矽烷廢水如何處理

1. 含 硅氧烷 廢水 污水 如何處理

(1)將粉末狀的生石灰放入所述儲料倉中，同時將待處理的含硅廢水通過所述進水管加入所述機體內;
(2)通過所述控制鍵盤發送工作指令，並通過所述控制主機控制所述電磁閥一打開將生石灰通過所述出料管排入所述機體內的含硅廢水中，生石灰應過量加入;
(3)之後通過所述控制鍵盤控制所述電磁閥一關閉並控制所述伺服電機工作，所述伺服電機通過所述轉軸帶動所述攪拌葉片轉動來對所述機體內的含硅廢水進行攪拌，使其充分反應;
(4)通過所述控制鍵盤設置預定加熱溫度值並控制所述電加熱板工作來對含硅廢水進行加熱，同時所述溫度感測器工作獲取所述機體內含硅廢水的實時溫度信息並回傳給所述控制主機;
(5)所述控制主機將實時溫度信息與預定加熱溫度值進行對比，當實時溫度信息與預定加熱溫度值相同時，所述控制主機控制所述電加熱板穩定工作;
(6)所述伺服電機攪拌40min後停止工作，同時所述電加熱板停止工作;
(7)靜置15min後，通過所述控制鍵盤控制所述離子感測器工作實時獲取所述機體內含硅廢水中的硅離子的濃度信息並回傳至所述控制主機，所述控制主機將硅離子的濃度信息傳遞至所述顯示屏上實時顯示供使用者觀察判斷;
(8)若硅離子的濃度信息不符合排放標准，需重復步驟(1)到(7)，若硅離子的濃度信息符合排放標准，則含硅廢水處理完成，通過所述控制鍵盤控制所述吸泵工作將處理完成的水通過所述排水管路輸送至所述出水管排出到外界;
(9)排水完成後，通過所述控制鍵盤控制所述電磁閥二打開，將所述機體內沉降的污物通過所述排污管排出到外界。

2. 廢水如何處理

1、用物理處理法處理廢水。回收並分離廢水中的可溶性物體，可以採用重力分離、離心分離等。2、用化學處理法處理廢水。通過化學反應分離廢水，需要不斷的消耗化學原料，消耗大但成本低、操作簡便。3、用篩濾法處理廢水。用篩網等設備去除廢水中的懸浮污染物。4、用沉澱法處理廢水。利用重力沉積分離懸浮污染物和廢水。5、用活性污泥去除廢水。用廢水中的有機污染物，在持續供養的條件下將微生物混合培養，從而形成活性污泥，達到去除廢水的作用。

3. 金屬表面硅烷處理有什麼特點

硅烷化處理劑是以有機硅烷為主要原料對金屬或非金屬材料進行表面處理的過程。硅烷化處理與傳統磷化相比具有以下多個優點：無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫。硅烷處理過程不產生沉渣，處理時間短，控制簡便。處理步驟少，可省去表調工序，槽液可重復使用。有效提高油漆對基材的附著力。可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。

但以上兩種處理方法均存在較大缺陷。在環保方面：磷化含鋅、錳、鎳等重金屬離子並且含有大量的磷，鉻鈍化處理本身就含有嚴重毒性的鉻，已不能適應國家對於塗裝行業的環保要求。在使用成本方面：磷化處理過程中會產生大量磷化渣，需要一套除渣裝置與之配套。並且磷化使用溫度大多為30-50℃，因此還需要輔助加熱設備及熱源對磷化槽進行加熱。同時磷化及鉻鈍化後需要大量溢流水對工件進行漂洗。由於在環保性及使用成本方面存在缺陷，一種新型的環保、節能、低排放、低使用成本的噴漆前處理技術成為國內外廣大業內技術人員研究的重點。美國已於上世紀90年代就開始對金屬硅烷前處理技術進行理論研究，歐洲於上世紀90年代中期也開始著手對於硅烷進行試探性研究。我國在本世紀初迫於環保方面的巨大壓力，各大研究機構及生產企業也著手對硅烷進行研究。

4. 四甲基硅烷的應急處理處置方法

一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土、乾燥石灰或蘇打混合。也可以用不燃性分散劑製成的乳液刷洗，洗液稀釋後放入廢水系統。大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。
二、防護措施
呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，應該佩戴過濾式防毒面具(全面罩)、自給式呼吸器或通風式呼吸器。
眼睛防護：必要時，戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿防靜電工作服。
手防護：戴乳膠手套。
其它：工作現場嚴禁吸煙。工作畢，淋浴更衣。注意個人清潔衛生。
三、急救措施
皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐，就醫。

5. 如何解決在含硅廢水處理中出現氣泡的問題（絮凝劑為聚合氯化鋁鐵）

加消泡劑是最有效的辦法。

6. 廢水處理的基本方法有哪些

廢水中污染物多種多樣，從污染物形態分，有溶解性的、膠體狀的和懸浮狀的污染物。從化學性質分，有有機污染物和無機污染物。有機污染物從生物降解的難易程度又可分為可生物降解的有機物和不可生物降解的有機物。廢水處理即是利用各種技術措施將各種形態的污染物從廢水中分離出來，或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，從而使廢水得以凈化的過程。根據所採用的技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理方法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三大類。

