熱鍍鋅助鍍劑技術(shù)簡(jiǎn)介
一、技術(shù)背景
在工業(yè)上常用的鍍鋅工藝有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機械鍍鋅和熱噴涂(鍍)鋅等,其中熱浸鍍鋅約占鍍鋅總量的95%,熱浸鍍鋅用鋅量在世界范圍內占鋅產(chǎn)量的40%,在中國約占鋅產(chǎn)量的30%左右。熱浸鍍鋅因技術(shù)成熟、成本低廉成為了應用最廣泛的鋼鐵材料防腐技術(shù)。全國批量熱鍍鋅行業(yè)的總體特點(diǎn)是:數量多,分布廣,產(chǎn)業(yè)集中度較低;受到大宗物資運輸半徑、物流成本的影響,一般有工業(yè)基礎的省份,都有熱鍍(浸)鋅企業(yè)在生產(chǎn)運行。批量熱鍍鋅行業(yè)市場(chǎng)規模巨大,熱鍍鋅加工后的產(chǎn)品可以應用在五金工件、電力鐵搭、通信鐵搭、鐵路、公路防護、路燈桿、船用工件、建筑鋼結構工件、變電站附屬設施等領(lǐng)域。目前國內批量熱鍍鋅廠(chǎng)集中度較高的區域,基本還是在長(cháng)三角經(jīng)濟帶、津冀魯環(huán)渤海灣經(jīng)濟帶、珠三角經(jīng)濟帶,其后在長(cháng)江流域的川鄂渝、東北地區也有部分集中;隨著(zhù)一帶一路的建設拉動(dòng),在內蒙古、青海、甘肅、新疆也開(kāi)始新建批量熱鍍鋅廠(chǎng)。初步估計批量熱鍍鋅廠(chǎng)年加工量超過(guò)1億噸,市場(chǎng)產(chǎn)值達千億元。批量熱鍍鋅行業(yè)整體工藝技術(shù)水平比較落后、自動(dòng)化程度相對電鍍鋅市場(chǎng)偏低、工藝控制水平參差不齊、行業(yè)整體水平不高、污染嚴重,隨著(zhù)政府環(huán)保政策趨緊而環(huán)保壓力加大。批量熱浸鍍鋅過(guò)程中,傳統鋅-銨助鍍液年消耗量有50萬(wàn)噸左右,雖然工藝具有成本低,穩定性高及助鍍效果好等特點(diǎn),但是近年來(lái)隨著(zhù)熱浸鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的實(shí)施,傳統的鋅銨助鍍劑因其在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙霧,對環(huán)境造成負面影響,助鍍劑中氯化銨成分給周邊環(huán)境造成的水質(zhì)和空氣污染一直是不可忽視的問(wèn)題。本技術(shù)通過(guò)對無(wú)銨助鍍劑及無(wú)銨助鍍工藝的研究,以無(wú)銨助鍍劑替代傳統鋅-銨助鍍劑,從根本上實(shí)現熱浸鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)。
二、技術(shù)概況
1、產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)煙霧小、不漏鍍。
使用本技術(shù)產(chǎn)品,產(chǎn)品為無(wú)銨配方,能減少鍍鋅過(guò)程70%以上煙霧,可顯著(zhù)改善操作環(huán)境,減少含銨廢氣排放,且生產(chǎn)過(guò)程不會(huì )出現漏鍍現象。
(2)不爆鍋、產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量高。
使用本技術(shù)產(chǎn)品處理后,鍍鋅件下鍋時(shí)不會(huì )發(fā)生爆鍋現象,且鍍出的產(chǎn)品表面質(zhì)量高,表面光滑度、光澤度均較普通產(chǎn)品有所提高。
(3)節約鋅錠。
使用本技術(shù)產(chǎn)品,每噸鍍件平均節約3-5公斤鋅錠資源,可大幅降低鍍鋅過(guò)程成本,經(jīng)濟價(jià)值明顯。
(4)自?xún)艋匦浴?br/>
本技術(shù)產(chǎn)品具備自?xún)艋匦?,可以顯著(zhù)延長(cháng)助鍍液使用壽命,助鍍液清理周期至少能延長(cháng)一倍以上。
2、操作方法
(1)助鍍劑的儲運:助鍍劑為澄清液體,主要為水溶劑制品,溶質(zhì)為普通化工產(chǎn)品,pH值3-4,不含易燃易爆組分,可用普通貨運車(chē)輛運輸,普通車(chē)間避光儲存,防受潮。
(2)助鍍劑的使用方法:如原有鋅銨鍍槽改用新產(chǎn)品,需一次性替換總量的三分之一,可體現產(chǎn)品效果;每鍍10-15噸產(chǎn)品(以小件計算),添加35公斤本產(chǎn)品,其余補水;如新槽使用本產(chǎn)品,按要求配置完后,每天添加本產(chǎn)品35公斤,其余補水,可持續使用。
(3)操作現場(chǎng)下游工藝,如對產(chǎn)品有特殊要求,請及時(shí)告知技術(shù)人員,技術(shù)支持可按具體需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調配。
(4)如工藝或工件有特殊波動(dòng)情況,請及時(shí)聯(lián)系技術(shù)人員,進(jìn)行配方調整。
