变废为宝之汽车制造行业废镀锌钢板除锌项目介绍
1、前 言
近年来，随着我国经济的飞速发展，由于镀锌产品优良的防腐性，成本低，其各方面性能良好等优点，其使用面越来越广，大量镀锌板材被用于汽车制造、冷藏箱、建筑业、通风和供热设施以及家电制造等领域，我国作为生产大国，其消耗量也在逐年增加，然而在镀锌板的生产和使用过程中不可避免的产生了大量的裁剪边角料及废次部分镀锌板，因车用镀锌板母板钢材材质良好，可回用于铸造汽车零部件，回收经济效益极高，但如果不对废次镀锌板进行处理，直接回炉重铸，企业可能将面临以下几个问题：
（1）质量问题：铸造企业生产的铸件因含锌超标使铸件发脆，对于汽车铸件来说，更有安全可靠和耐用寿命的问题，其质量责任更关系到社会责任；
（2）效益问题：铸造企业为了降低生产成本，直接用含废镀锌钢板作为原材料，致使铸件次品率很高（国外一般在3%-5%，我国则达到6%—16%），有人计算，仅废品率一项，我国铸造行业每年经济损失就达几十个亿；
（3）环境问题：铸造厂大量的含锌废气与烟尘会在铸造车间到处飞扬和散发，危害生产人员身体健康及造成空气环境的污染；
（4）缩短铸造熔炉使用寿命：含锌钢板熔融时，含锌钢水对炉体结构产生较大副作用，可引起炉壁结镏，严重时使炉体破裂，降低炉体使用寿命，造成极大的经济损失。因此，基于以上系列问题，铸造厂对废次镀锌板进行除锌处理是十分必要的。
２、行业现状和传统技术对比分析
基于现状考虑，诸多国内外铸造企业尝试过多种去除废次镀锌板锌层的方法探索：有机械去除再加工法、真空烘烤法及我公司的“碱法除锌”技术。 以下简要介绍这几种方法：
（１）机械去除再加工法：此法多采用喷丸技术，其理论依据；在４９５℃，锌与铁可形成脆性的相间化合物，因此可通过机械法将锌和铁分离。实验结果表明，在５５０ ℃仅靠烘烤可去锌２３％，室温下喷丸处理可去锌３０％。如果两者结合，在５０３Ｋ烘烤后喷丸２ｍｉｎ即可去锌６７％；５５０℃烘烤后喷丸５ｍｉｎ可除去锌８７％。但去除下来的锌与喷丸（一般采用水泥制品）混在一起，回收其中的锌其工艺流程复杂，工作环境差，如果不回收锌则是含锌超标的危险固体。此方法虽对于除锌有一定的效果，但对于基材的损耗较大，后期处理难度大，故未能工业化运用。
（２）真空烘烤法：此法是日本丰田汽车公司的冈田裕二等人研究的废次镀锌钢板除锌方法。原理是把热镀锌废钢板放置于真空炉中，将炉温升值９００℃以上，并保持炉内的真空度＜1３Ｐａ， 这样钢板表面的锌被熔化富集，用这种方法除锌率可达９７％。日本已经生产使用的真空蒸发回收装置，正是利用这种方法，把废镀锌板放在真空状态的电炉内，通过电热加热圈使锌受热蒸发到回收装置内。由于真空熔炼法的生产控制难度大、生产成本高，国际上一般在贵金属的提炼中才使用此法。
（3 ）新型“碱法制锌”技术
昆明同越科技开发有限公司与同济大学联合开发了“碱浸电解生产金属锌铅”（下称“碱法制锌”）专利技术，继而开展大规模工业化生产。经多年不懈努力，该“含铅锌危险固体废弃物无害化综合回收”(下称“铅锌回收”)的生产工艺技术水平达到世界领先, 在整个“铅锌回收”过程中是全球唯一能做到工业节能并无污染的清洁生产工艺技术，利用“碱法制锌”技术可以很好的去除废次镀锌板的镀锌层，并综合回收溶解在碱液里的废锌，生产出供冶金行业使用的金属锌粉，脱锌后的钢板基材不损耗、不改性，可以直接返炉铸造。