1.廢水的物理處理法廢水的物理處理法是利用物理作用來進行廢水處理的方法，主要用於分離去除廢水中不溶性的懸浮污染物。在處理過程中廢水的化學性質不發生改變。主要工藝有篩濾截留、重力分離（自然沉澱和上浮）、離心分離等，使用的處理設備和構築物有格柵和篩網、沉砂池和沉澱池、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。

（1）格柵與篩網格柵是由一組平行的金屬柵條製成的具有一定間隔的框架。將其斜置在廢水流經的渠道上，用於去除廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，以防止後續處理構築物的管道閥門或水泵受到堵塞。篩網是由穿孔濾板或金屬網構成的過濾設備，用於去除較細小的懸浮物。

（2）沉澱法沉澱法的基本原理是利用重力作用使廢水中重於水的固體物質下沉，從而達到與廢水分離的目的。這種工藝處理效果好，並且簡單易行。因此，在廢水處理中應用廣泛，是一種重要的處理構築物。在廢水處理中，沉澱法主要應用於：①在沉砂池去除無機砂粒；②在初次沉澱池中去除重於水的懸浮狀有機物；③在二次沉澱池去除生物處理出的生物污泥；④在混凝工藝之後去除混凝形成的絮凝體；⑤在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。

（3）氣浮法用於分離比重與水接近或比水小，靠自重難以沉澱的細微顆粒污染物。其基本原理是在廢水中通入空氣，產生大量的細小氣泡，並使其附著於細微顆粒污染物上，形成比重小於水的浮體，上浮至水面，從而達到使細微顆粒與廢水分離的目的。

（4）離心分離使含有懸浮物的廢水在設備中高速旋轉，由於懸浮物和廢水質量不同，所受的離心不同，從而可使懸浮物和廢水分離的方法。根據離心力的產生方式，離心分離設備可分為旋流分離器和離心機兩種類型。

2.廢水的化學處理法化學處理法是利用化學反應來分離、回收廢水中的污染物，或將其轉化為無害物質，主要工藝有中和、混凝、化學沉澱、氧化還原、吸附、離子交換等。

（1）中和法中和法是利用化學方法使酸性廢水或鹼性廢水中和達到中性的方法。在中和處理中，應盡量遵循「以廢治廢」的原則，優先考慮廢酸或廢鹼的使用，或酸性廢水與鹼性廢水直接中和的可能性。其次才考慮採用葯劑（中和劑）進行中和處理。

（2）混凝法混凝法是通過向廢水中投入一定量的混凝劑，使廢水中難以自然沉澱的膠體狀污染物和一部分細小懸浮物經脫穩、凝聚、架橋等反應過程，形成具有一定大小的絮凝體，在後續沉澱池中沉澱分離，從而使膠體狀污染物得以與廢水分離的方法。通過混凝，能夠降低廢水的濁度、色度，去除高分子物質，呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質。

（3）化學沉澱法化學沉澱法是通過向廢水中投入某種化學葯劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質發生反應，形成難溶鹽沉澱下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。化學沉澱法一般用於含重金屬工業廢水的處理。根據使用的沉澱劑的不同和生成的難溶鹽的種類，化學沉澱法可分為氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法和鋇鹽沉澱法。

（4）氧化還原法氧化還原法是利用溶解在廢水中的有毒有害物質在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它們轉變為無毒無害物質的方法。廢水處理使用的氧化劑有臭氧、氯氣、次氯酸鈉等，還原劑有鐵、鋅、亞硫酸氫鈉等。

（5）吸附法吸附法是採用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相界面上的物質傳遞，使廢水中的污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。

（6）離子交換法離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換水處理法是利用離子交換劑對物質的選擇性交換能力去除水和廢水中的雜質和有害物質的方法。

（7）膜分離可使溶液中一種或幾種成分不能透過，而其他成分能透過的膜，稱為半透膜。膜分離是利用特殊的半透膜的選擇性透過作用，將廢水中的顆粒、分子或離子與水分離的方法，包括電滲析、擴散滲析、微過濾、超過濾和反滲透。

3.廢水的生物處理法在自然界中，棲息著巨量的微生物。這些微生物具有氧化分解有機物並將其轉化成穩定無機物的能力。廢水的生物處理法就是利用微生物的這一功能，並採用一定的人工措施，營造有利於微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化、分解有機物的能力，從而使廢水中的有機污染物得以凈化的方法。根據採用的微生物的呼吸特性，生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。根據微生物的生長狀態，廢水生物處理法又可分為懸浮生長型（如活性污泥法）和附著生長型（生物膜法）。

（1）好氧生物處理法好氧生物處理是利用好氧微生物，在有氧環境下，將廢水中的有機物分解成二氧化碳和水。好氧生物處理效率高，使用廣泛，是廢水生物處理中的主要方法。好氧生物處理的工藝很多，包括活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等工藝。

（2）厭氧生物處理法厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術，最終產物為甲烷、二氧化碳等。多用於有機污泥、高濃度有機工業廢水，如啤酒廢水、屠宰廠廢水等的處理，也可用於低濃度城市污水的處理。污泥厭氧處理構築物多採用消化池，最近20多年來，開發出了一系列新型高效的厭氧處理構築物，如升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧濾池等。

