專利名稱：用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及批量熱鍍鋅生產(chǎn)時助鍍液的處理方法及設(shè)備，更具體的說，是利用熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的廢料(掛件及返鍍件脫鋅后生產(chǎn)成的氯化鋅及鍍鋅時吸收的主要含氯化銨的煙塵)進(jìn)行自動生產(chǎn)補(bǔ)充助鍍?nèi)芤撼煞?，并對助鍍?nèi)芤哼M(jìn)行自動凈化的工藝方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
熱鍍鋅工藝要求工件在鍍鋅之前必須進(jìn)行助鍍，即將經(jīng)脫脂、除銹干凈后的工件浸入氯化鋅和氯化銨的助鍍?nèi)芤褐校栽诠ぜ砻娓采w一層氯化鋅銨鹽膜。這樣在熱鍍鋅時，這層氯化鋅銨鹽膜可以起到活化作用，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。通常助鍍?nèi)芤涸陂L期使用過程中，需要不斷地添加氯化鋅及氯化銨，以保證助鍍效果。同時，溶液長期使用后，由于工件帶入或工件中的Fe與弱酸性的助鍍?nèi)芤?pH3～5)反應(yīng)，會積累大量的亞鐵鹽，部分亞鐵鹽被空氣中的氧氧化成三價鐵鹽，在助鍍?nèi)芤喝跛嵝詶l件下水解析出Fe(OH)3沉淀，使溶液混濁，影響助鍍效果。另外，溶液中大量的鐵隨工件帶入液相鋅中，會與鋅反應(yīng)而生成鋅渣，增加了鋅的消耗。因此，保持助鍍?nèi)芤旱那鍧?、低的亞鐵鹽以及足夠濃度的氯化鋅銨是非常重要的。
目前，國內(nèi)對熱鍍鋅助鍍?nèi)芤旱奶幚碛腥N方法(1)將助鍍?nèi)芤貉h(huán)抽出經(jīng)過濾凈化裝置再流回助鍍槽。此法僅能過濾三價鐵鹽沉淀，不能去除溶液中的亞鐵鹽，也不能自動產(chǎn)生并補(bǔ)充助鍍劑；(2)將助鍍?nèi)芤喝康谷肓硪粋€槽中，通過加入雙氧水或高錳酸鉀等氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵以形成三價鐵鹽沉淀、從而去除溶液中的亞鐵鹽。這種方法只能批量處理助鍍?nèi)芤?，溶液中的二價鐵只能維持在一個較大的范圍，且不能自動生成助鍍劑；(3)單獨設(shè)置脫鋅槽，內(nèi)置鹽酸溶液，將掛件和返鍍件等在此槽中脫去鋅層，并加鋅灰中和過濾，加入過濾后的助鍍?nèi)芤褐校@樣可以補(bǔ)加氯化鋅，但無法去除溶液中的二價鐵。(4)歐洲生產(chǎn)一種助鍍劑再生裝置(1989年A00期的《河南電力》102-103頁)，將脫鋅槽中含氯化鋅的酸洗液及助鍍?nèi)芤壕槿朐偕拗屑影彼泻?，再?dǎo)入氧化罐中加入氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀，達(dá)到除鐵目的，并自動補(bǔ)充了助鍍?nèi)芤褐械穆然\，以及氨水中和時產(chǎn)生的少量氯化銨。這種裝置雖然可對助鍍?nèi)芤浩鸬絻艋偕淖饔?，但存在兩點不足(1)雖然氨水與鹽酸反應(yīng)可生成氯化銨，但僅能補(bǔ)充一部分氯化銨的消耗。要維持助鍍?nèi)芤褐新然\及氯化銨的比例，尚需額外添加氯化銨；(2)整套裝置罐體多，占地大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是為了克服上述助鍍液處理技術(shù)所存在的不足，提供一種用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法，該方法在熱鍍鋅生產(chǎn)時可自動生成并補(bǔ)充助鍍?nèi)芤褐械穆然\及氯化銨，凈化溶液。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個實現(xiàn)上述方法的裝置。