1 前言

氰化物作為絡(luò)合物電鍍液的絡(luò)合劑是電鍍工業(yè)中的重要原料，為世界各國(guó)所普遍采用。但氰化物又是劇毒化學(xué)品，其制死量?jī)H僅為5毫克，并且一旦吸收就根本無(wú)法救治。而氰化物電鍍液中的氰化物含量少則十幾克，多達(dá)一百多克，工作槽的液量少則幾十升，多達(dá)幾千升甚至上萬(wàn)升，使得這些電鍍的排水中含有氰根而對(duì)環(huán)境造成污染。對(duì)此，各國(guó)都先后出臺(tái)了治理方案和規(guī)定了排放標(biāo)準(zhǔn)。最終目標(biāo)是取消氰化物鍍種，以其它工藝技術(shù)取代這一有毒的工藝。這就是開始出現(xiàn)無(wú)氰電鍍(Cyanide-free plating, non-cyanide plating)的原因。

我國(guó)開展無(wú)氰電鍍技術(shù)開發(fā)已經(jīng)有三十多年的歷史，并且在上世紀(jì)七十年代曾經(jīng)掀起了一個(gè)高潮，也取得了一些成果，比如現(xiàn)在鋅酸鹽鍍鋅，HEDP鍍銅等。出于當(dāng)時(shí)政治運(yùn)動(dòng)式全面推廣無(wú)氰電鍍的需要，還有一些鍍種雖然工藝并不成熟，也有勉強(qiáng)上馬的，但后來(lái)都在實(shí)際生產(chǎn)中淘汰出局，氰化物電鍍?cè)诎恕⒕攀甏种匦禄爻?，且隨著我國(guó)工業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和國(guó)際加工業(yè)的轉(zhuǎn)移，使我國(guó)氰化物電鍍的用量越來(lái)越大。對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。加之氰化物的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)都必須十分注意安全，不容有絲毫疏忽。因此，國(guó)家對(duì)氰化物的銷售和使用嚴(yán)加控制，規(guī)定了嚴(yán)格的管理制度。包括限制直至取消落后的氰化物電鍍工藝。

事實(shí)上各國(guó)電鍍技術(shù)界從來(lái)都沒(méi)有停止對(duì)無(wú)氰電鍍的研究和開發(fā)。并且隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，原來(lái)沒(méi)有的新的電鍍添加劑或電鍍中間體進(jìn)入電鍍市場(chǎng)，使已有的無(wú)氰電鍍工藝的質(zhì)量進(jìn)一步提高，如象堿性無(wú)氰鍍鋅，使原來(lái)難度較大的無(wú)氰電鍍工藝有了新的進(jìn)展，如堿性無(wú)氰鍍銅。還有一些鍍種的無(wú)氰電鍍工藝有了不同程度的改進(jìn)，但還不能完全取代這些鍍種的含氰工藝。針對(duì)這種情況，有必要對(duì)目前無(wú)氰電鍍技術(shù)的現(xiàn)狀加以描述，以供從事無(wú)氰電鍍技術(shù)應(yīng)用或開發(fā)的企業(yè)或單位參考。

2 成熟的無(wú)氰電鍍工藝

2.1 鍍鋅

鍍鋅作為鋼鐵制品的陽(yáng)極性保護(hù)鍍層，是世界上使用量最大的鍍種，在我國(guó)也不例外。約占全部電鍍產(chǎn)品面積的1/3左右。由于氰化物鍍鋅有良好的分散能力，鍍層細(xì)致且鍍后鈍化性能好，鍍層脆性小，是鍍鋅中的主流工藝。加之其所用原料相對(duì)便宜，而鋼鐵制品的面積往往較大，所以鍍鋅槽的規(guī)模也是電鍍中較大的，上萬(wàn)升的鍍液是常見的，有的如機(jī)車車輛廠電鍍列車?yán)洳叵浣粨Q器的鍍鋅槽大到十萬(wàn)升。而這些大型鍍鋅的工藝恰恰都選擇的氰化物電鍍。由于鍍鋅是常用鍍種，用量也大，涉及面廣，所以推廣無(wú)氰鍍鋅有重要意義。

