和銻。

In 汽車電池壞了 由於柵格金屬中用作硬化劑的砷或銻的存在以及存在初生氫的可能性，因此有可能形成胂或銻。

打破汽車電池的四個最常見的過程是：

1. 高速鋸
2. 慢速鋸
3. 剪斷
4. 整個電池粉碎（Saturn 粉碎機或粉碎機或錘磨機）。

這些過程中的前三個涉及切斷電池的頂部，然後傾倒電池組或含鉛材料。 第四個過程涉及在錘磨機中粉碎整個電池並通過重力分離分離組件。

汽車電池分離 發生在汽車電池損壞之後，以便可以將含鉛材料與外殼材料分離。 取下外殼可能會產生酸霧。 完成此任務最廣泛使用的技術是：

• 手冊 技術。 這被絕大多數再生鉛冶煉廠使用，並且仍然是中小型冶煉廠中使用最廣泛的技術。 電池通過鋸子或剪切機後，員工手動將電池組或含鉛材料傾倒成一堆，然後將外殼和電池頂部放入另一個堆或運輸系統中。
• A 不倒翁 設備。 在頂部被鋸掉/剪掉以將電池組與外殼分開後，將電池放入滾筒裝置中。 不倒翁內的肋骨在緩慢旋轉時傾倒組。 當箱子被傳送到遠端並在它們離開時被收集起來，成組的箱子從滾筒的槽中掉落。 塑料和橡膠電池外殼和頂部在與鉛軸承材料分離後進行進一步加工。
• A 沉浮過程. 沉/浮過程通常與錘磨機或破碎過程相結合以破碎電池。 電池片，包括鉛軸承和外殼，都放在一系列裝滿水的水箱中。 含鉛材料沉入儲罐底部，由螺旋輸送機或拖鏈清除，而外殼材料漂浮並從儲罐表面撇去。

大多數二次冶煉廠定期購買用於為移動電子設備或其他工業用途供電的工業電池作為原材料。 許多這些電池都有鋼製外殼，需要用割炬或手持式氣動鋸切開外殼來拆除。

其他外購含鉛廢鋼

再生鉛冶煉廠購買各種其他廢料作為冶煉過程的原材料。 這些材料包括電池製造廠廢料、鉛精煉產生的浮渣、金屬鉛廢料（如排版和電纜覆蓋層）以及四乙基鉛殘留物。 這些類型的材料可以直接裝入熔煉爐或與其他爐料混合。

原材料處理和運輸

再生鉛冶煉過程的一個重要部分是原材料的處理、運輸和儲存。 物料由叉車、前端裝載機或機械輸送機（螺桿、斗式提昇機或皮帶）運輸。 再生鉛行業物料運輸的主要方式是移動設備。

再生鉛冶煉廠使用的一些常見的機械輸送方法包括： 帶式輸送系統，可用於將熔爐進料從儲存區運輸到熔爐炭化區； 用於將煙塵從布袋除塵器輸送到團聚爐或存儲區的螺旋輸送機或斗式提昇機和拖鏈/線。

冶煉

二次鉛冶煉廠的冶煉操作包括在鼓風爐或反射爐中將含鉛廢料還原成金屬鉛。

高爐 裝有含鉛材料、焦炭（燃料）、石灰石和鐵（助熔劑）。 這些材料在爐身頂部或通過靠近爐身頂部的爐身側面的裝料門送入爐內。 與鼓風爐操作相關的一些環境危害包括金屬煙霧和微粒（尤其是鉛和銻）、熱量、噪音和一氧化碳。 再生鉛行業使用多種爐料輸送機構。 料斗提昇機可能是最常見的。 其他使用的設備包括振動料斗、皮帶輸送機和斗式提昇機。

高爐出鋼操作包括將熔化的鉛和爐渣從熔爐中移出到模具或鋼包中。 一些冶煉廠將金屬直接放入保持金屬熔化以進行精煉的保溫釜中。 其餘的冶煉廠將熔爐金屬鑄造成塊狀並讓塊狀物凝固。

用於燃燒過程的鼓風通過風口進入高爐，風口偶爾開始充滿堆積物，必須進行物理沖壓，通常使用鋼棒，以防止它們被阻塞。 完成這項任務的常規方法是拆下風口蓋並插入鋼棒。 在加料被打孔後，蓋子被更換。

反射爐 由裝爐機構裝入含鉛原料。 再生鉛工業中的反射爐通常有一個由耐火磚製成的懸拱或吊拱。 許多與反射爐相關的污染物和物理危害與鼓風爐相似。 此類機構可以是液壓油缸、螺旋輸送機或其他類似於高爐所描述的設備。

反射爐出鋼操作與高爐出鋼操作非常相似。

精製

再生鉛冶煉廠的鉛精煉是在間接燃燒釜或罐中進行的。 來自熔煉爐的金屬通常在釜中熔化，然後調整微量元素的含量以生產所需的合金。 常見產品有軟（純）鉛和各種硬（銻）鉛合金。

幾乎所有再生鉛精煉操作都採用手動方法向釜中添加合金材料，並採用手動除渣方法。 浮渣被掃到水壺的邊緣，然後用鏟子或大勺子將其移入容器中。

表 3 列出了鉛回收操作的暴露和控制。

表 3. 鉛的工程/行政控制，按操作

鋅回收

二次鋅工業利用新的切屑、撇渣和灰燼、壓鑄撇渣、鍍鋅機的浮渣、煙道灰和化學殘留物作為鋅的來源。 大多數新加工的廢料是來自鍍鋅和壓鑄罐的鋅基和銅基合金。 舊廢料類別包括舊鋅雕刻板、壓鑄件以及桿和模具廢料。 過程如下：

