热镀锌钢板生产概述第十四讲生产热镀锌的环保问题及三废处理

热镀锌钢板生产概述 第十四讲　生产热镀锌的环保问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 及三废处理 朱 立　　　　　　宋 波 (鞍钢技术中心)　 (鞍山钢铁学院) 摘要　在热镀锌钢板的生产过程中, 无论采用何种方法, 都会产生一些废气、废液和 废渣, 这些废气、废液和废渣对操作人员和环境造成一定的污染。介绍了三废的产生原因 及处理方法。 关键词　热镀锌　废气　废液　废渣 B rief In t roduct ion of the P roduct ion of Ho t Galvan ized Steel Sheet L ectu re 14　Environmw n ta l P rob lem s and W aste T rea tm en t in Ho t Gavan izing P roduct ion Zhu L i　　　　　　　　Song Bo (A ISC T echno logy Cen tre)　 (A n shan Iron and Steel In st itu te) Abstract　T he certa in w aste gas, w aste liqu id, and w aste slag m ay be generated no m atter w hat k ind of m ethod in the p rocess of ho t galvan iing p late p roduction. T hese can po llu te the environm en t and have an effect on operto rs to a certa in ex ten t. T he reasons and treated m easu res are in troduced. Key words　ho t galvan ized　w aste gas　w aste liqu id　w aste slag 1　热镀锌钢板生产过程中产生的三废 及其主要成分 1. 1　废气及成分 在生产热镀锌钢板时, 除了燃料燃烧产 生的废气外, 还有一些在生产中产生、挥发、 朱立　高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师　鞍钢技术中心钢研所 　邮编　114001 蒸发出来的废气和烟雾。 (1) 酸洗产生的烟雾 在线外退火方式中使用酸液对带钢进行 酸洗处理, 无论是加热酸液蒸气外逸还是由 于产生氢气外逸都产生酸雾。酸雾所含的主 要有害物质是盐酸和硫酸。 (2) 热镀锌产生的废气 锌在较低的温度下就开始挥发, 当达到 熔点时具有很高的蒸气压。 26 2000年第5期 锌是人体组织不可缺少的元素之一 (在 肌肉中含量为50m gökg, 在肝中为340m gö kg, 脑组织中为6m gökg, 人体内总含量为2. 2 ～ 2. 8g) , 但是过量的锌与蛋白质化合易引起 人中毒。一次的致死量为: 氯化锌3. 5g, 硫酸 锌5～ 10g。长期接触并吸入蒸气会引起锌中 毒。 使用溶剂法热浸镀锌时有大量的烟雾生 成, 其中主要成分是加热挥发的氯化铵和氯 化锌、溶剂与锌液中铝反应挥发出的氯化铝, 还夹有少量的氧化锌粉末。医学界已经证明, 铝在人体内的积累并引起中毒是导致老年痴 呆症的重要因素。 1. 2　热镀锌产生的废液 在钢液进行预处理 (包括线内退火方法) 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 中使用的溶剂有脱脂液、酸洗液, 在后处 理工艺中使用的有钝化液、磷化液等。 在脱脂液中一般含有碱类和磷酸盐等。 在酸洗液中一般含有盐酸、硫酸和它们的铁 盐。 在钝化液中含有铬酸、重铬酸盐, 还含有 铁、锌等离子和硫酸根、磷酸根和硝酸根等。 在磷化液中可能含有磷酸根、锌离子、铁 离子或氟离子。 这里所指的废液包括了失效的处理液和 处理清洗用过的废水。 1. 