熱鍍鋅助鍍劑技術(shù)簡介
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(jī)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(nèi)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(yīng)用最廣泛的鋼鐵材料防腐技術(shù)。全國批量熱鍍鋅行業(yè)的總體特點是：數(shù)量多，分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低；受到大宗物資運(yùn)輸半徑、物流成本的影響，一般有工業(yè)基礎(chǔ)的省份，都有熱鍍（浸）鋅企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行。批量熱鍍鋅行業(yè)市場規(guī)模巨大，熱鍍鋅加工后的產(chǎn)品可以應(yīng)用在五金工件、電力鐵搭、通信鐵搭、鐵路、公路防護(hù)、路燈桿、船用工件、建筑鋼結(jié)構(gòu)工件、變電站附屬設(shè)施等領(lǐng)域。目前國內(nèi)批量熱鍍鋅廠集中度較高的區(qū)域，基本還是在長三角經(jīng)濟(jì)帶、津冀魯環(huán)渤海灣經(jīng)濟(jì)帶、珠三角經(jīng)濟(jì)帶，其后在長江流域的川鄂渝、東北地區(qū)也有部分集中；隨著一帶一路的建設(shè)拉動，在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆也開始新建批量熱鍍鋅廠。初步估計批量熱鍍鋅廠年加工量超過1億噸，市場產(chǎn)值達(dá)千億元。批量熱鍍鋅行業(yè)整體工藝技術(shù)水平比較落后、自動化程度相對電鍍鋅市場偏低、工藝控制水平參差不齊、行業(yè)整體水平不高、污染嚴(yán)重，隨著政府環(huán)保政策趨緊而環(huán)保壓力加大。批量熱浸鍍鋅過程中，傳統(tǒng)鋅-銨助鍍液年消耗量有50萬噸左右，雖然工藝具有成本低,穩(wěn)定性高及助鍍效果好等特點,但是近年來隨著熱浸鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的實施,傳統(tǒng)的鋅銨助鍍劑因其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的煙霧,對環(huán)境造成負(fù)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題。本技術(shù)通過對無銨助鍍劑及無銨助鍍工藝的研究,以無銨助鍍劑替代傳統(tǒng)鋅-銨助鍍劑,從根本上實現(xiàn)熱浸鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)。
二、技術(shù)概況
1、產(chǎn)品特點
（1）煙霧小、不漏鍍。
使用本技術(shù)產(chǎn)品，產(chǎn)品為無銨配方，能減少鍍鋅過程70%以上煙霧，可顯著改善操作環(huán)境，減少含銨廢氣排放，且生產(chǎn)過程不會出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。
（2）不爆鍋、產(chǎn)品外觀質(zhì)量高。
使用本技術(shù)產(chǎn)品處理后，鍍鋅件下鍋時不會發(fā)生爆鍋現(xiàn)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(jié)約鋅錠。
使用本技術(shù)產(chǎn)品，每噸鍍件平均節(jié)約3-5公斤鋅錠資源，可大幅降低鍍鋅過程成本，經(jīng)濟(jì)價值明顯。
（4）自凈化特性。
本技術(shù)產(chǎn)品具備自凈化特性，可以顯著延長助鍍液使用壽命，助鍍液清理周期至少能延長一倍以上。
2、操作方法
（1）助鍍劑的儲運(yùn)：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(yùn)車輛運(yùn)輸，普通車間避光儲存，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(xiàn)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(bǔ)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(bǔ)水，可持續(xù)使用。
（3）操作現(xiàn)場下游工藝，如對產(chǎn)品有特殊要求，請及時告知技術(shù)人員，技術(shù)支持可按具體需求進(jìn)行動態(tài)調(diào)配。
（4）如工藝或工件有特殊波動情況，請及時聯(lián)系技術(shù)人員，進(jìn)行配方調(diào)整。
3、注意事項
（1）處理液若出現(xiàn)少許渾濁，可攪拌或搖勻后繼續(xù)使用，不影響使用效果；
（2）工件材質(zhì)不同時，經(jīng)處理液處理后工件色澤不一致屬于正常現(xiàn)象；
（3）人體健康事項：使用過程如皮膚沾染處理液，使用清水沖洗，再擦干即可。誤食時，用水漱口，飲用牛奶或蛋清，嚴(yán)禁洗胃，不可催吐；
（4）嚴(yán)禁與其它無機(jī)物、有機(jī)物、氧化劑、還原劑混裝、混運(yùn)、貯存；
（5）盛有本產(chǎn)品的容器、管線、打料泵等與產(chǎn)品經(jīng)常接觸的工藝管線須定期進(jìn)行檢查、養(yǎng)護(hù)。
三、依托單位
