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丙尔金助镀金产业进入无氰时代

电镀专家委员会第十五届年会日前在深圳落幕。在这次年会上,“无氰电镀”的话题再次引起整个电镀产业的高度关注。一种名为丙尔金(学名:一水合柠檬酸一钾二(丙二腈合金(I)),简称丙尔金DPG)的无氰镀金原料在年会的主题演讲中多次被提及,这种新技术被认为将顺利取代镀金行业业已使用五十年之久的剧毒原料氰化亚金钾,从而使镀金这一电镀工业的“王冠”彻底进入“无氰”时代。

在这次年会上,以电镀业学术泰斗,年过八旬的蒋宇侨老先生为首的电镀工业专家们更提议,随着以丙尔金为代表的一批新的无氰电镀工艺的逐步成熟,我国一些有条件的电镀工业大省应开始着手订立电镀业全面“弃氰”的计划。

破解镀金产业的“氰难题”

从上世纪70年代开始,随着全球电子产业进入高速发展期,镀金在电镀工业中所处的地位也不断上升。由于在电子业等关键产业中不可替代的特殊性能,以及镀金产业贵金属原料的独特特征,镀金产业被视为电镀工业的“王冠”之一。然而这顶王冠受到电镀工业“氰难题”困扰的程度,甚至比其他兄弟产业要更为深远。

镀金产业长期以来使用的电镀原料是氰化亚金钾(氰化金钾),被我国镀金产业俗称为“氰金”。与其他电镀工业使用的氰化物络合剂相似,氰金也是一种受到国家严格管制的剧毒化学品。这使得在我国电子工业快速发展的过程中,镀金原料的采购与管理成为相当多镀金企业的经营软肋。

在原料缺口的驱使下,个别手续不齐的厂商只能从非法来源上做文章。仅广东一省,广州、深圳等地海关在过去几年内即曾多次查获从香港等地走私进口的氰金原料,数额巨大。毋庸置疑,这种潜藏在国家的严格监控体系之外的剧毒“氰流”,业已构成对社会安全的潜在威胁。

正因如此,镀金产业多年来一直渴望获得成熟可靠的无氰镀金工艺,在摘掉“剧毒”帽子的同时,也彻底突破原料供应的瓶颈,满足产业发展的客观需求。

但是,无氰镀金工艺的发展,受到众多客观条件的限制。仅黄金原料的高昂价格就足以筑起一道规模门槛,将不少研究机构挡在门外。因此,相对于镀锌等业已基本实现无氰工艺替代的兄弟产业而言,镀金产业的无氰替代工艺一直未能得到普及。

丙尔金的横空出世和发展成熟,给这种局面画上了句号。

彻底实现安全、清洁的无氰镀金

“此前无论是高氰、中氰还是低氰,说到底还是有氰。镀金产业在这里面纠结了几十年。”丙尔金的自主知识产权拥有者,三门峡恒生科技公司总经理张磊先生认为,丙尔金最大的价值就是率先捅破了这层“窗户纸”,“丙尔金彻底实现了安全、清洁的无氰镀金”。

无论测试原料自身的毒性、生产过程中的危害性还是生产废水的污染性,与任何一种有氰镀金原料相比,丙尔金都可以称为完全无毒无害。

中国疾病预防与控制中心的动物实验结果表明,丙尔金的经皮毒性试验为实际无毒。国家安监总局危险化学品分类中心也作出检测认定:丙尔金“不属爆炸品、不属氧化剂、不属易燃固体、不属毒害品、不属放射性物质、不属危险化学品”;在贮存、运输中的危险性则“不属危险货物”。

这七个“不属”,使丙尔金作为一种镀金原料彻底摆脱了“剧毒化学品”的紧箍咒。对于长期为剧毒氰金原料的供货和储运难题所困扰的镀金产业而言,这无异于雪中送炭。

丙尔金的清洁特征更体现在生产后的废水处理工序上。使用厂家的报告显示,丙尔金的正常生产废水,即使不经破氰处理,其中游离态氰离子的浓度也低于0.1毫克/升,不到国家强制排放标准的五分之一,更仅有传统有氰工艺废水的五万分之一,再通过次氯酸钠处理后废水中仅有0.01mg/L。