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法如下將熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的返鍍件及被鍍鋅的掛具置于裝有稀鹽酸的脫鋅槽中脫去鋅層；將經(jīng)過煙塵吸收過濾裝置所得的煙塵顆粒通入裝有稀鹽酸的鍍鋅煙塵罐中；循環(huán)抽取助鍍液至處理罐中，同時計量抽取脫鋅溶液及煙塵罐中的溶液至處理罐中，添加氨水以達(dá)到pH值為3～6；并鼓入空氣于處理罐內(nèi)，利用空氣中的氧將二價鐵氧化成三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀沉于底部，定期導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾；助鍍?nèi)芤涸谔幚砉拗薪?jīng)充分氧化后由上面溢流口流至沉淀器中沉淀，清潔溶液由沉淀器上部回流至助鍍槽，下部沉淀物導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾；壓濾出的溶液返回處理罐中再處理，壓濾出干渣外運(yùn)填埋。
所述稀鹽酸的濃度為4％～12％。
所述的助鍍液中氯化鋅和氯化銨的總濃度為10％～50％；脫鋅溶液中氯化鋅濃度為0～40％；煙塵罐中溶液氯化銨為0～40％、氯化鋅為0～10％；抽取上述三種溶液至處理罐中后保持處理罐中氯化鋅和氯化銨的總濃度為10％～50％。
本發(fā)明用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理的裝置結(jié)構(gòu)如下本裝置包括助鍍液槽、脫鋅槽、鍍鋅煙塵罐、處理罐、沉淀器、壓濾機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)；助鍍液槽、脫鋅槽、鍍鋅煙塵罐分別與處理罐的上部之間通過帶有閥和泵的管道相連接，處理罐的底部通過帶有閥和泵的管道與壓濾機(jī)相連接；處理罐上部設(shè)有溢流口，該溢流口位于沉淀器的上方；沉淀器的上部通過管道與助鍍液槽相連接，沉淀器的底部則通過帶有閥和泵的管道與壓濾機(jī)相連接；壓濾機(jī)的濾液出口通過管道與處理罐相連接；與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接的管道伸入處理罐內(nèi)。
為了把處理罐中反應(yīng)溶液的pH值控制在某固定范圍內(nèi)，所述處理罐還通過pH自動測控系統(tǒng)與氨水罐相連接。
為了使所生成的氫氧化鐵沉淀物便于在處理罐底部聚集，所述處理罐底部呈上寬下窄的錐形，與壓濾機(jī)相連接的管道出口位于錐形底部。
為了使處理罐內(nèi)鼓風(fēng)均勻增強(qiáng)氧化效果，所述與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接的管道是一個帶有多個出口的環(huán)形風(fēng)管；該環(huán)形風(fēng)管位于所述錐形底部的上方。
為了加速沉淀器內(nèi)的沉淀速度，所述沉淀器為斜板沉淀器。
所述壓濾機(jī)優(yōu)選板框壓濾機(jī)，該板框壓濾機(jī)與一空氣壓縮機(jī)相連接。
為了較好地控制脫鋅溶液及煙塵罐中的溶液的加入量，所述脫鋅槽與處理罐之間、鍍鋅煙塵罐與處理罐之間的泵為計量泵。
本發(fā)明的處理方法原理如下熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的返鍍件及被鍍鋅的掛具置于脫鋅槽中脫去鋅層，脫鋅槽內(nèi)的基本反應(yīng)為
則脫鋅槽溶液中主要含氯化鋅及部分氯化亞鐵；而工件鍍鋅時產(chǎn)生的鍍鋅煙塵大約由95％顆粒和5％氣體組成，其中顆粒中含NH4Cl(50～75％)、ZnO(5～15％)、ZnCl2(3～5％)和Zn(0～5％)，而氣體則由NH3、H2O及HCl等組成。將經(jīng)過煙塵吸收過濾裝置所得的煙塵顆粒置于鍍鋅煙塵罐中，顆粒中主要含有的NH4Cl及微量的ZnCl2將溶液于鹽酸溶液中，ZnO和Zn則發(fā)生如下反應(yīng)
故煙塵罐中的溶液主要含氯化銨及少量氯化鋅。循環(huán)抽取助鍍液至處理罐中，同時計量抽取脫鋅溶液及煙塵罐中的溶液至處理罐中，由pH自動測控系統(tǒng)自動添加氨水以達(dá)到合適的pH值。并通過風(fēng)機(jī)鼓氣入罐內(nèi)，利用空氣中的氧將二價鐵氧化成三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀，其反應(yīng)式為
