Ar visada tinkamai akcentuojamos aplinkosauginės priemonės?

2009 11 28 dieną Alfa.lt portale perskaičiau straipsnelį apie tai, kas ekologiškiau, popierius ar polietilenas. Pagalvojau, kad tinkamai tvarkant šiukšles juk nėra jokio skirtumo, ar pakuosim į popierių, ar į polietileną. Problema ne tame, kad plastikas ilgai nesuyra. Tačiau jei atkastume prieš keletą metų užkasto polietileno gabalą pamatytume, kad jis toli gražu ne toks, koks buvo naujas. Kyla mintis, gal ne toks jis ir "amžinas". O dėl vandenynų taršos kaltinčiau ne plastiko ilgaamžiškumą, o žmonių netvarkingumą. Akivaizdu, kad dėl tokių vaizdų kalti tik žmonės. Ir ne bet kokie, o "civilizuotų" kraštų žmonės. Belieka tik žodį civilizacija rašyti kabutėse.

Miltelinių dažų išeiga

	Su vienu kilogramu dažų, jei dengimas 100%, galima nudažyti kvadratinių metrų:
	kai tankis
Storis mikronais	1,20	1,30	1,40	1,50	1,60	1,70	1,80
25	32,97	30,43	28,26	26,38	24,74	23,27	21,98
51	16,49	15,22	14,13	13,19	12,37	11,63	10,99
76	10,99	10,14	9,42	8,79	8,25	7,76	7,33
102	8,24	7,61	7,07	6,59	6,19	5,82	5,49
127	6,59	6,09	5,65	5,28	4,95	4,65	4,40
152	5,50	5,07	4,71	4,40	4,12	3,88	3,66
	Vienam kvadratiniam metrui nudažyti tam tikru storiu (jei dengimas 100%) reikia dažų(kg):
	Kai tankis:
Storis mikronais	1,20	1,30	1,40	1,50	1,60	1,70	1,80
25	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,04	0,05
51	0,06	0,07	0,07	0,08	0,08	0,09	0,09
76	0,09	0,10	0,11	0,11	0,12	0,13	0,14
102	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18
127	0,15	0,16	0,18	0,19	0,20	0,22	0,23
152	0,18	0,20	0,21	0,23	0,24	0,26	0,27

Bendrieji plovimo sistemos pasirinkimo kriterijai

• Metalai gali būti valomi visomis valymo sistemomis, kadangi jie atsparūs visiems tirpikliams.
• Organiniai tirpikliai, ypač halogeninti, geriau nei vanduo tirpina sunkiai pašalinamus teršalus, ypač riebalus.
• Halogeninti angliavandeniliai dėl savo pavojingumo sveikatai ir aplinkai ir dėl sudėtingų techninių reikalavimų (uždaras įrenginys), kaip taisyklė, naudojami tik tada, kai kitais alternatyviais valymo metodais neįmanoma pasiekti reikiamo švarumo.
• Apsispręsti, kas geriau, vandeniniai tirpalai ar nehalogeninti tirpikliai, yra sunku. Aplinkosauginiu ir ekonominiu požiūriu reikia įvertinti, kas geriau – oro valymo sistema ar nuotekų valymo įrenginiai. Be to vandeninės sistemos pasižymi didesniais energijos poreikiais (karšti nuriebinimo tirpalai, detalių džiovinimas)
• Per pastaruosius 10 metų vandeninės sistemos įsitvirtino visose naudojimo srityse, nes jos yra saugios darbe ir mažiau kenkia aplinkai.
• Tirpikliai (pvz. vaitspiritas arba nefrasas) dažniausiai naudojami pirminiam ir pagrindiniam rankiniam detalių valymui mažose įmonėse, kadangi juos naudojant dideliuose įrenginiuose būtina laikytis „Lakiųjų organinių junginių“ direktyvoje keliamų reikalavimų (jei valymui naudojama iki 1 tonos tirpiklio per metus, direktyvos reikalavimai netaikomi).

Tirpalų tarnavimo laiko pratęsimas

Valymo efektyvumą ir vonių tarnavimo laiką galima pagerinti tokiomis priemonėmis:
Tirpalo pernešimo sumažinimas

Detalės ar gaminiai turi būti kabinami taip, kad plovimo skystis galėtų kuo greičiau nutekėti.
Gaminiai konstrukciniu požiūriu turi turėti kuo mažiau skystį „išsemiančių“ vietų. Pavyzdžiui vietoj įdubos daroma kiaurymė.

Teršalų įnešimo sumažinimas

Ant detalių turi būti kuo mažiau teršalų iš ankstesnių gamybos ir sandėliavimo etapų. Naudojant specialias pagalbines medžiagas (tempimo, pjovimo emulsijas), sausą mechaninį apdirbimą ar minimalų tepimą galima pastebimai sumažinti tepalų ir riebalų kiekį ant detalių.
Paprasčiausias mechaninis nuvalymas gali supaprastinti ir žymiai pagerinti valymo efektą. Skysti teršalai (pvz. tepimo-aušinimo emulsijos) gali būti pašalinti leidžiant jiems nusilašėti. Gausius teršalus galima nuvalyti gremžtukais ar šepečiais. Kitos pirminio valymo galimybės yra nukratymas, nupūtimas, nuplovimas apipurškiant, galtavimas arba šlifavimas.

Geresnis darbinių vonių panaudojimas

Kai gamybos apimtys didelės, ypač serijinėje gamyboje, rekomenduojamas daugkartinis tirpalo panaudojimas, tam įrengiant kaskadines valymo ir plovimo vonias.
Kaskadinėje sistemoje taip pat reikia prisiminti nulašėjimo laiką, kad teršalai iš ankstesnės vonios nepatektų į sekančią vonią. Detales galima papildomai nukratyti arba nupūsti oru.

Vonių priežiūra, skirta tarnavimo laiko pratęsimui

Kai naudojami neemulguojantys tirpalai, reikia šalinti išplaukusius tepalus (pvz. tepalo graibyklėmis)
Kietas daleles iš tirpalo galima pašalinti filtravimu
Emulguotus tepalus galima pašalinti ultrafiltracijos būdu. Tačiau šiuo atveju būtina tiksliai parinkti membraninį įrenginį pagal naudojamą chemikalą ir teršalus.