正由于丙尔金在镀金产业清洁无毒方向上的突破,这种新原料也被列入2010年度国家鼓励发展的环境保护技术目录,成为镀金产业“十二五”期间产业升级的突破口。

优良镀层品质动摇氰金存续根基

蒋宇侨先生认为,丙尔金在镀金层品质上的优良表现,是这一工艺能完全替代有氰镀金的根本原因。

在攀登无氰电镀“天梯”的过程中,各个电镀产业都曾面临无氰工艺在镀层性能上不如有氰工艺的问题。以镀金产业为例,此前一些常识性的无氰替代工艺,其镀层的结合力均与有氰工艺相比有较大差距,造成镀层不耐磨,难以在一些关键的电子元件上大规模应用。这也成为氰金顽固“盘踞”于镀金产业几十年的根基所在。

中国最大的电连接器专业化生产企业——四川华丰企业集团有限公司高级工程师张勇强,在其主题演讲中细数了日本田中贵金属、成都电子科大、四川华丰企业集团联合的测试和实际生产结果后得出结论:“丙尔金镀层的可焊性、耐磨性、耐蚀性等性能优于或等同于氰化镀层,而其结晶、致密性、镀层表面性状等更明显优于氰化镀层。”

成都宏明科技股份有限公司高级工程师张荣光老师特别举可焊性为例:丙尔金的可焊性镀金层在微电子和IC等常见电子产品中的各项性能,已经达到美国军用标准有关技术规范的要求。

“从工艺性能的实用性角度来说,丙尔金现在就可以完全替代氰金的作用。如果国家现在就要求镀金产业全面放弃有氰工艺,我们就有底气说,这将会对产业造成正面的影响。” 张勇强如是说。

成本优势是彻底替代氰金的“杀手锏”

然而,在国家政策性指令之下“被动”实现无氰化生产,毕竟不是中国电镀工业攀登无氰天梯的最终目标所在。镀层性能符合要求只是无氰工艺替代有氰工艺的必要条件,最终能否实现无氰工艺的“接班”,还要靠对商业利益极端敏感的电镀企业来“投票”决定。

在这方面也不乏尴尬的先例:某些电镀产业的无氰工艺由于在镀层性能上达不到有氰工艺的水准,必须依靠一些价值不菲的电镀添加剂,使得企业的生产成本成倍上升。这种形势之下,即使企业迫于政策压力采用无氰工艺,由于槽液的稳定性等因素也只能暗自叫苦,把增加的成本转嫁到下游客户头上,结果是降低了产业整体的竞争力。

因此,丙尔金在节约成本方面的巨大优势,也成为它彻底替代氰金的“杀手锏”。据恒生公司张磊介绍,丙尔金近七年来的生产实践证实:采用这一无氰工艺的企业,其综合成本下降幅度高达12%~25%。

镀金企业对于生产中黄金原料的利用效率无疑最为敏感。上海方正电子有限公司从2009年开始,进行了持续半年之久的试验生产,希望能精确掌握丙尔金工艺中黄金原料的消耗效率。他们的试验结果表明,由于丙尔金优异的镀层性能,使用同样数量的黄金原料情况下,比使用氰金工艺能生产出更多面积的优质镀层。数据显示,在黄金原料这一项上,生产消耗成本下降了25.2%之多!

张荣光、张勇强二位高工则注意到丙尔金的另一项“优秀品质”:丙尔金与目前镀金产业常用的各种开缸剂均能良好配合使用,不存在“水土不服”的情况。甚至对于正在使用有氰电镀工艺的企业而言,可以直接用丙尔金镀液来替代氰金镀液进行连续生产,无需开新缸。这也意味着,丙尔金“贴心”地把企业转换工艺的过渡成本降到了最低。

张荣光、张勇强二位高级工程师以自己多年的镀金技术经验判断,这种综合成本优势将成为丙尔金快速取代氰金的决定性力量:“一旦镀金产业接受丙尔金的这一杀手锏,氰金也就终于可以从这一舞台上谢幕了。”

(云南网)