Buku panduan teknologi bersih dan penerapan produksi bersih

Buku panduan teknologi bersih dan penerapan produksi bersih

Industri elektroplatingLatar belakangIndustri berbasis logam seperti electroplating cenderung menimbulkan masalah lingkungan baik berupa masalah pencemaran tanah, udara maupun air. Permasalahan ini perlu segera ditangani dengan teknologi produksi bersih bagi sumber polutan. Prinsip penerapan produksi bersih adalah mereduksi limbah yang terbentuk atau mencegah timbulnya limbah pada sumbernya. Industri electroplating berpeluang untuk menerapkan teknologi produksi bersih, yang meliputi: persiapan permukaan, pelapisan listrik, pembilasan, daur ulang serta housekeeping dan manajemen. Program produksi bersih dapat dikatakan berhasil apabila memenuhi beberapa persyaratan yaitu, adanya kesadaran dan partisipasi karyawan,peningkatan prosedur operasi, pelatihan dan penjadualan serta proses.PROSESPRODUKSI ELEKTOPLATING

Secara umum proses pelapisan logam dengan listrik (elektroplating) dibagi menjadi 3 tahap, yaitu:

I. Persiapan Permukaan1. Pembersihan MekanikPembersihan ini umumnya dilakukan dengan menyikat, polishing, penggerindaan, buffing, sand blasting, machining dan filling.Aktivitas ini dilakukan untuk menghaluskan dan meratakan permukaan. Pembersihan mekanik yang paling umum dilakukan oleh industri elektroplating adalah buffing (penghalusan).

2. Pembersihan KimiaSetelah pembersihan mekanik, benda kerja biasanya membutuhkan pembersihan kimia untuk menghilangkan lemak, minyak, sisa senyawa buffing, karat, kerak, oksida dan lain-lain.Penghilangankotoran-kotoran ini memerlukan proses kimia seperti pelarut organic, asam, dan alkalin (basa). Pembersihan ini dapat dilakukan dengan satu bahan kimia atau bisa dikombinasikan.

A. Pembersihan(degreasing). Untuk menghilangkan minyak (gemuk),lemak, sisa senyawa buffing, cairan/olie mesin pada benda kerja dapat dilakukan dengan pelarut organic yang umum digunakan adalah perkloroetilen (PCE),trikloroetilen(TCE),lll-trikloroetilen,tetrakloroetilen,FreonTE/TFTA,triklorometan, isopropyl alcohol. Alat yang digunakan untuk proses ini adalah vapordegreaser. Pelarut organic dipanaskansehingga menjadi uap dan benda kerja dibersihkan dari dalam uap tersebut.

b. Pembersihan Pickling/descallingKarat, kerak dan oksida perlu dibersihkan dari permukaan benda kerja, serta permukaan logam perlu diaktifkan sebelum diproses dalam pelapisan. Bahan pembersih atau pengaktif yang biasa digunakan adalah asam (nitrat, sulfat, hidroklorok, fluoborik, sodium metabisulfit) dan prosesnya disebut pickling dan descalling.

c. Soak CleaningProses ini termasuk dalam line pelapisan, dan bisanya benda kerja pertama kali masuk proses pelapisan ke dalam tanki ini. Bahan kimia yang digunakan dalam pelapisan ini adalah basa kuat, bahan tambahan lainnya dan deterjen yang dicampur dengan air pada suhu 71-93 C. Benda kerja dicelupkan ke dalam campuran ini, kemudian dibilas atau langsung dimasukan ke dalam proses selanjutnya.

II. Proses PelapisanPada industri elektroplating kuno, kebanyakan bahan kimia pembersih yang digunakan adalah sianida, sehingga bisa menghasilkan permukaan yang benar-benar bersih dan siap masuk ke proses pelapisan.

Tujuan pra pelapisan ini antara lain menghilangkan sisa kotoran dan semua oksida pada permukaan benda kerja. Pra pelapisan ini terdiri dari proses pembersihan (cleaning), pencelupan asam (pickling), pencelupan special, dan striking. Setelah proses pelapisan, benda dibilas kemudian dikeringkan sebelum dipak.III. Pengerjaan AkhirPada beberapa benda yang sudah dilapis, masih memerlukan tambahan proteksi karat atau untuk mengubah warna lapisan.Misalnya aplikasi lilin atau fernis untuk meningkatkan ketahanan kilauan, dan pelapisan konversi kromat dilanjutkan dengan kadmium atau pelapisan lainnya untuk menghasilkan lapisan kromat (untuk mengubah warna dari transparan sampai hijau olive).Pelapisan kuningan sering diolah dengan berbagai larutan kimia untuk mengubah warna dari hijau sampai hitam (bahkan merah). Larutan pada proses pengerjaan akhir ini mengandung bahan-bahan kimia seperti asam nitrat, sodium dikromat, selenium, arsenic, antimony, atau bahan berbahaya lainnya. Proses ini bisa menjadi satu line pelapisan atau terpisah.

