尚元艳，王志登，谢志刚
（上海梅山钢铁股份有限公司，江苏南京 ２１００３９）
摘要：甲基磺酸（ＭＳＡ）盐镀锡是近年来出现的高速镀锡新电技术，与目前国内主流的苯酚磺酸（ＰＳＡ）体系相比具有无可比拟的优越性，是未来电镀锡镀液发展的趋势。ＭＳＡ镀液由化学品和主原料锡组成，为降低ＭＳＡ镀液的使用成本，生产过程中要进行镀液的带出回收。针对国内Ｍ
ＳＡ镀液消耗高的问题，以国内一电镀锡机组ＭＳＡ镀液带出回收系统为例，介绍目前ＭＳＡ镀液带出回收系统存在的普遍问题，并提出镀液带出回收系统回收效率提升优化两个方案。根据镀液带出回收系统的现状，选取方案二作为镀液带出回收效率提升改造方案。 关键词：ＭＳＡ镀液成本；镀液带出回收系统；回收效率
中图分类号：ＴＱ１５３．１＋３
文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８－０７１６（２０２１）０１－００５６－０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０７１６．２０２１．０１．０１１
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＭＳＡｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｔａｋｉｎｇｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｏｎ
转基因鸡ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｉｎｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎ
ＳＨＡＮＧＹｕａｎｙａｎ，ＷＡＮＧＺｈｉｄｅｎｇａｎｄＸＩＥＺｈｉｇａｎｇ
（ＳｈａｎｇｈａｉＭｅｉｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ（ＭＳＡ）ｓａｌｔｔｉｎｐｌａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎｅｗｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｍａｉｎｓｔｒｅａｍｐｈｅｎｏｌｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ（ＰＳＡ）ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｈａｓｉｎｃｏｍｐａｒａｂｌｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｉｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｉｎｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＭＳＡｂａｔｈｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｓａｎｄｍａｉｎｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｔｉｎ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆＭＳＡｂａｔｈ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｔａｋｅｔｈｅｂａｔｈｏｕｔａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕ
ｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｈｉｇｈｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆＭＳＡｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈ，ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｉｓａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅＭＳＡｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｏｆａｌａｒｇｅｄｏｍｅｓｔｉｃｓｔｅｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｔｉｎｕｎｉｔ，ｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔＭＳＡｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍ，ｔｗｏｓｃｈｅｍｅｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｃｈｅｍｅｔｗｏｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＳＡｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｃｏｓｔ；ｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
尚元艳 高级工程师 １９７８年生 ２００５年毕业于华东理工大学