3、注意事項
(1)處理液若出現少許渾濁,可攪拌或搖勻后繼續使用,不影響使用效果;
(2)工件材質(zhì)不同時(shí),經(jīng)處理液處理后工件色澤不一致屬于正?,F象;
(3)人體健康事項:使用過(guò)程如皮膚沾染處理液,使用清水沖洗,再擦干即可。誤食時(shí),用水漱口,飲用牛奶或蛋清,嚴禁洗胃,不可催吐;
(4)嚴禁與其它無(wú)機物、有機物、氧化劑、還原劑混裝、混運、貯存;
(5)盛有本產(chǎn)品的容器、管線(xiàn)、打料泵等與產(chǎn)品經(jīng)常接觸的工藝管線(xiàn)須定期進(jìn)行檢查、養護。
三、依托單位
技術(shù)依托中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所,組建了專(zhuān)門(mén)技術(shù)攻關(guān)團隊,形成了關(guān)鍵核心技術(shù)。中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所主要研究范圍集中在能源化工、生化工程、材料化工、資源/環(huán)境工程等領(lǐng)域。過(guò)程工程所現有生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室和國家生化工程技術(shù)研究中心(北京)、多相復雜系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室、濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實(shí)驗室、中國科學(xué)院綠色過(guò)程與工程重點(diǎn)實(shí)驗室、離子液體清潔過(guò)程北京市重點(diǎn)實(shí)驗室以及過(guò)程工程研發(fā)中心、生物質(zhì)研究中心、循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)研究中心、過(guò)程污染控制環(huán)境工程研究中心、太陽(yáng)能研究中心、過(guò)程工程中關(guān)村開(kāi)放實(shí)驗室等科研機構。研究所現有中國科學(xué)院院士4人、中國工程院院士1人;國家海外高層次人才培養計劃(千人計劃)入選者1人,青年千人5人;國家杰出青年科學(xué)基金獲得者12人,國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者6人。中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所相關(guān)研究團隊利用自身技術(shù)優(yōu)勢,對鍍鋅表處理技術(shù)開(kāi)展了集中技術(shù)攻關(guān),形成了系列核心技術(shù)。
四、效益核算
經(jīng)濟效益,僅以單鍋小型鍍鋅企業(yè)(>600℃高溫鍍鋅鍋)為例計算,加工能力300噸/月、鋅耗70公斤/噸。鋅錠節約量按3公斤/噸計,每月可節約鋅錠資源900公斤,鋅錠按2.4萬(wàn)元/噸計,可節約成本2.16萬(wàn)元;按35公斤/10噸添加量,每月需添加助鍍劑約1噸,價(jià)格1萬(wàn)元/噸,每月添加成本為1萬(wàn)元/月;假定傳統助鍍劑添加成本為0.5萬(wàn)元/月(包括防爆劑一般添加成本要大于此數額),添加成本增加0.5萬(wàn)元/月;則綜合經(jīng)濟效益為2.16-(1-0.5)=1.66萬(wàn)元。此外,產(chǎn)品還有煙霧小、不漏鍍、不爆鍋、產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量高及鍍液自?xún)艋忍匦?,綜合優(yōu)勢尤為明顯。鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)規模越大,總體效益越可觀(guān)。新技術(shù)應用可以大幅緩解相關(guān)企業(yè)因環(huán)保要求升級而帶來(lái)的行業(yè)技術(shù)迫切需求難題,可為降低生產(chǎn)區域環(huán)境污染,改善操作工人勞動(dòng)環(huán)境,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,增加地方政府稅收提供強有力的保障。目前,該技術(shù)已在山西省太谷縣40余家鍍鋅企業(yè)推廣應用,產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟和環(huán)保效益,一旦技術(shù)在業(yè)內得到大規模產(chǎn)業(yè)化應用,將對解決行業(yè)共性技術(shù)難題,帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步有著(zhù)強有力的推動(dòng)作用。
