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鋼格板熱鍍鋅工藝及其污染控制

點擊量:  時間:2016-03-30

 

鋼格板熱鍍鋅生產工藝是將經處理好的鋼格板鍍件浸入到熔 融的鋅液中,使鋼格板金屬表面形成一種合金層、互 熔層共存的鍍鋅層的物理、化學過程。它是世界各國 公認的一種經濟實用的材料保護工藝。鋼格板熱鍍鋅技術可以有效防止鋼格板的大氣腐蝕, 因此獲得了廣泛地應用。隨著鋼格板在電力、交通、能源、化工等基礎設施的廣泛應用,對鍍鋅鋼格板的需求也迅速增加。鋼格板熱鍍鋅工 藝在我國迅速發展,也帶來了環境污染問題,根據近年來對鋼格板熱鍍鋅生產過程的認識及設備的了解, 總結出了鋼格板熱鍍鋅工藝過程中產生的污染及處理措施。

一、 鋼格板熱鍍鋅工藝流程

鋼格板熱鍍鋅傳統的工藝流程為:掛件-堿洗-酸洗 -水洗-溶劑助鍍-烘干-熱鍍鋅-水冷-鈍化-卸件 -檢查及修整。

堿洗

堿洗的目的是除去鋼格板預鍍件表面的油污,常用的堿 洗液是燒堿或一些堿性清洗劑。堿洗槽材料采用的是 鋼筋混泥土 隔離層(玻璃鋼)+pp 板(或花崗巖) 或混泥土 玻璃鋼。堿洗的過程易產生水污染,主要污染物為殘留的堿和表面活性劑。

酸洗  

酸洗的目的是徹底除去鋼格板預鍍件表面的氧化物及銹 蝕,露出鋼格板預鍍件的基體金屬,以便更好的與鋅層接觸, 提高結合力。酸洗液的主要成分是鹽酸。酸洗液的質 量分數與氣壓有關,氣壓高的地區酸洗液的質量分數 相對較高。酸洗槽的材料采用的是鋼筋混泥土 隔離層(玻璃鋼)+pp 板(或花崗巖)或混泥土 玻璃鋼。酸洗的過程也會產生水污染,主要污染物為鹽酸及除銹產生的Fe

助鍍

助鍍的目的是防止鋼格板預鍍件生銹。助鍍槽內的溶液為氯化鋅和氯化銨的混合液。氯化鋅的作用在于形成 保護膜,減少鋼格板工件從酸洗到熱鍍鋅過程中的氧化;氯 化銨可以降低鋼格板表面氧化鐵的殘存。助鍍槽的材料 采用鋼筋混泥土 隔離層(玻璃鋼)+pp 玻璃鋼。助鍍槽旁要加除鐵再生裝置。

助鍍槽溫度通常控制在60-70C,多數廠家采用 電磁閥控制,加熱管采用四氟乙烯或不銹鋼材料均可, 助鍍時間為1 min 左右,助鍍槽的熱源通常來自鋅鍋加 熱系統的尾氣余熱。

熱鍍鋅

將鋅錠及其合金放入鋅鍋,加熱至450-460度使鋅合金融化,在將助鍍后的鋼格板鍍件緩慢放入鋅鍋,2-5 min后吊出。熱鍍鋅的關鍵設備是鋅鍋,鋅鍋材 質選用低碳低硅材料。 其加熱方式有電加熱、油加熱、氣加熱及煤加熱等幾 種。電加熱不產生污染,應用比較廣泛;油加熱及氣 加熱要產生部分尾氣,采用此種加熱方法需建很高的 排煙筒(60 以上);煤加熱時粉塵污染及煙塵污染嚴重,控制相對較難。鋅鍋內為鋅錠+鋅鋁合金或鋅鎳 合金。鋅鋁合金可以防止鋅氧化,增加亮度, 改善光澤;鋅鎳合金能降低鋅層的厚度,降低鋅耗, 使鋅耗控制在60 kg/t 以下。

