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CN113088854B - 一种热镀锌生产中锌锅净化方法 - Google Patents

一种热镀锌生产中锌锅净化方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及热镀锌领域，具体公开了一种热镀锌生产中锌锅净化方法。一种热镀锌生产中锌锅净化方法包括将锌液保温于440‑470℃，向锌液底部中通入氮气和吸附剂的气固混合物持续3‑10h，气体喷吹压力为15‑20Mpa；气固混合物通入期间进行面渣的清理；所述吸附剂包括吸附材料10‑30份；胶体1‑8份；水0.5‑5份；所述吸附材料为二氧化硅、陶瓷粉体、硅酸钙、硅藻土、膨润土中的至少一种；所述胶体为黄原胶、明胶、魔芋粉、卡拉胶中的至少一种。本申请的净化方法可用于热镀锌锌锅的净化，其具有减少处理成本并提高除渣效果的优点。

Description

一种热镀锌生产中锌锅净化方法
技术领域
本申请涉及热镀锌领域，更具体地说，它涉及一种热镀锌生产中锌锅净化方法。
背景技术
热镀锌是一种在铁基体上反应而产生合金层的镀层工艺方法，是延缓钢铁材料环境腐蚀的最有效手段之一。
热镀锌是将除锈后的钢件浸入锌锅中，锌锅中放置有440-470℃的融化锌液，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。在锌锅中，锌液与工件不断反应会生成金属残渣，根据金属残渣的组成不同，包括漂浮于锌液表面的面渣，悬浮于锌液中的悬渣和沉淀于锌液底部的底渣。金属残渣会直接影响后续镀锌的质量，需要定时进行清理，即锌锅净化。
上述相关技术中，面渣可通过打捞来实现，而底渣和悬渣则需要通过电磁分离来去除，需要将全部锌液通过过滤和电磁吸附，需要投入设备及其运作成本，操作不方便，同时除渣效率效果一般。
发明内容
为了减少底渣和悬渣的处理成本并提高除渣效果，本申请提供一种热镀锌生产中锌锅净化方法。
本申请提供了如下技术方案：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，将锌液保温于440-470℃，向锌液底部中通入氮气和吸附剂的气固混合物持续3-10h，气体喷吹压力为15-20Mpa；气固混合物通入期间进行面渣的清理；
所述吸附剂包括吸附材料10-30份；胶体1-8份；水0.5-5份；
所述吸附材料为二氧化硅、陶瓷粉体、硅酸钙、硅藻土、膨润土中的至少一种；所述胶体为黄原胶、明胶、魔芋粉、卡拉胶中的至少一种。
通过采用上述技术方案，将气体从锌液底部通入，会对锌液有搅拌的作用，同时搅动并将底渣和悬渣托起；另外，吸附材料随着气体进入锌液后，会对底渣和悬渣有吸附作用，同时其密度小，吸附于底渣和悬渣表面的吸附材料会使其浮起至锌液表面，从而将其转化为面渣，方便清理。由试验可知，可减少镀锌件表面的锌渣，且清理获得的残渣量更大，可获得更好的除渣效果。与现有技术相比，不需要巨大的设备成本和运行成本的投入，同时可获得更好的除渣效果。
进一步地，所述吸附材料由二氧化硅和陶瓷粉体组成。
通过采用上述技术方案，二氧化硅是一种坚硬、脆性、难溶的无色透明的固体，具有大的比表面积且表面电荷的不均衡。陶瓷粉体是粒径小于10um的陶瓷粉体，具有大的比表面积和多孔结构。由试验可知，由二氧化硅和陶瓷粉体组成的吸附材料可获得更好的除渣效果。
进一步地，所述二氧化硅和陶瓷粉体的质量份数比为1：(0.3-0.45)。
通过采用上述技术方案，由试验可知，可进一步获得更好的除渣效果。
进一步地，所述胶体由黄原胶和卡拉胶组成。
通过采用上述技术方案，黄原胶是一种具备多糖结构的高分子化合物，具有良好的水溶性、对热及酸碱的稳定性。卡拉胶是一种亲水性胶体，溶于水后形成粘性溶液。由试验可知，可进一步获得更好的除渣效果。
进一步地，所述黄原胶和卡拉胶的质量份数比为1：(0.1-0.5)。
通过采用上述技术方案，由试验可知，可进一步获得更好的除渣效果。
进一步地，所述吸附剂由胶体和吸附材料混合均匀后，在搅拌的同时加入水得到。
通过采用上述技术方案，吸附材料和胶体混合均匀后会形成均匀的分散相，此时加入水胶体吸附水后形成具有黏性和弹性的胶体，形成多个吸附单元，实现吸附作用。
进一步地，所述吸附剂由胶体和吸附材料在800-2000r/min的条件下混合均匀后，在保持100-200r/min搅拌的同时将水转化为水蒸气混入，冷却后得到吸附剂。
通过采用上述技术方案，由试验可知，可进一步获得更好的除渣效果。
进一步地，所述净化处理周期为每4-7天一次。