• 反射性出汗. 發汗爐用於通過控制爐溫將鋅與其他金屬分離。 廢壓鑄產品，例如汽車格柵和車牌框，以及鋅皮或殘留物是該工藝的起始材料。 將廢料裝入熔爐，加入助熔劑並熔化內容物。 去除高熔點殘留物，熔融鋅直接從熔爐流出，進入後續工序，如熔化、精煉或合金化，或進入收集容器。 金屬污染物包括鋅、鋁、銅、鐵、鉛、鎘、錳和鉻。 其他污染物是助熔劑、硫氧化物、氯化物和氟化物。
• 旋轉出汗。 在這個過程中，鋅廢料、壓鑄產品、殘留物和撇渣被裝入直燃爐並熔化。 熔體被撇去，鋅金屬被收集在位於爐外的水壺中。 不可熔化的材料，即爐渣，在重新裝料之前被移除。 來自該過程的金屬被送往蒸餾或合金化過程。 污染物類似於反射性出汗的污染物。
• 馬弗出汗和水壺（鍋）出汗。 在這些過程中，鋅廢料、壓鑄產品、殘留物和撇渣被裝入馬弗爐，材料被熔化，熔化的鋅被送往精煉或合金化過程。 殘留物通過將浮渣與爐渣分離的振動篩除去。 污染物類似於反射性出汗的污染物。
• 粉碎/篩分。 鋅殘留物被粉碎或壓碎以破壞金屬鋅和污染物熔劑之間的物理結合。 然後在篩分或氣動分級步驟中分離還原的材料。 粉碎會產生氧化鋅和少量的重金屬和氯化物。
• 碳酸鈉浸出. 殘留物經過化學處理以浸出並將鋅轉化為氧化鋅。 廢料首先被壓碎和清洗。 在此步驟中，鋅從材料中浸出。 含水部分用碳酸鈉處理，導致鋅沉澱。 將沉澱物乾燥並煅燒以產生粗氧化鋅。 然後將氧化鋅還原成鋅金屬。 會產生各種鋅鹽污染物。
• 釜（鍋）、坩堝、反射爐、電感應熔煉。 將廢料裝入熔爐並添加助熔劑。 攪動浴以形成可從表面撇去的浮渣。 爐子脫脂後，將鋅金屬倒入鋼包或模具中。 可產生氧化鋅煙、氨和氯化銨、氯化氫和氯化鋅。
• 合金化. 該工藝的功能是通過在精煉釜中添加凝固或熔融形式的助熔劑和合金劑，從預處理過的廢鋅金屬中生產鋅合金。 然後混合內容物，撇去浮渣，然後將金屬鑄造成各種形狀。 含鋅、合金金屬、氯化物、非特定氣體和蒸汽以及熱量的顆粒物是潛在的暴露因素。
• 馬弗蒸餾。 馬弗蒸餾工藝用於從合金中回收鋅並製造純鋅錠。 該過程是半連續的，包括將熔化的鋅從熔爐或發汗爐裝入馬弗部分，蒸發鋅，冷凝蒸發的鋅，然後從冷凝器出料到模具中。 定期從馬弗爐中取出殘留物。
• 蒸餾/氧化和馬弗蒸餾/氧化。 蒸餾/氧化和馬弗蒸餾/氧化過程的產物是氧化鋅。 該過程類似於通過汽化步驟進行的干餾蒸餾，但在此過程中，冷凝器被繞過並添加助燃空氣。 蒸汽通過孔口排放到氣流中。 自燃發生在耐火蒸汽襯裡室內。 產品被燃燒氣體和過量空氣帶入收集產品的布袋除塵器中。 存在過量空氣以確保完全氧化並冷卻產品。 這些蒸餾過程中的每一個都可能導致氧化鋅煙霧暴露，以及其他金屬顆粒和硫氧化物暴露。

表 4 列出了鋅回收作業的風險和控制措施。

表 4. 鋅的工程/行政控制，按操作

鎂回收

舊廢料的來源包括報廢汽車和飛機零件、舊的和過時的平版印刷版，以及來自初級鎂冶煉廠的一些污泥。 新廢料包括切屑、車屑、鑽孔、撇渣、爐渣、浮渣和來自板材廠和加工廠的次品。 處理鎂的最大危險是著火。 金屬的小碎片很容易被火花或火焰點燃。

• 人工分揀。 該過程用於將鎂和鎂合金部分與廢料中存在的其他金屬分離。 廢料由人工攤開，根據重量進行分類。
• 開鍋融化。 該過程用於將鎂與分類廢料中的污染物分離。 將廢料添加到坩堝中，加熱並添加由氯化鈣、氯化鈉和氯化鉀的混合物組成的熔劑。 然後將熔融鎂鑄成錠。