3　热镀锌产生的固体废料 固体废物即锌灰和锌渣主要是在浸镀时 产生的, 这与使用何种方法生产无关。在锌锅 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面, 由于锌的氧化, 产生一定量的氧化锌; 另外根据所使用的方法不同, 可能含有一部 分氯化锌与氯化铵及少量的氧化铝或浮渣 (Fe2A l5) , 在生产中扒除锌灰时, 应与部分锌 液一起清出锌锅。另外, 在锌锅的底部沉有以 FeZn7为主要成分的底渣, 在生产过程中需不 断地捞出。 2　废气的处理 用线内退火的方式生产热镀锌板时, 除 了锌锅蒸发锌之外, 气刀喷出的压缩空气也 助长锌的挥发, 因此生产现场都设有抽风罩 以改善劳动环境。 对于溶剂法镀锌, 锌锅上方烟雾较大, 都 设有抽风罩以保证较好的劳动环境。对抽出 的废气通过旋风式除尘器或者布袋除尘器排 放, 或者通过烟囱高空排放。 3　废液的处理 由于废液的种类不同, 成分差别很大, 特 别是钝化液含有毒性大、污染严重的六价铬 离子, 所以处理也比较复杂。鉴于上述情况, 一般生产厂都是先将废液分类集中, 然后再 统筹处理。 3. 1　脱脂废液的处理 现用的脱脂液, 不论是化学清洗还是电 化学清洗, 都是使用碱、磷酸盐及少量表面活 性剂的碱性溶液, 产生的废水都是处理后进 行冲洗产生的。一般都是作为中和剂与酸性 废水一起处理。 在与酸进行中和反应时, 溶剂中的阳离 子仍以水溶性盐离子存在于水中, 而磷酸根 则以铁盐、锌盐的形式沉淀。 3. 2　酸洗废液的处理 在溶剂法热镀锌生产过程中, 使用浓度 较大的酸液 (15%～ 20% ) 对钢板进行酸洗处 理。所谓的废酸是指经过酸洗使用而使酸的 浓度降低、铁盐的含量增加, 从而使酸洗能力 不能满足生产速度或质量要求的酸洗液。这 时溶液里仍含有将近10% 的酸, 也含有20% 或者更多的铁盐。所谓的酸洗废水, 主要是 指用来冲洗酸洗后钢板表面酸洗残液的用 水, 若重复使用, 其中也含有一定量的酸或铁 盐。 失效的酸液, 因酸洗使用的酸不同, 其处 36鞍 钢 技 术 理的方法也不同。现在常用的酸洗液有两种, 一是硫酸, 二是盐酸。由于其工艺条件和铁盐 性质不同, 所采用的处理方法也不同。 3. 2. 1　硫酸酸洗废液的处理 失效的硫酸酸洗液含有一定量的硫酸和 硫酸亚铁。虽然已不能继续使用, 但经过处理 仍可以继续使用, 或回收利用其中的酸和铁 盐, 用作其它行业的原料。 (1) 自然结晶降铁法 将在线已不能使用的酸洗液泵入贮槽 中, 放置冷却, 这时将有一部分铁钒——硫酸 亚铁水合 物 (FeSO 4õ7H 2O ) 析出。铁钒的析 出从溶剂中带走了大量的水, 使铁含量降低, 酸浓度升高。这时再加入一小部分硫酸, 使已 达到平衡的 Fe2+ + SO 2-4 + 7H 2O Ω FeSO 4õ 7H 2O 向右发展; 进一步降低 Fe2+ 含量, 这时 将固态的 FeSO 4õ7H 2O 分离, 液态的酸液仍 可继续用于酸洗。而 FeSO 4õ7H 2O 则可以作 为副产品利用。 (2) 扩散渗析法回收酸洗液 利用浓差扩散和离子交换树脂膜对特定 离子透过的选择性, 可以使盐类 (Fe2+ 、SO 2-4 ) 和水 (H + ) 彼此分离, 这样可以获得能用于酸 洗的溶液和含铁盐较高的溶液, 后者可用于 生产硫酸亚铁或进一步处理。 (3) 浓缩结晶法分离酸液 此种方法与 (1) 类似, 但是不再加酸, 而 是采取蒸发去水使 FeSO 4õ7H 2O 析出。其大 概 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 是将废酸液在真空减压下加热脱水, 然后降温, 使其中的铁盐以 FeSO 4õ7H 2O 结 晶并析出分离, 从而使残液中的酸浓度增加 一倍 (由10% 上升至20% ) , 可以继续用于酸 洗。 (4) 用于生产铁钒 在加热下, 一面蒸发水分, 一面加入铁 屑, 使废酸中的酸转化为铁盐, 获得硫酸亚铁 作为工业原料使用。 (5) 直接中和法 将废酸直接与中和药剂 (如石灰乳、电石 渣)混合, 通过中和反应, 中和其中的酸, 使其 中的铁离子和硫酸根离子分别以化合物的形 态析出, 然后将 pH 值调至7, 沉降后的水可 以排放。此种方法目前已很少使用。 3. 2. 2　盐酸酸洗液的处理 由于盐酸酸洗时产生的铁盐在水中溶解 度较大, 所以处理的方法与使用硫酸酸洗时 有所不同。 (1) 高温蒸发回收 此类方法是将酸洗液在焙烧炉中高压喷 成雾状 (鲁兹纳法) 或喷向高温流化床, 使废 液中和的水、盐酸和氯化亚铁分离。固相的氯 化亚铁被加热分解并生成三氧化二铁和氯化 氢, 生成的氯化氢被集中收集重新用于酸洗, 而三氧化二铁则作为副产品。 由于热镀锌钢板生产中酸洗液用量少所 以很少有专门采用此种设备和方法的。 (2) 中和法处理 此种方法是将废酸直接与中和剂混合, 进行中和反应, 使其中的铁最终以 Fe (OH ) 3 的形式沉淀, 然后经过沉降分离, 将清水排 放。 ( 3) 寻找替代酸液的物质, 避免产生废 液 有研究者提出了一种将 Fe2+ 氧化为 Fe3+ , 使用 Fe3+ 溶解铁使氧化物脱落的替代 工艺方法。 使用氯化亚铁在氧化剂 (如 C l2) 的作用 下形成三氯化铁, 而氧化性强的 Fe3+ 与铁反 应: Fe+ 2Fe3+ →3Fe2+ 渗入铁锈下的三价铁使铁溶解, 其表面 如有氧化物则脱落, 而 Fe2+ 还可再用于氧化 继续使用。 3. 2. 3　酸性废水的处理 酸性废水是指酸洗液经过回收处理后的 残液和用于酸洗工艺后进行清洗的用水。其 46 2000年第5期 主体为后者, 酸、盐含量都比较低, 故将其统 一处理。一般是先与脱脂废水混合搅拌, 然后 再对 pH 值进行调整, 使其在6～ 8的范围内, 然后通过沉降将固体沉淀分离。清水符合排 放标准要求后即可排放。 3. 3　钝化废液及废水处理 3. 3. 1　铬酸液的回收 对含有六价铬的钝化废液, 不允许稀释 排放, 但是利用阳离子交换树脂可以对其中 的六价铬化合物回收利用。因为在钝化液中, 六价铬是以 C r2O 2-4 和 C r2O 2-7 的阴离子形态 存在的。而溶液中的三介铬是以 C r3+ 的形态 存在, 同时溶液中还可能含有 Fe2+ 、Zn2+ 等 阳离子。所以利用阳离子交换树脂对阳离子 能吸附而不吸附阴离子的特性, 使废液通过 732型强酸性阳离子交换树脂, 就可以将 C rO 2-4 和 C r2O 2-7 与其他阳离子分离, 重新用 于生产中的钝化。其它部分的溶液则可以另 行处理。 3. 3. 2　含铬废水的处理 在生产车间允许排放含 C r6+ 为0. 5m göl 的废水, 但不允许浓溶液稀释排放, 所以必须 将含铬废水进行统一处理。一般的处理分两 步进行。 第一步: C r6+ 离子的还原。通常是在废水 中加入还原剂, 如: 硫酸亚铁、亚硫酸氢钠等, 发生如下的还原反应: 3Fe2+ + C r6+ →C r3+ + 3Fe3+ 或3SO 2-3 + 2C r6+ →2C r3+ + 3SO 2-4 。 第二步: 将C r3+ 从溶液中分离出来, 使排 放水中C r3+ 含量符合排放标准。 除去 C r3+ 的方法是加入石灰乳中和沉 降。在废液中加入石灰乳后, 和 C r3+ 共存的 Fe2+ 、Fe3+ 和 Zn2+ 也同时析出, 其化学反应 为: C r2 (SO 4) 3+ 3Ca (OH ) 2→2C r (OH ) 3↓+ 3CaSO 4↓ Fe2 (SO 4) 3+ 3Ca (OH ) 2→2Fe (OH ) 3↓+ 3CaSO 4↓ FeSO 4+ Ca (OH ) 2→Fe (OH ) 2↓+ CaSO 4↓ ZnSO 4+ Ca (OH ) 2→Zn (OH ) 2↓+ CaSO 4↓ 反应后的废液沉降过滤, 滤渣可统一处 理, 滤液能完全达到国家排放标准。 3. 4　磷化液的处理 在镀后进行磷化处理时产生的磷化废液 有害于环境, 其处理方法是用石灰乳进行中 和沉降分离。 在废液中加入石灰乳后, 首先中和废液 中的游离磷酸和酸式磷酸盐。当溶液转为碱 性后, 石灰乳与磷酸根 (PO - 34 )、氟离子 (F - ) 或可能含有的 Fe2+ 、Zn2+ 进行反应, 生成不 溶性的沉淀。