Гальваническое производство

Индивидуальная защита: фильтрующий промышленный противогаз марки В, защитные герметичные очки. Спецодежда из кислотоупорной ткани. Рукавицы, перчатки из стойкой резины. Сапоги из противокислотной резины.

-Аммиак (NH₃)

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. ПДК в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/мі.

Кадмия сульфат CdSO₄. Бесцветные орторомбические кристаллы, t_пл=1000°С, плотность равна 4,72 г/см³. Восстанавливается водородом до сульфида. Хорошо растворяется в воде, мало растворим в спирте. Существуют кристаллогидраты CdSO₄^.nH₂O (n=7, 6, 4, 1). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25^оС равна 268 Cм^.см²/моль. Получают дегидратацией кристаллогидратов или нагреванием сульфида кадмия в сероводороде. Применяется для получения соединений кадмия и в фармацевтической промышленности.

Применяется как сырье для получения металлического Cd и CdS; как компонент электролита для гальванического кадмирования и для нормального элемента Вестона. Получается растворением металлического Cd, CdO, Cd(OH)2 нли CdCO3 в H2SО4;окислением CdS кислородом. 
Физические свойства. Бесцветные кристаллы. Т. плавл. 1000°; плотн. 4,691. Раств, в воде 76,7 г/100 г (20°); 61 г/100 г (100°).

 

Водород хлористый(HCL)— газ с резким запахом, на воздухе дымит, в 1,3 раза тяжелее воздуха, хорошо растворяется в воде (водный раствор хлористого водорода — соляная кислота), температура кипения - 85,1°С, плавления 114,2°С, негорюч, однако при нагревании емкости может взрываться.Применяется в производстве хлоридов металлов, синтетических смол, каучу-ков, органических красителей, гидролизного спирта, сахара, желатина, клея, для дубления и окраски кожи, при производстве активированного (активного) угля, крашении тканей, травлении металлов, в металлургии и нефтедобыче.Отравление происходит обычно не хлористым водородом, а туманом соляной кислоты, образующейся при взаимодействии газа с водяными парами воздуха. Пары действуют на организм как через органы дыхания, так и через кожу.Предельно допустимая концентрация в рабочих помещениях — 0,005 г/м3; при 0,015 мг/м3 происходит раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей; концентрации 0,05 — 0,07 мг/м3 переносятся с трудом.Защиту органов дыхания обеспечивают промышленные фильтрующие противогазы марки В и гражданские типа ГП-5 и ГП-7. 
Для защиты кожи используют костюмы из кислотостойкой ткани, сапоги, рукавицы, перчатки из кислотостойкой резины.     

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ — аммонийная соль серной кислоты, аммоний сернокислый

Бесцветные кристаллы. Хорошо растворим  в воде, нерастворим в ацетоне, этаноле и эфире.

В лаборатории получают действием  концентрированной серной кислоты на концентрированный раствор аммиака.

Среди основных способов получения  сульфата аммония, которые наиболее часто используются в химической промышленности, имеются следующие: процесс нейтрализации серной кислоты синтетическим аммиаком; использование аммиака из газа коксовых печей для его химической реакции с серной кислотой; получение в результате обработки гипса растворами карбоната аммония; получение при переработке отходов, остающихся после производства капролактама. Вместе с тем имеются и другие способы производства сульфата аммония, например, получение этого вещества из дымовых газов электростанций и сернокислотных заводов. Для этого в горячие газы вводят газообразный аммиак, который связывает имеющиеся в газе окислы серы в различные соли аммония, в том числе и в сульфат аммония.

Применяют как удобрение, в производстве вискозного волокна. В биохимии переосаждение сульфатом аммония является общим методом очистки белков. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E517.

Используется в технологии хлорирования воды с аммонизацией, вводится в обрабатываемую воду за несколько секунд до хлора, с хлором образует хлораммины — связывая свободный хлор, благодаря чему значительно сокращается образование хлорорганики вредной для организма человека, сокращается расход хлора, уменьшается коррозия труб водовод. Так же используется в получении марганца электролизом.

