董明 苗品順

摘 要：本文以某煤機(jī)有限公司電磁鋼帽熱鍍鋅生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的廢液處理處置方法為案例，闡述熱鍍鋅生產(chǎn)中鋼制工件除銹工藝的改變對(duì)熱鍍鋅生產(chǎn)廢液處理處置的影響。結(jié)果表明：鋼制工件噴砂除銹工藝取代酸洗除銹工藝后，熱鍍鋅廢液的產(chǎn)生量大幅減少。根據(jù)此方案設(shè)計(jì)制作出廢酸、廢漂洗液、助鍍液三合一處理裝置，實(shí)現(xiàn)了熱鍍鋅生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的廢液的在線處理及廢液的綜合利用。

關(guān)鍵詞：熱鍍鋅；廢液綜合處理；酸洗；漂洗液

中圖分類號(hào)：TQ223.122；TQ051.62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）22-0137-02

Application Practice of Comprehensive Treatment Device for Hot

Dip Galvanizing Waste Liquid of a Coal Machine Co.， Ltd.

DONG Ming1 MIAO Pingshun2

（1.Guangdong Wa-station Environmental Protection Technology Shares of Co.， Ltd.， Dongguan Guangdong 523000；2.Henan Linzhou Xinghe Coal Machine Co.，Ltd.， Anyang Henan 455000）

Abstract： Taking the treatment and disposal method of waste liquid produced in the production of hot-dip galvanizing for electromagnetic steel cap of a coal machine Co. Ltd. as an example， this paper expounded the influence of the change of rust removal process for steel workpiece in the production of hot-dip galvanizing on the treatment and disposal of waste liquid produced in the production of hot-dip galvanizing. The results showed that the production of hot-dip galvanizing waste liquid was greatly reduced after the sandblasting rust removal process of steel workpiece replaces the acid cleaning rust removal process. According to this scheme， a three-in-one treatment device of waste acid， waste rinsing solution and auxiliary plating solution was designed and manufactured， which realized on-line treatment of waste liquid produced in hot-dip galvanizing production and comprehensive utilization of waste liquid.

Keywords： hot dip galvanizing；comprehensive treatment of waste liquid；pickling；rinsing liquid

林州星河煤機(jī)有限公司是電氣化鐵路上所需的熱擠壓鋼帽的生產(chǎn)廠家，其在熱擠壓鋼帽成型后一般會(huì)采用熱鍍鋅防腐。熱鍍鋅作業(yè)過程中產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的污染物主要為廢酸、廢漂洗液和廢助鍍液，但是，在處理這三種污染物時(shí)，存在處理費(fèi)用高、廢水排放不達(dá)標(biāo)的問題。因此，需要對(duì)熱鍍鋅生產(chǎn)中廢酸、廢漂洗液和廢助鍍液處理工藝中的不足進(jìn)行改進(jìn)，通過對(duì)廢棄物進(jìn)行化學(xué)和物理處理，使其成分變成有用的物質(zhì)，從而達(dá)到消除污染、減少處理費(fèi)用的目的。本文為該公司熱鍍鋅生產(chǎn)過程中廢液綜合處理及資源化利用提供了一種新的解決辦法。

1 原有廢液處理工藝

1.1 酸洗

利用鹽酸作為清洗劑，去除鐵質(zhì)工件表面附著的鐵銹。酸洗失效時(shí)，溶液里的FeCl2含量為250～300g/L，鹽酸濃度≤8%。鹽酸清洗劑使用周期為15d，15d后將廢酸液排出，置入新酸。廢棄的廢酸委托有資質(zhì)的危廢處理公司進(jìn)行處理[1]。

1.2 漂洗液

酸洗后清除金屬表面上殘存的Fe2+和H+。失效時(shí)，漂洗液中的Fe2+含量為20g/L，鹽酸濃度為3%～4%，過量的Fe2+隨工件夾帶到助鍍池中，導(dǎo)致助鍍池中的Fe2+離子濃度上升，從而影響其正常作業(yè)。廢漂洗液的處理方法是用酸堿中和，加入氫氧化鈉曝氣生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)后的上清液經(jīng)過濾器過濾后外排。

1.3 助鍍液

助鍍液用于清除工件表面上殘存的鐵鹽以及氧化鐵等雜質(zhì)，在工件表面上沉積一層鹽膜。助鍍液中的Fe2+來源于漂洗液的夾帶以及工件自身鐵的溶解。使用一段時(shí)間助鍍液后，會(huì)造成助鍍池中的Fe2+濃度上升。當(dāng)FeCl2含量為10g/L時(shí)就要進(jìn)行處理，否則過高的Fe2+隨工件進(jìn)入鋅鍋生成鋅鐵合金渣浮在鋅液表面，造成鋅鍋中金屬鋅消耗顯著增加。

2 廢液處理工藝的改進(jìn)

2.1 除銹工藝改進(jìn)

