Что происходит при гальванической обработке металлов вред
При процессе электролиза, особенно во время явления так называемой поляризации электрического напряжения системы, происходит более или менее значительное выделение с поверхности ванны пузырьков водорода, кислорода и других газов. Вместе с ними выносится в воздух и сам электролит в виде тумана, загрязняя воздух токсическими и раздражающими веществами (хромовый ангидрид, цианистый водород и пр.). Повышение плотности применяемого в гальванических ваннах тока, концентрации электролита и температуры ванны, как правило, сопровождается усилением выделения водорода и влечет за собой вынос электролита в воздух помещения.
Даже незначительные концентрации хромового ангидрида в воздухе могут вызвать более или менее значительные поражения слизистой оболочки носа. Действие на кожу может оказывать также бензин, хлорированные углеводороды и керосин, применяемые для обезжиривания изделий. Случаи отравлений цианистым водородом в гальванических цехах, как острые, так и хронические, наблюдаются исключительно редко — при случайном проливании на пол кислых растворов солей и цианистых щелочных электролитов и их смешении, если кислые и щелочные ванны располагаются смежно и не имеют в пределах цеха отдельных стоков для попавших на пол электролитов.
Экологические проблемы гальванического производства
В этом разделе будет дан ликбез по вопросу экологии гальванического производства. Это особенно актуально на Урале – гальваника в том или ином виде присутствует на всех наших заводах, а гравюра вообще невозможна без гальванических покрытий. Проблема же состоит в том, что на большинстве предприятий нет ни очистных сооружений, ни технологии бессточного производства. А основными загрязнителями являются ионы тяжелых металлов – ИТМ. Вспомним школьный курс химии…
Ионы тяжелых металлов – это цинк, никель, хром, медь, олово, свинец… и добрая часть всей таблицы Менделеева. А сливаются они потому, что рано или поздно электролиты покрытия выходят из строя, а объемы их и частота замены значительны. Конечно, проще слить все в ближайший водоем или закопать в лесу, если речь идет о 50л или 10 кг за год. Но если это десятки кубометров в неделю или тонны в месяц? Насколько мы осведомлены об этом (здесь следует упомянуть о нашем праве знать размер вреда и получать за него компенсацию)? В итоге мы имеем сотни тонн ядовитых отходов. Чем они вредны? Большинство ИТМ канцерогенны – это означает, что они вызывают рак. Они накапливаются в организме и очень медленно его покидают. Хром, например, способен впитываться даже через кожу и канцерогенное действие проявляет в чрезвычайно низких концентрациях. Здесь отметим, что наиболее вреден шестивалентный хром – основной компонент электролитов хромирования, а также пассивирования цинка.
Современная работа в гальваническом цехе должна быть максимально автоматизирована. Ведь основной риск возникновения неблагоприятных последствий во время работы с вредными веществами заключается именно в ручной работе. Кроме того, цех должен в ситуации, когда это возможно, заменять токсичные материалы на менее токсичные. Понятно, что бывают ситуации, когда опасных материалов не избежать, но все же иногда это можно сделать.
Поэтому работа в гальваническом цехе должна быть обеспечена таким образом, чтобы максимально обеспечить безопасность работников. Более подробно об этом будет рассказано в следующем разделе. В частности, для большей безопасности в аптечках гальванического цеха должно быть больше веществ, чем в обычной аптечке: обязательно должен присутствовать вазелин для смазывания внутренней части носа и рук при работе с хромом, раствор гипосульфита натрия, защитные мази и т.д. Запрещается есть и курить непосредственно в цехе, и перед тем, как это делать за его пределами, работники должны обязательно мыть руки – об этом их инструктируют.
Существуют нормы предельно допустимых концентраций ПДК вредных веществ в воздухе рабочих помещений, которые включают много вредных веществ, выделяющихся при нанесении покрытий. Для того чтобы концентрация вредных веществ не превысила допустимого предела, принимаются различные меры: оборудование цеха приточно-вытяжной вентиляцией, установка бортовых отсосов на гальванических ваннах, вытяжных шкафов.
Источниками опасности по наличию вредных веществ являются процессы приготовления растворов и электролитов, технологические процессы подготовки поверхности и нанесения покрытий, содержащие вредные вещества. Кроме того, обилие промывных ванн в помещении создает повышенную влажность, ту же вредность.
Вентиляция гальванического цеха — это одно из важнейших требований безопасности труда. Это очень важно, так как во время гальванического процесса, то есть нанесения покрытия на продукцию, в воздух выделяются вредные пары, которые опасны не только для человека, но и для помещения, где они выделяются. Из-за этого при проектировании цеха особое внимание уделяется вентиляционному оборудованию и вентиляции в целом.
С технической точки зрения это соединение таких двух веществ, как хром и кислород. Очень часто применяется в условиях химической промышленности, а потому часто называется химической кислотой. Данное вещество довольно хорошо растворяется в воде, что отлично подходит для применения в цехах, где большинство операций проводится с содержанием жидкости в той или иной степени. Хромовый ангидрид в настоящее время получил наиболее широкое распространение в трех областях: машиностроение, металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность. В зависимости от своего предназначения это вещество выпускается трех категорий: А, Б и В.