表 5 列出了鎂回收操作的暴露和控制。

表 5. 鎂的工程/行政控制，按操作

汞回收

汞的主要來源是牙科用汞合金、廢汞電池、使用汞作為催化劑的電解過程產生的污泥、拆除的氯鹼廠產生的汞和含汞儀器。 汞蒸氣會污染這些過程中的每一個。

• 破碎. 壓碎過程用於釋放金屬、塑料和玻璃容器中的殘留汞。 容器被壓碎後，被污染的液態汞被送往過濾工序。
• 過濾. 使含汞蒸汽的廢料通過過濾介質，去除污垢等不溶性雜質。 過濾後的汞被送入氧化過程，未通過過濾器的固體被送往蒸餾。
• 真空蒸餾。 當雜質的蒸氣壓大大低於汞的蒸氣壓時，採用真空蒸餾來提煉受污染的汞。 汞裝料在加熱鍋中蒸發，蒸汽使用水冷冷凝器冷凝。 淨化後的汞被收集起來並送到裝瓶廠。 加熱鍋中殘留的殘渣被送往乾餾工序，回收減壓蒸餾工序未回收的微量汞。
• 溶液純化. 該過程通過用稀酸洗滌原始液體汞來去除金屬和有機污染物。 涉及的步驟是：用稀硝酸浸出原液汞以分離金屬雜質； 用壓縮空氣攪動酸汞以提供良好的混合； 傾析以將汞與酸分離； 用水洗滌以去除殘留的酸； 並在活性炭或矽膠等介質中過濾汞，以去除最後的水分。 除了汞蒸氣外，還可能接觸到溶劑、有機化學品和酸霧。
• 充氧。 該工藝通過噴射空氣氧化去除金屬雜質，從而精煉過濾後的汞。 氧化過程包括兩個步驟，噴射和過濾。 在噴射步驟中，受污染的汞在密閉容器中與空氣一起攪拌以氧化金屬污染物。 噴射後，汞在木炭床中過濾以去除固體金屬氧化物。
• 反駁。 乾餾過程用於通過揮發固​​體含汞廢料中的汞來生產純汞。 乾餾涉及的步驟是： 在封閉的蒸餾罐或託盤堆中用外部熱源加熱廢料以蒸發汞； 在水冷式冷凝器中冷凝汞蒸氣； 在收集容器中收集冷凝的汞。

表 6 列出了汞回收操作的暴露和控制。

表 6. 汞的工程/行政控制，按操作

鎳回收

鎳回收的主要原材料是鎳、銅和鋁蒸氣基合金，可作為舊廢料或新廢料找到。 舊廢料包括從機械和飛機零件中回收的合金，而新廢料是指板料廢料、車屑和固體，它們是合金產品製造的副產品。 鎳回收涉及以下步驟：

• 排序. 廢料經過檢查並與非金屬和非鎳材料手動分離。 分類會產生粉塵暴露。
• 脫脂. 使用三氯乙烯對廢鎳進行脫脂。 將混合物過濾或離心以分離鎳廢料。 三氯乙烯和油脂的廢溶劑溶液通過溶劑回收系統。 脫脂過程中可能會接觸溶劑。
• 熔煉（電弧或旋轉反射）爐。 將廢料裝入電弧爐並添加還原劑，通常是石灰。 裝料被熔化並被鑄成鋼錠或直接送到反應器進行進一步精煉。 可能會暴露在煙霧、灰塵、噪音和熱環境中。
• 反應器精煉。 將熔融金屬引入反應器，在反應器中加入冷鹼廢料和生鎳，然後加入石灰和二氧化矽。 然後添加合金材料，如錳、鈳或鈦，以產生所需的合金成分。 可能會暴露在煙霧、灰塵、噪音和熱環境中。
• 鑄錠. 該過程涉及將熔煉爐或精煉反應器中的熔融金屬鑄造成鋼錠。 將金屬倒入模具中並讓其冷卻。 從模具中取出鋼錠。 可能會接觸熱和金屬煙霧。

表 7 列出了鎳回收作業的暴露和控制措施。

表 7. 鎳的工程/行政控制，按操作

貴金屬回收

貴金屬行業的原材料包括新舊廢料。 舊廢料包括來自廢棄軍用和民用設備的電子元件以及來自牙科行業的廢料。 在貴金屬產品的製造和製造過程中會產生新的廢料。 產品是金、銀、鉑和鈀等元素金屬。 貴金屬加工包括以下步驟：

• 手工分類和切碎。 含貴金屬的廢料經過手工分類，並在錘磨機中壓碎和切碎。 錘磨機很吵。
• 焚燒過程。 分類後的廢料被焚化以去除紙張、塑料和有機液體污染物。 可能會接觸有機化學品、燃燒氣體和粉塵。
• 高爐冶煉。 處理過的廢鋼與焦炭、熔劑和回收的礦渣金屬氧化物一起被送入高爐。 爐料熔化並結渣，產生含有貴金屬的黑銅。 形成的硬渣含有大部分渣雜質。 可能存在灰塵和噪音。
• 轉爐冶煉。 該工藝旨在通過轉爐中的熔體吹入空氣來進一步淨化黑銅。 去除爐渣中含有的金屬污染物並回收到高爐。 含有貴金屬的銅塊被鑄造成模具。
• 電解精煉。 銅錠用作電解槽的陽極。 純銅因此在陰極上鍍出，而貴金屬則落到電池底部並作為粘液收集起來。 使用的電解液是硫酸銅。 酸霧暴露是可能的。
• 化學精煉。 電解精煉過程中產生的貴金屬泥經過化學處理以回收各種金屬。 基於氰化物的工藝用於回收金和銀，也可以通過將它們溶解在 王水 溶液和/或硝酸，然後用硫酸亞鐵或氯化鈉沉澱以分別回收金和銀。 鉑族金屬可以通過將它們溶解在熔融鉛中來回收，然後用硝酸處理鉛，留下可以選擇性沉澱鉑族金屬的殘留物。 然後將貴金屬沉澱物熔化或點燃，以收集顆粒狀的金和銀以及海綿狀的鉑金屬。 可能會接觸酸。