现从事电镀锡研究 电话 ０２５ ５８０６３８４４Ｅ ｍａｉｌ ６３０３９９＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｍ
电镀是镀锡产线的一个非常重要的工序，是后续软熔、钝化工艺获得优质电镀锡产品的基础。甲基磺酸（ＭＳＡ）盐镀锡是近年来出现的高速镀锡新电技术，该镀锡液无毒，在自然条件下能够完
全降解，废水处理简单。与目前国内主流的苯酚磺酸（ＰＳＡ）体系相比，ＭＳＡ镀液具有导电性能好、分散能力强、深镀能力好、电流密度范围
宽［１－２］
、镀液锡离子浓度低、锡泥量少等诸多技术
优势，在国外已取得较广泛的应用。在国内已有
梅钢、首钢、沙钢、中粤、友富电镀锡机组在使用该技术。
ＭＳＡ镀液由化学品和主原料锡组成，为降低
ＭＳＡ镀液的使用成本，生产过程中要进行镀液的带出回收。ＭＳＡ镀液化学品组成包括甲基磺酸、添加剂、抗氧化剂，成本较高，国外镀液化学品吨钢消耗成本为１６元人民币左右，国内的ＭＳＡ镀液化学品吨钢消耗要高于这个水平，分析原因主要是由于镀液化学品的带出回收效率不高引起的。镀液损失不但带来锡液化学品成本的升高，同时也带来锡耗的上升。主原料锡是不可再生资源，最近１
０年间锡粒的价格在每吨（１～３．３）万美元之间波动。它是镀锡机组的重要成本指标之一，降低镀层超标耗率意味着降低生产成本。从锡的消耗方向分析，影响镀层超标耗率的因素有板面镀层超差、锡泥发生率及镀液损失，一般情况下，经过几年的生产运行，镀锡机组的跑冒滴漏已基本解决，但由于机组镀液带出回收系统不合理，造成镀液带出回收效率不高而引起的镀液损失这类隐性问题却没有引起足够重视。因此生产上提高ＭＳＡ镀液的带出回收效率对节约镀液成本尤为重要。
本文以一电镀锡机组ＭＳＡ镀液带出回收系统为例，介绍目前ＭＳＡ镀液带出回收系统普遍存在的问题，并对提高该钢厂的镀锡镀液回收效率提出改造建议。
１ ＭＳＡ镀液带出回收系统现状及对镀液消耗的影响
一般镀锡线都有镀液带出回收系统，作用是回收从电镀槽带出的电镀液，减少电镀液的带出损失，降低电镀液物料消耗，尤其是贵金属锡的消耗。
１．１ 镀液带出回收系统现状
电镀锡机组镀液带出回收系统按图１红方式运行：电镀后的带钢进入电镀后三级逆流漂洗槽，带钢运行方向与去离子水运行方向相反，去离子水从三级逆流漂洗槽３＃槽进入，溢流到１＃漂洗槽后，与冲洗下来的电镀液经溢流口一起进入电镀液存储槽（ＴＣ ２）。蒸发器对ＴＣ ２中回收的稀镀液
进行蒸发浓缩，蒸发水进入废水坑，浓缩镀液回ＴＣ ２，生产中每班通过泵ＰＣ ２从ＴＣ ２取一定体积的浓缩后的电镀液到电镀循环槽（ＴＣ １）中，补充ＴＣ １因电镀液的带出引起的液位降低。原则上冲洗水流量设定＝蒸发器实际蒸发水量＋ＴＣ ２到ＴＣ １中的移液量，即每天从ＴＣ ２到ＴＣ １中的移液量大概是４～８ｍ３，蒸发器的蒸发能力
与加入冲洗水流量大体相当。
图１ 某钢厂电镀锡机组镀液带出回收系统图
Ｆｉｇ．１ Ｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍｏｆ
ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｔｉｎｕｎｉｔｏｆａｓｔｅｅｌｍｉｌｌ
１．２ 镀液回收系统对镀液消耗的影响
（１）ＴＣ ２体积大，不利于镀液的浓缩回收。该ＴＣ ２体积为８５ｍ３，机组最初设计时既具有存储ＴＣ １镀液功能，又具有镀液回收存储的功能。ＴＣ ２作为镀液存储槽是合适的，但作为镀液带出回收槽存在一定缺陷，因为液位要大于２０ｍ３蒸发器才能开始工作，至少有２０ｍ３回收的稀镀液保留在ＴＣ ２中，带出回收的镀液不能被ＴＣ １及时利用。遇到ＴＣ １检修清罐，ＴＣ １的镀液要存放到ＴＣ ２，ＴＣ ２回收的镀液因不满足ＴＣ １中镀液浓度管控的要求而排空，造成很大浪费。
（２）蒸发器设计的蒸发能力不具备处理镀液回收系统异常时的能力。根据现有的镀液回收设备布置及回收方式，在正常镀液回收状态下，ＴＣ ２液位在２５ｍ３附近±５ｍ３波动。ＴＣ ２中液位一旦
偏离正常水平，就很难再恢复正常液位。从图２的ＴＣ ２液位的监控数据可以看出，ＴＣ ２液位处于不稳定水平；除了蒸发器蒸发能力下降不易监控到外，引起ＴＣ ２液位不稳定的因素有：①各班设定的脱盐水量差异。②发生事故。如：１＃漂洗槽溢流口挡板损杯，为保护沉没辊，设定脱盐水量加大，超出了蒸发器的设计蒸发能力。③钢板上出现小白点时，三级逆流漂洗（１２ｃｍ３）重新充水前排空到ＴＣ ２。这些因素都导致ＴＣ ２液位升高，正常回收镀液又一次被稀释，回收率降低。
（３）电镀液游离酸带出量低，回收镀液中锡泥含量高。根据ＴＣ １、ＴＣ ２中回收镀液检测数据（表１）可以看出，镀槽中电镀液存在组分的不均衡带出现象，尤其是游离酸，ＴＣ ２回收镀液的游离酸浓度相对较低，均值为１０ｍＬ／Ｌ。ＴＣ ２中锡
离子由于存储过长时间水解程度要重，镀液混浊，锡泥较多，图３实验室试验结果证明了这一现象。
图３为实验室配制含不同游离酸浓度（１＃镀液样中ＭＳＡ浓度为９．３７４ｍＬ／Ｌ，２＃镀液样中ＭＳＡ浓
度为５３．２３ｍＬ／Ｌ）的两个镀液样在静置状态下Ｓｎ２＋
浓度随时间的变化趋势。锡泥较多，一方面会增加锡耗，另一方面会带来蒸发器板式热交换器运行的不稳定，
导致蒸发器蒸发能力下降。
图２ 该电镀锡机组某年ＴＣ １及ＴＣ ２中镀液液位
Ｆｉｇ．２ ＰｌａｔｉｎｇｌｉｑｕｉｄｌｅｖｅｌｉｎＴＣ １ａｎｄＴＣ ２ｉｎａｃｅｒｔａｉｎ
ｙｅａｒｏｆｔｈｅｔｉｎｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｕｎｉｔ
表１ ＴＣ １和ＴＣ ２中镀液各组分浓度高低比较