Следует отметить, что проблема обращения, в том числе и утилизации отходов гальванических производств в стране, пока стоит не на должном научно-техническом уровне. В одних случаях они используются в качестве добавок при изготовлении строительных материалов (железобетонные блоки и плиты, кирпич и др.), в других – вывозятся на полигоны ТБО, в-третьих – накапливаются в емкостях на территории промышленных предприятий и т.д. С нашей точки зрения, наиболее рациональным путем их утилизации является использование этих отходов для изготовления строительных материалов, конечно с обязательным гигиеническим исследованием их и особенно строительных материалов, изготовленных на их основе. При этом проверяется возможность десорбции отдельных ингредиентов в атмосферный воздух, элюирование их в водные растворы (имитация поступления ингредиентов с атмосферными осадками и «кислотными дождями» и др.).
Более перспективным является путь утилизации ряда отходов в строительстве, а также их использование в качестве полупродуктов в промышленности. В настоящее время около 25 % производимых в нашей стране химических отходов используется повторно. Во многих странах мира накоплен опыт по рециркуляции металлов, содержащихся в отходах, к которым, в частности, относятся и отходы гальванических производств. Например, в ФРГ повторное использование железа достигает 38%, олово – 34 % и цинка – 33 %; в США – меди – 43 %; в Великобритании – свинца – 60 % и алюминия – 33 %. Тем не менее, следует отметить, что процессы рециркуляции металлов из отходов экономически выгодны в тех случаях, когда их концентрация достаточно высока, а технология рециркуляции малоэнергоемка. Гальванические отходы, как правило, содержат относительно невысокие концентрации цветных ценных металлов. Кроме того, форма их нахождения в составе гальванических отходов и близость их химических свойств требуют понимания специальных химических методов выделения. Поэтому рециркуляция металлов из гальванических отходов является экономически не выгодным мероприятием. Единственным, перспективным, получившим развитие в других странах способом утилизации гальванических отходов, является их применение в качестве добавок в различных строительных материалах. С одной стороны, по данным отечественных и зарубежных исследователей, добавки гальванических отходов в строительных материалах улучшают эксплуатационно-технические качества последних, — с другой, не требуют экономических затрат на мероприятия, направленные на предотвращение их неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Однако при этом следует отметить, что утилизация гальванических отходов в строительные материалы требует санитарно-гигиенической оценки как самих гальванических отходов, так и материалов с их добавками. Это объясняется тем, что гальванические отходы включают в своем составе катионы биологически активных металлов, состав которых, в зависимости от производства, весьма неоднородный.
Гальваника и гальваническое покрытие: оборудование, методы, процесс, технология
Например, нанесение хрома придает твердость и антикоррозионные свойства простой стали. Эта технология широко применялась для покрытия деталей и механизмов станков. Хром кроме твердости, дает зеркальный блеск, и обеспечивает хорошую защиту от коррозии. Хром твердый, но хрупкий металл, и изготовление из него деталей и предметов не возможно. Нанесение его на поверхность гальваникой хорошая тому альтернатива, а также возможность использовать свойства хрома в обиходе.
Строгие требования предъявляют к помещению, где проходит обработка. Обязательное условие – эффективная вентиляция, проточная вода и пожарная безопасность. Работы проходят в лабораториях компании «6 микрон», которые специально оборудованы для выполнения таких заданий. Здесь созданы оптимальные микроклиматические условия, поддерживается требуемая температура и влажность воздуха. Эксперты работают в специальных защитных костюмах. Технология гальваники металла досконально изучена представителями научно-производственного предприятия.
Экологически чистое гальваническое производство
В качестве реагента используют и железосодержащие растворы. Метод получил название ферритного. Здесь очистка сточных вод основана на сорбции ИТМ магнитными гидроокисями железа и образовании ферритов. Технологически она проста. В сборник со сточными водами добавляют железный купорос, 40% едкий натр и азотный натр. Далее, для нивелирования действия рН, сточные воды нагреваются острым паром и барботируются воздухом. Через сутки осветленные воды после фильтрации направляют в канализацию.
В настоящем аналитическом обзоре Equipnet.ru необходимо упомянуть о методе электрофлотации. Он основан на взаимном «слипании» пузырьков газа, получаемого электролитически, с частицами загрязнения. На границе фаз «жидкость-газ» за счет уменьшения поверхностной образует с газовым пузырьком агрегаты, меньшей плотности, чем вода. Выталкиваемые водой, вновь образованные пары «пузырек-частица» всплывают на поверхность и накапливаются в виде флотошлама, регулярно убираемого из аппарата очистки.
VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2022
Нанесение гальванических покрытий представляет собой электрохимический процесс, при котором происходит осаждение слоя металла на поверхности изделия. В качестве электролита используется раствор солей наносимого металла. Само изделие является катодом, и при прохождении тока через раствор соли положительно заряженные ионы металла направляются к катоду (изделию), в результате чего происходит электроосаждение металла.
