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热镀锌工艺及其污染控制

文章出处: 人气:107 发表时间:2023-05-18 09:07

热镀锌生产工艺是将经前处理的预镀件浸入到熔融的锌液中,使预镀件金属表面形成一种合金层、互熔层共存的镀锌层的物理、化学过程。它是世界各国公认的一种经济实用的材料保护工艺。热镀锌技术已有100多年历史,它可以有效防止钢铁的大气腐蚀,因此获得了广泛地应用。

国内热镀锌工艺处于一个高速发展的阶段,根据2002年第五届全国热镀锌学术会议资料,2000年我国钢结构件镀锌量达150万吨,2005年将达到180 ~ 200万吨。随着电力、交通、能源、通讯等基础设施投入力度的加大,大量的电站、桥梁、高速公路、民宅和工业用房对镀锌材及镀锌件的需求迅速增加。热镀锌工艺在我国发展迅速,随之也带来了环境污染问题,作者根据近年来对热镀锌生产过程的认识及设备的了解,总结出了热镀锌工艺过程中产生的污染及处理措施。

污染治理

1、助镀溶剂的治理

氯化锌的质量浓度在160 g/L以上时,助镀槽内的溶液使用一段时间后就会产生大量的铁离子,铁离子的存在很容易使热镀锌过程产生锌渣,实践测得铁与锌渣产生的比例为1∶25。另外,镀槽中铁离子会在镀锌层表面形成非常细微的结晶,造成附锌层增厚(若每吨工件表面积为80 m2,耗锌量将增加4.3 kg),影响热镀锌质量,增加成本,故应尽量控制溶剂中的铁含量,最高不超过10 g/L。助镀溶剂中的铁离子的来源有2种,一是酸洗废水,另一个是助镀溶剂中的NH4Cl与钢铁件表面氧化铁反应产生。

消除助镀溶剂中的铁离子有两种方法:方法一,降低水洗槽中的铁离子浓度。可以用NaOH或NH3·H2O和铁离子反应生成Fe(OH)3(pH = 8),氢氧化铁可过滤除去,滤液可以重复使用。方法二,溶剂除铁再生循环处理。将一定量的溶剂与返镀件及挂具的酸洗液,一并抽出、泵入再生系统反应槽内,反应槽内加入H2O2 和NH3·H2O,调pH至8 ~ 9,进行中和氧化反应之后泵入低压过滤器中,将反应产生的沉淀过滤,滤液再泵回助镀槽中重复使用。

由于返镀件及挂具与酸反应会生成氯化锌(ZnCl2),故酸洗液中含有助镀溶剂中的有效成分。经除铁再生装置处理除去溶剂中的Fe3+后,再将含有氯化铵(NH4Cl)及氯化锌(ZnCl2)的滤液一起返回助镀槽中,锌铵溶液可得到再生利用,污水的排放得到控制,运行成本降低。过滤出的沉淀物,经压滤处理送往工业垃圾处理厂。

2、氯化铵与氧化锌烟尘治理

预镀件放入锌锅时会产生大量的烟气,锌锅烟气的主要成分为氯化铵和氧化锌。烟气的排放国家目前没有标准,但是锌锅烟气及粉尘污染严重,生产厂家通常在锌锅的池边安装通风及排烟系统。锌锅的烟气通过排风管进入除尘装置,用布袋进行烟气除尘,可使超过85%的烟尘分离,粉尘可以回收利用,且该方式不影响热镀锌操作。

3、废水的治理

热镀锌工艺产生的废水主要来自碱洗、酸洗、助镀、钝化工序的清洗水。废水中主要含盐酸、锌离子、铁离子、三价铬离子等。

采用加碱中和沉淀法可以对废水进行治理。将废水集中到调节池,调节池中通入压缩空气,Fe2+氧化成Fe3+,废水经过自动加减装置在一级反应器内调pH至8.5 ~ 9.0反应30 min后,流入二级反应器,加入聚合氯化铝反应15 min。废水中大部分重金属离子在碱性条件下生成金属螯合盐,在加入聚合氯化铝时形成絮状物。经过斜板沉淀,去除大部分的悬浮物及不溶性的重金属螯合盐。滤液经中间水池储存,再一起由泵提升进入多介质过滤罐,进一步过滤去除未沉淀的悬浮物,静置净化后的废水可以作为酸洗、碱洗的清洗水重复使用。斜板沉淀池中的污泥定期由污泥泵提升进入污泥稳定罐,投加絮凝剂,混合搅拌浓缩。上部清液流回废水池,底部污泥由污泥泵提升进入板框压滤机,压滤后的污泥送往固定的工业废渣处理厂进行处理,废水重复利用。

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