A la indústria moderna, el tractament de la superfície metàl·lica és un pas important per millorar el rendiment, ampliar la vida útil i millorar l’aparició de materials metàl·lics. No obstant això, els processos tradicionals de tractament de la superfície metàl·lica, com els que utilitzen molt metalls pesants i dissolvents orgànics volàtils, representen una amenaça greu per al medi ambient i la salut humana. Amb la millora contínua de la consciència mediambiental global i les regulacions mediambientals cada cop més estrictes, la indústria del tractament de la superfície metàl·lica s’enfronta a una pressió de transformació sense precedents i els processos químics verds han aparegut com una nova tendència en el desenvolupament de la indústria.
Problemes ambientals dels processos tradicionals de tractament de la superfície metàl·lica
Els processos tradicionals de tractament de la superfície metàl·lica, com la passivació de crom hexavalent en electroplatació, s’utilitzen àmpliament per millorar la resistència a la corrosió dels metalls. Però el crom hexavalent és un carcinogen fort, i les seves aigües residuals i les emissions d’escapament suposen un gran dany al medi ambient i a la salut humana. En el procés de pintura, un gran nombre de recobriments a base de dissolvents orgànics contenen compostos orgànics volàtils (COVs), que poden formar fum fotoquímic durant el procés de volatilització, contaminar l’entorn atmosfèric i també causar danys al sistema respiratori d’operadors. A més, la gran quantitat de residus de residus i aigües residuals generades pels processos tradicionals, si no es tracta adequadament, pot provocar la contaminació del sòl i l’aigua i alterar l’equilibri ecològic.
El fons de desenvolupament de la tecnologia química verda
Amb l’ajustament continu de les regulacions mediambientals, com ara la regulació de la UE sobre el registre, l’avaluació, l’autorització i la restricció de productes químics (abast), s’han imposat restriccions estrictes a les emissions de contaminants a la indústria del tractament de la superfície metàl·lica. Si les empreses no fan millores del procés, s’enfrontaran al risc d’altes multes o fins i tot d’apagaments de producció. Al mateix temps, la demanda creixent de productes respectuosos amb el medi ambient dels consumidors ha impulsat les empreses a buscar mètodes de producció més respectuosos amb el medi ambient. En aquest context, els processos de química verda s’han convertit gradualment en un punt d’investigació i direcció de desenvolupament a la indústria del tractament de la superfície metàl·lica a causa dels seus avantatges de baixa contaminació, baix consum d’energia i alta seguretat.
Introducció a processos de química verda típica
Procés de passivació lliure de crom
El procés de passivació lliure de crom és una tecnologia de tractament de superfícies metàl·liques respectuosa amb el medi ambient que s’ha desenvolupat ràpidament en els darrers anys. Substitueix els compostos tradicionals de crom hexavalent per sals de titani, sals de zirconi, sals molibades, etc., i aconsegueix la prevenció de la corrosió formant una pel·lícula de passivació densa a la superfície metàl·lica. Per exemple, la pel·lícula de passivació formada per passivadors basats en el zirconi de titani a la superfície dels aliatges d’alumini té una bona resistència a la corrosió i l’adhesió i no conté metalls pesants, fent que el tractament d’aigües residuals sigui senzill. Aquest procés no només redueix el dany al medi ambient, sinó que també compleix els requisits de les restriccions de substàncies nocives per a productes electrònics i altres productes.
Procés de recobriment basat en aigua
La tecnologia de recobriment a base d’aigua és una tècnica de recobriment que utilitza l’aigua com a dissolvent o medi de dispersió. En comparació amb els recobriments tradicionals a base de dissolvents, els recobriments a base d’aigua poden reduir les emissions de VOC en més del 90%, reduint molt la contaminació de l’aire. Els recobriments a base d’aigua tenen un bon rendiment de la construcció i es poden aplicar a través de diversos mètodes com ara ruixar, raspallar i submergir -se. També tenen velocitat d’assecat ràpid i bona resistència a l’aigua, resistència a la corrosió i propietats decoratives. En el camp de la pintura automobilística, la pintura base basada en aigua i la pintura intermèdia a base d’aigua s’han utilitzat àmpliament, reduint eficaçment la contaminació ambiental en el procés de producció d’automoció.