Kaip tausoti aplinką

Metalo paviršius turi būtų valomas taip, kad būtų kuo mažiau teršiama aplinka. Tam pirmiausiai reikia atsakyti į tokius klausimus:
* Ar iš viso reikia valyti? Tarp mechaninio apdirbimo operacijų dažnai galima numatyti tepalo šalinimo operaciją. Sutrumpintas sandėliavimo laikas tarp operacijų arba sandėliavimas švarioje vietoje gali sumažinti teršalų kiekį ant detalių.
* Koks turėtų būti detalių švarumas? Reikalaujamą švarumo laipsnį apsprendžia reikalavimai sekančiose operacijose. Jei toliau seka mechaninis apdirbimas, švarumo laipsnis gali būti mažesnis, nei prieš dažymą. Remiantis skirtingais švarumo reikalavimais galima detales paskirstyti pagal švarumo klases ir jas atskirai apdoroti.
* Ar galima sudaryti operacijų seką be valymo? Suderinus tinkamą operacijų seką, valymo operacijos gali būti nereikalingos. Klijuojant detales valymas yra absoliučiai būtinas, o pvz. Kniedijant ar tvirtinant varžtais valymo dažnai nereikia. Prieš lituojant galima naudoti specialius fliusus, po kurių nereikia valyti.
* Bet kuriuo atveju reikia pasitikrinti, ar valymą galima atlikti vandeniniais tirpalais.

Detalių valymas ir tepalo šalinimas

Metalinės detalės ir gaminiai apdirbimo metu dažniausiai užteršiamos riebalais, tepalais, drožlėmis bei korozijos produktais. Be to, pusgaminiai apsaugai nuo korozijos transportaviumo metu sutepami antikorozinėmis priemonėmis.

Prieš bet kokį padengimo procesą, dažymą, galvaninį padengimą ar karštą cinkavimą ant detalių neturi būti rūdžių, purvo, riebalų ir tepalų. Be valymo dažymo ir galvaniniuose procesuose dar reikalingos kitos procedūros tokios kaip, ėsdinimas, fosfatavimas, pasyvavimas ir pan.

Tepalo šalinimui nuo metalo paviršių pramonėje dažniausiai naudojami trijų tipų valymo priemonės:
• Vandeniniai tirpalai
• Nehalogeninti organiniai tirpikliai
• Chlorinti angliavandeniliai

Kai kuriose srityse gali būti naudojamas Plazminis valymas.

Valymas chlorintais angliavandeniliais šiuo metu dėl priežasčių, susijusių su aplinkosauga ir darbų sauga, naudojamas tik labai specifiniais atvejais (pvz. kai labai didelis užterštumas, (pvz. sukietėjusiais riebalais) arba keliami labai dideli reikalavimai paviršiaus švarumui.

Dėl mažos atmosferos taršos ir saugumo darbe vis plačiau plinta valymas vandeniniais tirpalais.

Tačiau valymas vandeniniais tirpalais turi ir savų trūkumų, lyginant su valymu nehalogenintais organiniais tirpikliais. Iš tokių trūkumų galima paminėti didelį energijos poreikį detalių džiovinimui ir aukštus nuotekų valymui keliamus reikalavimus.


Valymo sistemų pasirinkimo kriterijai
Pasirenkant valymo sistemą be ekonominių aspektų reikia įvertinti šiuos faktorius:
• Nešvarumų pobūdį
• Valytinų detalių ir gaminių medžiagą ir formą
• Tolimesnio technologinio proceso reikalavimus kokybei
• Valymo techniką, kitaip sakant turimus valymui naudojamus įrenginius.

Kokių nors bendrųjų nuorodų, kaip pasirinkti valymo sistemą nėra. Techninis sprendimas priklauso nuo darbo užduočių. Kai kokybei keliami dideli reikalavimai, pvz. galvaniniuose procesuose, kad būtų išvengta broko, būtinas pirminis valymas.

Skirtingų valymo sistemų apjungimas
Organiniai tirpikliai dėl savo prigimties riebalus ir tepalus tirpina geriau nei vandeniniai tirpalai, tuo tarpu vanduo geriau tirpina druskas. Tačiau tai nereiškia, kad vandeninės valymo sistemos negali būti naudojamos organiniams teršalams šalinti. Tinkamai parinkus chemikalus, mechaninį poveikį (pvz. suslėgtą orą, ultragarsą) ir aukštesnę darbinio tirpalo temperatūrą galima šiuos trūkumus pašalinti.

Rankinis fosfatavimas

Amorfinis fosfatavimas plaunant rankomis yra pats paprasčiausias fosfatavimo būdas. Galimybė dirbti paprastomis priemonėmis ir naudojant žemos temperatūros tirpalus daro šį būdą labai lanksčiu ir universaliu.
Metalinės detalės ar gaminiai šluostomi ar valomi šepečiais, kempinėmis ar skudurais. Metodas gali būti pritaikytas dideliems gaminiams, kurie netelpa į fosfatavimo vonią ar plovimo liniją, o taip pat, kai įmonėje nėra vietos įrengti stacionarią fosfatavimo merkimu ar purškimu liniją.
Geležies fosfato danga plaunant rankomis susidaro naudojant tirpalą, kurio temperatūra nuo 18 iki 50 laipsnių. Žinoma, geriau dirbti su aukštesnės temperatūros tirpalais. Fosfatavimo tirpalo darbinė koncentracija turėtų būti 8 - 10%. Tepalo dalelės ištirpsta tokiame koncentruotame tirpale, kai paviršius trinamas tirpalu sudrėkinta kempine ar tinkamai parinktu šepečiu.
Dirbant tokiu metodu rekomenduojama užterštą ir chemiškai išeikvotą tirpalą pakeisti nauju, o ne kelti tirpalo koncentraciją naujomis chemikalo porcijomis.