Сульфат аммония (сернокислый аммоний), формула (NH₄)₂SO₄ — азотно-серное минеральное удобрение (в Российской Федерации — ГОСТ-9097-82). Сульфат аммония содержит 21 % азота и 24 % серы. Это химически нейтральная кристаллическая соль белого цвета, хорошо растворимая в воде. Гигроскопичность её слабая, поэтому при длительном хранении не слёживается и сохраняет сыпучесть.

Оксид хрома (VI) 

Внешний вид - кристаллы, призматические или игольчатые, темно- коричнево-красного цвета.Применение: Оксид хрома (VI) применяется для получения хрома способом электролиза, для электролитического хромирования оцинкованных изделий, для производства, индиго, изатина и др. органических химических соединений, в качестве воспламенителя ракетного топлива.Хранение и транспортировка: Оксид хрома (VI)  - чрезвычайно ядовитое вещество и должен храниться в герметичной стеклянной или пластиковой таре, исключающей соприкосновение с органическими веществами. Для работы с ним обязательно использование средств индивидуальной защиты и спецодежды.

 

3.Выбросы при гальваническом производстве

3.1.Характеристика вредных веществ используемых в гальваническом производстве

В отделении гальванических процессов приходится пользоваться материалами и химикатами, многие из которых являются весьма вредными для здоровья. Воздействие вредных и опасных веществ и составов на работающих зависят от физико-химических свойств самого вещества или состава, его агрегатного состояния, класса опасности, времени и характера воздействия, путей поступления вещества в организм, наличия других вредных факторов и правильного использования средств обеспечения безопасности труда.

Химические вещества при любом пути поступления в  организм человека могут вызвать  острые или хронические заболевания  с временной потерей работоспособности. В результате воздействия химических веществ могут поражаться слизистые оболочки носа, глотки, зева, органов дыхания – бронхи, лёгкие, а также пищеварительные системы.

В отделении нанесения  гальванического покрытия железа и  хрома многие химические вещества вредно воздействуют на организм человека.

 