處理罐上部設(shè)有溢流口，下部做成錐形以利于氫氧化鐵沉淀沉于底部，定期導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾。助鍍液在處理罐中經(jīng)充分氧化后由上面溢流口流至斜板沉淀器加速沉淀，清潔溶液由沉淀器上部回流至助鍍槽，下部沉淀物導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾，壓濾出的溶液返回處理罐中再處理，壓濾出地塊狀干渣可外運(yùn)填埋。這樣，達(dá)到了對助鍍?nèi)芤哼M(jìn)行凈化及自動補(bǔ)充氯化鋅及氯化銨助鍍劑的目的。
本發(fā)明的有益效果是，綜合利用了含氯化鋅的脫鋅液及含氯化銨的回收鍍鋅煙塵自動生成并補(bǔ)充助鍍液中的氯化鋅及氯化銨；并將中和及氧化過程合二為一、集中處理，使裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊。既減少熱鍍鋅生產(chǎn)廢棄物、又節(jié)約了原材料，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明的用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1中1.助鍍液槽，2.脫鋅槽，3.鍍鋅煙塵罐，4.處理罐，5.氨水罐，6.斜板沉淀器，7.板框壓濾機(jī)，8、15、16、18、19.閥，9、20.泵，10、17.計量泵，11.風(fēng)機(jī)，12.pH自動測控系統(tǒng)，13.環(huán)形風(fēng)管，14.空壓機(jī)，21.干泥。
在圖1中，助鍍液槽1、閥8、泵9通過管道與處理罐4相聯(lián)，閥8開時，助鍍液可連續(xù)泵入處理罐4中；脫鋅槽2、閥15、計量泵10通過管道與處理罐4相聯(lián)，閥15開時，含氯化鋅的脫鋅溶液可根據(jù)需要計量流入處理罐4中；鍍鋅煙塵罐3、閥16、計量泵17通過管道與處理罐4相聯(lián)，閥16開時，含氯化氨的溶液可根據(jù)需要計量流入處理罐4中；氨水罐5通過pH自動測控系統(tǒng)12經(jīng)管道與處理罐4相聯(lián)，通過pH測控系統(tǒng)12自動測量處理罐4中溶液的pH值，并自動添加適量氨水，以使溶液達(dá)到設(shè)定pH值；風(fēng)機(jī)11通過風(fēng)管與處理罐4中的環(huán)形風(fēng)管13相聯(lián)，風(fēng)機(jī)11鼓空氣入處理罐4中，實現(xiàn)溶液中亞鐵離子的氧化及攪拌作用，環(huán)形風(fēng)管13可使鼓入的空氣在罐內(nèi)均勻且氣泡量多，增強(qiáng)氧化效果；處理罐4上方的溢流口通過管道與斜板沉淀器6相聯(lián)，使氧化完全的溶液溢流至斜板沉淀器6加速沉淀；處理罐4底部錐形口、閥19、泵20通過管道與板框壓濾機(jī)7相聯(lián)，當(dāng)處理罐4底部沉積較多淤泥時，則打開閥19，將淤泥直接泵入板框壓濾機(jī)7中壓濾；斜板沉淀器6上方溢流口通過管道與助鍍槽1相聯(lián)，斜板沉淀器6內(nèi)溶液經(jīng)加速沉淀后溢流返回助鍍液槽1；斜板沉淀器6底部通過管道與閥18、泵20、板框壓濾機(jī)7相聯(lián)，將沉積的淤泥泵入板框壓濾機(jī)7中壓濾；空壓機(jī)14與板框壓濾機(jī)7相聯(lián)，通過壓縮空氣驅(qū)動板框壓濾機(jī)7實現(xiàn)壓濾動作；板框壓濾機(jī)7通過管道與處理罐4相聯(lián)，將壓濾出的溶液流回處理罐4中再處理；由板框壓濾機(jī)7壓濾出來的塊狀干泥21則外運(yùn)填埋。通過上述裝置的運(yùn)行，可以不需要額外添加氯化鋅和氯化銨即維持助鍍液成分，溶液中的二價鐵濃度小于1g/L。
權(quán)利要求