從生產(chǎn)工藝入手，改酸洗除銹工藝為拋丸除銹工藝，拋丸除銹可以提高光亮度、清潔度和粗糙度，并能延長(zhǎng)零件的使用壽命，保證其美觀性。經(jīng)過拋丸除銹同樣能達(dá)到和酸洗除銹一樣的效果，甚至在某些方面強(qiáng)于酸洗除銹，如避免了酸洗作業(yè)造成的氫脆[2]。

鋼制工件經(jīng)過拋丸除銹，再將其置于酸洗槽中進(jìn)行快速清洗，酸洗時(shí)間為5～8s，以去除拋丸除銹后的微量鐵質(zhì)浮灰，保證工件上鋅層與鐵基的結(jié)合強(qiáng)度。經(jīng)過拋丸除銹后，酸洗液中的鐵離子含量大幅減少，酸洗液使用時(shí)間大幅延長(zhǎng)，大大減少了廢酸生成量。此外，工件從酸池里取出之后到漂洗池進(jìn)行漂洗，夾帶到漂洗液里的Fe2+量也大幅減少。

2.2 廢液化學(xué)反應(yīng)

添加化學(xué)藥劑，利用化學(xué)反應(yīng)把廢酸、廢漂洗液轉(zhuǎn)化為NH4Cl，返回到助鍍池中使用。廢酸和廢漂洗液的主要成分是FeCl2、HCl、H2O。收集排放的廢酸洗液和廢漂洗液，并加入雙氧水，將其中的Fe2+氧化成Fe3+，再加入氨水中和生成氫氧化鐵沉淀[3]，化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O （1）

FeCl3+3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4Cl （2）

從化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，反應(yīng)最終生成產(chǎn)物為氫氧化鐵沉淀和氯化銨。將含有氫氧化鐵沉淀的氯化銨溶液用壓濾機(jī)壓濾，在壓濾機(jī)中，氫氧化鐵沉淀形成濾餅脫落分離，氯化銨溶液透過濾布流出。在熱鍍鋅生產(chǎn)中，助鍍池中助鍍液的量隨著工件的進(jìn)出及自身的蒸發(fā)不斷減少，需要不斷往助鍍池里補(bǔ)充添加NH4Cl溶液。助鍍液的主要成分是NH4Cl，對(duì)廢酸和廢漂洗液進(jìn)行處理，最終生成產(chǎn)物NH4Cl進(jìn)入儲(chǔ)備池存放。當(dāng)助鍍池里助鍍液減少時(shí)，往其池子里補(bǔ)充添加使用，這就取消了廢酸的委外處置，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的。

對(duì)廢助鍍液，亦是通過往里加入雙氧水和氨水，生成氫氧化鐵沉淀加以去除。

3 裝置簡(jiǎn)圖及說明

根據(jù)上述原理制作出廢酸、廢漂洗液和廢助鍍液三合一處理裝置，對(duì)這三種廢液分類進(jìn)行處理。在上述三種廢液進(jìn)入裝置前，分別化驗(yàn)上述三種廢液中的Fe2+和H+含量，以確定化學(xué)處理藥劑的投加量。廢液處理裝置的工藝簡(jiǎn)圖如圖1所示。

按照廢液失效時(shí)序，熱鍍鋅廢液三合一處理裝置將不能使用的廢液用隔膜泵分別從酸洗池、漂洗池、助鍍池抽出進(jìn)入管道混合器一，開啟雙氧水計(jì)量泵，將雙氧水按照事先計(jì)算好的投加量投加到管道混合器一中，與廢液混合后經(jīng)隔膜泵進(jìn)入管道混合器二，管道混合器二接有氨水計(jì)量泵輸入管路，混合后進(jìn)入反應(yīng)箱，投加泵將絮凝劑投加到反應(yīng)箱與反應(yīng)生成物Fe（OH）3混合，混合后的溶液由污泥泵打入板框壓濾機(jī)壓濾。

4 結(jié)論

①熱鍍鋅工件噴砂除銹工藝代替酸洗除銹工藝，從根本上解決了某煤機(jī)有限公司熱鍍鋅作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的大量含F(xiàn)e2+廢液。

②含F(xiàn)e2+廢液用化學(xué)和物理法處理后生成熱鍍鋅前處理作業(yè)時(shí)需要的助鍍液，在熱鍍鋅作業(yè)生產(chǎn)時(shí)可以補(bǔ)充添加。

③電磁鋼帽熱鍍鋅生產(chǎn)廢液三合一處理裝置，對(duì)熱鍍鋅產(chǎn)生的廢液按時(shí)序分類進(jìn)行處理，處理裝置經(jīng)濟(jì)實(shí)用，有效解決了熱鍍鋅廢液處理處置所帶來的環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)了熱鍍鋅廢液零排放和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

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[2]候嬪，張春暉，何緒文.水處理過程化學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2015.

[3]尹士君，李亞峰.水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.