熱浸鍍鋅助鍍劑的化學法除鐵工藝及經濟性分析

1、熱浸鍍鋅助鍍劑的化學法除鐵工藝及經濟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)越來越重視助鍍劑的除鐵處理，本文敘述了國內熱浸鍍助鍍劑除鐵處理的現狀、助鍍劑的分類、化學法除鐵處理工藝及經濟性分析。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。關鍵詞：熱浸鍍鋅；化學法除鐵；經濟性Keywords：Hot-dip galvanizing; Chemical methods of dei

3、roning; Economy1現狀近幾年，由于熱浸鍍行業(yè)迅猛發(fā)展，原來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。這樣已經使用助鍍劑的企業(yè)越來越多的開始重視助鍍劑的除鐵工藝。由于酸洗后鐵鹽被帶到鋅鍋內，1公斤鐵可產生25公斤鋅渣，不但造成鋅耗增加、鍍鋅成本增高，而且還會使鋅液中氧化物和其他雜質增加，這樣會造成鋅液老化、鋅液黏度增加，使熱浸鍍鋅質量下降。原來干法鍍鋅工藝規(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)過濾的方法控制鐵鹽含量。然而現在還有的企業(yè)不了解助鍍劑除鐵的有關原理，認為助鍍劑直接用過濾泵或壓濾

4、機過濾就是除鐵了。還有的企業(yè)隨便加一些氨水和雙氧水經過濾后就認為是除鐵了，實際根本達不到除鐵的目的。2助鍍劑的種類。目前國內熱浸鍍鋅企業(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鹽。基本都是根據企業(yè)的實際使用情況進行配比，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合鹽。復合鹽有高氯化鋅低氯化銨的復合鹽，也有低氯化鋅高氯化銨的復合鹽。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，而且預鍍件存放時間較長時，

5、氯化鋅吸水會使助鍍添加劑起不到防爆作用。因此說，氯化銨氯化鋅含量高低主要是取決于預鍍件存放時間長短和有無烘干來決定的。氯化鋅含量越高形成的助鍍膜越厚，儲存時間越長，但吸水性越強。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鍍件可短時間存放，在生產中浸助鍍劑后馬上進行鍍鋅作業(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鐵離子。將二價鐵離子氧化成三價鐵離子，三價鐵離子被水解生成氫氧化鐵。氫氧化鐵不溶于水，經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，有用化學氧化劑氧化等。在此只介紹

6、化學法氧化除鐵的原理和方法。目前國內大多采用氧化提純法除鐵，其工藝為：調整值氧化除鐵過濾（分離）。3.1調整值：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，或鋅含量不大而e很大時才能水解析出沉淀。因此必須將經氧化成為，在.時即可發(fā)生水解，形成氫氧化鋅沉淀后很容易被除去。鋅水解時值為.05.5，因此在除鐵工藝中為便于控制值，一般將值調整在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這時會使氧

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

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

9、FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl在除鐵過程中，首先根據化驗得出的鐵鹽含量計算出氧化劑的用量，將氧化劑用水制成飽和溶液后放入助鍍槽中，這時助鍍槽溫度應控制在6080。若溫度過低則造成反應速度變慢。在加入氧化劑時特別要注意：要加飽和溶液，不要加固體。因為加入的固體氧化劑顆粒在溶解時容易被水解后的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。3.3過濾（分離）目前除鐵后分離方式主要有過濾泵過濾、板塊壓濾機過濾、自然沉降過濾三種方式。自然沉降過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經濟性分析氧化劑的選擇應根據其來源、價格、使用量等條件來確定。1、高錳酸鉀：5FeCl2+KmnO4+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KCl根據方程式計算得出：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根據方程式計算得出：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 根據方程式計算得出：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、過氧化氫：2FeCl2+2H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O根據方程式計算得出：除掉1公斤氯化亞鐵需使用過氧化氫0.13公斤。名 稱高錳酸鉀氯酸鉀氯酸鈉次氯酸鈣次氯酸鈉過氧化氫用量（kg）0.190.160.140.570.290.13單價（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用從高到低排序為：高錳酸鉀次氯酸鈣次氯酸鈉氯酸鉀過氧化氫氯酸鈉。因為過氧化氫是最潔凈的氧化劑，所以目前很多企業(yè)使用過氧化氫除鐵。但由于其為液體，濃度低、體積大，不便于運輸和貯存，而且過氧化氫存放一年濃度還會下降約3%，造成了成本加大。另外過氧化氫在使用過程中對人體危害較大，其蒸汽對眼睛、鼻子、喉嚨造成強烈的刺激，最終可能導致慢性呼吸器官疾病，皮膚接觸也會造成疼痛及腐蝕，迸入眼睛有可能致盲。而氯酸鈉除鐵費用