表 8 按操作列出了風險敞口和控制措施（另見“黃金冶煉和精煉”）。

表 8. 貴金屬的工程/行政控制，按操作

鎘回收

舊的含鎘廢料包括廢棄車輛和船隻的鍍鎘部件、家用電器、硬件和緊固件、鎘電池、開關和繼電器的鎘觸點以及其他用過的鎘合金。 新廢料通常是處理金屬的行業中含有鎘蒸氣的廢棄物和受污染的副產品。 回收過程是：

• 前處理. 廢鋼預處理步驟包括合金廢鋼的蒸汽脫脂。 加熱回收溶劑產生的溶劑蒸汽通過裝有廢合金的容器循環。 然後將溶劑和剝離的油脂冷凝並與回收的溶劑分離。 可能會接觸到鎘塵和溶劑。
• 冶煉/精煉。 在熔煉/精煉操作中，經過預處理的合金廢料或單質鎘廢料經過處理以去除任何雜質並生產鎘合金或單質鎘。 可能存在石油和天然氣燃燒產物以及鋅和鎘粉塵。
• 蒸餾。 將脫脂的廢合金裝入蒸餾器並加熱以產生鎘蒸氣，隨後將其收集在冷凝器中。 然後，熔融金屬就可以進行鑄造了。 可能會接觸鎘塵。
• 熔化/脫鋅. 將金屬鎘裝入熔爐中並加熱至熔化階段。 如果金屬中存在鋅，則添加助熔劑和氯化劑以去除鋅。 潛在的暴露包括鎘煙霧和灰塵、鋅煙霧和灰塵、氯化鋅、氯氣、氯化氫和熱。
• 面試. 鑄造操作由前一步驟中生產的純化鎘合金或鎘金屬形成所需的產品線。 鑄造會產生鎘塵、煙霧和熱量。

表 9 總結了鎘回收過程中的暴露和必要的控制措施。

表 9. 鎘的工程/行政控制，按操作

硒回收

該分部的原材料是使用過的靜電複印滾筒和硒整流器製造過程中產生的廢料。 硒粉塵可能貫穿始終。 蒸餾和甑餾冶煉會產生燃燒氣體和粉塵。 乾餾冶煉噪音大。 精煉中存在二氧化硫霧和酸霧。 鑄造操作會產生金屬粉塵（見表 10）。

表 10. 硒的工程/行政控制，按操作

填海過程如下：

• 廢料預處理。 該工藝通過機械工藝（例如錘磨機或噴丸）分離硒。
• 蒸煮冶煉。 該工藝通過熔化廢料並通過蒸餾將硒與雜質分離，從而在蒸餾操作中淨化和濃縮預處理過的廢料。
• 精製. 該過程基於用合適的溶劑（例如亞硫酸鈉水溶液）浸出來實現廢硒的純化。 過濾除去不溶性雜質，處理濾液以沉澱硒。
• 蒸餾。 該過程產生高蒸氣純度的硒。 硒被熔化、蒸餾，硒蒸氣被冷凝並作為熔融硒轉移到產品形成操作中。
• 淬火。 該工藝用於生產純化的硒粒和硒粉。 硒熔體用於生產彈丸。 然後將丸子乾燥。 生產粉末所需的步驟是相同的，除了硒蒸氣，而不是熔融硒，是被淬火的材料。
• 鑄件。 該過程用於從熔融硒中生產硒錠或其他形狀。 這些形狀是通過將熔化的硒倒入適當尺寸和形狀的模具中，然後冷卻和固化熔體而製成的。

鈷回收

鈷廢料的來源是超合金磨削和車削，以及過時或磨損的發動機零件和渦輪葉片。 回收的過程是：

• 人工分揀。 原料廢料經過手工分類，以識別和分離鈷基、鎳基和不可加工的成分。 這是一個塵土飛揚的操作。
• 除油。 分類後的髒廢料被送入脫脂裝置，全氯乙烯蒸汽在其中循環。 這種溶劑可以去除廢料上的油脂。 然後冷凝溶劑-油-油脂蒸氣混合物並回收溶劑。 可能會接觸溶劑。
• 爆破。 脫脂廢料用砂礫噴砂以去除污垢、氧化物和鐵鏽。 可能存在灰塵，這取決於所使用的砂礫。
• 酸洗和化學處理工藝。 噴砂操作產生的廢料用酸處理，以去除殘留的鐵鏽和氧化物污染物。 酸霧是一種可能的暴露。
• 真空熔煉。 清潔後的廢鋼被裝入真空爐並通過電弧或感應爐熔化。 可能會接觸重金屬。
• 鑄件。 將熔融合金鑄成錠。 熱應激是可能的。

有關鈷回收的暴露和控制措施的摘要，請參見表 11。

表 11. 鈷的工程/行政控制，按操作

錫回收

原材料的主要來源是鍍錫鋼邊角料、錫罐製造公司的廢棄物、鋼鐵行業廢棄的電鍍線圈、錫渣和錫渣、銲渣和錫渣、用過的青銅和青銅廢料以及金屬廢料。 在許多過程中都可以發現錫粉和酸霧。