2F - + Ca2+ →CaF 2↓, 然后进行 沉降、过滤, 将固态物质分离出来, 滤液可以 达到国家规定的排放标准。 3. 5　废液剂的处理 用溶剂法生产镀锌板过程中, 使用以氯 化锌和氯化铵为主要成分的溶剂。随着生产 时间的延长, 溶剂的成分将会发生变化而不 能继续使用, 否则增加锌渣的生成量, 造成漏 镀形成废品。 溶剂成分的变化主要由两种原因造成: 一是由于钢板不断地将酸洗后的冲洗水 (虽 经挤净辊挤净, 但不能彻底) 带入溶剂使浓度 降低; 二是钢板表面的氧化铁与溶剂反应, 生 成水, 又使铁离子留在溶剂内, 铁离子浓度逐 渐增高。 由于溶剂内含氯化锌、氯化铵的量较大, 所以一般都是采用再生处理的办法而继续使 用。 对于因为含水量增大而引起的浓度降 低, 可以通过加热蒸发水分进行浓缩或加入 固体氯化锌或氯化铵的方法来进行调节, 继 续使用。但是往往水的增多和铁离子增多是 同时存在的, 所以很少这样处理。 对于因为含铁量升高而变质的溶剂, 可 以采用化学的方法将它除去, 经过调整、再生 之后用于生产。其原理是利用氧化剂使亚铁 离子变为三价铁离子, 在一定的 pH 值下生 成沉淀, 将其除去。 56鞍 钢 技 术 其具体的操作为: 在废溶剂中加入碳酸 氢铵, 调整 pH 值在5～ 6的范围内。然后加入 过氧化氢 (双氧水) 至有红棕色沉淀析出。其 化学反应为: 12FeC l2+ 6H 2O 2→8FeC l3+ 4Fe (OH ) 3↓ FeC l3+ 3H 2O →Fe (OH ) 3↓+ 3HC l 在反应时控制 pH 值, 使其保持稳定在5 ～ 6, 则可以将大部分铁除去。 将沉淀滤出, 对滤液进行调整达到工艺 要求即可投入生产使用。也有的工厂配有专 用的溶剂再生处理设备。 4　固体废物的处理 在热镀锌钢板生产中产生的固体废料主 要是锌灰和锌渣, 其数量是很大的, 见表1。 表1　镀锌生产时锌灰、锌渣产量 生产工艺 锌锅 底渣量, kgöt 锌灰量, kgöt 浮渣量, kgöt 单张镀 连续热镀 连续热镀 铁 铁 陶瓷 7～ 9 2. 5 0. 31 7～ 17 　 　 　 1. 8 2. 5 其中锌灰的成分因工艺而不同, 但是都 含有氧化锌和锌粒。使用溶剂法时, 可能还含 有氯化锌和氯化铵。 底渣的成分主要是铁锌化合物和混杂的 锌及少量的铝。 4. 1　锌灰的处理 对锌灰的处理主要是将各种成分进行分 离后而加以利用。在锌灰内含有50% 左右的 锌粒, 这是在扒锌灰时带入的, 如果将锌灰经 过碾压粉碎, 则可以将锌粒筛出后用于镀锌。 对于氧化锌和氯化锌则可以用火法提 炼, 即将氧化锌与焦炭混合, 加热到900℃以 上时, 碳将氧化锌还原, 锌变为蒸气, 经冷凝 后可得锌。 还有的将含溶剂的锌灰经水洗, 溶液可 作为配制溶剂使用。氧化锌则另行处理。 也有的工厂把锌灰作为化工行业使用的 原料出售。 4. 2　锌渣的处理 锌渣的主要成分是 FeZn7, 另外还有锌 及少量的铝。FeZn7中的锌占总量的89%。从 锌液中捞出的锌渣, 锌含量最高可达95%。对 大型生产机组来说, 每天生成数以吨计的底 渣, 使锌大量消耗。为了降低锌耗, 许多生产 线 (使用陶瓷锌锅的) 实现了无底渣操作。其 原理和方法在前文中曾作过叙述。但是这种 方法, 对于使用铁锌锅的生产线则很难实现。 (1) 底渣的置换法处理 与实现无底渣操作的原理相同, 利用置 换法可以把锌从底渣中置换出来。这虽然消 耗了一部分所加入的金属, 但却可以获得数 倍的锌。经过这样的处理获得的锌, 虽然含有 一些加入的金属, 但仍可以在镀锌生产中使 用。 (2) 真空蒸馏法 将底渣在密闭的装置中加热熔化至沸 腾, 则可以将锌蒸馏出来, 并获得纯度极高的 锌锭。 将底渣装入密封电炉内的坩埚中, 进行 加热至熔化, 然后升温至1000℃以上, 同时利 用真空泵进行减压蒸馏。锌蒸气进入冷凝器 液化, 然后放出, 即可铸成锌锭, 利用这种方 法可以回收底渣中的全部锌, 残余的是铁粉 和少量的铝。 参考资料 (略) (编辑　李玉荣)　　 收稿日期: 2000年3月8日 66 2000年第5期