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电镀是当代工业产业链中不可缺少的重要环节，在机械、电子、汽车、航空、航天等各个领域都有广泛的应用，对各种工业产品起到了装饰、防护和增加功能的作用，使之能够满足各种实际需求。1840年，英国人Elkington兄弟获得氰化银专利并创办电镀工厂，标志着电镀工业的发端［1］。在此后的170多年里，随着其他工业行业的发展，在电镀从业人员的努力下，电镀行业在工艺、设备、管理、作用等多方面都取得了长足的发展，越来越成为推动行业进步和促进经济发展的重要动力。随着国家产业振兴计划的提出和整体经济的平稳快速发展，目前，我国的电镀行业获得了宝贵的战略发展机遇，正处在从电镀大国向电镀强国的发展过程中，本文对我国电镀行业的现状进行了简单回顾，重点对行业未来的发展做出了展望。 1 我国电镀行业现状 1.1 地位重要，作用独特 目前，我国共有15000余家电镀企业，其中，规模以上企业年产值达1000亿元，加工产量10亿平方米［2］，从规模上看，我国已经成为一个电镀大国。电镀不但是传统机械行业的重要加工环节，也是高端装备制造业、先进信息技术行业等领域的重要配套环节，电镀的工艺水平和发展程度直接决定着其他工业行业发展的好坏。因此，电镀行业在未来的发展中，具有举足轻重的地位，不可替代的特性使其具有独特的作用。 1.2 地域分布广、规模水平低 目前，我国的电镀企业在全国各地都有分布，几乎覆盖了所有省市，但主要集中在华东、华南等沿海地区和少数内陆工业发达地区。我国的电镀企业整体规模较小，厂点多，除少数城市建有较为完善的电镀园区或电镀城外，多数企业没有完善的规划，分布较为分散，且设备简陋，人员素质较低，环境污染大，单企业经济效益不高。 1.3 覆盖行业广、产品种类多，市场需求大 电镀行业属于配套加工性质的工业领域，需要同其他各种行业打交道，主要的服务对象包括机械、电子、汽车、航空、航天、建筑工业和其他装饰工业等。 通过电镀获得的沉积层称为镀层，可以保护基体材料不受环境腐蚀，改善基体材料外观，增加美感等。按用途分，可以将电镀层分为防护性镀层、防护装饰性镀层和功能性镀层三大类，其中，功能性镀层包括耐磨层、减摩层、导电层、光学层等，适用于各种不同的领域。根据所服务行业的需求，选择相应的镀层。 随着地铁、航空等国家重点工程的推进和工业行业的迅猛发展，目前，电镀的市场需求量正在逐年增加。仅以印制电路板为例，随着PCB层数的增加和要求的提高，对电镀工艺提出了更多更高的要求，2001年我国PCB行业总产值为360亿元，到2008年已经达到1183亿元，规模增长了228%［3］，市场需求增长强劲。 1.4 工业和装备水平低，环境污染严重 电镀行业是当今世界三大污染工业之一，其排放的废水、废气和污泥中含有大量的重金属离子、酸性气体和其他各种有毒有害成分，如果不经过恰当处理，将会对环境造成严重污染。在目前建设环境友好型社会和发展绿色循环经济的大背景下，电镀行业应以此为契机，以推进清洁生产工作为手段，在“十二五”期间继续严格执行有关规定，改进工艺，更新装备，将电镀行业发展成为一个环境友好型的行业，以获得长久快速发展的动力。 决定电镀行业整体发展好坏的关键因素包括工艺、装备和管理三方面。随着制造业的整体发展和对外交流的增多，我国电镀在这三方面都取得了一定的进步。无氰工艺、三价铬替代六价铬工艺等新型环保工艺在部分企业获得了应用，电镀自动化生产线等先进装备也在大中型企业进行了部署，科学管理的理念也逐渐得到了重视。但是，由于多数企业规模小，资金不足，我国电镀行业的整体物耗和水耗都较大，环境污染较为严重，与国际平均水平相比还有较大差距，如错误！未找到引用源。［4］所示，因此，我们所有电镀人都任重而道远。 表1. 几种主要镀种的物耗和水耗