• 脫鋁。 在此過程中，使用熱氫氧化鈉從錫罐廢料中浸出鋁，方法是使廢料與熱氫氧化鈉接觸，將鋁酸鈉溶液與廢料殘渣分離，將鋁酸鈉泵送至精煉操作以回收可溶性錫並回收錫罐廢料。用於飼料的脫鋁錫廢料。
• 批量混合。 該工藝是一種機械操作，通過混合錫含量高的浮渣和污泥來製備適合裝入熔煉爐的進料。
• 化學脫錫。 這個過程提取廢料中的錫。 將氫氧化鈉和亞硝酸鈉或硝酸鈉的熱溶液添加到脫鋁廢料或原廢料中。 當脫錫反應完成時，將溶液排幹並泵送至精煉/鑄造工藝。 然後清洗脫錫的廢料。
• 熔渣冶煉。 該工藝用於通過熔化爐料、出爐粗爐金屬以及出爐冰銅和爐渣來部分淨化浮渣並生產粗爐金屬。
• 除塵過濾。 該過程通過用硫酸浸出去除鋅和氯，過濾所得混合物，將酸和溶解的鋅和氯從浸出的灰塵中分離出來，在乾燥器中乾燥浸出的灰塵並輸送富含錫和鉛的粉塵返回到批次混合過程。
• 沉降和葉過濾。 該過程淨化了化學脫錫過程中產生的錫酸鈉溶液。 雜質如銀、汞、銅、鎘以及一些鐵、鈷和鎳以硫化物形式沉澱。
• 蒸發離心。 通過蒸發從純化的溶液中濃縮錫酸鈉，錫酸鈉結晶並通過離心回收錫酸鈉。
• 電解精煉。 該工藝通過使錫酸鈉溶液通過電解槽，在錫沉積後去除陰極並從陰極剝離錫，從純化的錫酸鈉溶液中生產陰極純錫。
• 酸化和過濾。 該過程從純化的錫酸鈉溶液中產生水合氧化錫。 這種水合氧化物既可以加工成無水氧化物，也可以熔煉成單質錫。 用硫酸中和水合氧化物以形成水合氧化錫並過濾以將水合物作為濾餅分離。
• 火煉。 該工藝通過熔化爐料、除去爐渣和浮渣等雜質、澆注熔融金屬和鑄造金屬錫，從陰極錫中生產純化錫。
• 冶煉。 當電解精煉不可行時，該工藝用於生產錫。 這是通過用還原劑還原水合氧化錫，熔化形成的錫金屬，撇去浮渣，澆注熔化的錫和鑄造熔化的錫來完成的。
• 煅燒。 該工藝通過煅燒水合物並去除和包裝氧化錫，將水合氧化錫轉化為無水氧化錫。
• 釜煉。 該工藝用於淨化粗爐金屬，將其裝入預熱的釜中，將浮渣乾燥以去除雜質，如爐渣和冰銅，用硫熔化以去除冰銅，用鋁熔化以去除銻，並將金屬液澆鑄成所需的金屬液形狀。

有關錫回收的暴露和控制措施的總結，請參見表 12。

表 12. 錫的工程/行政控制，按操作

鈦回收

鈦廢料的兩個主要來源是家庭和鈦消費者。 鈦產品銑削和製造過程中產生的家庭廢料包括修邊板、板材、切屑、車削和鑽孔。 消費品廢料包括回收的鈦產品。 填海工程包括：

• 除油。 在此過程中，用蒸發的有機溶劑（例如三氯乙烯）處理上漿的廢料。 污染物油脂和油被溶劑蒸汽從廢料中剝離。 溶劑被再循環，直到它不再具有脫脂能力。 然後可以再生用過的溶劑。 廢料也可用蒸汽和清潔劑進行脫脂。
• 酸洗。 酸洗工藝通過用鹽酸和氫氟酸溶液浸出來去除脫脂操作中的氧化皮。 酸處理廢料用水洗滌並乾燥。
• 電解精煉。 電解精煉是一種鈦廢料預處理工藝，它在熔鹽中電解精煉廢料。
• 冶煉。 預處理過的鈦廢料和合金劑在電弧真空爐中熔化，形成鈦合金。 輸入材料包括經過預處理的鈦廢料和合金材料，例如鋁、釩、鉬、錫、鋯、鈀、鈳和鉻。
• 鑄件。 將熔融鈦倒入模具中。 鈦凝固成稱為錠的棒。

表 13 列出了鈦回收程序中的暴露控制。

表 13. 鈦的工程/行政控制，按操作

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金屬表面處理

金屬的表面處理增加了它們的耐用性並改善了它們的外觀。 一件產品可能會經過不止一次的表面處理——例如，汽車車身面板可能會經過磷酸鹽處理、塗底漆和塗漆。 本文介紹用於金屬表面處理的工藝以及用於減少其環境影響的方法。

經營金屬表面處理業務需要公司管理層、員工、政府和社區之間的合作，以有效地減少經營對環境的影響。 社會關注進入空氣、水和土地環境的污染的數量和長期影響。 有效的環境管理 通過對所有元素、化學品、金屬、工藝和產出的詳細了解來建立。

污染防治規劃 使用以下規劃順序，將環境管理理念從對問題的反應轉變為以化學替代、工藝變更和內部回收為重點的預期解決方案：

1. 全面啟動污染防治工作。
2. 識別廢物流。
3. 設定行動的優先次序。
4. 確定浪費的根本原因。
5. 確定並實施減少或消除浪費的變更。
6. 測量結果。