Загрязняющие  вещества, выделяющиеся с поверхности  электролита

Технологический процесс	Загрязняющее  Вещ-во	Максимальное количество выделяющегося загрязняющего вещества, г/(с*м2)	Коэфф-т КТ
Электрохимическая обработка металлов в растворах, содержащих хромовую кислоту концентрацией 150-300 г/л, при нагрузке на ванну I=1000А(хромирование, анодное декапирование, снятие меди и др.	Хромовый ангидрид	10*10 -3	2,0
Электрохимическая обработка  металлов в растворах, содержащих хромовую кислоту концентрацией 30-60г/л (электрополировка алюминия, стали и др.).	Хромовый ангидрид	2*10 -3	1,6
Электрохимическая обработка  металлов в растворах, содержащих хромовую кислоту концентрацией 30-100 г/л, при нагрузке на ванну I=500А, а также химическое оксидирование алюминия и магния (анодирование алюминия, анодирование магниевых сплавов и др.)	Хромовый ангидрид	1*10 -3	1,25
Химическая обработка  стали в растворах хромовой кислоты  и ее солей при температуре  раствора t>50°C (пассирование, травление, снятие оксидной пленки, наполнение в хромпике и др.)	Хромовый ангидрид	5,5*10 -6	1,0
Химическая обработка  металлов в растворах хромовой кислоты  и ее солей при температуре  раствора t< 50°C (осветление, пассивирование и др.)	Хромовый ангидрид	0 <*>	-
Химическая обработка  металлов в растворах щелочи (оксидирование  стали, химическая полировка алюминия, рыхление окалины на титане, травление  алюминия, магния и их сплавов и  др.) при температуре раствора t>100°C	Щелочь	55*10 -3	1,25
Химическая обработка металлов в растворах щелочи (оксидирование стали, химическая полировка алюминия, рыхление окалины на титане, травление алюминия, магния и их сплавов и др.) при температуре раствора t<100°C	Щелочь	55*10 -3	1,6
Электрохимическая обработка  металлов в растворах щелочи (анодное снятие шлама, обезжиривание, лужение, снятие олова, оксидироваие меди, снятие хрома и др.)	Щелочь	11*10 -3	1,6
Химическая обработка  металлов, кроме алюминия и магния, в растворах щелочи (химическое обезжиривание, нейтрализация и др.) при температуре раствора t>50°C	Щелочь	0 <*>	1
Химическая обработка  металлов, кроме алюминия и магния, в растворах щелочи (химическое обезжиривание, нейтрализация и др.) при температуре  раствора t<50°C	Щелочь	0 <*>	-
Кадмирование, серебрение, золочение и электродекапирование в цианистых растворах	Цианистый водород	5,5*10 -3	2
Химическая обработка  металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых растворах, содержащих соляную кислоту (травление, снятие шлама и др.)	Хлористый водород	80*10 -3	1,25
Химическая обработка  металлов, кроме снятия цинкового  и кадмиевого покрытия, в холодных растворах, содержащих соляную кислоту  концентрации до 200 г/л (травление, декапирование и др.)	Хлористый водород	0,3*10 -3	-
Электрохимическая обработка металлов в растворах, содержащих серную кислоту, концентрацией 150-350г/л, а также химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых ее растворах (анодирование, электрополирование, травление, снятие никеля, серебра, гидридная обработка титана и др.)	Серная кислота	7*10 -3	1,6
Меднение, лужение, цинкование и кадмирование в сернокислых  растворах при температуре раствора t<50°C, а также химическое декапирование	Серная кислота	0 <*>	-

 

<*> Количество выделяющихся  загрязняющих веществ столь невелико, что практически может не учитываться.

4. Расчетная часть.

4.1. Выбор исходных данных

Исходные данные для процесса кадмирования

Наименование	Кол-во	Размер(мм)	Общая площадь (м2)
Ванна для обезжиривания	1	800x600х1000	0,48
Ванна с горячей водой для промывки деталей	1	800x600х1000	0,48
Ванна для травления(НCl 30% раствор)	1	800x600х1000	0,48
Ванна с холодной проточной  водой для промывки деталей	2	800x600х1000	0,96
Ванна для кадмирования	1	800x600х1000	0,48
Ванна с дистиллированной водой для промывки деталей	2	800x600х1000	0,96
Ванна для пассивирования	1	800x600х1000	0,48
Стол для навешивания  деталей	1	600х400х1000	0,24
Стеллаж для деталей	2	400Х400Х800	0,16

4.2. Расчет валовых выбросов

При определении выбросов от технологических процессов и оборудования при подготовке поверхностей и нанесению покрытий используются расчетные методы с применением удельных показателей выделения загрязняющих веществ.

Расчет выделений загрязняющих веществ выполнен в соответствии с «Методикой расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при производстве металлопокрытий гальваническим способом (по величинам удельных показателей). СПб, 1998» (с учетом дополнений НИИ Атмосфера 2005 г.).

Количественная и качественная характеристика загрязняющих веществ, выделяющихся в атмосферу, приведена в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1 - Характеристика выделений загрязняющих веществ в атмосферу

Загрязняющее вещество		Максимально разовый  выброс, г/с	Годовой выброс, т/год
код	наименование
132	Кадмия сульфат	0,000103	0,0005184
150	Натрий гидроксид	0,0027181	0,0136858
203	Хрома (VI) оксид	0,002574	0,01296
303	Аммиак	0,0005434	0,002736
316	Водород хлористый	0,0032288	0,016257
351	Аммония сульфат	0,0003089	0,0015552

Исходные данные для  расчета выделений загрязняющих веществ приведены в таблице 1.1.2.

