某煤機有限公司熱鍍鋅廢液綜合處理裝置應用實踐研究

董明 苗品順

摘 要：本文以某煤機有限公司電磁鋼帽熱鍍鋅生產時產生的廢液處理處置方法為案例，闡述熱鍍鋅生產中鋼制工件除銹工藝的改變對熱鍍鋅生產廢液處理處置的影響。結果表明：鋼制工件噴砂除銹工藝取代酸洗除銹工藝后，熱鍍鋅廢液的產生量大幅減少。根據此方案設計制作出廢酸、廢漂洗液、助鍍液三合一處理裝置，實現了熱鍍鋅生產時產生的廢液的在線處理及廢液的綜合利用。

關鍵詞：熱鍍鋅；廢液綜合處理；酸洗；漂洗液

中圖分類號：TQ223.122；TQ051.62 文獻標識碼：A 文章編號：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

林州星河煤機有限公司是電氣化鐵路上所需的熱擠壓鋼帽的生產廠家，其在熱擠壓鋼帽成型后一般會采用熱鍍鋅防腐。熱鍍鋅作業過程中產生的對環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，存在處理費用高、廢水排放不達標的問題。因此，需要對熱鍍鋅生產中廢酸、廢漂洗液和廢助鍍液處理工藝中的不足進行改進，通過對廢棄物進行化學和物理處理，使其成分變成有用的物質，從而達到消除污染、減少處理費用的目的。本文為該公司熱鍍鋅生產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，去除鐵質工件表面附著的鐵銹。酸洗失效時，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的危廢處理公司進行處理[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，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，導致助鍍池中的Fe2+離子濃度上升，從而影響其正常作業。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，反應后的上清液經過濾器過濾后外排。

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，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。使用一段時間助鍍液后，會造成助鍍池中的Fe2+濃度上升。當FeCl2含量為10g/L時就要進行處理，否則過高的Fe2+隨工件進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

2.1 除銹工藝改進

從生產工藝入手，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，并能延長零件的使用壽命，保證其美觀性。經過拋丸除銹同樣能達到和酸洗除銹一樣的效果，甚至在某些方面強于酸洗除銹，如避免了酸洗作業造成的氫脆[2]。

鋼制工件經過拋丸除銹，再將其置于酸洗槽中進行快速清洗，酸洗時間為5～8s，以去除拋丸除銹后的微量鐵質浮灰，保證工件上鋅層與鐵基的結合強度。經過拋丸除銹后，酸洗液中的鐵離子含量大幅減少，酸洗液使用時間大幅延長，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行漂洗，夾帶到漂洗液里的Fe2+量也大幅減少。

2.2 廢液化學反應

添加化學藥劑，利用化學反應把廢酸、廢漂洗液轉化為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]，化學反應方程式為：

2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O （1）

FeCl3+3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4Cl （2）

從化學反應方程式可以看出，反應最終生成產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壓濾，在壓濾機中，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。在熱鍍鋅生產中，助鍍池中助鍍液的量隨著工件的進出及自身的蒸發不斷減少，需要不斷往助鍍池里補充添加NH4Cl溶液。助鍍液的主要成分是NH4Cl，對廢酸和廢漂洗液進行處理，最終生成產物NH4Cl進入儲備池存放。當助鍍池里助鍍液減少時，往其池子里補充添加使用，這就取消了廢酸的委外處置，實現了變廢為寶的目的。

對廢助鍍液，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 裝置簡圖及說明

根據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，對這三種廢液分類進行處理。在上述三種廢液進入裝置前，分別化驗上述三種廢液中的Fe2+和H+含量，以確定化學處理藥劑的投加量。廢液處理裝置的工藝簡圖如圖1所示。

按照廢液失效時序，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、助鍍池抽出進入管道混合器一，開啟雙氧水計量泵，將雙氧水按照事先計算好的投加量投加到管道混合器一中，與廢液混合后經隔膜泵進入管道混合器二，管道混合器二接有氨水計量泵輸入管路，混合后進入反應箱，投加泵將絮凝劑投加到反應箱與反應生成物Fe（OH）3混合，混合后的溶液由污泥泵打入板框壓濾機壓濾。

4 結論

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有限公司熱鍍鋅作業時產生的大量含Fe2+廢液。

②含Fe2+廢液用化學和物理法處理后生成熱鍍鋅前處理作業時需要的助鍍液，在熱鍍鋅作業生產時可以補充添加。

③電磁鋼帽熱鍍鋅生產廢液三合一處理裝置，對熱鍍鋅產生的廢液按時序分類進行處理，處理裝置經濟實用，有效解決了熱鍍鋅廢液處理處置所帶來的環境問題，實現了熱鍍鋅廢液零排放和企業經濟效益與環境效益的統一。

參考文獻：

[1]李新華，李國喜，吳勇.鋼鐵制件熱浸鍍與滲鍍[M].北京：化學工業出版社，2009.

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

[3]尹士君，李亞峰.水處理構筑物設計與計算[M].北京：化學工業出版社，2015.