（3）自然生物處理法自然生物處理法即利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術。主要特徵是工藝簡單，建設與運行費用都較低，但凈化功能易受到自然條件的制約。主要的處理技術有穩定塘和土地處理法。

4.廢水處理工藝流程由於廢水中污染物成分復雜，單一處理單元不可能去除廢水中全部污染物，常需要多個處理單元有機組合成適宜的處理工藝流程。確定廢水處理工藝的主要依據是所要達到的處理程度。而處理程度又主要取決於原廢水的性質、處理後廢水的出路以及接納處理後廢水水體的環境標准和自凈能力。

（1）城市廢水的一般處理工藝流程其主要任務是去除城市廢水中含有的懸浮物和溶解性有機物。一般處理工藝流程，根據不同的處理程度，可分為預處理、一級處理、二級處理和三級處理。

①預處理：主要工藝包括格柵、沉砂池，用於去除城市污水中的粗大懸浮物和比重大的無機砂粒，以保護後續處理設施正常運行並減輕負荷。

②一級處理：一級處理一般為物理處理，主要去除污水中的懸浮狀固體物質。懸浮物去除率為50％～70％，有機物去除率為25％左右，一般達不到排放標准。因此一級處理屬於二級處理的前處理。主要工藝為沉澱池。

③二級處理：二級處理為生物處理，用於大幅度去除污水中呈膠體或溶解性的有機物，有機物去除率可達90％以上，處理後出水BOD可降至20～30毫克/升，達到國家規定的污水排放標准。主要工藝有活性污泥法、生物膜法等。

④三級處理：在二級處理之後，用於進一步去除殘存在廢水中的有機物和氮磷，以滿足更嚴格的廢水排放要求或回用要求。採用的工藝有生物除氮脫磷法，或混凝沉澱、過濾、吸附等一些物化方法。