2 我国电镀行业未来主要发展方向 根据目前我国电镀行业的发展状况，未来电镀行业将以环保为主线，在以下几个方面获得发展。 2.1 全面推进清洁生产工作 电镀行业是一个化学品应用密集型行业，目前普遍存在着工艺物耗高、效率低的问题，其加工过程中产生的大量污染物是主要的工业污染源之一，尤其是电镀废水、废气和废渣的污染。从保护环境和行业自身发展的角度出发，必须对电镀行业进行环保整治升级，实现环保电镀和绿色电镀。 实际上，对于工业污染的防治工作一直受到人们的广泛重视。从20世纪80年代开始，美国、荷兰和德国等西方先进国家的工业污染控制战略发生了重大变革，以污染预防战略取代传统的以末端治理为主的污染治理战略，这一转变，创建了以生产全过程污染控制为主要内容的“清洁生产”的新概念。清洁生产是所有工业部门都应执行的一项新型企业生产管理理念，也是一项法律制度。2002年颁布的《中华人民共和国清洁生产促进法》中指出，清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。因此，清洁生产的实质内容有两个方面，一是采用先进技术、工艺、设备及管理的改善，二是重视源头防治，从根本上消除污染，最大限度地利用资源。 针对电镀行业，开展清洁生产更是一项势在必行的工作，这既是实现污染整治的必由之路，也是实现产业升级的重要手段。电镀行业实施清洁生产的核心内容是“源削减”和“循环利用”[1,5]，这既是电镀清洁生产的目标，也是实现清洁生产必须采取的措施。“源削减”的基本内容是电镀三废的减少，“循环利用”的基本内容是实现资源化利用。 2.1.1重视源削减工作 源削减是指从源头减少污染物的产生，可以通过优化电镀工艺，改进加工设备，加强管理质量来实现。减少三废排放是开展电镀源削减工作的第一步，不仅不会过多增加企业运营成本，还可以大幅度减少原材料的消耗，增加企业效益。 以电镀废水的源削减为例，必须进一步减少工件附着液的带出量和工件清洗用水量，做到废水不落地，严控新鲜水。在工艺上，针对不同的场合，合理选择喷淋清洗、多级并联直流清洗、升温搅拌清洗或逆流清洗和电镀新鲜水的电导法自动控制等新工艺方法。在装备上，逐步全面淘汰手工电镀工艺线，实现各槽体间及上下游工序间的一体化组合。在管理上，政府部门和行业组织应加强现场监管力度，有条件的地区可以实施电镀企业新鲜水用量配额制，一厂一表、一厂一策，有针对性地推进节能减排工作。 2.1.2加强资源循环利用 尽管电镀企业排放物中含有大量环境污染物，但其中包含了大量的有用元素。例如，电镀污泥是电镀厂废水处理过程中必然产生的沉淀产物，如果不进行彻底处理，有可能造成二次污染，如果处理妥当，还能提炼出大量有用的金属物质。因此，加强污染物的资源化利用是一项有益的工作。当然，这还需要大量的研究和实践。 以电镀清洗水的循环利用为例。清洗是电镀过程中保证镀件质量、维持工艺稳定的重要环节，也是电镀污染的主要来源之一。提高清洗水的利用率、节约用水量的有效途径是采用电镀清洗水的电导法自动控制和水的循环利用。 在节能减排和低碳经济的大背景下，未来，我国电镀行业必须加强资源的循环利用，充分发挥有限资源的最大效益，这也是企业提高自身经济效益，取得良好社会效益的重要手段。以科技创新，创造电镀环保新未来。 2.1.3 绿色环保工艺的推广 由于推广环保新工艺可能会对产品质量造成影响，而原有工艺成熟使用，受企业规模限制和从成本和效益的角度考虑，不少企业对环保工艺的研发和推广缺乏积极性，这也是造成目前我国电镀行业整体水平低、进步缓慢的主要原因之一。但是，在未来的发展中，如果电镀企业不实现转型升级，将面临着被有关部门关停并转的命运，对行业发展也将起到不利作用。因此，快速推广绿色环保工艺是电镀行业的当务之急。 电镀工业的污染主要是重金属离子的污染问题 ,特别是六价铬是严重的污染源，世界各国都相继开展了取代六价铬的工作。近年来，在一些大中型电镀企业，积极推广使用低铬工艺镀铬、低铬钝化、三价铬镀铬、三价铬钝化，无磷前处理和环保退镀等一系列新工艺[6]，已取得了较好的效果。随着电镀企业清洁生产审核工作的逐步推进，今后，所有电镀企业都应在尽可能的范围内推广这些工艺。 氰化物作为配位化合物电镀液的配位体是电镀工业中的重要原料，由于氰化物具有剧毒性，也是主要的污染源之一。全面推广使用无氰工艺是解决这些问题的主要手段。随着新的电镀添加剂或电镀中间体不断进入市场，可以有效地提高无氰工艺的质量，使得原先难度较大的无氰工艺，如碱性无氰镀铜工艺，有了新的进展。目前，技术上成熟的无氰工艺主要有无氰镀锌和无氰镀铜等，锌铜合金等其他无氰电镀工艺也正在开发之中。随着技术的进步，今后应分批逐步推广技术成熟的无氰工艺，以取代传统的高污染含氰工艺。 