Galwanizacja to proces elektrochemiczny stosowany do pokrywania powierzchni metalowych cienką warstwą innego metalu. Celem jest poprawa właściwości materiału bazowego, takich jak ochrona przed korozją, twardość, przewodność lub aspekty estetyczne.

Zaplecze techniczne

Przedmiot obrabiany jest zanurzony jako katoda w kąpieli galwanicznej zawierającej wodny roztwór jonów metali. Zewnętrzne źródło prądu stałego zapewnia, że jony metalu z roztworu są redukowane i osadzane na powierzchni przedmiotu obrabianego. Typowe metale powlekające to cynk, nikiel, chrom, miedź i srebro.

Etapy procesu

1. Przygotowanie powierzchni:

   • Czyszczenie mechaniczne, np. szlifowanie lub szczotkowanie.
   • Czyszczenie chemiczne poprzez odtłuszczanie i wytrawianie w celu usunięcia tlenków i zanieczyszczeń.

2. Kąpiel galwaniczna:

   • Skład elektrolitu: sole metali, kwasy, dodatki poprawiające właściwości powłoki.
   • Temperatura i wartość pH są precyzyjnie kontrolowane w celu regulacji szybkości osadzania i jakości warstwy.

3. Powłoka:

   • Prąd stały jest stosowany, powodując osadzanie się jonów metalu na katodzie.
   • W tym samym czasie materiał anody, który dostarcza jony metalu, jest utleniany na anodzie.

4. Leczenie uzupełniające:

   • Płukanie, suszenie i, w razie potrzeby, obróbka cieplna w celu optymalizacji właściwości powłoki.

Obszary zastosowania

• Przemysł motoryzacyjny: Ochrona antykorozyjna części karoserii samochodowych poprzez galwanizację.
• Elektronika: Poprawa przewodności i lutowności komponentów poprzez złocenie lub srebrzenie.
• Inżynieria mechaniczna: Ochrona przed zużyciem dzięki powłokom chromowym lub niklowym.
• Przemysł jubilerski: Estetyczne uszlachetnienie poprzez złocenie lub rodowanie.

Aspekty środowiskowe i bezpieczeństwa

Procesy galwaniczne generują ścieki zawierające metale ciężkie i kwasy. Muszą być one oczyszczane w specjalnych oczyszczalniach ścieków, często w połączeniu z procesami strącania i flokulacji. Zgodność z wymogami prawnymi niemieckiego rozporządzenia w sprawie ścieków jest niezbędna.

Oczyszczanie ścieków w galwanotechnice

Ścieki z przemysłu galwanicznego często zawierają wysokie stężenia metali ciężkich, kwasów, zasad i organicznych środków kompleksujących. Stanowią one znaczne obciążenie dla środowiska i muszą być kompleksowo oczyszczone przed zrzutem lub ponownym użyciem. Oczyszczanie ścieków w przemyśle galwanicznym obejmuje kilka etapów, które są specjalnie zaprojektowane do usuwania różnych zanieczyszczeń.

1. wytrącanie neutralizujące

Pierwszy etap oczyszczania ścieków obejmuje neutralizację i strącanie. Kwasy lub zasady są dodawane w celu regulacji wartości pH ścieków. Przy optymalnej wartości pH metale ciężkie wytrącają się w postaci słabo rozpuszczalnych wodorotlenków. Można je następnie usunąć poprzez sedymentację lub filtrację.

Osad powstający podczas wytrącania i filtracji zawiera wysokie stężenia metali ciężkich i musi być usuwany zgodnie z wymogami prawnymi. Mechaniczne odwadnianie za pomocą komorowych pras filtracyjnych lub dekanterów zmniejsza objętość osadu i ułatwia dalszą obróbkę.

2. procesy chemiczno-fizyczne

Procesy chemiczno-fizyczne, takie jak dodawanie środków strącających i flokulantów, przyczyniają się do dalszego oczyszczania ścieków. Procesy te są szczególnie skuteczne w usuwaniu drobnych cząstek i związków metali ciężkich, które nie zostały całkowicie oddzielone przez neutralizację.

Redukcja chromianów

Ścieki galwaniczne często zawierają sześciowartościowy chrom (Cr(VI)), który jest wysoce toksyczny. Redukcję do trójwartościowego chromu (Cr(III)) uzyskuje się za pomocą środków redukujących, takich jak wodorosiarczyn sodu. Cr(III) jest następnie usuwany w postaci wodorotlenku chromu poprzez neutralizację wytrącania.