English
Bối cảnh
Trong sản xuất công nghiệp mạ kẽm nhúng nóng, thép sau khi tẩy bằng aixt clohydric cần được làm sạch trước khi ngâm vào nồi kẽm để mạ nóng, các tạp chất trog bể làm sạch và bể thông lượng chủ yếu đến từ bể axit.
Nhiều công ty sản xuất hiện nay có phương pháo xử lú nước rửa và chất trợ mạ không nhất quán, trong quá trình xử lí nước rửa và chất trợ mạ, nhiều công ty hiện sử dụng natri hydroxit hoặc vôi sống để xử lí trung hòa, dẫn đến việc tạo ra một lượng nước thải lớn cần được xử lí. Clorua và COD vượt tiêu chuẩn quay trở lại hệ thoogns sản xuất gây tích tụ clorua lớn, ảnh hưởng đến nồng độ sản xuất bình thường và xử lí nước thải, đồng thời khiến nước sau xử lí không đạt tiêu chuẩn xả thải. Một lượng lớn tạp chất liên tục được luân chuyển trong hệ thống sản xuất hoặc được đưa sang công đoạn tiếp theo, làm tăng chi phí sản xuất, xử lí của doanh nghiệp. Để đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra tốt đẹp, phải sử dụng nước làm sạch và chất trợ mạ để loại bỏ sắt trên chuyền nhằm cải thiện tình hình
Nguyên tắc thiết kế
– Xem xét đầy đủ các nguyên tắc của nền kinh tế tuần hoàn và cố gắng tiết kiệm chi phí vận hành.
– Về việc lựa chọn thiết bị và vật liệu cần lựa chọn hợp lí dựa trên đặc tính thành phần của dung dịch nước tẩy rửa và dung dịch trợ mạ.
– Lựa chọn các thiết bị và đường ống có tính năng vượt trộ nhằm tìm kiếm sự hài hòa, thống nhất vầ tính kinh tế và khả năng ứng dụng.
Vai trò của nước làm sạch và phương pháp loại bỏ sắt
a. Vai trò của nước làm sạch
– Loại bỏ axit clohydric dư trên bề mặt các bộ phận được mạ.
– Loại bỏ các ion sắt còn sót lại trên bề mặt của các bộ phận được mạ.
– Tẩy dầu mỡ, hấp thụ, lơ lửng và phân tán chất bẩn để tránh chất bẩn tái bám dính trên bề mặt các chi tiết được mạ.
b. Thành phần chính trong nước tẩy rửa trong bể tẩy rửa là nước H2O, ngoài ra còn các ion Fe2+, Zn2+, H+Cl–, chất khử bọt, chất chelet, bùn, tạp chất và các ion kim loại khác.
c. Nguyên lí phản ứng loại bỏ sắt
HCl + NH4OH = H2O + NH4Cl
FeCl2 + 2NH4OH = 2NH4Cl + Fe(OH)2
FeCl3 + 3NH4OH = 3NH4Cl + Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 + 2H2O2 = Fe(OH)3 + H2O + H+
d. Độ tin cậy của màng lọc
Do các hạt kết tủa sắt được tạo ra lớn hơn nhiều so với đường kính của các lỗ màng lọc nên kết tửa sắt được giữ lại trong máy lọc và nước được đưa trở lại bể làm sạch để tái chế
Phân tích khả năng loại bỏ sắt bằng dòng mạ
- Phân tích thành phần dòng mạ
Trong bể phản ứng chất trợ mạ, các thành phần chủ yếu là kẽm clorua, amoni clorua, chất chống cháy nổ,… Ngoài ra, còn có clorua sắt, ion H+, ion OH–, bùn, tạp chất và các ion kim loại khác,… kẽm clorua, amoni clorua và các chất chống cháy nổ có thể tồn tại ổn định trong môi trường dung môi có giá trị pH từ 0 ~ 4,5; clorua sắt, bùn, tạp chất và các ion kim loại khác là nguồn chính hình thành xỉ kẽm và bụi kẽm.
- Nguyên tắc phản ứng hóa học
HCl + NH4OH = H2O + NH4Cl
FeCl2 + 2NH4OH = 2NH4Cl + Fe(OH)2
FeCl3 + 3NH4OH = 3NH4Cl + Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O= 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 + 2H2O2 = Fe(OH)3 + H2O +H+
- Tính khả dụng kiểm soát chính xác
Hệ thống điều khiển đầu vào và đầu ra thu thập dữ liệu tốc độ cao và ổn định (nTouch) có tốc độ lấy mẫu tín hiệu > 1Kbps và tốc độ truyền thông >9600bps, do đó có thể bổ sung lượng amoniac và hydro peroxit theo tỷ lệ thích hợp.
- Độ tin cậy của màng lọc
Do các hạt kết tủa của sắt được tạo ra lớn hơn nhiều so với đường kính của các lỗ màng lọc nên kẽm clorua sẽ quay trở lại bể dung dịch chứa amoni clorua và kẽm clorua sẽ quay trở lại bể dung dịch chất trợ mạ.
Tính khả thi của việc xử lí kết hợp loại bỏ sắt khỏi nước làm sạch và loại bỏ sắt khỏi chất trợ mạ
- Phân tích thành phần bên trong
Như có thể thấy ở trên, các thành phần có trong nước làm sạch (ion Fe2+, Zn2+, H+, Cl-, bùn, tạp chất, H2O và các ion kim loại khác ,…) đều có trong chất trợ mạ, và các tạp chất trong nước làm sạch cũng là tạp chất của chất trợ mạ.
- Phân tích các phương pháp loại bỏ sắt
Có thể thấy từ nguyên tắc loại bỏ sắt trong nước làm sạch và loại bỏ sắt trong chất trợ mạ rằng các phương pháp loại bỏ sắt cơ bản là giống nhau.
Sơ đồ
Chú ý:
– Nước chứa tạp chất trong bể trợ mạ/ bể nước trong được xử lí trên chuyền bằng “hệ thống loại bỏ sắt”, nước được làm sạch và thải vào bể trợ mạ/ bể nước trong;
– Các tạp chất rắn, (chủ yếu là hydroxit sắt) được lọc ra bởi “hệ thống loại bỏ sắt” được xử dụng làm vật liệu xây dựng (làm thành gạch xốp cường độ cao và vật liệu cần thiết cho nhà máy xi măng)
– Thiết bị có thể lựa chọn công suất xử lí dựa trên lượng clorua sắt được sản xuất. Giữ hàm lượng clorua sắt trong bể mạ luôn dưới mức 1g/L.
Kết luận
Từ sự so sánh ở trên về việc loại bỏ tạp chất trong nước làm sạch và loại bỏ sắt trong chất trợ mạ, các thành phần tạp chất được loại bỏ về cơ bản là giống nhau, và phương pháo loại bỏ sắt về cơ bản cũng giống nhau. Để đảm bảo rằng chức năng của chất trợ mạ có hiệu quả và có thể đạt được mức xả thải bằng 0. Trong các điều kiện mục tiêu, hoàn toàn nên từ bỏ nước làm sạch và đưa trực tiếp vào chất trợ mạ để xử lí.