通过采用上述技术方案，保持清理周期，减少锌液中残渣对热镀锌件可能造成的锌渣缺陷。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中优选采用氮气和吸附剂通入锌液底部，由于气体对锌液的搅拌作用，以及吸附材料对锌渣吸附和托起，起到提高除渣效果和减少镀锌件表面的锌渣的效果。
2、本申请中优选采用二氧化硅和陶瓷粉体组成吸附材料，可获得更好的除渣效果。
3、本申请中优选采用黄原胶和卡拉胶组成胶体，可获得更好的除渣效果。
4、本申请通过先将胶体和吸附材料高速分散再将水通过水蒸气的形式加入，使得获得的吸附单元更加均匀，进一步获得更好的除渣效果。
具体实施方式
实施例
实施例1：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，包括以下步骤：将锌液保温于440±5℃，向锌液底部通过管道持续通入氮气和吸附剂的气固混合物3h，氮气喷吹压力为20Mpa，吸附剂总用量为300kg；利用高压氮气瓶中的氮气将吸附剂均匀的送入锌液底部。气固混合物通入期间，每1h对浮在锌液表面的残渣进行清理。
吸附剂包括的组分、组成和质量如表1所示，且由以下步骤制备：将吸附剂各原料投入搅拌器，在50r/min的条件下搅拌20min，得到吸附剂。
实施例2：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，包括以下步骤：将锌液保温于450±5℃，向锌液底部通过管道持续通入氮气和吸附剂的气固混合物6h，氮气喷吹压力为20Mpa，吸附剂总用量为300kg；氮气将吸附剂均匀的送入锌液底部。气固混合物通入期间，每1h对浮在锌液表面的残渣进行清理。
吸附剂包括的组分、组成和质量如表1所示，且由以下步骤制备：将吸附剂和胶体搅拌投入搅拌器，在50r/min的条件下搅拌5min后，加入水，继续搅拌15min，得到吸附剂。
实施例3：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，包括以下步骤：将锌液保温于470±5℃，向锌液底部通过管道持续通入氮气和吸附剂的气固混合物10h，氮气喷吹压力为15Mpa，吸附剂总用量为300kg；氮气将吸附剂均匀的送入锌液底部。气固混合物通入期间，每1h对浮在锌液表面的残渣进行清理。
吸附剂包括的组分、组成和质量如表1所示，且由以下步骤制备：将吸附剂和胶体搅拌投入搅拌器，在50r/min的条件下搅拌5min后，加入水，继续搅拌15min，得到吸附剂。
实施例4-15：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例2的区别在于，实施例4-9吸附剂包括的组分、组成和质量如表1.1所示，实施例10-15吸附剂包括的组分、组成和质量如表1.2所示。
表1.1实施例4-9吸附剂的组分、组成和质量(kg)
Figure BDA0002996723930000041
表1.2实施例10-15吸附剂的组分、组成和质量(kg)
Figure BDA0002996723930000042
实施例16：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例14的区别在于，吸附剂由以下步骤制备：将胶体和吸附材料投入搅拌器，在800r/min的搅拌速度，20±5℃的温度下，搅拌10min后，保持100r/min的搅拌速度，将水将热至100℃，将水转化为水蒸气均匀通入搅拌器，水蒸气在5min内投加完毕，水蒸气投加完毕后继续保持搅拌直至温度降低至20±5℃，得到吸附剂。
实施例17：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例14的区别在于，吸附剂由以下步骤制备：将胶体和吸附材料投入搅拌器，在1000r/min的搅拌速度，20±5℃的温度下，搅拌5min后，保持100r/min的搅拌速度，将水将热至100℃，将水转化为水蒸气均匀通入搅拌器，水蒸气在5min内投加完毕，水蒸气投加完毕后继续保持搅拌直至温度降低至20±5℃，得到吸附剂。
实施例18：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例14的区别在于，吸附剂由以下步骤制备：将胶体和吸附材料投入搅拌器，在2000r/min的搅拌速度，20±5℃的温度下，搅拌2min后，保持200r/min的搅拌速度，将水将热至100℃，将水转化为水蒸气均匀通入搅拌器，水蒸气在5min内投加完毕，水蒸气投加完毕后继续保持搅拌直至温度降低至20±5℃，得到吸附剂。
