熱浸鍍鋅助鍍劑的化學(xué)法除鐵工藝及經(jīng)濟(jì)性分析

1、熱浸鍍鋅助鍍劑的化學(xué)法除鐵工藝及經(jīng)濟(jì)性分析吳起鞍山鞍海金屬添加劑有限公司通訊地址：遼寧省海城市大屯鎮(zhèn) 郵政編碼：114225 摘要：近幾年，許多熱浸鍍鋅企業(yè)越來(lái)越重視助鍍劑的除鐵處理，本文敘述了國(guó)內(nèi)熱浸鍍助鍍劑除鐵處理的現(xiàn)狀、助鍍劑的分類(lèi)、化學(xué)法除鐵處理工藝及經(jīng)濟(jì)性分析。Abstract：In recent years， more and more enterprises attach importance to the deironing of the liquid which helps galvanizing。 In this paper， the author introduces t

2、he current situation of the deironing of the liquid which helps hot-dip galvanizing domestically。 He also provides information of the classifications of the liquid which helps galvanizing， technics of deironing and cost analysis。關(guān)鍵詞：熱浸鍍鋅；化學(xué)法除鐵；經(jīng)濟(jì)性Keywords：Hot-dip galvanizing; Chemical methods of dei

3、roning; Economy1現(xiàn)狀近幾年，由于熱浸鍍行業(yè)迅猛發(fā)展，原來(lái)酸洗之后不浸助鍍劑直接鍍鋅的傳統(tǒng)工藝逐漸已被摒棄。這樣已經(jīng)使用助鍍劑的企業(yè)越來(lái)越多的開(kāi)始重視助鍍劑的除鐵工藝。由于酸洗后鐵鹽被帶到鋅鍋內(nèi)，1公斤鐵可產(chǎn)生25公斤鋅渣，不但造成鋅耗增加、鍍鋅成本增高，而且還會(huì)使鋅液中氧化物和其他雜質(zhì)增加，這樣會(huì)造成鋅液老化、鋅液黏度增加，使熱浸鍍鋅質(zhì)量下降。原來(lái)干法鍍鋅工藝規(guī)程要求，助鍍劑中鐵鹽含量不大于30g/l，現(xiàn)在很多企業(yè)控制鐵鹽含量不大于5g/l，甚至有些企業(yè)在助鍍工序采用連續(xù)除鐵，連續(xù)過(guò)濾的方法控制鐵鹽含量。然而現(xiàn)在還有的企業(yè)不了解助鍍劑除鐵的有關(guān)原理，認(rèn)為助鍍劑直接用過(guò)濾泵或壓濾

4、機(jī)過(guò)濾就是除鐵了。還有的企業(yè)隨便加一些氨水和雙氧水經(jīng)過(guò)濾后就認(rèn)為是除鐵了，實(shí)際根本達(dá)不到除鐵的目的。2助鍍劑的種類(lèi)。目前國(guó)內(nèi)熱浸鍍鋅企業(yè)采用多種助鍍劑配比方式，但廣泛使用的助鍍劑是氯化鋅和氯化銨混合而成的復(fù)鹽?；径际歉鶕?jù)企業(yè)的實(shí)際使用情況進(jìn)行配比，有的是純氯化銨溶液，有的是氯化鋅和氯化銨混合而成的復(fù)合鹽。復(fù)合鹽有高氯化鋅低氯化銨的復(fù)合鹽，也有低氯化鋅高氯化銨的復(fù)合鹽。還有些企業(yè)為了使用助鍍添加劑而特殊制定氯化鋅與氯化銨的復(fù)合鹽的比例，它的比例是氯化鋅80-100g/l，氯化銨120-150g/l，這是由于氯化鋅吸水性決定的。如果在高氯化鋅配比的溶劑中加入助鍍添加劑，而且預(yù)鍍件存放時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，

5、氯化鋅吸水會(huì)使助鍍添加劑起不到防爆作用。因此說(shuō)，氯化銨氯化鋅含量高低主要是取決于預(yù)鍍件存放時(shí)間長(zhǎng)短和有無(wú)烘干來(lái)決定的。氯化鋅含量越高形成的助鍍膜越厚，儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)，但吸水性越強(qiáng)。氯化銨含量越高，崩鋅雖然減小，但氯化銨分解后煙氣增大。現(xiàn)在大部分企業(yè)都采用助鍍劑加熱的方式，加入助鍍添加劑后預(yù)鍍件可短時(shí)間存放，在生產(chǎn)中浸助鍍劑后馬上進(jìn)行鍍鋅作業(yè)，取消了干燥工序。3助鍍劑除鐵工藝助鍍劑除鐵主要是除去助鍍劑中的二價(jià)鐵離子。將二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子被水解生成氫氧化鐵。氫氧化鐵不溶于水，經(jīng)沉淀在助鍍劑中被分離。除鐵的方法有很多。有用壓縮空氣氧化，有用臭氧氧化，有用化學(xué)氧化劑氧化等。在此只介紹

6、化學(xué)法氧化除鐵的原理和方法。目前國(guó)內(nèi)大多采用氧化提純法除鐵，其工藝為：調(diào)整值氧化除鐵過(guò)濾（分離）。3.1調(diào)整值：助鍍劑中的鐵離子一般以e即氯化亞鐵狀態(tài)存在，e在值很大（.）時(shí)，或鋅含量不大而e很大時(shí)才能水解析出沉淀。因此必須將經(jīng)氧化成為，在.時(shí)即可發(fā)生水解，形成氫氧化鋅沉淀后很容易被除去。鋅水解時(shí)值為.05.5，因此在除鐵工藝中為便于控制值，一般將值調(diào)整在34。l 若值小于3：KClO3+2HCl=KCl+O2+H2O+Cl24KMnO4+4HCl=4KCl+4MnO2+3O2+2H2O2H2O2=2H2O+O2（酸性條件）Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2+ CaCl2+2H2O這時(shí)會(huì)使氧