Fosfatavimo nuosėdų susidarymas

Dirbant laboratorinėmis sąlygomis, kai naudojamas švarios metalinės plokštelės ir pastoviai palaikomos optimalios reakcijos sąlygos, amorfinis fosfatavimas vyksta praktiškai be nuosėdų.
Gamyboje matome kiek kitokią situaciją. Kodėl gi miltelinio dažymo dažyklų paruošimo linijų fosfatavimo voniose susidaro nuosėdos?
Gamybos sąlygomis yra ganėtinai sunku išlaikyti optimalų tirpalo darbo režimą. Gamybos apimtys ne visada būna priderintos prie turimų įrenginių pajėgumų ar galimybių, ne visur yra procesą prižiūrintis technologas, per retai atliekamas tirpalų koregavimas.
Reikia atskirti dviejų tipų paruošimo linijas: su pradiniu tepalo pašalinimu šarminiuose tirpaluose ir po to sekančiu fosfatavimu, ir linijas, kuriose tepalo šalinimas nuo paviršiaus ir fosfatavimas vyksta viename tirpale praktiškai vienu metu.
Pirmuoju atveju fosfatavimo vonioje nuosėdos atsiranda dėl keleto gana skirtingų priežasčių:
1. Tirpalų ruošimui ir plovimui naudojamas kietas vanduo. Į fosfatavimo vonią patekę kalcio ir magnio jonai sudarys mažai tirpius ir netirpius kalcio ir magnio fosfatus ir padidins nuosėdų kiekį.
2. Per žema fosfatavimo tirpalo pH reikšmė. Šiuo atveju geležis nuo gaminio tirpsta, pereidama į tirpių fosfatų pavidalą. Vėliau šie fosfatai virsta netirpiais, tačiau iškrenta į nuosėdas.
3. Su netinkamai nuplautais gaminiais į tirpalą patenkantis šarminis tepalo šalinimo tirpalas užteršia darbinį fosfatavimo tirpalą didindamas jo pH. Kai pH reikšmė pasiekia 5,8 arba didesnė, daugeliu atvejų danga ant paviršiaus nebesusiformuoja, susidaro tik įvairios sudėties geležies fosfatai, geležies hidroksidas ir geležies oksidas.
4. Tirpalų maišymui naudojamas suslėgtas oras. Oro deguonis oksiduoja tirpale ištirpusią geležį ir taip didina nuosėdų kiekį.
5. Per žemos tirpalo arba gaminių temperatūros. Kai tirpalo arba gaminio temperatūra yra žemesnė kaip 42ºC fosfatinė danga ant plieno paviršiaus nesusidaro. Plienas reaguoja su fosforo rūgštimi, o susidarantys fosfatai iškrenta nuosėdų pavidalu ant vonios sienelių ir dugno. Tokia situacija matoma tada, kai skubant vykdyti gamybines užduotis gaminiai merkiami į nespėjusį pakankamai įšilti tirpalą. Panašiai vyksta ir tada, kai gaminys po šarminės vonios plaunamas šaltu vandeniu ir įmerkus į darbinę vonią jis pirmiausiai turi įšilti. Jei darbinis tirpalo režimas (priklausomai nuo naudojamo produkto) yra 45 – 60ºC, o taupumo sumetimais vonioje palaikoma minimali temperatūra, tai akivaizdu, kad į tirpalą pamerkus, tarkime, 20ºC temperatūros gaminius tirpalas atvės ir vyks ne fosfatavimo, o tik nuosėdų susidarymo procesas.
Susidariusios nuosėdos, jei reguliariai nešalinamos, pradeda trukdyti darbui – persineša į plovimo vonias jas užteršdamos. Negana to, jos gan sunkiai nusiplauna panardinimo linijose ir lieka ant gaminių, ypač sudėtingesnio profilio vietose, iš kurių sunkiau nuteka vanduo.
Kaip jau esu minėjęs aukščiau, laikoma amorfinio fosfatavimo tirpaluose nuosėdos nesusidaro, todėl įrenginių gamintojai juose nesumontuoja papildomos tirpalų valymo įrangos. Tokia tirpalo tarnavimo laikui pratęsti skirta įranga gali būti įvairūs filtrai, hidrociklonai, dekantatoriai, kurie atskiria nuosėdas iš naudojamo tirpalo.

Aplinkai palankus fosfatavimo liekanų tvarkymas

(Patentų apžvalga)
Fosfatavimo nuosėdų ir dumblo utilizavimo problema nuolat sprendžiama įvairiais būdais visame pasaulyje. Kadangi kristalinio (cinko) fosfatavimo metu susidaro daug nuosėdų, tai visi mano laisvai prieinamuose šaltiniuose surasti nuosėdų šalinimo būdai aptaria šio proceso nuosėdų perdirbimą.
Kristalinio (cinko) fosfatavimo dumblo (sauso) sudėtyje (bendruoju atveju) yra 20% geležies, 10% cinko, 1 – 3 % mangano, <1% nikelio ir 50-55% fosfatų. Amorfinio fosfatavimo nuosėdų sudėties turimuose šaltiniuose nepavyko rasti. Tačiau galima daryti išvadą, kad jose turėtų būti geležies ir fosfatų, o taip pat, priklausomai nuo panaudoto preparato, molibdeno ir fluoridų pėdsakų. Kadangi amorfinis fosfatavimas plačiai derinamas su tepalo šalinimo operacija, tai dumble gali būti įvairios kilmės ir sudėties priemaišų, apie kurias turimuose šaltiniuose taip pat nebuvo jokios informacijos. Aptariant nuosėdas, susidariusias po tirpalų neutralizavimo, galima pasakyti, kad jose be aukščiau paminėtų komponentų dar yra didelis kiekis kalcio fosfatų, kalcio hidroksido ir kalcio sulfato.

Iš įvairių metodų, pasiūlytų fosfatavimo dumblui perdirbti dažniausiai siūlomi pirometalurginiai metodai – redukcinis sukepinimo procesas, kurio metu atgaunami metalai cinkas, geležis ir nikelis bei natrio fosfatas; šlapi cheminiai procesai, kuriuose reikalingi komponentai iš fosfatavimo nuosėdų išplaunami rūgštimis ir šarmais ; ėsdinimas mineralinėmis rūgštimis ir kt.

JAV patente 5 350 517 aprašomas procesas, kuriame fosfatavimo dumblas tirpinamas azoto rūgštyje, geležis selektyviai ekstrahuojama skystinės ekstrakcijos būdu, o tokiu būdu gautas ekstraktas panaudojamas cinko fosfato tirpalui gaminti. Naudojamas ekstrahentas 2-etilheksilo alkoholio ir fosforo rūgšties tirpalas žibale.

