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钢格板热镀锌工艺及其污染控制

点击量:发表时间:2018-03-04

 钢格板热镀锌生产(Produce)工艺是将经处理好的钢格板镀件浸入到熔 融的锌液中,使钢格板金属(Metal)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。铝合金格栅板是用扁钢按照一定的间距和横杆进行交叉排列,并且焊接成中间带有方形格子的一种钢铁制品 。 冷镀锌钢格板理论重量根据扁钢的高度、厚度、网孔、算出来的,理论重量都会比实际重量轻。它是世界各国 公认的一种经济实用的材料保护工艺。钢格板热镀锌技术可以有效防止钢格板的大气腐蚀, 因此获得了广泛地应用。随着钢格板在电力(Electricity)、交通、能源、化工等基础设施的广泛应用,对镀锌钢格板的需求也迅速增加。钢格板热镀锌工 艺在我国迅速发展,也带来了环境污染问题,根据近年来对钢格板热镀锌生产过程的认识及设备的了解, 总结出了钢格板热镀锌工艺过程中产生的污染及处理措施。
                                         

  一、 钢格板(Steel Grating)热镀锌工艺流程 
        钢格板热镀锌传统(chuán tǒng)的工艺流程为:挂件-碱洗-酸洗 -水洗-溶剂助镀-烘干-热镀锌-水冷-钝化-卸件 -检查及修整。踏步钢格板是钢格板加工而成的(钢格板是用扁钢按照一定的间距和横杆进行交叉排列,并且焊接成中间带有方形格子的一种钢铁制品),也叫钢格栅踏步板。 
        碱洗
        碱洗的目的是除去钢格板(Steel Grating)预镀件表面的油污,常用的碱 洗液是烧碱或一些碱性清洗剂。碱洗槽材料(Material)采用的是 钢筋混泥土 隔离层(玻璃钢)+pp 板(或花岗岩) 或混泥土 玻璃钢。碱洗的过程易产生水污染,主要污染物为残留的碱和表面活性剂。
        酸洗  
        酸洗的目的是彻底除去钢格板预镀件表面的氧化物及锈 蚀,露出钢格板预镀件的基体金属,以便更好的与锌(Zinc)层接触, 提高结合力。酸洗液的主要成分是盐酸。酸洗液的质 量分数与气压有关,气压高的地区酸洗液的质量分数 相对较高。酸洗槽的材料采用的是钢筋混泥土 隔离层(玻璃钢)+pp 板(或花岗岩)或混泥土 玻璃钢。酸洗的过程也会产生水感染,主要污染物为盐酸及除锈产生的Fe 。
        助镀 
        助镀的目的是防止钢格板(Steel Grating)预镀件生锈。助镀槽内的溶液为氯化锌和氯化铵的混合液。氯化锌的作用在于形成 保护膜,减少钢格板工件从酸洗到热镀锌过程中的氧化;氯 化铵可以降低(reduce)钢格板表面氧化铁的残存。助镀槽的材料 采用钢筋混泥土 隔离(gé lí)层(玻璃钢)+pp 玻璃钢。助镀槽旁要加除铁再生装置。 
        助镀槽温度通常控制在60-70C,多数厂家采用 电磁阀控制,加热管采用四氟乙烯或不锈钢材料均可, 助镀时间为1 min 左右,助镀槽的热源通常来自锌锅加 热系统的尾气余热。
        热镀锌(热浸镀锌) 
        将锌锭及其合金放入锌锅,加热至450-460度使锌合金融化,在将助镀后的钢格板(Steel Grating)镀件缓慢放入锌锅,2-5 min后吊出。热镀锌的关键设备是锌锅,锌锅材 质选用低碳低硅材料。 其加热方式有电加热、油加热、气加热及煤加热等几 种。电加热不产生污染,应用比较广泛;油加热及气 加热要产生部分尾气,采用此种加热方法需建很高的 排烟筒(60 以上);煤加热时粉尘污染及烟尘污染严重,控制(control)相对较难。锌锅内为锌锭+锌铝合金或锌镍 合金。锌铝合金可以防止锌氧化,增加亮度, 改善光泽;锌镍合金能降低锌层的厚度,降低锌耗, 使锌耗控制在60 kg/t 以下。
        钝化  
        钝化钝化的目的是使钢格板镀锌层产生一层保护膜,防止锌层 氧化变黑。不锈钢沟盖板外形美观:线条简捷,银色外表,现代潮流。钝化液的主要成分为Cr ,会造成水污染。
 
  二、热镀锌污染治理
        助镀溶剂的治理
        氯化锌的质量浓度在160g/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,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,一种是酸(Acerbity)洗废水,另一个是助镀溶剂中NH4 Cl与钢铁件表面氧(Oxygen)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和铁离子反应生成氢(Hydrogen)氧化铁,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(chǔ lǐ)。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,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(ZnCl )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 Fe Cl)及氯化锌(ZnCl )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(Cost)降低。 过滤(filtration)出的沉淀物,经压滤处理送往工业垃圾处理厂。 
       氯化铵(ammonium chloride)与氧化锌烟尘治理
       钢格板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(separation),粉尘可以回收利用,且该方 式不影响热镀锌操作。 
        废水的治理 
        钢格板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(化学式:HCl)、锌离子、 铁离子、三价铬(Chromium)离子等。 采用加碱中和沉淀(precipitation)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,废水经过自动加减装置在一级反应器内调pH 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(解释:稳固安定;没有变动)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。 
        其它 
        其它酸洗槽酸洗过程可能会产生酸雾,感染大气,可 以降低酸的质量浓度以及加入阻蚀抑雾剂等来减少酸 雾的排放。踏步钢格板是钢格板加工而成的(钢格板是用扁钢按照一定的间距和横杆进行交叉排列,并且焊接成中间带有方形格子的一种钢铁制品),也叫钢格栅踏步板。热镀锌过程产生的锌灰(ZnO)和锌渣收集后 集中处理(chǔ lǐ)。
       钢格板热镀锌(热浸镀锌)产品的国内需求处于上 升阶段,同时热镀锌钢格板的新用途在不断地拓宽。然而, 随之而来的环境污染也是不容忽视的。为了构建和谐 社会,使钢格板行业又好又快的发展,钢格板热镀锌行业更应 注重环保治理。虽然前期环保投资是热镀锌生产线投 资的1/3 左右,但环保设备可以使助镀剂再生,废水重 复利用,保护了环境,也降低了运行成本。

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