減少熱鍍鋅管生產過程中鋅渣和鋅灰產生量的技術研究

李書貞劉杰王鵬（.河北冀都環保科技有限公司， 河北 石家莊 05003；.河北師大環境科技有限公司， 河北 石家莊 05004）

減少熱鍍鋅管生產過程中鋅渣和鋅灰產生量的技術研究

李書貞1劉杰2王鵬2（1.河北冀都環保科技有限公司， 河北 石家莊 050023；2.河北師大環境科技有限公司， 河北 石家莊 050024）

本文分析了傳統熱鍍鋅工藝中造成產生鋅渣、鋅灰（塵）高的幾個影響因素，通過采取改進漂洗方式、改變鋼管鋅液內吹方式、鋅鍋內襯防腐焊材、鋅渣回用于助鍍液再生等技術措施，并在工程中得以應用，大大降低了鋅渣、鋅灰的產生量。

熱鍍鋅管；鋅渣；鋅灰；危險廢物；減量化

鋅渣和鋅灰是熱鍍鋅管生產過程中的主要兩種危險廢物，屬于《國家危險廢物名錄》中的“HW23含鋅廢物”，傳統熱鍍鋅每熱鍍1kg鋅，即要產生0.15～0.2kg的鋅渣和鋅灰，若委托危廢處理對其進行回收或處置，費用較高且易產生二次污染。本文首先分析傳統熱鍍鋅工藝中造成產生鋅渣、鋅灰（塵）高的幾個影響因素，并介紹了幾種有針對性地改進措施，結合工程實例給出了實際運行效果。

1 鋅渣和鋅灰高產生量的影響因素

目前，在熱鍍鋅鋼管生產中國內外一直采用“干法”熱鍍鋅技術，其工藝流程為。

鋼管上料→復合除銹劑除銹→清水漂洗鐵鹽→浸粘助鍍溶劑→烘干干燥處理→熱浸鍍鋅→鋼管鍍鋅層外、內表面抹拭→水冷卻→防白銹處理→打印標示→檢驗→打包、包裝。

鋅渣產生的主要因素來自二個方面：一是由于除銹后漂洗不徹底，鋼管在浸粘助鍍溶劑后表面會粘附微量的Fe2+進入鋅液，Fe2+與鋅液接觸后生成鐵-鋅化合物，逐漸沉在鋅鍋的底部；二是鋅液不斷的浸蝕鋼質鋅鍋內壁形成一層粘稠的鐵-鋅合金漂移層，隨鐵含量增加逐漸脫離鋅鍋基體，沉在鋅鍋底部，即為鋅渣。

鋅灰主要來源于鋼管鍍鋅后的內吹，即用蒸汽吹嘴頂住鍍鋅鋼管的一頭，靠高壓蒸汽的爆發力將鋼管內多余的鋅液氣化吹出，經風機引風通過管道進入除塵器，形成鋅灰被截留在布袋上，再通過脈沖噴吹將鋅灰吹入積塵箱收集起來，即為鋅灰。

不難看出，通過提高漂洗鐵鹽效果、加強鋅鍋內壁防腐、減少鍍后管內多余鋅液的氣化，均可以達到降低鋅渣、鋅灰產生量的目的。

2 減少鋅渣和鋅灰產生量的改進措施

（1）采用溫水漂洗 酸洗后采用溫水漂洗，能夠很好的沖洗、溶解掉粘附在鋼管表面的鐵鹽，減少帶入下道工序（助鍍）中的鐵鹽。漂洗水溫度控制在＞25℃，可利用鋅鍋余熱加熱漂洗水。

（2）助鍍劑再生時加入鋅渣 助鍍劑主要有效成分為ZnCl2和NH4Cl，同時含有過量HCl，雜質為Fe2+，當Fe2+達到12g/L時需要進行再生。傳統的助鍍劑再生工藝為：加入氨水中和其中的過量HCl，再加H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，Fe3+形成沉淀經板框過濾去除，最后補加ZnCl2。

改進后不再加入氨水，而是加入鋅渣，鋅渣含有97%～98%的Zn、2%～3%的Fe，渣鋅和HCl反應形成ZnCl2，再加H2O2將Fe2+氧化為Fe3+過濾去除，利用了部分鋅渣的同時不再補加ZnCl2。

（3）鋅鍋內壁防腐 為了提高鍍層附著力、光澤、耐蝕性，常在鋅液中添加鋁，但鋁的加入會加快鐵鋅反應速度。鋅鍋的腐蝕不僅造成鋅鍋的報廢，還會形成大量的鋅渣（1kg鐵消耗25kg鋅），直接影響到產品質量、作業率和效益。

采用耐腐蝕特種焊條對鋼質鋅鍋內壁表面堆焊一層1.5～2.2mm的耐鋅液腐蝕焊層，其熔敷金屬在液態鋅和含鋁鋅基合金中有良好的化學穩定性，起到對鋅鍋內壁的保護作用。在相同鍍鋅時間內堆焊層的腐蝕失重是鋅鍋板的1/50，在440℃～520℃溫度內可以提高鋅鍋使用壽命5～10倍，同時大大減少由于鋅鍋腐蝕所產生的鋅渣，從而可以提高產品質量，降低鋅耗。

（4）鋼管鋅液改為導桿內吹 傳統工藝鍍后鋼管內的多余鋅液均采用蒸汽內吹的方式，鋅液氣化產生大量鋅灰，且蒸汽內吹噪音大，工作環境惡劣，對環境有一定的污染。

改進后采用導桿插入式內吹，內吹裝置由支架、大梁、導軌、滑塊、導管、導桿、行走裝置等組成。生產時，導桿由高處向低處快速推進，將鍍鋅鋼管管內的余鋅擠壓出來，這樣一來，由于導桿的推出的不再是鋅灰，而是鋅液，鋅液回流入鋅鍋。改進后可大大減少鋅塵的產生，降低鋅耗，同時不再需要高壓蒸汽，不但省去了傳統的熱力系統，還大大節省能耗，降低生產成本。

3 結語

河北省某制管企業采用了改進漂洗方式、改變鋼管鋅液內吹方式、鋅鍋內襯防腐焊材、鋅渣回用于助鍍液再生等技術措施，生產設備運行穩定。企業熱鍍鋅管生產過程中的鋅渣產生量較傳統生產方法降低了約85%，鋅灰產生量降低了約99%，這兩種危險廢物的減量化效果顯著。

［1］張杰.減少熱鍍鋁鋅鋅渣的產生［J］.梅山科技，2011，（5）.

［2］徐勇.鍍鋁鋅鋅灰產生原因及解決措施［J］.梅山科技，2015，（3）.

［3］苗立賢，王力宏.鋼管熱鍍鋅技術［M］.化學工業出版社，2015.

［4］苗立賢，苗瀛.實用熱鍍鋅技術［M］.化學工業出版社，2014.