Didžiosios Britanijos patente 1545515 siūloma panaudoti mineralines rūgštis cinko ir fosfato jonų ekstrahavimui iš fosfatavimo dumblo ir po to ekstraktą panaudoti fosfatavimo tirpalui ruošti. Be to, šis patentas taip pat siūlo šarmu išplauti fosfato jonus iš neištirpusių liekanų, kuriose yra geležies ir fosfato jonų, tokiu būdu lieka tik geležies turinčios atliekos. Šarminiame skystyje esantys fosfatai nusodinami cinko fosfato pavidalu ir gali būti panaudoti fosfatavimo tirpalų gamybai.

JAV patente 5 376 342 aprašomas procesas, kurį sudaro tokios stadijos: (1) dumblo ištirpinimas fosforo rūgštyje; (2) neištirpusių kietųjų medžiagų filtravimas; (3) geležies fosfato nusodinimas ir atgavimas ir (4) pridėjimas į cinko fosfato turinčią skystą fazę reikalingų metalų ir gauto tirpalo panaudojimas fosfatavimo vonios papildymui. Šiame procese išsodintas geležies fosfatas gali būti panaudojamas kaip priedas į gyvulių pašarus.

Fosfatavimo dumblo maišymas su šarminiu tirpalu, mišinio džiovinimas ir sukepinimas 500-1300ºC temperatūroje dalyvaujant reduktoriams dumble esančius fosfatus paverčia į tirpias fosfatų druskas, redukuoja cinką ir geležį į metalinį būvį ir išgarina cinką iš reakcijos zonos. Plaunant sukepintus papločius vandeniu gaunami tirpūs fosfatai ir geležis. Toks procesas pateiktas JAV patente 3 653 875. Šis procesas komerciškai nebuvo realizuotas dėl savo brangumo ir savo daugialaipsniškumo. Be to, perdirbimas užtrunka maždaug vieną dieną, dėl ko jis negali būti pritaikytas nuolatiniam medžiagų atgavimo procesui.

JAV patente 5 273 667 pasiūlytas procesas, kuris numato fosfatavimo dumblo surinkimą, jo nusausinimą filtruojant, džiovinimą padidintoje temperatūroje, kol drėgmės kiekis liks mažesnis kaip 10% ir išdžiovinto dumblo smulkinimas iki dalelių dydžio sijojamų per 20 numerio sietą. Išdžiovintas ir sumaltas fosfatavimo dumblas yra puikus priedas, tepalams naudojamiems metalų apdirbimo, metalų formavimo pramonėje, bei pramoniniam tepimui.

JAV patente 4 986 977 siūloma fosfatavimo dumblą apdoroti vandeniniu šarmo tirpalu, kol pH bus daugiau kaip 10, tokioje terpėje iškris geležies hidroksido nuosėdos. Geležies hidroksidas atskiriamas, o vandeninė fazė parūgštinama iki pH 7 – 10, tokioje terpėje iškrenta cinko hidroksidas. Trečiajame tirpale yra šarminių metalų druskos praktiškai be fosfato jonų. Nors šis metodas ir yra tiesioginio fosfatavimo dumblo šalinimo patobulinimas, tačiau jis nepanaikina atliekų šalinimo problemos. Maža to, trečiajame vandeniniame tirpale gali būti nedideli toksiškų teršalų kiekiai, kurie gali labai apsunkinti kietų liekanų utilizavimą ar šalinimą. Procesas yra sudėtingas ir reikalaujantis daug laiko, o geležies fazė būna užteršta sunkiaisiais metalais, dėl ko negali būti panaudota kaip priedas gyvulių pašarams.

JAV patente 5 198 020 aprašomas cinko šalinimo iš fosfatavimo proceso dumblo būdas. Fosfatavimo proceso dumblas maišomas su priedais, kurie su fosfatavimo proceso dumble esančiais fosforo turinčiais komponentais sudaro į šlaką panašius geležies, kalcio ir/arba bario junginius. Mišinys redukuojančioje aplinkoje reaguoja ne mažesnėje kaip 800ºC temperatūroje. Pirminis mišinio aglomeravimas arba granuliavimas būtų palankesnis proceso vykdymui.Geležies junginių susidarymui pageidautina temperatūra ne žemesnė kaip 900ºC, geriau 1000ºC, geriausia ne žemesnė kaip 1100ºC. Tinkamiausias priedas – metalurgijos dulkės.Geležies junginių susidarymui geriausia parinkti , kad Fe:P molinis santykis būtų 1,0, jei reakcijos temperatūra ≤950ºC; kai reakcijos temperatūra tarp 950 ir 1050ºC – 1,5; ir ne mažiau 2,0, kai reakcijos temperatūra ≥ 1050ºC. Kalcio ir/arba bario junginių susidarymui Ca:P arba Ba:P molinis santykis turi būti didesnis kaip 1,5. Šiuo metodu vertingos fosforo ir cinko turinčios medžiagos transformuojamos į tinkamas naudojimui formas.

Jefferson Caponero ir Jorge A.S. Tenorio savo straipsnyje aprašo laboratorinius tyrimus, kuriuose fosfatavimo dumblas panaudojamas klinkerio gamyboje. Buvo paruošiami klinkerio žaliavos ir fosfatavimo dumblo mišiniai. Šie mišiniai buvo deginami elektros krosnyje 1450ºC temperatūroje 10 minučių. Tyrimo rezultatai parodė, kad klinkerizacijos procesas nesutrinka pridėjus iki 7,0% dumblo. Netipinių fazių susidarymas nebuvo pastebėtas pridedant iki 5% dumblo.

Patricia de Oliveira Gifffoni ir Lisete Celina Lange tyrė galimybę fosfatavimo dumblą panaudoti keraminių blokų ir plytų gamyboje siekiant sumažinti fosfatavimo atliekų poveikį aplinkai ir taupyti gamtines žaliavas. Atlikta bandinių analizė parodė, kad rekomenduojamas fosfatavimo dumblo kiekis gali būti 10% molio masės. Darbo rezultatai taip pat parodė, kad plytos, kurių sudėtyje yra 10% fosfatavimo dumblo, nekelia jokio pavojaus aplinkai.