Ｔａｂｌｅ１ ＴＣ １ａｎｄＴＣ ２ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｅａｃｈ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｂａｔｈｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
存储槽Ｓｎ２＋
／
（ｇ·Ｌ－１
）ＭＳＡ／
（
ｍＬ·Ｌ－１
）添加剂／
（ｍＬ·Ｌ－１
鼠标跟随）抗氧化剂／
（ｍＬ·Ｌ－１
）ＴＣ－１１８４５４０２０ＴＣ－２
１４
１０
５０
１５
图３ 实验室中含不同游离酸浓度的１＃和２＃
镀液
样中Ｓ
ｎ２＋
浓度随时间的变化趋势Ｆｉｇ．３ ＴｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｏｆＳｎ２＋
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈ
ｔｉｍｅｉｎ１＃ａｎｄ２＃
ｂａｔｈｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｆｒｅｅａｃｉｄｓ
艾灸净化器ｉｎｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
２ 镀液带出回收系统回收效率提升
方案
为提高电镀锡机组镀液带出回收效率，降低镀液成本，根据现有设备状况，提出两种镀液带出回收效率提升方案。
（１）方案一为原有的系统不变，仅通过操作方式改变来提升镀液的带出回收效率，如图４红
线图所示。去离子水从三级逆流漂洗槽３＃槽进入，溢流到１＃漂洗槽后，与冲洗下来的电镀液
喷淋嘴
一起进入ＴＣ ２。ＴＣ ２中回收的稀镀液通过泵连续抽到Ｔ
Ｃ １，蒸发器对ＴＣ １中的镀液直接蒸发浓缩，浓缩后镀液回ＴＣ １，直接参与电镀，蒸发水用做三级逆流漂洗水。
图４ 镀液带出回收系统回收效率提升优化方案一
Ｆｉｇ．４ Ｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓ
ｙｓｔｅｍｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ１
（２）方案二在原有的镀液带出回收系统基础上，增加从三级逆流漂洗到ＴＣ １的管路和阀门。图５红为系统改造增加部分。镀液回收系统正常时采用ＴＣ １蒸发回收，回收系统故障时采用ＴＣ ２蒸发回收。
图５ 镀液带出回收系统回收效率提升优化方案二
Ｆｉｇ．５ Ｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ２
为方便操作实现，自动阀采用程序控制，回收
系统根据ＴＣ １开机循环后允许的液位范围采用自动切换操作，因此，相关管路需增加自动控制切断阀。为保持ＴＣ １液位的安全性，需增加ＴＣ １
循环工作时高低液位报警功能，２８ｍ３
≤ＬＬ≤３２ｍ３。操作模式有手动和自动两种，手动模式下
限定带出回收只能在ＴＣ－２中操作。
方案二运行示例如下：开机后镀液带出回收
采用ＴＣ １回收，当ＴＣ １液位为２８ｍ３≤ＬＬ≤３２ｍ３时，镀液带出回收采用ＴＣ １回收，如图６所示；当镀液液位达到３
２ｍ３
无人机防御系统时，高液位报警，镀液带出回收通过自动阀及程序切换到ＴＣ ２回收，如图７所示。生产继续，回收系统故障排除后，当
ＴＣ １液位降为２８ｍ３
时，低液位报警，回收系统切
换到ＴＣ １回收。处理回收系统异常时也可以用手动操作，避免由于ＴＣ １液位升高影响正常
生产。
图６ 镀液带出回收系统改造后ＴＣ １回收示意图
led节能灯制作Ｆｉｇ．６ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＴＣ １ｒｅｃｏｖｅｒｙａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍ
比较两种镀液回收效率提升优化方案，方案一优点是不需要改变系统、增加设备，镀液回收系统正常工作时，仅通过操作方式改变来实现镀液回收效率提升；缺点是当镀液回收系统异常时，ＴＣ ２液位上升，原先正常回收的镀液又一次被稀释，回收效率降低。
方案二的优点是不但解决回
图７ 镀液带出回收系统改造后ＴＣ ２回收示意图
Ｆｉｇ．７ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＴＣ ２ｒｅｃｏｖｅｒｙａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｕｔｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍ
收镀液及时有效利用问题，而且解决了蒸发器不具备处理镀液回收系统异常时的能力（将镀液回收系统正常回收与异常回收区分开来）问题；缺点是需要镀液回收系统简单改造，增加投资。
综上所述，针对该电镀锡机组镀液回收的现状，方案二对镀液带出回收效率提升及生产安全性具有优势。
３ 结论
该电镀锡机组镀液带出回收系统与镀液消耗有直接关系，是机组ＭＳＡ镀锡液消耗高的主要原因。评估该镀锡机组的镀液带出回收的现状，建议选取方案二作为镀液带出回收效率提升改造
方案。
参考文献
［１］ 李宁，黎德育．罐用镀锡薄钢板的发展［Ｊ］．材料保护，
２０００，３３（５）：１６－１８．
［２］ 龙永峰，安成强，郝建强，等．甲基磺酸盐高速镀液研究
［
Ｊ］．沈阳理工大学学报，２００７，２６（４）：６８－７０．（收稿日期：２０２０－０８－０
４）
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