熱鍍鋅助鍍劑技術(shù)簡(jiǎn)介
一、技術(shù)背景
在工業(yè)上常用的鍍鋅工藝有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機械鍍鋅和熱噴涂(鍍)鋅等,其中熱浸鍍鋅約占鍍鋅總量的95%,熱浸鍍鋅用鋅量在世界范圍內占鋅產(chǎn)量的40%,在中國約占鋅產(chǎn)量的30%左右。熱浸鍍鋅因技術(shù)成熟、成本低廉成為了應用最廣泛的鋼鐵材料防腐技術(shù)。全國批量熱鍍鋅行業(yè)的總體特點(diǎn)是:數量多,分布廣,產(chǎn)業(yè)集中度較低;受到大宗物資運輸半徑、物流成本的影響,一般有工業(yè)基礎的省份,都有熱鍍(浸)鋅企業(yè)在生產(chǎn)運行。批量熱鍍鋅行業(yè)市場(chǎng)規模巨大,熱鍍鋅加工后的產(chǎn)品可以應用在五金工件、電力鐵搭、通信鐵搭、鐵路、公路防護、路燈桿、船用工件、建筑鋼結構工件、變電站附屬設施等領(lǐng)域。目前國內批量熱鍍鋅廠(chǎng)集中度較高的區域,基本還是在長(cháng)三角經(jīng)濟帶、津冀魯環(huán)渤海灣經(jīng)濟帶、珠三角經(jīng)濟帶,其后在長(cháng)江流域的川鄂渝、東北地區也有部分集中;隨著(zhù)一帶一路的建設拉動(dòng),在內蒙古、青海、甘肅、新疆也開(kāi)始新建批量熱鍍鋅廠(chǎng)。初步估計批量熱鍍鋅廠(chǎng)年加工量超過(guò)1億噸,市場(chǎng)產(chǎn)值達千億元。批量熱鍍鋅行業(yè)整體工藝技術(shù)水平比較落后、自動(dòng)化程度相對電鍍鋅市場(chǎng)偏低、工藝控制水平參差不齊、行業(yè)整體水平不高、污染嚴重,隨著(zhù)政府環(huán)保政策趨緊而環(huán)保壓力加大。批量熱浸鍍鋅過(guò)程中,傳統鋅-銨助鍍液年消耗量有50萬(wàn)噸左右,雖然工藝具有成本低,穩定性高及助鍍效果好等特點(diǎn),但是近年來(lái)隨著(zhù)熱浸鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的實(shí)施,傳統的鋅銨助鍍劑因其在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙霧,對環(huán)境造成負面影響,助鍍劑中氯化銨成分給周邊環(huán)境造成的水質(zhì)和空氣污染一直是不可忽視的問(wèn)題。本技術(shù)通過(guò)對無(wú)銨助鍍劑及無(wú)銨助鍍工藝的研究,以無(wú)銨助鍍劑替代傳統鋅-銨助鍍劑,從根本上實(shí)現熱浸鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)。
二、技術(shù)概況
1、產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)煙霧小、不漏鍍。
使用本技術(shù)產(chǎn)品,產(chǎn)品為無(wú)銨配方,能減少鍍鋅過(guò)程70%以上煙霧,可顯著(zhù)改善操作環(huán)境,減少含銨廢氣排放,且生產(chǎn)過(guò)程不會(huì )出現漏鍍現象。
(2)不爆鍋、產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量高。
使用本技術(shù)產(chǎn)品處理后,鍍鋅件下鍋時(shí)不會(huì )發(fā)生爆鍋現象,且鍍出的產(chǎn)品表面質(zhì)量高,表面光滑度、光澤度均較普通產(chǎn)品有所提高。
(3)節約鋅錠。
使用本技術(shù)產(chǎn)品,每噸鍍件平均節約3-5公斤鋅錠資源,可大幅降低鍍鋅過(guò)程成本,經(jīng)濟價(jià)值明顯。
(4)自?xún)艋匦浴?br/>
本技術(shù)產(chǎn)品具備自?xún)艋匦?,可以顯著(zhù)延長(cháng)助鍍液使用壽命,助鍍液清理周期至少能延長(cháng)一倍以上。
2、操作方法
(1)助鍍劑的儲運:助鍍劑為澄清液體,主要為水溶劑制品,溶質(zhì)為普通化工產(chǎn)品,pH值3-4,不含易燃易爆組分,可用普通貨運車(chē)輛運輸,普通車(chē)間避光儲存,防受潮。
(2)助鍍劑的使用方法:如原有鋅銨鍍槽改用新產(chǎn)品,需一次性替換總量的三分之一,可體現產(chǎn)品效果;每鍍10-15噸產(chǎn)品(以小件計算),添加35公斤本產(chǎn)品,其余補水;如新槽使用本產(chǎn)品,按要求配置完后,每天添加本產(chǎn)品35公斤,其余補水,可持續使用。
(3)操作現場(chǎng)下游工藝,如對產(chǎn)品有特殊要求,請及時(shí)告知技術(shù)人員,技術(shù)支持可按具體需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調配。
(4)如工藝或工件有特殊波動(dòng)情況,請及時(shí)聯(lián)系技術(shù)人員,進(jìn)行配方調整。