Продолжение таблицы 1.1.2
Наименование	Расчётный параметр
	Наименование		характеристика, обозначение	единица	значение
Выделение загрязняющих веществ с поверхности гальванических ванн.  Обезжиривание изделий электрохимическое.   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде газа (пара), УЗВП:         150. Натрий гидроксид мг/(с∙м²) -   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде аэрозоля, УЗВа:          150. Натрий гидроксид мг/(с∙м²) 11   Площадь зеркала ванны, FВ м² 0,48   Время работы в смену, τ час 8   Число смен за год, D день 250   Коэффициент укрытия  ванны, K1 - 1      в растворе  отсутствуют поверхностно активные  вещества       Загрузка ванны, K2 - 1   Процент заполнения объема ванны раствором, X % 70   Нанесение покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных  и барабанных ваннах, K4 - 1      отсутствует       Хромирование в автоматических и полуавтоматических линиях, K5 - 1      отсутствует       Длина воздуховода м -   Одновременность работы - да
Выделение загрязняющих веществ с поверхности гальванических ванн. Химическое травление изделий. В растворах соляной кислоты  концентрацией 300-350 г/л.   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде газа (пара), УЗВП:          316. Водород хлористый мг/(с∙м²) 4,2   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде аэрозоля, УЗВа:          316. Водород хлористый мг/(с∙м²) 1,4   Площадь зеркала ванны, FВ м² 0,48   Время работы в смену, τ час 8   Число смен за год, D день 250   Коэффициент укрытия  ванны, K1 - 1      в растворе  отсутствуют поверхностно активные  вещества       Процент заполнения объема ванны раствором, X % 70   Нанесение покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных  и барабанных ваннах, K4 - 1      отсутствует       Длина воздуховода м -   Одновременность работы - да
Нанесение металлопокрытий. Кадмирование. Материал: Состав I: Кадмий сернокислый (40-60 г/л), Аммоний сернокислый (240-260 г/л), Диспергатор НФ (50-100 мл/л), Уротропин (15-20 г/л), Препарат ОС-20 (0.7-1.2 г/л). Температура 15-25 °C.   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде газа (пара), УЗВП:          132. Кадмия сульфат мг/(с∙м²) -      303. Аммиак мг/(с∙м²) 0,38      351. Аммония сульфат мг/(с∙м²) -   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде аэрозоля, УЗВа:          132. Кадмия сульфат мг/(с∙м²) 0,2      303. Аммиак мг/(с∙м²) -      351. Аммония сульфат мг/(с∙м²) 0,6   Площадь зеркала ванны, FВ м² 1   Время работы в смену, τ час 8   Число смен за год, D день 250   Коэффициент укрытия  ванны, K1 - 1      в растворе  отсутствуют поверхностно активные вещества       Процент заполнения объема ванны раствором, X % 70   Нанесение покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных  и барабанных ваннах, K4 - 1      отсутствует       Длина воздуховода м -   Одновременность работы - да
Нанесение металлопокрытий. Хромирование. Материал: Состав I: Ангидрид хромовый (200-300 г/л), Кислота серная (2-3 г/л), Препарат *Хромин* (1-3 г/л). Температура 45-55 °C или 68-72 °C или 45-50-60 °C.   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде газа (пара), УЗВП:          203. Хрома (VI) оксид мг/(с∙м²) -   Удельное выделение  загрязняющего вещества в виде аэрозоля, УЗВа:          203. Хрома (VI) оксид мг/(с∙м²) 5   Площадь зеркала ванны, FВ м² 1   Время работы в смену, τ час 8   Число смен за год, D день 250   Коэффициент укрытия  ванны, K1 - 1      в растворе  отсутствуют поверхностно активные  вещества       Процент заполнения объема ванны раствором, X % 70   Нанесение покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных  и барабанных ваннах, K4 - 1      отсутствует       Длина воздуховода м -   Одновременность работы - да