持續改進是通過設定新的行動優先級和重複行動順序來實現的。

詳細的過程文件將確定廢物流，並允許為減少廢物的機會設定優先次序。 關於潛在變化的明智決定將鼓勵：

• 簡單實用的操作改進
• 涉及客戶和供應商的流程變更
• 盡可能改變危害較小的活動
• 在改變不切實際的地方再利用和回收
• 僅將危險廢物填埋作為最後手段。

主要流程及標準作業流程

清潔 之所以需要，是因為所有金屬精加工工藝都要求要精加工的零件不含有機和無機污垢，包括油、水垢、拋光劑和拋光劑。 使用的三種基本類型的清潔劑是溶劑、蒸氣脫脂劑和鹼性清潔劑。

溶劑和蒸汽脫脂清洗方法幾乎完全被鹼性材料所取代，在後續過程是濕的。 溶劑和蒸汽脫脂劑仍在使用，零件必須清潔乾燥，不能進行進一步的濕法加工。 在某些情況下，萜烯等溶劑正在取代揮發性溶劑。 毒性較小的材料（例如 1,1,1-三氯乙烷）已在蒸汽脫脂中替代了危險性更高的材料（儘管這種溶劑正在作為臭氧消耗劑逐步淘汰）。

鹼性清洗週期通常包括浸泡浸泡，然後是陽極電清洗，然後​​是弱酸浸泡。 非蝕刻、非矽化清潔劑通常用於清潔鋁。 酸通常是硫酸、鹽酸和硝酸。

陽極氧化，一種加厚金屬表面氧化膜（通常應用於鋁）的電化學過程，用稀鉻酸或硫酸溶液處理零件。

轉化塗層 用於為後續塗漆提供基礎或鈍化以防止氧化。 在鉻酸鹽處理中，將零件浸入含有活性有機和無機試劑的六價鉻溶液中。 對於磷化，零件與其他試劑一起浸入稀磷酸中。 鈍化是通過浸入硝酸或含重鉻酸鈉的硝酸來完成的。

化學鍍 涉及在沒有電的情況下沉積金屬。 銅或鎳化學沉積用於製造印刷電路板。

電鍍 涉及在基材（鐵或非金屬）上沉積一層薄金屬（鋅、鎳、銅、鉻、鎘、錫、黃銅、青銅、鉛、錫鉛、金、銀和其他金屬，如鉑）鐵）。 工藝浴包括在酸性、鹼性中性和鹼性氰化物配方中的金屬溶液（見圖 1）。

圖 1. 典型電鍍線的輸入和輸出

化學銑削和蝕刻 是使用化學試劑和蝕刻劑的受控溶解浸漬工藝。 鋁通常在陽極氧化或在可能含有硝酸、磷酸和硫酸的溶液中進行化學增亮之前在苛性鹼中蝕刻。

熱浸鍍層 涉及通過浸入熔融金屬（鋼的鋅或錫鍍鋅）將金屬應用於工件。

良好的管理實踐

通過過程改進可以實現重要的安全、健康和環境改進，例如：

• 使用逆流沖洗和電導率控制
• 增加排水時間
• 使用更多或更好的潤濕劑
• 保持盡可能高的工藝溫度以降低粘度，從而增加帶出回收（即回收留在金屬上的溶液）
• 在漂洗中使用空氣攪拌以提高漂洗效率
• 在電鍍槽中使用塑料球以減少起霧
• 在電鍍槽上使用改進的過濾以減少淨化處理的頻率
• 在所有工藝區域周圍放置路緣以控制溢出
• 對鎳等可回收金屬進行單獨處理
• 安裝離子交換、常壓蒸發、真空蒸發、電解回收、反滲透、電滲析等回收系統
• 通過減少污染物的帶入和改進清潔系統來補充帶出回收系統
• 使用現代庫存控制來減少浪費和工作場所的危害
• 應用標準程序（即書面程序、定期操作審查和健全的操作日誌）為健全的環境管理結構提供基礎。

特定廢物的環境規劃

特定的廢物流，通常是用過的電鍍溶液，可以通過以下方式減少：

• 過濾。 筒式或矽藻土過濾器可用於去除固體的積累，這會降低過程的效率。
• 碳處理 可用於去除有機污染物（最常用於鍍鎳、電鍍銅和鍍鋅、鍍鎘）。
• 淨化水。 補水和沖洗水中的天然污染物（例如鈣、鐵、鎂、錳、氯和碳酸鹽）可以通過去離子、蒸餾或反滲透去除。 提高漂洗水效率可減少需要處理的浴槽污泥量。
• 氰化浴碳酸鹽凍結。 將浴溫降低至 –3 °C 可使氰化物浴中因氰化物分解、陽極電流密度過大和從空氣中吸收二氧化碳而形成的碳酸鹽結晶並促進其去除。
• 沉澱。 可以通過用氰化鋇、氫氧化鋇、氫氧化鈣、硫酸鈣或氰化鈣沉澱來去除作為陽極雜質進入鍍液的金屬污染物。
• 六價鉻替代品。 可用三價鉻電鍍液代替六價鉻進行裝飾電鍍。 用於油漆預處理的鉻轉化塗層有時可以用非鉻轉化塗層或免沖洗鉻化學品代替。
• 非螯合過程化學品。 可以使用非螯合工藝化學品，而不是將螯合劑添加到工藝浴中以控制溶液中游離離子的濃度，這樣就沒有必要將金屬保持在溶液中。 可以允許這些金屬沉澱並可以通過連續過濾除去。
• 非氰化物工藝化學品。 含有游離氰化物的廢物流通常使用次氯酸鹽或氯氣進行處理以完成氧化，而復雜的氰化物通常使用硫酸亞鐵沉澱。 使用非氰化物工藝化學品既可以消除處理步驟，又可以減少污泥量。
• 溶劑脫脂。 熱鹼性清洗浴可用於代替加工前工件的溶劑脫脂。 可以通過使用電流或超聲波來增強鹼性清潔劑的有效性。 避免溶劑蒸汽和污泥的好處通常超過任何額外的運營成本。
• 鹼性清潔劑。 當油、油脂和污垢在使用中積累到一定程度會影響清洗效率時，必須丟棄鹼性清潔劑，這可以通過使用撇渣裝置去除自由漂浮的油、沉降裝置或筒式過濾器去除微粒和油水聚結器，並使用微濾或超濾去除乳化油。
• 拖出減少。 減少工藝槽中的帶出量有助於減少污染漂洗水的有價值的工藝化學品的量，這反過來又減少了傳統金屬沉澱處理工藝產生的污泥量。