3、注意事項
(1)處理液若出現少許渾濁,可攪拌或搖勻后繼續使用,不影響使用效果;
(2)工件材質(zhì)不同時(shí),經(jīng)處理液處理后工件色澤不一致屬于正?,F象;
(3)人體健康事項:使用過(guò)程如皮膚沾染處理液,使用清水沖洗,再擦干即可。誤食時(shí),用水漱口,飲用牛奶或蛋清,嚴禁洗胃,不可催吐;
(4)嚴禁與其它無(wú)機物、有機物、氧化劑、還原劑混裝、混運、貯存;
(5)盛有本產(chǎn)品的容器、管線(xiàn)、打料泵等與產(chǎn)品經(jīng)常接觸的工藝管線(xiàn)須定期進(jìn)行檢查、養護。
三、依托單位
技術(shù)依托中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所,組建了專(zhuān)門(mén)技術(shù)攻關(guān)團隊,形成了關(guān)鍵核心技術(shù)。中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所主要研究范圍集中在能源化工、生化工程、材料化工、資源/環(huán)境工程等領(lǐng)域。過(guò)程工程所現有生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室和國家生化工程技術(shù)研究中心(北京)、多相復雜系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室、濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實(shí)驗室、中國科學(xué)院綠色過(guò)程與工程重點(diǎn)實(shí)驗室、離子液體清潔過(guò)程北京市重點(diǎn)實(shí)驗室以及過(guò)程工程研發(fā)中心、生物質(zhì)研究中心、循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)研究中心、過(guò)程污染控制環(huán)境工程研究中心、太陽(yáng)能研究中心、過(guò)程工程中關(guān)村開(kāi)放實(shí)驗室等科研機構。研究所現有中國科學(xué)院院士4人、中國工程院院士1人;國家海外高層次人才培養計劃(千人計劃)入選者1人,青年千人5人;國家杰出青年科學(xué)基金獲得者12人,國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者6人。中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所相關(guān)研究團隊利用自身技術(shù)優(yōu)勢,對鍍鋅表處理技術(shù)開(kāi)展了集中技術(shù)攻關(guān),形成了系列核心技術(shù)。
四、效益核算
經(jīng)濟效益,僅以單鍋小型鍍鋅企業(yè)(>600℃高溫鍍鋅鍋)為例計算,加工能力300噸/月、鋅耗70公斤/噸。鋅錠節約量按3公斤/噸計,每月可節約鋅錠資源900公斤,鋅錠按2.4萬(wàn)元/噸計,可節約成本2.16萬(wàn)元;按35公斤/10噸添加量,每月需添加助鍍劑約1噸,價(jià)格1萬(wàn)元/噸,每月添加成本為1萬(wàn)元/月;假定傳統助鍍劑添加成本為0.5萬(wàn)元/月(包括防爆劑一般添加成本要大于此數額),添加成本增加0.5萬(wàn)元/月;則綜合經(jīng)濟效益為2.16-(1-0.5)=1.66萬(wàn)元。此外,產(chǎn)品還有煙霧小、不漏鍍、不爆鍋、產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量高及鍍液自?xún)艋忍匦?,綜合優(yōu)勢尤為明顯。鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)規模越大,總體效益越可觀(guān)。新技術(shù)應用可以大幅緩解相關(guān)企業(yè)因環(huán)保要求升級而帶來(lái)的行業(yè)技術(shù)迫切需求難題,可為降低生產(chǎn)區域環(huán)境污染,改善操作工人勞動(dòng)環(huán)境,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,增加地方政府稅收提供強有力的保障。目前,該技術(shù)已在山西省太谷縣40余家鍍鋅企業(yè)推廣應用,產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟和環(huán)保效益,一旦技術(shù)在業(yè)內得到大規模產(chǎn)業(yè)化應用,將對解決行業(yè)共性技術(shù)難題,帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步有著(zhù)強有力的推動(dòng)作用。