Fosfatavimo dumblo perdirbimas yra užpatentuotas ir Japonijoje.
Patente JP6016403, kaip nurodyta angliškoje santraukoje, aprašomas metodas, kuriame fosfatavimo dumblas disperguojamas vandenyje ir sumaišomas su H tipo stipriai rūgštine katijonitine derva. Vėliau kieta ir skysta tirpalo fazės atskiriamos, gautas tirpalas koncentruojamas ir iš jo ekstrahuojant tirpikliais gaunama švari fosforo rūgštis. Iš tirpalo gaminamas fosfatavimo preparatas, arba sumaišius su disperguojamomis kalcio druskomis gaunamas kalcio fosfatas.

Patente JP8053771, kaip nurodoma santraukoje anglų kalba, aptariamas metodas, kuriuo fosfatavimo dumblas paverčiamas netirpiu baziniu geležies fosfatu. Tirpalas, kuriame yra 50 % (pagal masę) fosfatavimo dumblo, apdorojamas aukštoje uždarame inde 150ºC temperatūroje ir esant 4 kg/cm2 slėgiui. Po apdirbimo nuosėdos nufiltruojamos, gautas bazinis geležies fosfatas aplinkosauginiu požiūriu yra nepavojingas.

Šarminio nuriebinimo tirpalo neutralizavimas

Apdorojamas atvėsintas tirpalas, nes dalis neemulguoto tepalo išplaukia į paviršių tirpalui vėstant ir nusistovint. Tada reikia tirpalą parūgštinti sieros arba fosforo rūgštimi iki maždaug pH 1-2. Tokioje terpėje suyra tepalo emulsija ir visas buvęs emulguotas tepalas išplaukia į paviršių. Tepalą reikia pašalinti arba perpumpuoti tirpalą per tepalo gaudyklę (žinoma, jei prie vonios yra įrengta tokio tipo tepalo gaudyklė). Kai tepalas pašalintas, tirpalą reikia pašarminti gesintomis kalkėmis iki pH maždaug 7-8 (nes tik nuotekas su panašiu pH galima išleisti į kanalizaciją). Šarminant gesintomis kalkėmis visi tirpale esantys karbonatai ir fosfatai (kurie paprastai būna visuose nuriebinimo preparatuose) iškrenta į nuosėdas. Taip pat į nuosėdas iškrenta kalcio sulfatas (jei tirpalas buvo rūgštintas sieros rūgštimi).
Jei tirpalą rūgštintume druskos rūgštimi, emulsija suskiltų, tačiau nuotekose atsirastų chloridų, kuriuos sunku pašalinti. Beje, šarminti natrio šarmu irgi netikslinga, nes natrio druskos yra tirpios.
Susidariusias nuosėdas galima nufiltruoti įvairių tipų filtrais, arba dekantuoti ar atskirti kitokiais būdais, o nuskaidrėjusį skystį galima išleist į kanalizaciją.
Nuotekose lieka PAM, tačiau šiuolaikiniuose tepalų šalinimo preparatuose naudojamos biologiškai suyrančios PAM, todėl didelių problemų dėl į kanalizacijos tinklus patekusių detergentų neturėtų būti. ( Tiesą sakant, nuotekų tyrimo laboratorijos neturi metodų PAM išmatuoti).
Susidariusiose nuosėdose vis dar lieka šiek tiek tepalo, dėl to jos laikomos pavojingomis atliekomis ir turi būti perduotos pavojingų atliekų tvarkytojui.

Dažymo kabinos apšvietimas

Daugelyje dažymo kabinų apšvietimas suprojektuotas visiškai netinkamai. Kalbu ne apie bendrą kabinos apšviestumą (kai kuriose jų yra pakankamai šviesu), o apie tai, kad dažniausiai būna netinkamas šviesos kritimo kampas. Daugeliu atvejų dažytojas negali įvertinti savo darbo kokybės, nebent žiūrėtų iš visiškai arti, nedideliu kampu į paviršių taip, kad matytų iš pistoleto išeinantį dažų srautą.
Teko matyti, kaip dažytojai prikiša veidą prie pat paviršiaus, o tuo metu pistoletas pučia pro šalį. Kaskart, kai tik pistoletas nukreipiamas pro šalį, dažai nepatenka ant gaminio, padidėja dažų nuostoliai.
Kai kuriose kabinose iš viso ant kabinos sienų nėra pritvirtintų lempų. Jų vietoje naudojami pakabinami šviestuvai su sprogimui saugiais gaubtais, tačiau jie kabo ne aukščiau kaip 1 m virš kabinos grindų. Kai kur ant liuminescencinių lempų nėra gaubtų,o patys vamzdeliai padengti storu dažų sluoksniu. Dėl to kabina silpnai apšviesta, o dažytojas negali matyti apačioje esančių dažytinų paviršių.
Praktikoje dėl to reikia perdažyti broką, susinaudoja daug dažų, atsiranda papildoma tarša,darbo sąnaudos ir gamybos išlaidos.
Kaip blogo kabinos apšvietimo pasekmė, atsiranda dažymo defektai, tokie kaip nenudažytos vietos, netolygus dažų sluoksnis arba per stora danga. Be to, pro šalį išpurkšti dažai didina bendrąjį ploto vienetui sunaudotų dažų kiekį.

Metalizuotų miltelinių dangų atsparumas

Yra keletas faktorių, kurie turi įtakos metalizuotų miltelinių dangų atsparumui. Iš gamintojo pusės, įtaką dangos atsparumui turi: panaudoto metalinio pigmento rūšis, jo procentinis kiekis gatavame produkte, o taip pat efekto pagrindą sudarančių dažų gamybos būdas ir receptūra. Iš dažytojų pusės, visų pirma, panaudota dažymo sistema - vienasluoksnė arba dvi-sluoksnė. Planuojant metalizuotos miltelinės dangos atlikimą pirmiausiai reikia nuspręsti, kokį atsparumą turi turėti užbaigta danga. Metalizuotų dangų atveju tai turi esminės įtakos dažymo kainai. Brangiausia išgauti atsparumą atmosferos veiksniams, ypač ultravioletiniams spinduliams.
Jei metalizuota miltelinė danga turi būti atspari trynimui, įbrėžimams, cheminėms medžiagoms (pvz. žmogaus prakaitui), galima pasirinkti du būdus. Dvisluoksnės dangos: metalizuoti dažai plius skaidrus lakas, arba viensluoksnės dangos panaudojant architektūroje naudojamus lauko dažus. Skaidrus lakas, kaip išorinis sluoksnis, neabejotinai yra geresnė apsauga nuo dangos dilimo, tačiau labai sumažina jos elastingumą. Be to visada egzistuoja pavojus, kad skaidraus lako sluoksnis atšoks nuo pagrindo sluoksnio. Be to, reikia pastebėti, kad skaidrus lakas nesaugo pagrindinių dažų nuo ultravioletinių spindulių.
Pasirinkus viensluoksnę architektūrinių dažų dangą yra kitaip. Žinome, už ką mokame. Didesnę dažų kainą atsveria puikios eksploatacinės savybės. Geri architektūriniai dažai, atsparūs atmosferos veiksniams ir ultravioletiniams spinduliams, turi kokybę užtikrinančius sertifikatus. Europoje tokius dažus sertifikuoja dvi organizacijos - šveicarų QUALICOAT ir vokiečių GSB.