減少拖出的幾種方法包括：

• 工藝浴操作濃度。 化學品濃度應保持盡可能低，以盡量減少粘度（以便更快地排出）和化學品的數量（在薄膜中）。
• 工藝浴操作溫度。 工藝溶液的粘度可以通過提高浴溫來降低。
• 潤濕劑。 可以通過向工藝浴中添加潤濕劑來降低溶液的表面張力。
• 工件定位。 工件應放置在架子上，以便粘附的薄膜可以自由排出，而不會陷入凹槽或空腔中。
• 停藥或引流時間. 工件從工藝槽中取出的速度越快，工件表面的薄膜就越厚。
• 氣刀。 當工件架升高到工藝槽上方時向工件吹氣可以改善排水和乾燥。
• 噴霧沖洗。 這些可以在加熱浴上方使用，以便沖洗流量等於水箱的蒸發速率。
• 電鍍槽。 應去除碳酸鹽和有機污染物，以防止污染物積聚，從而增加電鍍液的粘度。
• 排水板。 工藝槽之間的空間應該用排水板覆蓋，以收集工藝溶液並將它們返回工藝槽。
• 牽引坦克。 在標準漂洗操作之前，應將工件放入拖出槽（“靜態漂洗”槽）中。

化學品的拖出回收使用了多種技術。 這些包括：

• 蒸發。 大氣蒸發器是最常見的，而真空蒸發器可以節省能源。
• 離子交換 用於漂洗水的化學回收。
• 電解沉積。 這是一種電解過程，溶液中溶解的金屬被還原並沉積在陰極上。 然後回收沉積的金屬。
• 電滲析. 這利用離子滲透膜和施加的電流來從溶液中分離離子物質。
• 反滲透. 這利用半透膜生產純淨水和濃縮離子溶液。 高壓用於迫使水通過膜，而大部分溶解的鹽被膜保留。

沖洗水

金屬精加工設施中產生的大部分危險廢物來自清潔和電鍍後的漂洗操作產生的廢水。 通過提高漂洗效率，設施可以顯著減少廢水流量。

兩種基本策略可提高漂洗效率。 首先，通過噴霧漂洗和漂洗水攪動，可以在工件和漂洗水之間產生湍流。 使用機架的移動或強制水或空氣。 其次，可以增加工件與沖洗水的接觸時間。 多個漂洗槽逆流串聯，減少漂洗用水量。

工業塗料

術語 塗料 包括油漆、清漆、漆、搪瓷和蟲膠、油灰、木材填料和密封劑、油漆和清漆去除劑、油漆刷清潔劑和相關油漆產品。 液體塗料包含分散在液體粘合劑和溶劑混合物中的顏料和添加劑。 顏料是提供塗層顏色和不透明度並影響塗層流動性和耐久性的無機或有機化合物。 顏料通常含有鎘、鉛、鋅、鉻和鈷等重金屬。 粘合劑可增加塗層的粘附性、內聚性和稠度，是塗層完成後留在表面上的主要成分。 粘合劑包括各種油、樹脂、橡膠和聚合物。 可以將諸如填料和增量劑的添加劑添加到塗料中以降低製造成本並增加塗層耐久性。

塗料中使用的有機溶劑種類包括脂肪烴、芳香烴、酯類、酮類、乙二醇醚類和醇類。 溶劑分散或溶解粘合劑並降低塗層粘度和厚度。 塗料配方中使用的溶劑是危險的，因為許多是人類致癌物並且易燃或易爆。 塗層固化時，塗層中包含的大多數溶劑都會蒸發，從而產生揮發性有機化合物 (VOC) 排放物。 由於對人類健康和環境的負面影響，VOC 排放正受到越來越多的監管。 與傳統成分、塗料應用技術和塗料廢物相關的環境問題是開發污染預防替代品的驅動力。

大多數塗料用於建築、工業或特殊產品。 建築塗料用於建築物和建築產品以及裝飾和保護服務，例如保護木材的清漆。 工業設施在各種生產過程中結合了塗層操作。 汽車、金屬罐、農機、卷材塗料、木材和金屬家具和固定裝置以及家用電器行業是主要的工業塗料消費者。