上述实施例中，二氧化硅采购自潍坊市屹诺新材料有限公司的吸附二氧化硅，规格8000目；硅酸钙采购自灵寿县华伟矿产品加工厂，规格1250目，硅藻土采购自灵寿县华伟矿产品加工厂，货号325，膨润土采购自灵寿县华伟矿产品加工厂，货号412；陶瓷粉体采购自广州振威化工科技有限公司，规格2000-3000目。
卡拉胶采购自济南允诚生物科技有限公司；魔芋粉采购自西安昌岳生物科技有限公司；黄原胶采购自河南欣之源化工产品有限公司；明胶采购自济南汇锦川化工有限公司。
对比例
对比例1：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例1的区别在于，向锌液底部通过管道持续通入氮气3h，氮气喷吹压力为20Mpa。
对比例2：一种热镀锌生产中锌锅净化方法，与实施例1的区别在于，通过管道向锌液底部投入吸附剂，吸附剂总用量为300kg。
表征试验：
1、除渣效果试验
试验对象：实施例1-18、对比例1-2和对照组，一共21组试验样品。
试验方法：以浙江某厂的热镀锌线为试验生产线，锌锅残渣每七天进行一次，每个试验样品对应使用时长为1个月；对照组为该厂常规除渣操作。每个试验样品运行后，称量并记录实试验样品前1小时的出渣量(t)。
试验结果：除渣效果试验结果记录如表2所示。
表2除渣效果试验结果记录
Figure BDA0002996723930000061
数据分析：由表2数据可知，实施例的除渣效果均好于对比例和对照组，其中对比例1的效果最差。
对比实施例1和对比例1-2，实施例1具有更好的除渣效果，说明单使用氮气和吸附剂，其达到的除渣效果均不是很理想；需要氮气和吸附剂同时使用，利用氮气提高锌液的活动性，配合气体带入的吸附剂，吸附剂中的吸附材料会吸附至在残渣的表面，同时胶体和吸附材料将残渣托起，获得好的除渣效果。
在实施例2的基础上，实施例6-10限定了吸附材料的组成以及用量，进一步提高了除渣效果；原因可能是：二氧化硅和陶瓷粉体可以形成相互吸附作用，提高吸附材料的整体性以及吸附材料与胶体之间的结合程度，确保吸附剂在锌液中的有效率。实施例11-15在实施例8的基础上限定了胶体的组成以及用量，进一步提高了除渣效果；原因可能是：黄原胶和卡拉胶组成的胶体可提高吸附材料整体的稳定性，从而提高吸附材料对残渣托起的有效率。
实施例16-18对吸附剂的制备方法进行了改进，进一步获得更好的除渣效果；原因可能是：胶体和吸附材料的均匀度更好，另外，将水以水蒸气的形式在搅拌的同时加入，可以提高水的吸附均匀度，使得获得的吸附单元更加均匀，以获得更好的除渣效果。
2、热镀锌件产品质量试验
试验对象：实施例1-18、对比例1-2和对照组，一共21组试验样品。
试验方法：在进行试验“1、除渣效果试验”的同时，记录常规除渣操作和每个试样样品所对应当月所有热镀锌件中锌渣缺陷件的比例，获得每个试验样品所对应的锌渣缺陷件比例。
试验结果：热镀锌件产品质量试验结果记录如表3所示。
表3热镀锌件产品质量试验结果记录
Figure BDA0002996723930000071
数据分析：由表3数据可知，实施例的缺陷比例低于对比例和对照组，对比例1的缺陷比例最大，其除渣效果最差直接反映至热镀锌件表面。可以看出除渣效果和热镀锌件的缺陷比例紧密相关，可达到减少缺陷件的效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种热镀锌生产中锌锅净化方法，其特征在于，将锌液保温于440-470℃，向锌液底部中通入氮气和吸附剂的气固混合物持续3-10h，气体喷吹压力为15-20Mpa，气固混合物通入期间进行面渣的清理；
所述吸附剂包括吸附材料10-30份；胶体1-8份；水0.5-5份；
所述吸附材料由二氧化硅和陶瓷粉体组成，所述二氧化硅和陶瓷粉体的质量份数比为1：（0.3-0.45）；
所述胶体由黄原胶和卡拉胶组成，所述黄原胶和卡拉胶的质量份数比为1：（0.1-0.5）。
2.权利要求1所述的一种热镀锌生产中锌锅净化方法，其特征在于，所述吸附剂由胶体和吸附材料混合均匀后，在搅拌的同时加入水得到。
3.权利要求2所述的一种热镀锌生产中锌锅净化方法，其特征在于，所述吸附剂由胶体和吸附材料在800-2000r/min的条件下混合均匀后，在保持100-200r/min搅拌的同时将水转化为水蒸气混入，冷却后得到吸附剂。
4.权利要求1所述的一种热镀锌生产中锌锅净化方法，其特征在于，所述净化处理周期为每4-7天一次。
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