1.一種用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法，其特征在于將熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的返鍍件及被鍍鋅的掛具置于裝有稀鹽酸的脫鋅槽中脫去鋅層；將經(jīng)過煙塵吸收過濾裝置所得的煙塵顆粒通入裝有稀鹽酸的鍍鋅煙塵罐中；循環(huán)抽取助鍍液至處理罐中，同時計量抽取脫鋅溶液及煙塵罐中的溶液至處理罐中，添加氨水以達(dá)到pH值為3～6；并鼓入空氣于處理罐內(nèi)，利用空氣中的氧將二價鐵氧化成三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀沉于底部，定期導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾；助鍍液在處理罐中經(jīng)充分氧化后由上面溢流口流至沉淀器中沉淀，清潔溶液由沉淀器上部回流至助鍍液槽，下部沉淀物導(dǎo)入壓濾機(jī)中壓濾；壓濾出的溶液返回處理罐中再處理，壓濾出干渣外運(yùn)填埋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述稀鹽酸的濃度為4％～12％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述助鍍液中氯化鋅和氯化銨的總濃度為10％～50％；所述脫鋅溶液中氯化鋅濃度為0～40％；所述煙塵罐中溶液氯化銨為0～40％、氯化鋅為0～10％；抽取上述三種溶液至處理罐中后保持處理罐中氯化鋅和氯化銨的總濃度為10％～50％。
4.一種用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理的裝置，包括助鍍液槽和脫鋅槽，其特征在于還包括鍍鋅煙塵罐、處理罐、沉淀器、壓濾機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)；助鍍液槽、脫鋅槽、鍍鋅煙塵罐分別與處理罐的上部之間通過帶有閥和泵的管道相連接，處理罐的底部通過帶有閥和泵的管道與壓濾機(jī)相連接；處理罐上部設(shè)有溢流口，該溢流口位于沉淀器的上方；沉淀器的上部通過管道與助鍍液槽相連接，沉淀器的底部則通過帶有閥和泵的管道與壓濾機(jī)相連接；壓濾機(jī)的濾液出口通過管道與處理罐相連接；與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接的管道伸入處理罐內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述處理罐還通過pH自動測控系統(tǒng)與氨水罐相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述處理罐底部呈上寬下窄的錐形，與壓濾機(jī)相連接的管道出口位于錐形底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接的管道是一個帶有多個出口的環(huán)形風(fēng)管；該環(huán)形風(fēng)管位于所述錐形底部的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述沉淀器為斜板沉淀器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)，該板框壓濾機(jī)與一空氣壓縮機(jī)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述脫鋅槽與處理罐之間、鍍鋅煙塵罐與處理罐之間的泵為計量泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱鍍鋅生產(chǎn)線的助鍍液綜合處理方法及裝置。該方法對熱鍍鋅生產(chǎn)線中的助鍍?nèi)芤哼M(jìn)行自動凈化并利用熱鍍鋅過程中產(chǎn)生的廢料自動生產(chǎn)補(bǔ)充助鍍成分。實施時連續(xù)將助鍍槽中溶液抽入處理罐中，并同時將脫鋅槽、煙塵罐中的溶液經(jīng)計量泵抽入罐中，由pH測控系統(tǒng)自動控制氨水加入，并鼓入空氣，利用空氣中的氧將溶液中的二價鐵氧化三價鐵，形成氫氧化鐵沉淀，再經(jīng)斜板沉淀器分離、壓濾機(jī)壓濾后去除。澄清溶液經(jīng)斜板沉淀器返回助鍍槽，實現(xiàn)助鍍?nèi)芤旱淖詣觾艋把a(bǔ)充。使用本發(fā)明處理助鍍?nèi)芤?，既減少了熱鍍鋅生產(chǎn)廢棄物、又節(jié)約了原材料。
文檔編號G05D21/00GK1974834SQ20061012399
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者孔綱, 盧錦堂, 車淳山, 許喬瑜 申請人:華南理工大學(xué)