技術(shù)依托中國科學(xué)院過程工程研究所，組建了專門技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊，形成了關(guān)鍵核心技術(shù)。中國科學(xué)院過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。過程工程所現(xiàn)有生化工程國家重點實驗室和國家生化工程技術(shù)研究中心（北京）、多相復(fù)雜系統(tǒng)國家重點實驗室、濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實驗室、中國科學(xué)院綠色過程與工程重點實驗室、離子液體清潔過程北京市重點實驗室以及過程工程研發(fā)中心、生物質(zhì)研究中心、循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究中心、過程污染控制環(huán)境工程研究中心、太陽能研究中心、過程工程中關(guān)村開放實驗室等科研機(jī)構(gòu)。研究所現(xiàn)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(yǎng)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)院過程工程研究所相關(guān)研究團(tuán)隊利用自身技術(shù)優(yōu)勢，對鍍鋅表處理技術(shù)開展了集中技術(shù)攻關(guān)，形成了系列核心技術(shù)。
四、效益核算
經(jīng)濟(jì)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(jié)約量按3公斤/噸計，每月可節(jié)約鋅錠資源900公斤，鋅錠按2.4萬元/噸計，可節(jié)約成本2.16萬元；按35公斤/10噸添加量，每月需添加助鍍劑約1噸，價格1萬元/噸，每月添加成本為1萬元/月；假定傳統(tǒng)助鍍劑添加成本為0.5萬元/月(包括防爆劑一般添加成本要大于此數(shù)額)，添加成本增加0.5萬元/月；則綜合經(jīng)濟(jì)效益為2.16-（1-0.5）=1.66萬元。此外，產(chǎn)品還有煙霧小、不漏鍍、不爆鍋、產(chǎn)品外觀質(zhì)量高及鍍液自凈化等特性，綜合優(yōu)勢尤為明顯。鍍鋅生產(chǎn)線規(guī)模越大，總體效益越可觀。新技術(shù)應(yīng)用可以大幅緩解相關(guān)企業(yè)因環(huán)保要求升級而帶來的行業(yè)技術(shù)迫切需求難題，可為降低生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境污染，改善操作工人勞動環(huán)境，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增加地方政府稅收提供強(qiáng)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(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，一旦技術(shù)在業(yè)內(nèi)得到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將對解決行業(yè)共性技術(shù)難題，帶動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步有著強(qiáng)有力的推動作用。
熱鍍鋅助鍍劑技術(shù)簡介
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(jī)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(nèi)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(yīng)用最廣泛的鋼鐵材料防腐技術(shù)。全國批量熱鍍鋅行業(yè)的總體特點是：數(shù)量多，分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低；受到大宗物資運(yùn)輸半徑、物流成本的影響，一般有工業(yè)基礎(chǔ)的省份，都有熱鍍（浸）鋅企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行。批量熱鍍鋅行業(yè)市場規(guī)模巨大，熱鍍鋅加工后的產(chǎn)品可以應(yīng)用在五金工件、電力鐵搭、通信鐵搭、鐵路、公路防護(hù)、路燈桿、船用工件、建筑鋼結(jié)構(gòu)工件、變電站附屬設(shè)施等領(lǐng)域。目前國內(nèi)批量熱鍍鋅廠集中度較高的區(qū)域，基本還是在長三角經(jīng)濟(jì)帶、津冀魯環(huán)渤海灣經(jīng)濟(jì)帶、珠三角經(jīng)濟(jì)帶，其后在長江流域的川鄂渝、東北地區(qū)也有部分集中；隨著一帶一路的建設(shè)拉動，在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆也開始新建批量熱鍍鋅廠。初步估計批量熱鍍鋅廠年加工量超過1億噸，市場產(chǎn)值達(dá)千億元。批量熱鍍鋅行業(yè)整體工藝技術(shù)水平比較落后、自動化程度相對電鍍鋅市場偏低、工藝控制水平參差不齊、行業(yè)整體水平不高、污染嚴(yán)重，隨著政府環(huán)保政策趨緊而環(huán)保壓力加大。批量熱浸鍍鋅過程中，傳統(tǒng)鋅-銨助鍍液年消耗量有50萬噸左右，雖然工藝具有成本低,穩(wěn)定性高及助鍍效果好等特點,但是近年來隨著熱浸鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的實施,傳統(tǒng)的鋅銨助鍍劑因其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的煙霧,對環(huán)境造成負(fù)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題。本技術(shù)通過對無銨助鍍劑及無銨助鍍工藝的研究,以無銨助鍍劑替代傳統(tǒng)鋅-銨助鍍劑,從根本上實現(xiàn)熱浸鍍行業(yè)的清潔生產(chǎn)。
二、技術(shù)概況
1、產(chǎn)品特點
（1）煙霧小、不漏鍍。
使用本技術(shù)產(chǎn)品，產(chǎn)品為無銨配方，能減少鍍鋅過程70%以上煙霧，可顯著改善操作環(huán)境，減少含銨廢氣排放，且生產(chǎn)過程不會出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。