無(wú)氰鍍鋅在我國(guó)七十年代的無(wú)氰電鍍運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就已經(jīng)趨于成熟，到現(xiàn)在已經(jīng)是無(wú)氰電鍍中最為成熟的工藝。實(shí)現(xiàn)鍍鋅無(wú)氰化將使電鍍業(yè)氰化物用量大幅度下降，而無(wú)氰鍍鋅恰好有較好的技術(shù)背景。依據(jù)不同的需要和所采用的不同技術(shù)，無(wú)氰鍍鋅分為堿性和中性(弱酸性)、酸性三大系列。其中以堿性鍍鋅與氰化物鍍鋅的性能最為接近，并且現(xiàn)有的含氰鍍鋅可以通過(guò)低氰向無(wú)氰過(guò)渡，廠家容易接受。

堿性鍍鋅是以鋅酸鹽為主的無(wú)氰鍍鋅工藝，基本成分是氫氧化鈉和氧化鋅，而主要起作用的是電鍍添加劑，如果沒(méi)有這些添加劑，要想鍍出合格的產(chǎn)品是不可能的。從開發(fā)延用至今的有DPE、DE等工藝。現(xiàn)在更有從國(guó)外引進(jìn)的多種堿性鍍鋅工藝，從分散能力，鍍層的韌性、光亮度等方面都可與氰化物鍍鋅比美。

從無(wú)氰鍍鋅技術(shù)開發(fā)中成熟起來(lái)的另一系列的是氯化物弱酸性鍍鋅，這是以光亮添加劑為主的鍍鋅工藝，分銨鹽型和鉀鹽型兩大類，其中鉀鹽在我國(guó)已經(jīng)很盛行。尤其是滾鍍中的大多數(shù)選用了氯化鉀鍍鋅工藝。鉀鹽鍍鋅的光亮度很高，但分散能力比堿性差一些，且鍍后鈍化性能稍稍不如堿性鍍鋅，脆性也稍大。但仍是現(xiàn)在日用五金電鍍中大量采用的工藝。

還有就是硫酸鹽鍍鋅工藝，這也是在電鍍添加劑技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物。現(xiàn)在在線材電鍍業(yè)幾乎都是采用的硫酸鹽鍍鋅工藝。

由于無(wú)氰鍍鋅可供選擇的工藝較多且都已經(jīng)是成熟的工藝，所以已經(jīng)可以取代原來(lái)的氰化物電鍍工藝。對(duì)于簡(jiǎn)單產(chǎn)品，上氯化物電鍍就可以了。要求分散性能較好的，可以采用鋅酸鹽等堿性鍍鋅。線材或鑄造件可以選取用硫酸鹽鍍鋅。有條件和產(chǎn)品需要的企業(yè)可以同時(shí)上兩種或三種鍍鋅工藝，從而滿足各種不同產(chǎn)品的需要。

2.2 鍍銅

氰化物鍍銅主要是用作鋼鐵制品上的預(yù)鍍銅層，用來(lái)防止產(chǎn)生置換鍍層，也是其它鍍層的底鍍層，取其分散能力好，與基體的結(jié)合力好等。但氰化鍍銅不僅僅是要用氰化物，而且還要加溫，所以一直都有人在努力開發(fā)取代它的產(chǎn)品。在國(guó)外盛行的是焦磷酸鹽鍍銅，可以在鋼鐵基體上鍍得結(jié)合力好的鍍層，且結(jié)晶比氰化物鍍銅還細(xì)一些，由于其PH值較氰化物鍍銅低，所以特別造合用在鋅、鋁等基材上。我國(guó)沿海地區(qū)現(xiàn)在也已經(jīng)開始有廠家在采用。

現(xiàn)在以取代氰化鍍銅為目標(biāo)的無(wú)氰鍍銅是堿性無(wú)氰鍍銅工藝，國(guó)內(nèi)外的電鍍工藝公司都已經(jīng)在廣告上推出其產(chǎn)品。由于表面活性劑技術(shù)的進(jìn)步，開發(fā)出類似以往曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的含高效表面活性劑的堿性鍍銅工藝完全是可能的。由于已經(jīng)商品推出，相信用于實(shí)際生產(chǎn)只是時(shí)間問(wèn)題。

鍍銅的另一大體系是光亮酸性鍍銅，由于它不能在鋼鐵上直接電鍍而不能作為取代氰化物鍍銅的工藝。但是近來(lái)開始有人推出可直接在鋼鐵上電鍍的酸性鍍銅工藝，這是采用適合酸性條件下高效表面活性劑應(yīng)用的例子。也有開發(fā)其它無(wú)氰預(yù)鍍工藝以取代氰化物鍍銅的技術(shù)，比如HEDP鍍銅等。

由于無(wú)氰鍍銅已經(jīng)有幾種方案可以選擇，并且有已經(jīng)成熟的工藝在行業(yè)中采用，所以取消氰化物鍍銅是指日可待的。