塗料配方的設計取決於塗料應用的目的。 塗層提供美觀、腐蝕和表面保護。 成本、功能、產品安全性、環境安全性、轉移效率以及乾燥和固化速度決定了配方。

塗層工藝

大多數塗裝工藝包括五項操作：原材料處理和準備、表面準備、塗裝、設備清潔和廢物管理。

原材料處理和準備

原材料處理和準備涉及庫存儲存、混合操作、塗料的稀釋和調整以及通過設施的原材料轉移。 需要監控和處理程序和實踐，以盡量減少因過度稀釋和隨之而來的浪費而導致的變質、不合規格和不當準備而產生的廢物。 轉移，無論是手動還是通過管道系統，都必須安排好時間以避免變質。

表面處理

所用表面處理技術的類型取決於被塗敷的表面——之前的處理、污垢量、油脂、要應用的塗層和所需的表面光潔度。 常見的準備操作包括脫脂、預塗或磷化和塗層去除。 對於金屬精加工目的，脫脂包括溶劑擦拭、冷清洗或使用鹵化溶劑的蒸汽脫脂、鹼性水溶液清洗、半水清洗或脂肪烴清洗，以去除有機污垢、污垢、油和油脂。 酸洗、研磨清洗或火焰清洗用於去除氧化皮和鐵鏽。

除清潔外，金屬表面最常見的準備操作是磷酸鹽塗層，用於促進有機塗層在金屬表面的附著力並延緩腐蝕。 磷酸鹽塗層是通過用鋅、鐵或錳的磷酸鹽溶液浸漬或噴塗金屬表面而形成的。 磷化是一種類似於電鍍的表面精加工工藝，由一系列工藝化學品和漂洗槽組成，零件浸入其中以實現所需的表面處理。 請參閱本章中的“金屬表面處理”一文。

在需要重新塗裝、修復或檢查的表面上進行化學或機械塗層去除。 最常見的化學塗層去除方法是溶劑剝離。 這些溶液通常包含苯酚、二氯甲烷和有機酸，以從塗層表面溶解塗層。 去除化學物質的最後水洗會產生大量廢水。 噴砂是一種常見的機械工藝，是一種干式操作，使用壓縮空氣將噴砂介質推向表面以去除塗層。

表面處理操作會影響特定處理過程中產生的廢物量。 如果表面準備不充分，導致塗層質量差，那麼去除塗層和重新塗層會增加廢物的產生。

塗層

塗覆操作包括將塗層轉移到表面並固化表面上的塗層。 大多數塗層技術屬於 1 個基本類別之一：浸塗、輥塗、流塗、噴塗和最常見的技術，使用溶劑型塗料的空氣霧化噴塗。

由於溶劑排放和過噴，空氣霧化噴塗通常在受控環境中進行。 過噴控制裝置是織物過濾器或水冷壁，產生使用過的過濾器或空氣洗滌系統產生的廢水。

進行固化以將塗層粘合劑轉化為堅硬、堅韌、粘附的表面。 固化機制包括：乾燥、烘烤或暴露於電子束或紅外線或紫外線。 固化會從溶劑型塗料中產生大量 VOC，如果溶劑濃度超過爆炸下限，則有可能發生爆炸。 因此，固化操作配備了空氣污染控制裝置以防止 VOC 排放和安全控制以防止爆炸。

環境和健康問題、影響傳統塗料配方的法規增加、高溶劑成本和昂貴的危險廢物處理已經產生了對替代塗料配方的需求，這些配方包含較少的危險成分並且在應用時產生較少的廢物。 替代塗料配方包括：

• 高固含量塗料， 在相同體積的溶劑中含有兩倍於傳統塗料的顏料和樹脂。 與傳統的低固體溶劑型塗料相比，由於溶劑含量降低，該應用可將 VOC 排放量降低 62% 至 85%。
• 水性塗料 以水和有機溶劑混合物為載體，以水為鹼。 與溶劑型塗料相比，水性塗料產生的 VOC 排放量和廢溶劑比傳統的低固體溶劑型塗料少 80% 至 95%。
• 粉末塗料 不含有機溶劑，由精細粉碎的顏料和樹脂顆粒組成。 它們是熱塑性（用於厚塗層的高分子量樹脂）或熱固性（在化學交聯前形成薄層的低分子量化合物）粉末。

設備清洗

設備清洗是塗裝工藝中必要的日常維護操作。 這會產生大量危險廢物，尤其是在使用鹵化溶劑進行清潔時。 傳統上，溶劑型塗料的設備清潔是使用有機溶劑手動進行的，以去除工藝設備上的塗層。 管路需要用溶劑分批沖洗乾淨。 塗層設備必須在產品更換之間和工藝停工後進行清潔。 使用的程序和實踐將決定這些活動產生的廢物水平。

廢物管理

塗層工藝會產生多種廢物流。 固體廢物包括空的塗料容器、過噴和設備清潔產生的塗料污泥、用過的過濾器和研磨材料、幹塗料和清潔抹布。

液體廢物包括表面處理、過噴控製或設備清潔產生的廢水、不合格或過量的塗料或表面處理材料、過噴、溢出和用過的清潔溶液。 隨著處理成本的上升，現場閉環回收對於用過的溶劑越來越受歡迎。 水基液體通常在排放到公有處理系統之前進行現場處理。

所有使用溶劑型塗料的傳統塗料工藝都會產生 VOC 排放，需要碳吸附裝置、冷凝器或熱催化氧化器等控制設備。

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