1. Подготовительные работы. Их цель — подготовка изделия (его поверхности) для нанесения покрытия гальваническим путем. На этой стадии технологического процесса проводится механическая обработка деталей, обезжиривание в органических растворителях, химическое и электрохимическое обезжиривание, травление и полирование.
Что же делать, когда существующее на предприятии очистное оборудование не обеспечивает эффективную очистку стоков, а новое оборудование по своим характеристикам не подходит для очистки конкретных сточных вод? Традиционный подход к решению такой задачи заключается в применении очистного оборудования со значительным запасом как по производительности, так и по универсальности, что вступает в противоречие с экономическими возможностями заводов.
Гальваническое производство является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды, главным образом поверхностных и подземных водоемов, ввиду образования большого объёма сточных вод, а также большого количества твердых отходов, особенно от реагентного способа обезвреживания сточных вод.
Цех гальваники – описание, оборудование, требования безопасности, вредность
Для такого типа цеха разрешается использовать вентиляционные трубы из полипропилена. Это обусловлено тем, что данный материал относится к группе негорючих, отличается влагонепроницаемостью, стойкостью к химическим воздействиям, а также их очень просто смонтировать как на потолке, так и на полу или стенах.
Требования пожарной безопасности к гальваническим цехам также довольно высокие. Для предотвращения пожара в таких помещениях необходимо применять системы предотвращения пожаров и пожарной защиты, которые будут соответствовать ГОСТу 12.1.004-76. Взрывобезопасность на таких участках должна быть обеспечена при помощи мер взрывопредупреждения и взрывозащиты в соответствии с ГОСТом 12.1.010-76.
При нарушении техники безопасности у рабочих Г. ц. могут наблюдаться поражения кожи (экзема, дерматозы, язвы) и изъязвления слизистой оболочки носа, иногда с прободением хрящевой части перегородки. Токсическое действие могут оказывать бензин, хлорированные углеводороды и керосин. Предупреждение и первая помощь — см. в статьях Бензин, Хлорированные углеводороды.
Основное технологическое оборудование Г. ц.— гальванические ванны (электролизеры). Электролитом являются водные растворы кислых солей металлов (сернокислые соли никеля, меди, цинка) или щелочных комплексных соединений (цианистые соединения меди, цинка, кадмия и других металлов). Воздух Г. ц. может загрязняться аэрозолями конденсации кислот и щелочей, окислами азота (см.), хромовым ангидридом (см. Хром), соединениями фтора (см.) и др.
При необходимости металл дополнительно обезжиривается и чистится. Полировка возможна только в небольшом объеме и только на простых деталях. Если необходимо получить зеркальное покрытие на изделии, нужно предварительно его отполировать у ювелира или самостоятельно. Только таким способом можно получить идеально ровное гальваническое покрытие. Целостность изделия при нанесении гальванического покрытия не нарушается. Если деталь сложная, то обязательно требуется разборка на отдельные детали до процесса гальваники.
На этом этапе гальваника окончена, но часто требуется провести и дополнительную доработку.
Вопросы охраны труда работников гальванических цехов
Среди поражений кожного покрова у рабочих гальванических цехов на первом месте по частоте стоят экземы и дерматиты у никелировщиков, вызываемые солями никеля. Обезжиривание кожи рук под влиянием щелочей и органических растворителей, а также повышенная температура ванны и большая плотность тока усиливают чувствительность к никелю. Заболевания кожи рук у хромировщиков в виде хромовых язв, изъязвлений, экзем и дерматитов встречаются относительно редко. Гораздо чаще, чем поражение кожи рук, у хромировщиков наблюдается поражение слизистой оболочки носа и верхних дыхательных путей.
Соединения металлов вызывают хронические отравления, кислоты и щелочи — ожоги. Кроме того, длительное воздействие растворов электролитов на кожу приводит к хроническим заболеваниям кожного покрова, а длительное вдыхание веществ, входящих в состав электролитов — к специфическим поражениям дыхательных путей. Например, воздействие хромового ангидрида, применяемого в процессе хромирования вызывает серьезные заболевания слизистой оболочки носа вплоть до перфорации хрящевой части носовой перегородки.
В стоматологии применяются электрохимические и гальванические технологии, которые позволяют расширить возможности техников и модернизировать типичные материалы для изготовления протезов. Методы актуальны для повышения эстетики, а так же достижения максимальной степени гигиеничности готовых изделий. За счет возможности изоляции более активного вещества, минимизируется вред некоторых видов соединений, исключается воздействие на протезное ложе и организм пациента. Не все материалы подвержены воздействиям, например, каркас коронки из диоксида циркония.
⭐ ⭐ ⭐ ⭐ ⭐ Доброго времени суток, дорогие читатели блога, прямо сейчас мы будем постигать возможно самую необходимую и интересующую Вас тему — Гальванопластика Какой Вред. После прочтения у Вас могут остаться вопросы, поэтому лучше всего задать их в комметариях ниже.