（2）工業廢水的處理工藝流程由於工業廢水水質成分復雜，且隨行業、生產工藝流程、原料的變化而變化，故沒有通用的工藝流程。

7. 硅烷處理劑的硅烷處理與磷化的比較

硅烷處理與磷化及鉻鈍化比較在工位數量、處理條件、使用成本以及與漆膜附著力性能方面優勢明顯。並且在環保方面更適應國家對於各家電塗裝生產企業的要求，真正達到節能減排的目的。 硅烷化處理對傳統磷化處理在操作工藝上有所改進，在工藝過程方面現有磷化處理線無需改造即可投入硅烷化生產。表1對傳統磷化工藝和硅烷化處理進行比較。
表1 磷化與硅烷化工位布置比較 傳統磷化 硅烷化①預脫脂 ★ ★ ②脫脂 ★ ★ ③水洗 ★ ★ ④水洗 ★ ★ ⑤表調 ★ ☆ ⑥表面成膜 ★ ★ ⑦水洗 ★ ☆ ⑧水洗 ★ ☆ 註：★ 需要 ☆ 不需要
由表1可見，硅烷化處理與磷化處理相比較可省去表調及磷化後兩道水洗工序。因硅烷化處理時間短，因此在原有磷化生產線上無需設備改造，只需調整部分槽位功能即可進行硅烷化處理：（1）對於懸鏈輸送方式改造，可將①預脫脂、②脫脂、④水洗、保留；③水洗改為脫脂槽；⑤表調、⑥磷化改為水洗槽；⑦水洗改為硅烷化處理；⑧備用。在改換槽位功能的同時提高鏈速進行生產，以加快前處理生產節拍，提高生產率。改造後工位設置見圖2所示。
1.預脫脂 2.脫脂 3.脫脂 4.水洗 5.水洗 6.水洗 7.硅烷化 8備用
處理條件方面比較
傳統磷化處理因沉渣、含磷及磷化後廢水等環保問題，一直是各塗裝生產企業為之困擾的問題。隨著國家對環保及節能減排的重視程度不斷提高，在未來時間里，塗裝行業的環保及能耗問題會越來突出。硅烷技術的推出，對於整個塗裝行業的前處理環保及節能降耗問題，進行了革命性的改善。表2將傳統磷化與硅烷化處理的使用條件進行比較。
表2 磷化與硅烷化處理條件比較 傳統磷化 硅烷化 使用溫度 35-40℃ 常溫 處理過程是否產生沉渣 有 無 倒槽周期 3 -6個月 6-12個月 是否需要表調 有 無 處理後水洗 有 無 由表2可見，在使用溫度方面，由於硅烷成膜過程為常溫化學反應，因此在日常使用中槽液無需加熱即可達到理想處理效果。此方面與磷化處理比較，為應用企業節省了大量能源並減少燃料廢氣排放；另一方面硅烷化反應中無沉澱反應，所以在日常處理中不產生沉渣，消除了前處理工序中的固體廢物處理問題並有效地延長了槽液的倒槽周期；此外，硅烷化處理對前處理工位設置進行了優化，省去傳統表調及磷化後水洗工序。通過此項優化，大大減輕了塗裝企業的污水處理的壓力 因成膜原理的差異，硅烷化處理與磷化相比在使用溫度上就已有較大幅度的降低，省去表調工序。並且在其他涉及生產成本方面，硅烷化相比較磷化也有著明顯的優勢。表3在使用成本方面將硅烷化與磷化相比較。
表3 磷化與硅烷化使用成本比較 傳統磷化 硅烷化 配槽用量 60-70kg/噸 30-50kg/噸 每公斤濃縮液處理面積 30-40m 200-300m 處理時間 4-5min 0.5-2min 是否需要除渣槽 是 否 使用硅烷化工藝能省去磷化加溫設備、除渣槽、板框壓濾機及磷化污水處理等設備，節省設備初期投入。在配槽用量方面硅烷化較磷化也減少20%-50%，更關鍵的是在每平方單耗方面硅烷化的消耗量為傳統磷化的15%-20%。在減少單位面積消耗量的同時，在處理時間上硅烷化較磷化也有較大幅度的縮短，從而提高生產率，減少設備持續運作成本。 因為各種磷化及硅烷化的成膜機理大有不同，因此金屬表面的膜層狀態及形貌也各不相同。從微觀形貌方面，通過電子掃描電鏡（SEM）圖3觀察可發現在金屬表面生成的膜層的區別。
金屬裸板 鐵系磷化
鋅系磷化 硅烷化
由以上電鏡照片可明顯看出，各種處理之間膜層形貌存在較大差異。其中鋅系磷化槽液主體成份是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促進劑等。形成的磷化膜層主體組成（鋼鐵件）成分為Zn3(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈樹枝狀、針狀、孔隙較多。相比較鋅系磷化而言，傳統鐵系磷化槽液主體組成：Fe2+、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵工件）：Fe5H2(PO4)4·4H2O,磷化膜厚度大，磷化溫度高，處理時間長，膜孔隙較多，磷化晶粒呈顆粒狀。硅烷化處理為有機硅烷與金屬反應形成共價鍵反應原理，硅烷本身狀態不發生改變，因此在成膜後，金屬表面無明顯膜層物質生成。通過電鏡放大觀察，金屬表面已形成一層均勻膜層，該膜層較鋅系磷化膜薄，較鐵系磷化膜均勻性有很大提高此膜層即為硅烷膜。 冷軋板是目前家電企業用途最為廣泛的金屬材料，但冷軋板沒有鍍鋅板那樣的鍍鋅層、熱軋板的氧化皮及鋁板的氧化膜保護，因此冷軋板的耐腐蝕性能依賴於塗裝的保護。對已塗覆冷軋板試片採用500小時鹽水（5%濃度）浸泡試驗，檢驗各種經過不同前處理工藝靜電粉末噴塗後（漆膜平均厚度為50±2μm）的耐鹽水性能。由試驗結果可看出，在鹽水浸泡500小時後各種處理的試片都無變化。由此可知，各種處理方式對於工件的耐鹽水腐蝕性能無明顯差別。為檢驗各種處理工藝的附著力表現，對經過500小時鹽水（5%濃度）浸泡試驗後的試片進行附著力比較實驗，具體實施為圖4所示。
鐵系磷化 鋅系磷化 硅烷化
通過附著力比較試驗結果後可以明顯看到，鐵系磷化可剝離寬度較鋅系磷化與硅烷化差別明顯。鐵系磷化為大面積可剝離，而鋅系磷化與硅烷化處理板其可剝離寬度基本為零。因此可明顯看出鋅系磷化和硅烷化處理與漆膜附著力相當，同時兩者附著力明顯優於鐵系磷化。採用硅烷化處理效果與鋅系磷化效果在耐鹽水及附著力方面相當。 鍍鋅板目前因其本身具有較高耐腐蝕性能已被廣大高質量家電企業所採用。為檢驗硅烷化處理對於鍍鋅板的耐腐蝕性能以及附著力表現，設計試驗對鍍鋅試片採用各種前處理工藝，並對其噴塗相同厚度的粉末塗料進行塗裝，通過500小時鹽霧試驗對其進行附著力比較。
根據GB/T10125人造氣氛腐蝕試驗--鹽霧試驗對試驗鍍鋅試片進行500小時中性鹽霧試驗。試片漆膜平均厚度為70±2μm。對鍍鋅板進行附著力比較試驗，同樣用劃刀延劃叉部位向邊緣部位剝離，考察其可剝離寬度。圖5所示為此項試驗結果。
普通鋅系磷化 鍍鋅專用磷化 硅烷化
通過試驗結果可以看出，普通鋅系磷化可剝離寬度最大，鍍鋅專用磷化可剝離寬度較普通鋅系磷化小，硅烷化可剝離寬度幾乎為零，附著力表現最佳。由此可得出結論，在鍍鋅板上運用硅烷化處理工藝後，可顯著提高鍍鋅板與漆膜間的附著力，提高鍍鋅塗裝產品的質量。 鋁及鋁合金材料本身具有重量輕、高強度等優點，目前已被家電零部件配套廠商所使用，傳統的鋁材表面處理主要為陽極氧化和鉻鈍化兩種。但陽極氧化處理存在使用成本高，設備投入大等缺點，而鉻鈍化本身存在對環境的巨大危害性。硅烷處理本身為環保型處理產品，對環境友好，同時使用成本與鉻鈍化相當，大大低於陽極氧化成本，因此可看做為鋁件塗裝前處理的理想替代產品。
根據GB/T1720漆膜附著力測定法，對鋁板進行不同處理並塗覆聚酯粉末塗料（厚度50±2μm），溫水（40±2℃）浸泡1200小時後，對其進行劃圈試驗。.通過試驗結果可以看出，未處理板為7級；鉻鈍化板為4級；硅烷處理板為1級。硅烷處理附著力最佳。