Paviršiaus paruošimo metodų pasirinkimas

Dažytų dangų apsauginės savybės pirmiausiai priklauso nuo dažų sąveikos su pagrindu, t.y. nuo tarp jų susidarančių ryšių tipo ir intensyvumo. Būtina skystų dažų dangos susiformavimo sąlyga - pagrindo paviršiaus drėkinimas.
Siekiant užtikrinti ryšius tarp skirtingų medžiagų, šiuo atveju tarp dažų ir metalo, būtinas jų kontaktas. Kadangi jėgos, užtikrinančios metalo ir polimero fizinius ir cheminius ryšius veikia 0,5 nm atstumu (maždaug lygiu vandens molekulės skersmeniui), tai kontaktas galimas tuomet, kai atstumas tarp skystų dažų ir metalo bus ne didesnis kaip 0,5 nm. Be dažų savybių, kontaktui įtakos turi dažomo paviršiaus švarumas ir reljefas. Kuo agresyvesnė aplinka, kurioje bus eksploatuojama dažų danga, tuo kruopščiau reikia paruošti paviršių.
Paviršiaus paruošimo tikslas - pašalinti bet kokius teršalus, tiesiogiai trukdančius dažų kontaktui su pagrindu, o taip pat sukurti reljefą, didinantį tikrąjį kontakto paviršių.
Paviršiaus paruošimas prieš dažymą apima tokias operacijas:
- paviršiaus defektų šalinimas
- tepalinių ir riebalinių teršalų šalinimas
- korozijos produktų šalinimas
- kitų teršalų (chloridų, dulkių, abrazyvo likučių ir kt.) šalinimas
Teršalams šalinti ir reikiamam paviršiaus šiurkštumui sukurti dažniausiai naudojami mechaniniai, cheminiai, rečiau terminiai, metodai.
Konkretus paviršiaus apdirbimo metodas pasirenkamas įvertinant tokius faktorius:
- reikalingą švarumo lygį ir nustatytą paviršiaus šiurkštumą;
- medžiagą ir pradinę jos būklę;
- reikalaujamą dažų dangos ilgaamžiškumą, atsižvelgiant į eksploatacijos sąlygas;
- turimą įrangą, medžiagas, matavimo priemones, personalą;
- ekonominį tikslingumą.

Metalizuotų miltelinių dažų atspalvis

Milteliniai dažai, taip pat ir metalizuoti, gaminami pagal spalvinius standartus. Populiariausias yra RAL standartas, kuris sidabriniams metalizuotiems dažams numato du pagrindinius atspalvius: RAL 9006 - baltas aliuminis, RAL 9007 - pilkas aliuminis. RAL spalvų pavyzdžiai gaminami ant kartoninio pagrindo skystais dažais, dėl to vizualinio efekto pernešimas į miltelinę dangą gali sukelti daug nesusipratimų. Metalizuoti skysti dažai yra paprastesni kaip jų gamybos, taip ir dažymo požiūriu bei labiau atsikartojantys.
Miltelinių metalizuotų dažų atveju yra kitaip. Metalizuotų miltelinių dažų gamybos procesas yra daug sudėtingesnis, o galutinis produktas nėra visiškai atsikartojantis.
Dažymo būdas ir sąlygos turi daug daugiau įtakos galutiniam rezultatui nei dažant skystais dažais, kadangi neįmanoma užtikrinti vienodų dažymo proceso parametrų skirtingose dažyklose. Dėl to miltelinių metalizuotų dažų atveju galima laikyti, kad spalviniai pavyzdžiai rodo tik gaunamos dangos atspalvį, o ne gaunamo vizualinio efekto atsikartojimą. Negalime visiškai kontroliuoti nei tolygaus metalinio pigmento pasiskirstymo dangoje, nei pigmento grūdelių ar žvynelių išsidėstymo dažomo objekto paviršiaus atžvilgiu. Dėl to kiekvieno gamintojo metalizuoti milteliniai dažai, po nudažymo atrodys kitaip. Taipogi dažnai gali skirtis ir to paties gamintojo gaminami metalizuoti dažai.
Dangos spalvos ir efekto skirtumai reikalauja, kad būtų nustatytos ribinės sąlygos, kurios sudarytų pagrindą galimoms pretenzijoms. Pavyzdys, pagal kurį buvo patvirtinta spalva ir efektas, negali būti užsakovo naudojamas kaip vienintelis ir neabejotinas teisingos dangos išvaizdos įrodymas. Abiejų šalių labui verta nudažyti keletą pavyzdžių skirtingomis sąlygomis (skirtingas dangos storis, sukepinimo laikas, šviežių ir naudotų dažų kiekis ir t.t.) ir derybų keliu nustatyti leistinas apatinę ir viršutinę dangos išvaizdos nukrypimų ribas. Taip apibrėžtos užsakymo sąlygos leidžia sąžiningai ir realiai įvykdyti keliamus reikalavimus.