（2）不爆鍋、產(chǎn)品外觀質(zhì)量高。
使用本技術(shù)產(chǎn)品處理后，鍍鋅件下鍋時不會發(fā)生爆鍋現(xiàn)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(jié)約鋅錠。
使用本技術(shù)產(chǎn)品，每噸鍍件平均節(jié)約3-5公斤鋅錠資源，可大幅降低鍍鋅過程成本，經(jīng)濟(jì)價值明顯。
（4）自凈化特性。
本技術(shù)產(chǎn)品具備自凈化特性，可以顯著延長助鍍液使用壽命，助鍍液清理周期至少能延長一倍以上。
2、操作方法
（1）助鍍劑的儲運(yùn)：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(yùn)車輛運(yùn)輸，普通車間避光儲存，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(xiàn)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(bǔ)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(bǔ)水，可持續(xù)使用。
（3）操作現(xiàn)場下游工藝，如對產(chǎn)品有特殊要求，請及時告知技術(shù)人員，技術(shù)支持可按具體需求進(jìn)行動態(tài)調(diào)配。
（4）如工藝或工件有特殊波動情況，請及時聯(lián)系技術(shù)人員，進(jìn)行配方調(diào)整。
3、注意事項
（1）處理液若出現(xiàn)少許渾濁，可攪拌或搖勻后繼續(xù)使用，不影響使用效果；
（2）工件材質(zhì)不同時，經(jīng)處理液處理后工件色澤不一致屬于正常現(xiàn)象；
（3）人體健康事項：使用過程如皮膚沾染處理液，使用清水沖洗，再擦干即可。誤食時，用水漱口，飲用牛奶或蛋清，嚴(yán)禁洗胃，不可催吐；
（4）嚴(yán)禁與其它無機(jī)物、有機(jī)物、氧化劑、還原劑混裝、混運(yùn)、貯存；
（5）盛有本產(chǎn)品的容器、管線、打料泵等與產(chǎn)品經(jīng)常接觸的工藝管線須定期進(jìn)行檢查、養(yǎng)護(hù)。
三、依托單位
技術(shù)依托中國科學(xué)院過程工程研究所，組建了專門技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊，形成了關(guān)鍵核心技術(shù)。中國科學(xué)院過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。過程工程所現(xiàn)有生化工程國家重點實驗室和國家生化工程技術(shù)研究中心（北京）、多相復(fù)雜系統(tǒng)國家重點實驗室、濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實驗室、中國科學(xué)院綠色過程與工程重點實驗室、離子液體清潔過程北京市重點實驗室以及過程工程研發(fā)中心、生物質(zhì)研究中心、循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究中心、過程污染控制環(huán)境工程研究中心、太陽能研究中心、過程工程中關(guān)村開放實驗室等科研機(jī)構(gòu)。研究所現(xiàn)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(yǎng)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)院過程工程研究所相關(guān)研究團(tuán)隊利用自身技術(shù)優(yōu)勢，對鍍鋅表處理技術(shù)開展了集中技術(shù)攻關(guān)，形成了系列核心技術(shù)。
四、效益核算
經(jīng)濟(jì)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(jié)約量按3公斤/噸計，每月可節(jié)約鋅錠資源900公斤，鋅錠按2.4萬元/噸計，可節(jié)約成本2.16萬元；按35公斤/10噸添加量，每月需添加助鍍劑約1噸，價格1萬元/噸，每月添加成本為1萬元/月；假定傳統(tǒng)助鍍劑添加成本為0.5萬元/月(包括防爆劑一般添加成本要大于此數(shù)額)，添加成本增加0.5萬元/月；則綜合經(jīng)濟(jì)效益為2.16-（1-0.5）=1.66萬元。此外，產(chǎn)品還有煙霧小、不漏鍍、不爆鍋、產(chǎn)品外觀質(zhì)量高及鍍液自凈化等特性，綜合優(yōu)勢尤為明顯。鍍鋅生產(chǎn)線規(guī)模越大，總體效益越可觀。新技術(shù)應(yīng)用可以大幅緩解相關(guān)企業(yè)因環(huán)保要求升級而帶來的行業(yè)技術(shù)迫切需求難題，可為降低生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境污染，改善操作工人勞動環(huán)境，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增加地方政府稅收提供強(qiáng)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(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，一旦技術(shù)在業(yè)內(nèi)得到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將對解決行業(yè)共性技術(shù)難題，帶動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步有著強(qiáng)有力的推動作用。
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