8. 硅烷預處理工藝流程是什麼

工藝流程：

一、預脫脂—主脫脂—水洗—水洗—純水洗—硅烷處理—純水洗—純水洗—電泳

二、預脫脂—主脫脂—水洗—水洗—純水洗—硅烷處理—純水洗—乾燥—粉末塗裝

硅烷處理劑建槽：

一、硅烷處理劑建槽前要確保槽內清潔、無渣殘留、無污物或其它化學品殘留。檢查噴嘴有沒有堵塞，角度是否正確。如有必要，清洗整個設備。清洗結束必須檢查水洗水中磷的含量，要求磷含量小於10ppm。

二、測槽體積，在槽內注入電導率小於30μs/cm的去離子水到70%液位。

三、每1000升槽體積添加50公斤硅烷處理劑，然後再添加2公斤中和劑。

四、用去離子水將槽液補充到工作液位。

備註：

1、槽液工作PH值應保持在3.8—4.6之間，電導率控制在1500μs/cm左右。

2、硅烷處理劑添加時要用泵緩慢均勻添加，同時監測PH值和電導率。

槽液參數：

建槽去離子水：電導率＜30μs/cmCl⁻＜10ppm

槽液溫度：室溫—40℃

PH值：3.8—4.6

電導率上限：～5500μs/cm

硅烷處理時間：30—180秒

硅烷處理劑槽液控制：

1、必須維持好硅烷處理劑濃度以達到最佳效果。

2、槽液濃度通過監測PH值、電導率、活化物點來控制。

3、PH值和電導率每天要多次測量，測量PH要求採用對氟離子穩定的PH計（在PH=4和PH=6.86標定），維持槽液PH值在3.8—4.6之間。

4、活化物點檢測間隔可以稍長，根據處理工件量來確定。

5、槽液應該保持有溢流（一般每周10%），最佳補槽是通過控制槽液中的有效成分和污物的平衡來自動添加。浸漬使用時必須有溢流或定期排放部分槽液，以保持槽液平衡。

9. 硅烷化反應原理

金屬表面處理環保新技術——硅烷化處理

[摘要] 硅烷化處理是以有機硅烷水溶液為主要成分對金屬或非金屬材料進行表面處理的過程。在塗裝行業，塗裝前的表面處理以磷化為主，硅烷化處理與傳統磷化相比具有節能、環保和降低成本的優點。本文簡述了硅烷化處理的特點、基本原理、施工工藝等。

[關鍵詞] 硅烷；表面處理；磷化
硅烷化處理是以有機硅烷為主要原料對金屬或非金屬材料進行表面處理的過程。硅烷化處理與傳統磷化相比具有以下多個優點：無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫。硅烷處理過程不產生沉渣，處理時間短，控制簡便。處理步驟少，可省去表調工序，槽液可重復使用。有效提高油漆對基材的附著力。可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材
0 基本原理
硅烷含有兩種不同化學官能團，一端能與無機材料（如玻璃纖維、硅酸鹽、金屬及其氧化物）表面的羥基反應生成共價鍵；另一端能與樹脂生成共價鍵，從而使兩種性質差別很大的材料結合起來，起到提高復合材料性能的作用。硅烷化處理可描述為四步反應模型，（1）與硅相連的3個Si-OR基水解成Si-OH；（2）Si-OH之間脫水縮合成含Si-OH的低聚硅氧烷；（3）低聚物中的Si-OH與基材表面上的OH形成氫鍵；（4）加熱固化過程中伴隨脫水反應而與基材形成共價鍵連接，但在界面上硅烷的硅羥基與基材表面只有一個鍵合，剩下兩個Si-OH或者與其他硅烷中的Si-OH縮合，或者游離狀態。
為縮短處理劑現場使用所需熟化時間，硅烷處理劑在使用之前第一步是進行一定濃度的預水解。
①水解反應：
在水解過程中，避免不了在硅烷間會發生縮合反應，生成低聚硅氧烷。低聚硅氧烷過少，硅烷處理劑現場的熟化時間延長，影響生產效率；低聚硅氧烷過多，則使處理劑渾濁甚至沉澱，降低處理劑穩定性及影響處理質量。

②縮合反應：

成膜反應是影響硅烷化質量的關鍵步驟，成膜反應進行的好壞直接影響塗膜耐蝕性及對漆膜的附著力。因此，對於處理劑的PH值等參數控制顯的尤為重要。並且對於硅烷化前的工件表面狀態提出了更高的要求：1、除油完全；2、進入硅烷槽的工件不能帶有金屬碎屑或其他雜質；3、硅烷化前處理最好採用去離子水。

③成膜反應：

其中R為烷基取代基，Me為金屬基材

成膜後的金屬硅烷化膜層主要由兩部分構成：其一即在金屬表面，硅烷處理劑通過成膜反應形成反應③產物，二是通過縮合反應形成大量反應②產物，從而形成完整硅烷膜，金屬表面成膜狀態微觀模型可描述為圖1所示結構。

