某煤机有限公司热镀锌废液综合处理装置应用实践研究

董明 苗品顺

摘 要：本文以某煤机有限公司电磁钢帽热镀锌生产时产生的废液处理处置方法为案例，阐述热镀锌生产中钢制工件除锈工艺的改变对热镀锌生产废液处理处置的影响。结果表明：钢制工件喷砂除锈工艺取代酸洗除锈工艺后，热镀锌废液的产生量大幅减少。根据此方案设计制作出废酸、废漂洗液、助镀液三合一处理装置，实现了热镀锌生产时产生的废液的在线处理及废液的综合利用。

关键词：热镀锌；废液综合处理；酸洗；漂洗液

中图分类号：TQ223.122；TQ051.62 文献标识码：A 文章编号：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

林州星河煤机有限公司是电气化铁路上所需的热挤压钢帽的生产厂家，其在热挤压钢帽成型后一般会采用热镀锌防腐。热镀锌作业过程中产生的对环境有害的污染物主要为废酸、废漂洗液和废助镀液，但是，在处理这三种污染物时，存在处理费用高、废水排放不达标的问题。因此，需要对热镀锌生产中废酸、废漂洗液和废助镀液处理工艺中的不足进行改进，通过对废弃物进行化学和物理处理，使其成分变成有用的物质，从而达到消除污染、减少处理费用的目的。本文为该公司热镀锌生产过程中废液综合处理及资源化利用提供了一种新的解决办法。

1 原有废液处理工艺

1.1 酸洗

利用盐酸作为清洗剂，去除铁质工件表面附着的铁锈。酸洗失效时，溶液里的FeCl2含量为250～300g/L，盐酸浓度≤8%。盐酸清洗剂使用周期为15d，15d后将废酸液排出，置入新酸。废弃的废酸委托有资质的危废处理公司进行处理[1]。

1.2 漂洗液

酸洗后清除金属表面上殘存的Fe2+和H+。失效时，漂洗液中的Fe2+含量为20g/L，盐酸浓度为3%～4%，过量的Fe2+随工件夹带到助镀池中，导致助镀池中的Fe2+离子浓度上升，从而影响其正常作业。废漂洗液的处理方法是用酸碱中和，加入氢氧化钠曝气生成氢氧化铁沉淀，反应后的上清液经过滤器过滤后外排。

1.3 助镀液

助镀液用于清除工件表面上残存的铁盐以及氧化铁等杂质，在工件表面上沉积一层盐膜。助镀液中的Fe2+来源于漂洗液的夹带以及工件自身铁的溶解。使用一段时间助镀液后，会造成助镀池中的Fe2+浓度上升。当FeCl2含量为10g/L时就要进行处理，否则过高的Fe2+随工件进入锌锅生成锌铁合金渣浮在锌液表面，造成锌锅中金属锌消耗显著增加。

2 废液处理工艺的改进

2.1 除锈工艺改进

从生产工艺入手，改酸洗除锈工艺为抛丸除锈工艺，抛丸除锈可以提高光亮度、清洁度和粗糙度，并能延长零件的使用寿命，保证其美观性。经过抛丸除锈同样能达到和酸洗除锈一样的效果，甚至在某些方面强于酸洗除锈，如避免了酸洗作业造成的氢脆[2]。

钢制工件经过抛丸除锈，再将其置于酸洗槽中进行快速清洗，酸洗时间为5～8s，以去除抛丸除锈后的微量铁质浮灰，保证工件上锌层与铁基的结合强度。经过抛丸除锈后，酸洗液中的铁离子含量大幅减少，酸洗液使用时间大幅延长，大大减少了废酸生成量。此外，工件从酸池里取出之后到漂洗池进行漂洗，夹带到漂洗液里的Fe2+量也大幅减少。

2.2 废液化学反应

添加化学药剂，利用化学反应把废酸、废漂洗液转化为NH4Cl，返回到助镀池中使用。废酸和废漂洗液的主要成分是FeCl2、HCl、H2O。收集排放的废酸洗液和废漂洗液，并加入双氧水，将其中的Fe2+氧化成Fe3+，再加入氨水中和生成氢氧化铁沉淀[3]，化学反应方程式为：

2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O （1）

FeCl3+3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4Cl （2）

从化学反应方程式可以看出，反应最终生成产物为氢氧化铁沉淀和氯化铵。将含有氢氧化铁沉淀的氯化铵溶液用压滤机压滤，在压滤机中，氢氧化铁沉淀形成滤饼脱落分离，氯化铵溶液透过滤布流出。在热镀锌生产中，助镀池中助镀液的量随着工件的进出及自身的蒸发不断减少，需要不断往助镀池里补充添加NH4Cl溶液。助镀液的主要成分是NH4Cl，对废酸和废漂洗液进行处理，最终生成产物NH4Cl进入储备池存放。当助镀池里助镀液减少时，往其池子里补充添加使用，这就取消了废酸的委外处置，实现了变废为宝的目的。

对废助镀液，亦是通过往里加入双氧水和氨水，生成氢氧化铁沉淀加以去除。

3 装置简图及说明

根据上述原理制作出废酸、废漂洗液和废助镀液三合一处理装置，对这三种废液分类进行处理。在上述三种废液进入装置前，分别化验上述三种废液中的Fe2+和H+含量，以确定化学处理药剂的投加量。废液处理装置的工艺简图如图1所示。

按照废液失效时序，热镀锌废液三合一处理装置将不能使用的废液用隔膜泵分别从酸洗池、漂洗池、助镀池抽出进入管道混合器一，开启双氧水计量泵，将双氧水按照事先计算好的投加量投加到管道混合器一中，與废液混合后经隔膜泵进入管道混合器二，管道混合器二接有氨水计量泵输入管路，混合后进入反应箱，投加泵将絮凝剂投加到反应箱与反应生成物Fe（OH）3混合，混合后的溶液由污泥泵打入板框压滤机压滤。

4 结论

①热镀锌工件喷砂除锈工艺代替酸洗除锈工艺，从根本上解决了某煤机有限公司热镀锌作业时产生的大量含Fe2+废液。

②含Fe2+废液用化学和物理法处理后生成热镀锌前处理作业时需要的助镀液，在热镀锌作业生产时可以补充添加。

③电磁钢帽热镀锌生产废液三合一处理装置，对热镀锌产生的废液按时序分类进行处理，处理装置经济实用，有效解决了热镀锌废液处理处置所带来的环境问题，实现了热镀锌废液零排放和企业经济效益与环境效益的统一。

参考文献：

[1]李新华，李国喜，吴勇.钢铁制件热浸镀与渗镀[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2]候嫔，张春晖，何绪文.水处理过程化学[M].北京：冶金工业出版社，2015.

[3]尹士君，李亚峰.水处理构筑物设计与计算[M].北京：化学工业出版社，2015.