Milteliniai dažai

Šiuo metu egzistuoja didelis asortimentas miltelinių dažų, kurie skiriasi polimeriniu pagrindu, paskirtimi ir dangos savybėmis. Trumpai juos apžvelkime.
Epoksidiniai dažai daugiausia naudojami magistraliniams vamzdynams ten, kur reikalingos karščiui atsparios dangos, kai eksploatacijos temperatūra neviršija 110°C, arba chemiškai atsparios dangos. Jie pasižymi dideliu reaktyvumu, t.y. mažesne kietėjimo temperatūra (iki 120°C), geromis antikorozinėmis ir fizinėmis-cheminėmis savybėmis. Tačiau epoksidinės medžiagos mažai atsparios šviesai.
Mišrūs (epoksidiniai-poliesteriniai) dažai su minimalia kietėjimo temperatūra 150°C naudojami apsauginėms-dekoratyvinėms buitinės technikos (šaldytuvai, mikrobangų krosnelės, skalbyklės ir t.t.) dangoms, eksploatuojamoms patalpose. Šios dangos atsparios temperatūrai (iki 210°C) ir kaitinant nekeičia spalvos. Jų fizinės ir cheminės savybės šiek tiek prastesnės kaip epoksidinių. Reikia atkreipti dėmesį į santykinai mažą tokių dažų kainą, dėl to jie turi didžiausią paklausą visame pasaulyje.
Poliesteriniai dažai su minimalia kietėjimo temperatūra 150°C naudojami dangoms, eksploatuojamoms esant tiesioginiam saulės šviesos poveikiui: architektūrinės dangos, žemės ūkio ir statybos technika, automobilių ratų diskai ir kt. Tokios dangos labai atsparios švieos poveikiui, tačiau apsauginės ir fizinės-cheminės jų savybės blogesnės nei epoksidinių medžiagų. Tačiau nepaisant aukštesnės jų kainos, lyginant su mišriais dažais, pagal par davimą ir gamybą jie užima antrąją vietą pasaulyje.
Poliuretaninių dažų reaktyvumas mažas, dėl to minimali jų kietėjimo temperatūra yra 200°C. Pagrindinės jų gamybos ir naudojimo šalys - JAV ir Japonija.
Poliuretaniniai dažai pasižymi dideliu atsparumu šviesai ir puikiomis apsauginėmis savybėmis. Jie naudojami, pavyzdžiui, degalinių įrenginiams dažyti. Reikia pastebėti, kad milteliniai dažai, kurių sudėtyje yra kaprolaktamu izoliuoto izocianato, pasižymi tam tikru kancerogeniškumu (dėl išsiskiriančio kaprolaktamo)
Akrilinius miltelinius dažus (kietėjimo temperatūra 200°C) taip pat daugiausia gamina JAV, Japonijoje ir Vokietijoje. Jų dangos pasižymi dideliu atsparumu šviesai ir dilimui. Pagrindinė jų pritaikymo sritis - automobilių pramonė, tame tarpe lengvųjų automobilių, o taip pat ir kitokių transporto rūšių, kėbulų dažymas.
Vienas iš pagrindinių faktorių, į kurį reikia atkreipti dėmesį pasirenkant, tai miltelių santykinis tankis, kuris apsprendžia miltelių išeigą dažant, o tai gali sumažinti jūsų sąnaudas.

Matavimo prietaisai miltelinio dažymo dažykloje

Miltelinio dažymo tikslas ne vien tik gauti dangą su specialiomis dekoratyvinėmis savybėmis, bet ir metalinio pagrindo apsauga nuo korozijos. Kiekviena milteliniu dažymu užsiimanti įmonė įsitikinusi savo gaminių kokybe, ir šį faktą sunku patikrinti dangos gavimo momentu.
Nuolatinis aukštos produkcijos kokybės palaikymas užtikrina įmonei gerą vardą. Miltelinio dažymo atveju dažnai technologijos naudojimo įmonėje laikas neilgesnis už siūlomą garantinį laikotarpį. Sunku patikėti firma, kuri savo gaminiams teikia garantiją, ilgesnę nei jos pačios gyvavimo laikas.
Tokia situacija pirkinį daro rizikingu tuomet, jei gamintojas specialiai, pvz. ekonomijos sumetimais praleido vieną iš pirminio paruošimo etapų. Tokios ekonomijos pasekmės po kurio laiko pasireiškia, pavyzdžiui, dangos suskeldėjimu.
Dažų, lakų ir miltelinių dangų kokybės kontrolės idėją pasiūlė Šveicarijos Pramoninių lakų, dažų ir dangų kontrolės institutas (QUALICOAT).
Kad gautų QUALICOAT kokybės ženklą, įmonė, dažanti milteliniais dažais, turi tenkinti eilę sąlygų, aprašytų techniniuose reikalavimuose.
Sutinkamai su QUALICOAT taisyklėmis įmonė turi turėti tokius prietaisus:
- blizgesio matavimo pritaisą,
- du dangos storio matavimo prietaisus,
- skaitmenines svarstykles, kurių tikslumas 0,1 mg,
- įpjovų atlikimo įtaisą ir reikmenis adhezijai tikrinti,
- dangos kietumo matavimo prietaisą
- Atsparumo ir elastingumo bandymo prietaisą,
- atsparumo smūgiui tikrinimo prietaisą,
- kietėjimo laiko ir temperatūros prietaisą su davikliais keturiose skirtingose vietose (trys ant gaminio, viena ore),
- elektros laidumo matavimo prietaisą,
- Įtrūkimo atsiradimo lenkimo metu testavimo prietaisą,
- Tirpalus ir medžiagas, reikalingus Macho testui atlikti
- reagentus, reikalingus bandomajai polimerizacijai atlikti.
Kiekvienas matavimo prietaisas turi turėti savo pasą, identifikacinį numerį ir kalibravimo rezultatus. Atskirų bandymų ir rezultatų apdorojimo metodai aprašyti taisyklėse arba atitinkamame standarte.
Šie matavimo prietaisai leidžia atlikti visų parametrų, galinčių turėti įtakos galutinei gaminio kokybei, patikrinimą.