1 硅烷處理與磷化的比較

隨著塗裝行業中環保壓力的逐漸增大，環保型塗裝前處理產品以代替傳統磷化如今顯的尤為重要。硅烷前處理技術做為磷化替代技術之一，目前已引起了世界塗裝行業的廣泛關注。與傳統磷化相比，硅烷處理技術具有環保性（無有毒重金屬離子）、低能耗（常溫使用）、低使用成本（每公斤處理量為普通磷化的5-8倍），無渣等優點。

美國已於上世紀90年代就開始對金屬硅烷前處理技術進行理論研究，歐洲於上世紀90年代中期也開始著手對於硅烷進行試探性研究。我國在本世紀初迫於環保方面的巨大壓力，各大研究機構及生產企業也著手對硅烷進行研究。

1.1 工位工序方面比較

硅烷化處理對傳統磷化處理在操作工藝上有所改進，在工藝過程方面現有磷化處理線無需改造即可投入硅烷化生產。表1對傳統磷化工藝和硅烷化處理進行比較。
傳統磷化硅烷化
傳統磷化 硅烷化
①預脫脂 ★ ★
②脫脂 ★ ★
③水洗 ★ ★
④水洗 ★ ★
⑤表調 ★ ☆
⑥表面成膜 ★ ★
⑦水洗 ★ ☆
⑧水洗 ★ ☆
註：★—需要☆—不需要
表1 磷化與硅烷化工位布置比較
由表1可見，硅烷化處理與磷化處理相比較可省去表調及磷化後兩道水洗工序。因硅烷化處理時間短，因此在原有磷化生產線上無需設備改造，只需調整部分槽位功能即可進行硅烷化處理：（1）對於懸鏈輸送方式改造，可將①預脫脂、②脫脂、④水洗、保留；③水洗改為脫脂槽；⑤表調、⑥磷化改為水洗槽；⑦水洗改為硅烷化處理；⑧備用。在改換槽位功能的同時提高鏈速進行生產，以加快前處理生產節拍，提高生產率。
1.2 處理條件方面比較
傳統磷化處理因沉渣、含磷及磷化後廢水等環保問題，一直是各塗裝生產企業為之困擾的問題。隨著國家對環保及節能減排的重視程度不斷提高，在未來時間里，塗裝行業的環保及能耗問題會越來突出。硅烷技術的推出，對於整個塗裝行業的前處理環保及節能降耗問題，進行了革命性的改善。表2將傳統磷化與硅烷化處理的使用條件進行比較。
傳統磷化 硅烷化
使用溫度 35-40℃ 常溫
處理過程是否產生沉渣 有 無
倒槽周期 3 -6個月 6-12個月
是否需要表調 有 無
處理後水洗 有 無
表2 磷化與硅烷化處理條件比較
由表2可見，在使用溫度方面，由於硅烷成膜過程為常溫化學反應，因此在日常使用中槽液無需加熱即可達到理想處理效果。此方面與磷化處理比較，為應用企業節省了大量能源並減少燃料廢氣排放；另一方面硅烷化反應中無沉澱反應，所以在日常處理中不產生沉渣，消除了前處理工序中的固體廢物處理問題並有效地延長了槽液的倒槽周期；此外，硅烷化處理對前處理工位設置進行了優化，省去傳統表調及磷化後水洗工序。通過此項優化，大大減輕了塗裝企業的污水處理的壓力。
1.3 使用成本方面比較
因成膜原理的差異，硅烷化處理與磷化相比在使用溫度上就已有較大幅度的降低，省去表調工序。並且在其他涉及生產成本方面，硅烷化相比較磷化也有著明顯的優勢。表3在使用成本方面將硅烷化與磷化相比較。
傳統磷化
配槽用量 60-70kg/噸 30-50kg/噸
每公斤濃縮液處理面積 30-40m2 200-300m2
處理時間 4-5min 0.5-2min
是否需要除渣槽 是 否
表3 磷化與硅烷化使用成本比較
使用硅烷化工藝能省去磷化加溫設備、除渣槽、板框壓濾機及磷化污水處理等設備，節省設備初期投入。在配槽用量方面硅烷化較磷化也減少20%-50%，更關鍵的是在每平方單耗方面硅烷化的消耗量為傳統磷化的15%-20%。在減少單位面積消耗量的同時，在處理時間上硅烷化較磷化也有較大幅度的縮短，從而提高生產率，減少設備持續運作成本。
1.4 微觀形貌比較
因為各種磷化及硅烷化的成膜機理大有不同，因此金屬表面的膜層狀態及形貌也各不相同。從微觀形貌方面，通過電子掃描電鏡（SEM）圖3觀察可發現在金屬表面生成的膜層的區別。
金屬裸板 鐵系磷化
鋅系磷化 硅烷化