鈍化  

鈍化鈍化的目的是使鋼格板鍍鋅層產生一層保護膜,防止鋅層 氧化變黑。鈍化液的主要成分為Cr ,會造成水污染。

二、熱鍍鋅污染治理

助鍍溶劑的治理

氯化鋅的質量濃度在160g/l 以上時,助鍍槽內的溶液使用一段時間后就會產生大量的鐵離子,鐵離子 的存在很容易使熱鍍鋅過程產生鋅渣,實踐測得鐵與 鋅渣產生的比例為125。另外,鍍槽中鐵離子會在鍍 鋅層表面形成非常細微的結晶,造成附鋅層增厚,影 響熱鍍鋅質量,增加成本,故應盡量控制溶劑中的鐵 含量,最高不超過10 g/L。助鍍溶劑中的鐵離子的來源有2種,一種是酸洗廢水,另一個是助鍍溶劑中NH4 Cl與鋼鐵件表面氧化鐵反應產生。 消除助鍍溶劑中的鐵離子有兩種方法:方法一,降低水洗槽中的鐵離子濃度。可以用NaOH和鐵離子反應生成氫氧化鐵,氫氧化鐵可過濾除去,濾液可以重復使用。方法二,溶劑除鐵再生循 環處理。將一定量的溶劑與返鍍件及掛具的酸洗液, 一并抽出、泵入再生系統反應槽內,將反應產生的沉淀過濾,濾 液再泵回助鍍槽中重復使用。

由于返鍍件及掛具與酸反應會生成氯化鋅(ZnCl )故酸洗液中含有助鍍溶劑中的有效成分。經除鐵再生裝置處理除去溶劑中的 Fe Cl)及氯化鋅(ZnCl )的濾液一起返回助鍍槽中,鋅銨溶液可得到再生利用,污水的排放得到控制,運行成本降低。 過濾出的沉淀物,經壓濾處理送往工業垃圾處理廠。

氯化銨與氧化鋅煙塵治理

鋼格板預鍍件放入鋅鍋時會產生大量的煙氣,鋅鍋煙氣 的主要成分為氯化銨和氧化鋅。煙氣的排放國家目前 沒有標準,但是鋅鍋煙氣及粉塵污染嚴重,生產廠家 通常在鋅鍋的池邊安裝通風及排煙系統。鋅鍋的煙氣 通過排風管進入除塵裝置,用布袋進行煙氣除塵,可 使超過 85%的煙塵分離,粉塵可以回收利用,且該方 式不影響熱鍍鋅操作。

廢水的治理

鋼格板熱鍍鋅工藝產生的廢水主要來自堿洗、酸洗、助 鍍、鈍化工序的清洗水。廢水中主要含鹽酸、鋅離子、 鐵離子、三價鉻離子等。 采用加堿中和沉淀法可以對廢水進行治理。將廢水 集中到調節池,調節池中通入壓縮空氣,廢水經過自動加減裝置在一級反應器內調pH 9.0反應30 min 后,流入二級反應器,加入聚合氯 化鋁反應15 min。廢水中大部分重金屬離子在堿性條件 下生成金屬螯合鹽,在加入聚合氯化鋁時形成絮狀物。 經過斜板沉淀,去除大部分的懸浮物及不溶性的重金屬 螯合鹽。濾液經中間水池儲存,再一起由泵提升進入多 介質過濾罐,進一步過濾去除未沉淀的懸浮物,靜置凈 化后的廢水可以作為酸洗、堿洗的清洗水重復使用。斜 板沉淀池中的污泥定期由污泥泵提升進入污泥穩定罐, 投加絮凝劑,混合攪拌濃縮。上部清液流回廢水池,底 部污泥由污泥泵提升進入板框壓濾機,壓濾后的污泥 送往固定的工業廢渣處理廠進行處理,廢水重復利用。

其它

其它酸洗槽酸洗過程可能會產生酸霧,污染大氣,可 以降低酸的質量濃度以及加入阻蝕抑霧劑等來減少酸 霧的排放。熱鍍鋅過程產生的鋅灰(ZnO)和鋅渣收集后 集中處理。

鋼格板熱鍍鋅產品的國內需求處于上 升階段,同時熱鍍鋅鋼格板的新用途在不斷地拓寬。然而, 隨之而來的環境污染也是不容忽視的。為了構建和諧 社會,使鋼格板行業又好又快的發展,鋼格板熱鍍鋅行業更應 注重環保治理。雖然前期環保投資是熱鍍鋅生產線投 資的1/3 左右,但環保設備可以使助鍍劑再生,廢水重 復利用,保護了環境,也降低了運行成本。


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