Tecnologia de processament de plasma
El procés de tractament en plasma utilitza partícules actives al plasma per patir reaccions físiques i químiques amb la superfície metàl·lica, millorant així les propietats superficials del metall. Aquest procés no requereix l’ús de reactius químics i no produeix aigües residuals ni gasos d’escapament durant el procés de tractament, cosa que el converteix en un procés realment verd i respectuós amb el medi ambient. Per exemple, el tractament amb nitriu de plasma pot formar una capa de nitrur amb alta duresa i bona resistència al desgast a la superfície metàl·lica, millorant la vida útil del metall i el procés de tractament té un baix consum d’energia i una alta eficiència.
Els avantatges i els reptes de la tecnologia de química verda
Avantatge
Rendiment ambiental superior: redueix significativament les emissions de metalls pesants, COV i altres contaminants, reduint el dany al medi ambient i la salut humana.
Desenvolupament sostenible: els processos químics verds solen utilitzar recursos renovables o matèries primeres de baixa toxicitat, en línia amb el concepte de desenvolupament sostenible.
Millora de la qualitat del producte: Alguns processos químics verds poden millorar la qualitat de l’aspecte i l’estabilitat dels productes alhora que milloren les propietats superficials dels metalls.
Reducció de costos integrals: Tot i que alguns processos químics verds requereixen una inversió inicial d’equips inicials, a llarg termini, els costos integrals es redueixen realment a causa de la reducció dels costos del tractament ambiental i els residus de matèries primeres.
Repte
Maduració tecnològica: Alguns processos químics verds encara es troben en la investigació i el desenvolupament o en fase d'aplicació a petita escala, i cal millorar encara més l'estabilitat i la fiabilitat tècniques.
Factor de cost: els preus elevats dels equips especials i les matèries primeres necessàries per als processos de química verda donen lloc a pressions de costos per a les empreses quan s’adopten en les primeres etapes.
Normes de la indústria incompletes: Actualment, els estàndards per als processos de química verda a la indústria del tractament de la superfície metàl·lica no s’han unificat i les empreses no tenen orientació clara a l’hora de seleccionar -les i aplicar -les.
Les perspectives de desenvolupament dels processos químics verds
Amb l’avançament continu de la tecnologia i la demanda creixent de protecció ambiental, les perspectives d’aplicació dels processos químics verds a la indústria del tractament de la superfície metàl·lica són molt àmplies. En el futur, el personal de R + D continuarà optimitzant els processos de química verda existents, millorarà la seva maduresa i estabilitat tecnològiques i reduirà els costos. Al mateix temps, continuaran sorgint nous processos i materials químics verds, com ara els recobriments basats en bio i les tecnologies de tractament de la superfície nano. Les associacions de la indústria i els departaments governamentals també reforçaran la cooperació, desenvoluparan normes i normes de la indústria unificada i promouran l’aplicació generalitzada de processos químics verds.
Conclusió
La transformació de la indústria del tractament de la superfície metàl·lica cap a processos químics verds és una elecció inevitable per aconseguir un desenvolupament sostenible. Tot i que actualment els processos de química verda s’enfronten a alguns reptes en la promoció i l’aplicació, els seus avantatges es faran gradualment destacats amb la innovació contínua i la millora de la tecnologia. Les empreses haurien d’adoptar activament aquesta nova tendència en la protecció del medi ambient, augmentar la inversió en la investigació i l’aplicació de processos químics verds, no només contribuir a la protecció ambiental, sinó que també s’obté oportunitats en la competència ferotge del mercat, aconseguint una situació guanyadora per obtenir beneficis econòmics i mediambientals.