由以上電鏡照片可明顯看出，各種處理之間膜層形貌存在較大差異。其中鋅系磷化槽液主體成份是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促進劑等。形成的磷化膜層主體組成（鋼鐵件）成分為Zn3(PO4)2•4H2O、Zn2Fe(PO4)2•4H2O。磷化晶粒呈樹枝狀、針狀、孔隙較多。相比較鋅系磷化而言，傳統鐵系磷化槽液主體組成：Fe2+、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成（鋼鐵工件）：Fe5H2(PO4)4•4H2O,磷化膜厚度大，磷化溫度高，處理時間長，膜孔隙較多，磷化晶粒呈顆粒狀。硅烷化處理為有機硅烷與金屬反應形成共價鍵反應原理，硅烷本身狀態不發生改變，因此在成膜後，金屬表面無明顯膜層物質生成。通過電鏡放大觀察，金屬表面已形成一層均勻膜層，該膜層較鋅系磷化膜薄，較鐵系磷化膜均勻性有很大提高此膜層即為硅烷膜。
1.5 鹽水浸泡試驗比較比較
冷軋板是目前用途最為廣泛的金屬材料，在每個行業都有大規模的應用，但冷軋板沒有鍍鋅板那樣的鍍鋅層、熱軋板的氧化皮及鋁板的氧化膜保護，因此冷軋板的耐腐蝕性能依賴於塗裝的保護。對已塗覆冷軋板試片採用500小時鹽水（5%濃度）浸泡試驗，檢驗各種經過不同前處理工藝靜電粉末噴塗後（漆膜平均厚度為50±2μm）的耐鹽水性能。由試驗結果可看出，在鹽水浸泡500小時後各種處理的試片都無變化。由此可知，各種處理方式對於工件的耐鹽水腐蝕性能無明顯差別。為檢驗各種處理工藝的附著力表現，對經過500小時鹽水（5%濃度）浸泡試驗後的試片進行附著力比較實驗。具體實施為圖4所示，用劃刀延劃叉部位向邊緣部位剝離，考察其可剝離寬度。
鐵系磷化 鋅系磷化 硅烷化
通過附著力比較試驗結果後可以明顯看到，鐵系磷化可剝離寬度較鋅系磷化與硅烷化差別明顯。鐵系磷化為大面積可剝離，而鋅系磷化與硅烷化處理板其可剝離寬度基本為零。因此可明顯看出鋅系磷化和硅烷化處理與漆膜附著力相當，同時兩者附著力明顯優於鐵系磷化。採用硅烷化處理效果與鋅系磷化效果在耐鹽水及附著力方面相當。
1.6 鹽霧試驗比較
鍍鋅板目前因其本身具有較高耐腐蝕性能已被廣大高質量家電及汽車企業所採用。為檢驗硅烷化處理對於鍍鋅板的耐腐蝕性能以及附著力表現，設計試驗對鍍鋅試片採用各種前處理工藝，並對其噴塗相同厚度的粉末塗料進行塗裝，通過500小時鹽霧試驗對其進行附著力比較。
根據GB/T10125-1997人造氣氛腐蝕試驗--鹽霧試驗對試驗鍍鋅試片進行500小時中性鹽霧試驗。試片漆膜平均厚度為70±2μm。對鍍鋅板進行附著力比較試驗，同樣用劃刀延劃叉部位向邊緣部位剝離，考察其可剝離寬度。圖5所示為此項試驗結果。
普通鋅系磷化 鍍鋅專用磷化 硅烷化
通過試驗結果可以看出，普通鋅系磷化可剝離寬度最大，鍍鋅專用磷化可剝離寬度較普通鋅系磷化小，硅烷化可剝離寬度幾乎為零，附著力表現最佳。由此可得出結論，在鍍鋅板上運用硅烷化處理工藝後，可顯著提高鍍鋅板與漆膜間的附著力，提高鍍鋅塗裝產品的質量。
2 處理方式
工件處理方式，是指工件以何種方式與槽液接觸達到化學預處理之目的，包括全浸泡式、全噴淋式、噴淋浸泡組合式、刷塗式等。它主要取決於工件的幾何尺寸及形狀、場地面積、投資規模、生產量等因素的影響。例如幾何尺寸復雜的工件，不適合於噴淋方式；油箱、油桶類工件在液體中不易沉入，因而不適合於浸泡方式。
2.1 全浸泡方式
將工件完全浸泡在槽液中，待處理一段時間後取出，完成除油或硅烷化等目的的一種常見處理方式，工件的幾何形狀繁簡各異，只要液體能夠到達的地方，都能實現處理目標，這是浸泡方式的獨特優點，是噴淋、刷塗所不能比擬的。其不足之處，是沒有機械沖刷的輔助使用。並且象連續懸掛輸送工件時，除工件在槽內運行時間外，還有工件上下坡時間，因而使設備增長，場地面積和投資增大，並且工序間停留時間較長，易引起工序間返銹，影響硅烷化質量。
2.2 全噴淋方式
用泵將液體加壓，並以0.1～0.2Mpa的壓力使液體形成霧狀，噴射在工件上達到處理效果。優點是生產線長度縮短，相應節首了場地、設備、不足之處是，幾何形狀較復雜的工件，像內腔、拐角處等液體不易到達，處理效果不好，因此只適合於處理幾何形狀簡單的工件。並且能有效的減小首次投槽費用。
2.3 噴淋-浸泡結合式
噴淋-浸泡結合式，一般是在某道工序時，工件先是噴淋，然後入槽浸泡，出槽後再噴淋，所有的噴淋、浸泡均是同一槽液。這種結合方式即保留了噴淋的高效率，提高處理速度，又具有浸泡過程，使工件所有部位均可得到有效處理。因此噴淋-浸泡結合式前處理即能在較短時間內完成處理工序，設備佔用場地也相對較少，同時又可獲得滿意的處理效果。在硅烷化處理中可考慮脫脂工序採用噴淋-浸泡結合式。