PELUANG PENERAPAN PRODUKSI BERSIHPersiapan Permukaan

1. Pembersihan dan Pengelupasan lapisan.Dengan melakukan reuse dan recycling.Reuse:Larutan bekas pembersihan bekas alkaline dapat digunakan untuk pengaturan pH pada unit pengolahan air limbah.Larutan asam bekas dapat digunakan untuk mengatur pH selama operasi pengurangan krom.Larutan asam klorida bekas dapat digunakan untuk larutan make-up pengelupasan krom, kemudian larutan asam nitrit bekas dapat digunakanuntuklarutanmake-up pengelupasan nikel

Recycling:Larutan asam sulfat dapat disirkulasi melalui sistem recovery asam.Asam klorida dapat diambil kembali dari operasi pickling dengan menggunakan unit difusi dialisis.

2. Pembersihan dan Penghilangan LemakMenggunakanpelarutkonvensional (penghilangan lemak dengan pencelupan).Mengurangi kebutuhan pembersihan dan pembersihan lemak.Menggunakan pelarut dengan toksisitas rendah, seperti pembersih emulsi, pelarut aqueus dan abrasif.Standarisasi penggunaan pelarut.

Menggabungkan operasi pembersihan ke dalam satu operasi penghilangan lemak secara sentral.

Menghindarkan kontaminasi pelarut.

Merawat alat harus bersih dari karat.

Menambah pelarut secara hati-hati.

Pengambilan lumpur.

3. Penghilangan lemak dengan uap

Membatasi kecepatan masuk dan keluar benda kerja.Membatasi ukuran benda kerja, gunakan keranjang yang mempunyai luas area 50 %dari pintu degreaser untuk meminimalkan drag out uap. Menghindarikejutan-kejutanbiasanya terjadi ketika beban berat dimasukan ke dalam tangki sehingga menghilangkan selimut uap dan infiltrasi udara ke dalam unit pembersih. Menjaga suhu pelarut.Membiarkan cukup waktu dalam degreaser.Semprotan hanya di bawah zona uap-pola semprotan tidak boleh berupa kabut.Menjaga permukaan pelarut dalam tangki.Minimisasidifusiuap-difusi uap mengakibatkan emisi udara.

4. Pembersih Aqueous

Menjaga mutu larutan.Melakukan inspeksi pra pembersihan.Menyediakan pemanasan secara kontiniu. Mempraktekkan larutan make-up yang benar, campur dengan baik dan panaskan sampai suhu yang dikehendaki. Menghilangkan lumpur dan kotoran dengan benar.Mengawasi kekuatan larutan pembersih. Merawat alat.Mengurangi drag out. Menggunakan air demineralisasi.Menggunakan pembilasan arus balik.Menggunakanpembilasandengan semprotan.Memasang nozel pengkabut-mengurangipenggunaan air Menggunakan sistem siklus tertutup

5. AbrasifMenggunakan binder dengan kadar lemak rendah atau berbasis air untuk polishingMengontrol permukaan air pada operasi pembilasan akhirII. Pelapisan Listrik

Pelapisan Dekoratif KromModifikasi prosesPerawatan larutan proses.Pengambilan kembali larutan proses.Penggantian bahan baku

Pelapisan Hard Krom

a. Alternatif pelapisb. Perbaikanprosesyangmengurangi pembentukan limbahc. Pengurangan drag outd. Perbaikan teknik pembilasane. Perawatan larutanf. Teknologi atau metoda perawatan larutang. Pengambilan kembali bahan kimiah. Pengurangan emisi udaraPelapisan Tembaga

Penggantian bahan bakuPelapisan tembaga alkalin tanpa sianidaProses tembaga alkalin baru bebas sianidaPelapisan tembaga electrolessPelapisan Nikel

Nikel WattsBus bar anoda dari tembaga dibungkusdengan pelapis selotip dari vynilBus bar anoda dari tembaga dilapisidengan nikelPemasangan papan peniris dari ppc diatas bus bar anodab) Nikel SulfamatPemakaian anoda nikel dari bahan karbontuang atau karbon gulung

5)Pelapisan Seng

Modifikasi praktek pengoperasianPengambilan kembali larutanPenggantian bahanProses alternatif6)Pelapisan Seng

Proses alternatifPeningkatan prosesPengontrolan air pembilasKontrol dan perawatan larutan pelapisRecovery/recycle bahan kimia ditempatRecovery di luar lokasi