Poveikio aplinkai mažinimas

Metalų apdirbimo procesų poveikis aplinkai kelia rūpestį. Fosfatavimas taip pat nėra išimtis. Atliekos, susidariusios šio proceso metu, gali būti skirstomas į dvi grupes: skystas ir kietas. Skystos atliekos susidaro metalą ėsdinant rūgštimis, atliekant šarminį valymą, plaunant ir pasyvuojant chromo junginiais. Kietos atliekos susidaro iš dumblo, susiformavusio fosfatavimo metu. Apskaičiuota, kad iš viso nuotekų išteka apie 20,8 kg/m2, o kietų nuosėdų fosfatavimo procese susidaro apie 0,049 kg/m2. Fosfatavimo proceso metu į aplinką išmetama apie 400 g/m2CO2- ekvivalentinės masės. Tai įrodo, kad įprastinis fosfatavimas prisideda prie šiltnamio efekto. Laimei, tai nekelia stipraus poveikio žmonių sveikatai. Apskaičiuota, kad toksiškumo lygis yra 1,6 ppm/ppm. Kietos nuosėdos, priešingai nei nuotekos, negali paplisti į aplinką. Fosfatavimo dumblas paprastai laikomas pavojingomis atliekomis, ir todėl jų išmetimas yra griežtai reguliuojamas. Apskaičiuota, kad kiekvienais metais fosfatavimo operacijose susidaro 6 804 tonų dumblo. Taigi, ne tik norima, bet ir yra būtina sukurti būdų, kaip regeneruoti įvairias dumblo sudedamąsias dalis. Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 4 986 977 siūlomas metodas, kaip fosfatavimo dumblą apdoroti vandeniniu šarminiu tirpalu tam, kad pH būtų didesnis nei 10. Esant tokiam pH iškrenta į nuosėdas geležies hidroksidas, geležies hidroksidas atgaunamas, o vandeninė fazė parūgštinama tiek, kad pH būtų 7-10 kad iškristų cinko hidroksido nuosėdos. Paprastai, 20% fosfatavimo dumblo svorio sudaro geležis, 10% - cinkas, 1-3% - manganas, <1> Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 5 273 667 aprašomas procesas, kuris apima fosfatinio dumblo surinkimą, vandens pašalinimą filtruojant, dumblo, iš kurio pašalintas vanduo, džiovinimą aukštoje temperatūroje, kol dumblo drėgmė sudaro mažiau nei 10% dumblo svorio, ir sauso dumblo dalelių sumažinimą iki mažiau nei 1 mm . Buvo atrasta, kad išdžiovintas ir susmulkintas fosfatinis dumblas yra puikus priedas į tepalus. Toks dumblas tinkamas naudoti tepalų receptūrose, skirtose metalo apdirbimui, metalo formavimui ir tepalų pramonėje. JAV patente Nr. 5 350 517 aprašomas procesas, kuriame fosfatavimo dumblas perdirbamas azoto rūgštimi, geležis išgaunama kartu su skysčiu/skystu ekstraktu, ir šis gautas ekstraktas yra pakartotinai naudojamas ruošiant kristalinio (cinkinio) fosfatavimo tirpalą. Naudojamas ekstrahentas yra 2-etilheksil alkoholio monoesteris su žibale esančia fosforo rūgštimi. Britanijos patente Nr. 1545515 taip pat siūloma naudoti neorganines rūgštis fosfatų išgavimui iš fosfatavimo dumblo cinko ir fosfatų jonų, o vėliau ekstraktą naudoti kaip fosfatavimo tirpalą. Be to, šiame patente siūloma galimybė šarmu išplauti iš fosfatų neištirpusias nuosėdas, kurių sudėtyje yra geležies ir fosfato jonų taip, kad galiausiai, turintys geležies likučiai nusėstų. Šarminiame tirpale fosfatas nusėda kaip cinko fosfatas ir gali būti naudojamas fosfatavimo tirpalų ruošimui. Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. 5 376 342 aprašomas procesas, kuris apima šiuos etapus: (1) dumblo ištirpinimas fosforo rūgštyje; (2) neištirpusių kietų medžiagų filtravimas; (3) geležies fosfato nusodinimas ir regeneravimas; (4) reikiamų metalų pridėjimas prie cinko ir fosfato, kurių sudėtyje yra vandens fazė, bei likusio cinko fosfato tirpalo pakartotinis panaudojimas kristalinio fosfatavimo procesuose. Šiuose procesuose jis naudojamas kaip paruošimo tirpalas. Proceso metu nusėdęs geležies fosfatas gali būti naudojamas kaip pašarų papildas gyvūnams. Fosfatavimo dumblas maišomas su šarminiu tirpalu, mišinys džiovinamas ir kepinamas 500-1300ºC temperatūroje, dalyvaujant reduktoriui. Dumble esantis fosfatas virsta vandenyje tirpia fosfato druska, cinkas ir geležis virsta metalu ir cinkas išgaruoja iš reakcijos zonos. Plaunant vandeniu, atgaunamas skystame dumble esantis tirpus fosfatas ir geležis. Baldy mano, kad 25% fosfatavimo dumblo, susidariusio automatinio apdorojimo procese, svorio sudaro alyva, ir jos pašalinimas yra būtinas tam, kad būtų galima pilnai regeneruoti visas naudingas sudedamąsias dalis. H2O2 priedas pridedamas prie dumblo rūgščių dispersijos, taip pašalinama alyva iš likusio mišinio. Pasak Baldy, cinko fosfatinio dumblo regeneravimas susideda iš keturių etapų. Pirmas etapas – alyvos atskyrimas nuo dumblo. Antras etapas – dumblo apdorojimas fosforo rūgštimi po to cinko, mangano ir nikelio ekstrakcija iš dumblo. Trečias etapas – antrame etape susidariusių geležies fosfato nuosėdų pavertimas į geležies oksido pigmentus ir natrio fosfatą. Caponero ir Tenerio siūlo fosfatavimo dumblą naudoti klinkerio gamybos procese. Tai būtų vienas iš galimų atliekų panaudojimo būdų. Savo moksliniame darbe jie įrodo, kad iki 7% fosfatavimo dumblo pridėjimas prie portlandcemento miltelių nepadaro jokios žalos klinkerizacijai. Rentgeno spindulių difrakcijos tyrimas rodo, kad modifikuotame klinkeryje, nėra jokių žymių pakitimų proporcingų dumblo priemaišoms. Taip pat nėra netipiškų fazių, susiformavusių su ne daugiau kaip 5% fosfatavimo dumblo. Mišinio, kurio sudėtyje yra iki 7% sauso dumblo priemaišų, diferencinė terminė analizė nerodo jokių skirtumų. Iki 5% fosfatavimo dumblo priemaišų, žymiai pakeičia tik cinko kiekį gatavame klinkeryje.