2.2 高端新兴需求不断增加 传统上，电镀的主要应用领域集中在机械和轻工等，随着电镀工艺的进步和其他行业需求的增加，近年来，电镀逐渐向电子、微机电系统和钢铁等行业扩展，而且这种趋势越来越明显。这些新兴需求对电镀的要求更高，也能更好地促进电镀行业向集约化、规模化方向发展，促使电镀行业技术不断进步。 电镀在集成电路（IC）领域的应用越来越广。随着IC规模的扩大，对铜互连的要求越来越高，正是基于电镀技术的双大马士革工艺的推出，才解决了铜互连的问题，推动了IC技术在当今的发展。当前，随着3D芯片、微机电系统（MEMS）和物联网等新的需求不断递增，未来电镀行业将在这些新的高端领域发挥更加突出的作用。 2.3 电镀园区建设取得新进展 目前，我国电镀行业存在着厂址分散，规模小等问题，这对环保工作造成了严重的不利影响。将电镀企业集中经营，变堵为疏，集中发展，建设电镀园区或电镀城是有效解决这一问题的方法，已在某些城市得到成功实践[7]。但是，目前不少电镀园区在建设中还存在着规划不科学，对废气和废渣处理的重视不够，园区的管理制度不够完善等问题。 今后，在新建或改建电镀园区时，应加强顶层设计，全盘考虑入驻企业的情况和相关配套设施，同时，在园区的管理上，始终坚持科学发展观原则，严格按照清洁生产和循环经济要求办事，将电镀园区的效率发挥到最佳。 2.4 企业管理水平再上台阶 企业管理水平的高低是落实企业各项战略的决定性因素，没有先进的管理理念和有效的管理手段，任何政策和技术的改进都将大打折扣。企业管理学的理念最先从美国企业诞生，其重要性也最先被认识，在历经西蒙和德鲁克等著名管理学家的研究完善后，企业管理的重要性已经为世人所承认。 目前，我国电镀企业的规模普遍偏小，管理意识和管理水平都相对较为落后，与电镀行业本身所要求的快速发展的态势是不匹配的。电镀行业的快速发展，除了需要改进工艺和设备，更需要在企业管理方面多做文章。 针对目前存在的问题，未来我国电镀企业的管理应重点在以下几方面进行改进。第一，从思想上加强对清洁生产工作重要性的认识。实施清洁生产不仅是企业为了应付环保检查而采购若干治污设备，更重要的是要意识到这是一项贯穿原材料采购、加工、销售等全环节的生产模式的转变，变被动环保为主动环保。第二，依据有关企业管理国际标准，结合企业实际情况，改进相应的工作流程，设立相关的部门机构，制定切实可行的规章制度，从人员配备和制度上确保企业战略的有效执行。第三，进一步重视创新和技术研发。目前，不少电镀企业还处在“来料加工”的发展阶段，对企业长期发展考虑不够。实际上，创新始终是一家企业生命力的源泉，是一家企业长久兴旺的内在保证。只有舍得投入资金研发新技术，企业才能始终处在行业领先地位，在引领行业发展的过程中获得自身的最快成长。 3 总结 经过几十年的发展，我国电镀行业已经积累了大量经验，已逐步完成从电镀大国向电镀强国的转变，并具备了快速发展的潜力。同时，自2008年金融危机后，我国经济企稳向好，国际整体经济环境也在逐渐变暖，电镀需求正在不断加大。由于在各工业行业中所占据的不可替代的作用，电镀始终是关系整体工业发展的重要行业之一，是21世纪的朝阳产业。 时值我国“十二五”的开局之年，电镀行业获得了良好的战略发展机遇，美好的蓝图已经绘就，因此，所有电镀人都应抢抓机遇，迎难而上，贯彻执行各项规划内容，为我国实现电镀强国而努力奋斗！ 参考文献 ［1］陈范才.现代电镀技术[M]，中国纺织出版社，2008年 ［2］中国电镀行业“十二五”发展规划(草案) ［3］由镭.PCB行业蓬勃发展 行业配套日趋完善[J]，印制电路信息，2010年7期 ［4］管涛.我国电镀工业的现况[J]，金属世界，2005年 01期 ［5］朱龙基.电镀清洁生产研究[D]，山东大学硕士学位论文，2007年 ［6］李家柱.电镀工业清洁生产的发展趋势[J]，表面工程资讯，2004年06期 ［7］杨婧基于.清洁生产的电镀工业园区可持续发展探索[D]，南昌大学硕士学位论文，2007年 注：我们“电镀工匠”迎来了名副其实的电镀工匠——王宗雄老师。后续我们将专访王宗雄老师，让我们序幕以待吧...... 特别声明：以上内容属于原创，由“电镀工匠”订阅号编辑，转载时请注明来源。 |
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