7) Pelapisan Kadmium

Praktek operasi yang baikPembilasan arus balikPenggantian prosesSistem recovery

8)Pelapisan Anodisasi

Mengurangi penggunaan senyawa kromiumPenerapanperbaikanprosesuntuk mengurangi proses pengelupasan atau pengerjaan ulangPengontrolan air pembilasPenerapan recovery/recycle bahan kimia ditempat

9)Pengelupasan (Stripping)

Praktek pengoperasian yang baikAlternatif penggunaan teknologiPenguapan AtmosferikPenguapan Atmosferik dan penukar IonPenukar ion

III. PEMBILASANTerdapat 2 metode untuk mengurangi penggunaan air:

Peningkatan efisiensi pembilasana. Turbulensi antara benda kerja dan air pembilasb. Menambah waktu kontak antara benda kerja dan air pembilasc. Meningkatkan volume air selama waktu kontak untuk mengurangi konsentrasi bahan kimia yang tercuci dari benda kerja

Pengendalian Aliran Aira. Pemakaian alat pegendali kecepatan airb. Pemakaian alat pengendali aliran secarakonduktivitasIV. Daur Ulang

Daur ulang air pembilasPengambilan kembali bahan kimiaPemanfaatan kembali bahan mentah4.5. Housekeeping dan ManajemenInspeksi dan Perawatan

Memperbaiki seluruh tanki, pompa, kran yang bocor, dll.Inspeksi tanki dan linernya secara regular untuk mencegah kerusakan yang mungkin berakhir dengan membuang larutan.Inspeksi koil uap alat penukar panas secara eguler untuk mencegah kontaminasi kondensat uap dan air pendingin atau kebocoran kondensat dan air pendingin ke dalam larutan pelapis.Memasang alarm permukaan cairan pada seluruh lapisan pelapis dan tanki pembilas untuk menghindari luapan.Merawat rak pelapis dan anoda untuk mencegah kontaminasi larutan. Mengambil rak anoda bila tidak digunakan.Merawat barel.Meminimisasi volume air yang digunakan dalam operasi pembersihan.

Melatih pekerja dengan benar sehingga mereka mengerti pentingnya minimisasi kontaminasi larutan dan pembentukan limbah serta mencegah tumpahan.Pembilasan dan pembersihan benda kerja dengan benar sebelum masuk ke operasi pelapisan. Daerah yang tidak akan dilapis harus ditutup dengan maskant atau sekotip atau lilin untuk mengurangi korosi. Benda harus diambil dari larutan kalau tidak sedang dilapis.2. Pengurangan Drag-OutModifikasi campuran larutan pelapisPerubahan pengoperasianPemasangan papan peniris, batang peniris, dan tanki peniris untuk menangkap tetasan.Pemasangan pada rak yang benarDesain benda sedemikian rupa sehingga mudah ditiris.

Desain rak sedemikian rupa sehingga area permukaan minimum, permukaan horizontal minimum, tidak ada kantong dan mudah tiris.Penggunaan pisau udara dengan udara yang dipadatkan dan tidak mengandung olie.Penggunaan pembilasan dengan pengkabutan dan semprot.Pelapisan dalam barel: putar barel di atas tanki larutan untuk menghilangkan larutan pelapis yang tertinggal.3. Manajemen Drag-OutRecycling secara langsung ke dalam tanki prosesRecovery di tempat atau di luar lokasi Kirim ke recovery atau pengolahan di luar lokasi.

4. Perawatan Larutan Pelapis Mengambil kotoran dari larutan Menggunakan air deionisasi untuk make up dan air pembilas Pengambilan secepat mungkin benda kerja yang terjatuh ke dalam larutanMengurangi drag-in Perawatan rakPenggunaan anoda yang lebih murniMemproses ulang larutan bekas5. Penggantian Bahan KimiaPenggantian bahan kimia pada industri pelapisan bisa dilakukan pada larutan kromium, sianida,pickling, brightener, cleaner, dan etsa tembaga.

6. Pembelian dan penanganan Bahan KimiaInventori bahan baku supaya tidak terjadi tumpukan bahanPastikan bahwa container sudah kosong sebelum membuka yang baru, hal ini dilakukan untuk menghindari ceceranProsedur pencampuran bahan kimia harus dilakukan dengan ketat, hal ini untuk meminimisasi tumpahan

Penugasan hanya kepada beberapa pekerjauntuk menangani dan mencampur bahankimia, hal ini akan meningkatkankonsistensi formulasi larutan dan akanmengurangi limbahMengembalikan sample bahan kimia kepadapemasok7. Manajemen Lumpur

Pengurangan kandungan air pada lumpur dengan menggunakan peralatan centrifuge,filter press, vacuum filter dan pengering lumpur.Pengolahan bahan kimia i. Menggunakan soda kostik ii. Menggunakan polimer