2.4 刷塗方式
直接將處理液通過手工刷塗到工件表面，來達到化學處理的目的，這種方式一般不易獲得很好的處理效果，在工廠應用較少。對於某些大型、形狀較簡單的工件，可以考慮用這種方式。
3 工藝流程
根據硅烷化的用途及處理板材不同，分為不同的工藝流程。
3.1 鐵件、鍍鋅件
預脫脂——脫脂——水清洗——水清洗——硅烷化——烘乾或晾乾——後處理
3.2 鋁件
預脫脂——脫脂——水洗——水洗——出光——水洗——硅烷化——烘乾或晾乾——後處理
3.3 磷化後鈍化
有銹工件：
預脫脂——水清洗——脫脂除銹「二合一」¬——水清洗——中和——表調——磷化——水洗——硅烷化——烘乾或晾乾——後處理。
無銹工件：
預脫脂——脫脂——水清洗——水清洗——表調——磷化——水清洗——硅烷化——烘乾或晾乾——後處理。
3.4 工件防銹
預脫脂——脫脂——水清洗——水清洗——硅烷化——烘乾或晾乾
4 典型硅烷處理使用方式
硅烷處理的典型工藝見表4。
工藝1 工藝2 工藝3 工藝4
硅烷處理劑（使用濃度） 5.0% 2.0-3.0% 1.0-2.0% 0.5-1.5%
處理方式 浸泡,噴淋,滾塗 浸泡,噴淋,滾塗 浸泡,噴淋,滾塗 浸泡,噴淋,滾塗
槽體材料 不銹鋼, 玻璃鋼，塑料 不銹鋼, 玻璃鋼，塑料 不銹鋼, 玻璃鋼，塑料 不銹鋼, 玻璃鋼，塑料
控制參數
PH值 5.0-6.8 5.5-6.8 5.5-6.8 5.5-6.8
溫度 常溫 常溫 常溫 常溫
處理時間（秒） 5-120 5-120 5-120 5-60
適用材料 鋼鐵件 鍍鋅件、鋁件 不銹鋼件 磷化後鈍化
表4 典型的硅烷處理工藝
5 工藝設計上幾點注意事項
在工藝設計中有些小地方應該十分注意，即使有些是與設備設計有關的，如果考慮不周，將會對生產線的運行及工人操作產生很多不利的影響，如工序間隔時間，溢流水洗，工件的工藝孔，槽體及加熱管材料等。
5.1 工序間隔時間
各個工序間的間隔時間如果太長，會造成工件在運行過程中二次生銹，最好設有工序間水膜保護，可減少生銹。生銹泛黃泛綠的工件，嚴重影響硅烷化效果，造成工件泛黃，不能形成完整的硅烷膜，所以應盡量縮短工序間的間隔時間。工序間的間隔時間若太短，工件存水處的水，不能完全有效的瀝干，產生串槽現象，特別在噴淋方式時，會產生相互噴射飛濺串槽，使槽液成分不易控制，甚至槽液遭到破壞。因此在考慮工序間隔時，應根據工件幾何尺寸、形狀選擇一個恰當的工序間隔時間。
5.2 溢流水清洗
提倡溢流水洗，以保證工件充分清洗干凈，減少串槽現象。溢流時應該從底部進水，對角線上部開溢流孔溢流。
5.3 工件工藝孔
對於某些管形件或易形成死角存水的工件，必須選擇適當的位置鑽好工藝孔，保證水能在較短的時間內充分流盡。否則會造成串槽或者要在空中長時間瀝干，產生二次生銹，影響硅烷化效果。
6 硅烷化性能檢測
1 漆膜耐蝕性
GB/T14293-1998 人造氣氛腐蝕試驗一般要求
GB/T10125-1997 人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗
2 漆膜附著力
GB9286-1998&ASTMD3359 色漆和清漆漆膜的劃格試驗
GB5270-85 金屬基體上的金屬覆蓋層（電沉積層和化學沉積層）附著強度試驗方法
3 漆膜耐水性
GB5209-85 色漆和清漆耐水性的測定--浸水法

10. 硅油廢水是如何處理的

添加鹼後，然後硅油會絮凝，其次過濾出硅油，然後他們使用酸中和水，然後直接將其排出。在有機硅生產過程中，會產生大量含硅油的廢水。該裝置年產量為240，000噸，每年將產生120，000噸硅油廢水。廢水中硅油的沸點大於75℃，主要是硅烷，硅氧烷，還有懸浮硅粉，銅粉，錫粉和其他金屬的粒徑為10－100微米。

然後通過螺旋折彎機進行離心分離，將進料流量控制在額定處理能力的 50％，除去廢水中間聚集的硅油，用濾油器沉澱 48 小時，使用水平螺絲機分離頂部的浮渣和底部的硅灰等物質，分離後，廢水進入氣浮裝置進行氣浮和除雜，以去除廢水中的懸浮雜質和硅油。

關於以上的問題今天就講解到這里，如果各位朋友們有其他不同的想法跟看法，可以在下面的評論區分享你們個人看法，喜歡我的話可以關注一下，最後祝你們事事順心。