7、化劑與酸反應(yīng)會(huì)造成氧化劑的消耗，可以用氨水、鋅、氧化鋅調(diào)整值。NH4OH+HCl=H2O+NH4ClZn+2HCl=ZnCl2+H2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2Ol 若值大于4：ZnCl2+2H2O=Zn(OH)2+2HCl這時(shí)會(huì)使氯化鋅水解生成氫氧化鋅沉淀，造成氯化鋅浪費(fèi)，此時(shí)可用鹽酸調(diào)整。在測(cè)試值時(shí)可采用如下方法：取一份過(guò)濾好的助鍍劑與同體積的水在試管中混合后搖勻，若產(chǎn)生白色的絮狀混合物即為合格；若產(chǎn)生白色的膠狀體則說(shuō)明值超過(guò)4，需加酸調(diào)整；若加水后溶液仍然澄清說(shuō)明酸度大，需加氨水或鋅粉或氧化鋅調(diào)整。3.2氧化除鐵處理在助鍍劑中加入氧化劑，將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，使之水解沉淀分離?；瘜W(xué)

8、法除鐵通常是用高錳酸鉀、氯酸鉀、氯酸鈉、次氯酸鈉、次氯酸鈣、過(guò)氧化氫等作為氧化劑。高錳酸鉀除鐵的反應(yīng)原理： 5FeCl2+KMnO4+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KClFeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl氯酸鉀（鈉）除鐵的反應(yīng)原理：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3H2OFeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl次氯酸鈣除鐵的反應(yīng)原理：4FeCl2+Ca(ClO)2+4HCl=4FeCl3+CaCl2+2H2O FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl過(guò)氧化氫除鐵的反應(yīng)原理2FeCl2+2H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O

9、FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl在除鐵過(guò)程中，首先根據(jù)化驗(yàn)得出的鐵鹽含量計(jì)算出氧化劑的用量，將氧化劑用水制成飽和溶液后放入助鍍槽中，這時(shí)助鍍槽溫度應(yīng)控制在6080。若溫度過(guò)低則造成反應(yīng)速度變慢。在加入氧化劑時(shí)特別要注意：要加飽和溶液，不要加固體。因?yàn)榧尤氲墓腆w氧化劑顆粒在溶解時(shí)容易被水解后的Fe(O)3包裹，使之不再繼續(xù)溶解而沉入底渣中，造成氧化劑大量浪費(fèi)。3.3過(guò)濾（分離）目前除鐵后分離方式主要有過(guò)濾泵過(guò)濾、板塊壓濾機(jī)過(guò)濾、自然沉降過(guò)濾三種方式。自然沉降過(guò)濾所需溫度要控制在80以上，將已制成飽和溶液的絮凝劑（聚丙烯酰胺）放入助鍍槽中均勻攪拌，使Fe(O)3迅速沉降。沉降后，上部

10、為清液，下部為底渣。最后可將混液和底渣排放，而清液可用酸泵抽出使用。4經(jīng)濟(jì)性分析氧化劑的選擇應(yīng)根據(jù)其來(lái)源、價(jià)格、使用量等條件來(lái)確定。1、高錳酸鉀：5FeCl2+KmnO4+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KCl根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用高錳酸鉀0.19公斤。2、氯酸鉀（鈉）：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3H2O根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用氯酸鉀0.16公斤或需氯酸鈉0.14公斤。3、次氯酸鈣（鈉）：4FeCl2+Ca(ClO)2+4HCl=4FeCl3+CaCl2+2H2O 根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使

11、用次氯酸鈣0.57公斤或需次氯酸鈉0.29公斤。4、過(guò)氧化氫：2FeCl2+2H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O根據(jù)方程式計(jì)算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用過(guò)氧化氫0.13公斤。名 稱(chēng)高錳酸鉀氯酸鉀氯酸鈉次氯酸鈣次氯酸鈉過(guò)氧化氫用量（kg）0.190.160.140.570.290.13單價(jià)（元/kg）175.54.11.61.12.0含量（%）99.599.799.5301235除去每公斤氯化亞鐵所需費(fèi)用（元）3.250.880.583.032.660.74從上表可以看出，每除去1公斤氯化亞鐵所需氧化劑的費(fèi)用從高到低排序?yàn)椋焊咤i酸鉀次氯酸鈣次氯酸鈉氯酸鉀過(guò)氧化氫氯酸鈉。因?yàn)檫^(guò)氧化氫是最潔凈的氧化劑，所以目前很多企業(yè)使用過(guò)氧化氫除鐵。但由于其為液體，濃度低、體積大，不便于運(yùn)輸和貯存，而且過(guò)氧化氫存放一年濃度還會(huì)下降約3%，造成了成本加大。另外過(guò)氧化氫在使用過(guò)程中對(duì)人體危害較大，其蒸汽對(duì)眼睛、鼻子、喉嚨造成強(qiáng)烈的刺激，最終可能導(dǎo)致慢性呼吸器官疾病，皮膚接觸也會(huì)造成疼痛及腐蝕，迸入眼睛有可能致盲。而氯酸鈉除鐵費(fèi)用