该技术运用了8项发明专利1项实用新型专利，（专利号：ZL031167543 ZL200610024601.1 ZL200610148366.9 ZL200610027346.6 ZL200510048751.1 ZL200520100061.1 ZL200910044878.4 ZL2011 1 00878065 ZL200710039575.4 ），项目组编著的《碱介质湿法冶金技术》现代有色金属冶金科学技术丛书被多家专业大学作为教材，并获得2010年度上海市科学技术二等奖。
技术的开发与完善完全贯彻了“简易、高效、低成本、无污染”的冶炼原则。
该技术完全解决了强碱介质中锌与铅、铜、铁、镉和其它杂质的定量分离；
该技术完全解决了矿物预处理、浸取、二次浸取、浓密、锌液的净化、过滤、电解、金属锌粉洗涤、真空干燥、电解贫液苛化再生与循环使用等一系列关键技术，优化了工艺参数，最大程度地降低生产成本。
“碱法制锌”项目不会对环境造成任何污染，属于国家鼓励的工业“三废”综合利用治理的技术和项目。
3、“碱法除锌”在废镀锌板除锌上的利用
3.1、工艺简介
3.1.1预处理工序
（1）破碎、浸出脱锌
含锌废次镀锌钢板经运载工具运至预处理车间，经大型金属破碎机破碎筛分成适合（碱浸处理）要求的规格尺寸，然后投入脱脂清洗槽，进行钢板表面油脂及部分杂质清洗（镀锌钢板经加工裁剪时，边角料难免沾上部分裁剪油脂，如果不进行前期去除，后期碱浸处理时，油脂会溶入电解液里难以消除，电解时油脂返出与电解锌粉聚集，不利清洗，造成锌粉质量下降，并影响工艺流程。）废镀锌钢板去除油脂清洗后计量进入碱液槽，在一定的碱液浓度、溶液温度下进行脱锌处理。
（2）清洗、烘干
脱锌后的基材从锌浸出槽取出后经机械运送进干燥炉前，由特制设备对其进行三次逆流洗涤，头两次清洗过后的含碱洗水可返回浸出槽备用，第三遍洗水经真空闪蒸器加热成蒸汽（蒸汽冷凝水锅炉回用），使多余的洗水减量回收。经充分洗涤后的基材送入干燥炉里把附着水分烘干，烘干后的基材就可送到铸造车间直接熔铸。
3.1.2、含锌碱液回收处理工序
（1）浸出液净化、分离、陈化
因废镀锌钢板基材密度大，镀锌表层薄，要取得合适的电解液（一定浓度的含锌碱液），单位体积的碱液需要经过多批次的废镀锌板的反复浸出，直至经检测达到合适的锌电解液浓度。达标的锌电解液经水泵抽送至净化釜，溶液经分析测出各种杂质元素含量，计量投入各特种净化剂进行分离净化，去除有害杂质，提纯锌溶液，净化完后的碱溶液再由压滤机压滤，上清液引入陈化罐存储，滤渣进行逆流多遍洗涤，清洗后的滤渣收集后可制建筑用砖，供非承重建筑使用。
（2）电解、锌粉洗涤、烘干
净化后的锌溶液需要在陈化罐里储存陈化一定的时间，然后经水泵引入专用电解槽进行电解。电解后的金属锌粉与废电解液经离心机固液分离，废电解液收集储存，再计量引入脱锌浸出槽进行下一个循环废镀锌板的脱锌浸出。
金属锌粉在离心机机体内进行多遍清水逆流洗涤，碱浓度高的洗水收集供浸出回用，最后一遍的碱液浓度低的洗水收集经由真空闪蒸器加热蒸发（蒸汽冷凝水回收做锅炉用水），使多余的洗水减量回收。金属锌粉清洗完成后送至真空干燥机进行真空干燥。
（3）锌粉的筛分、粉磨、包装
锌粉烘干后送入精加工车间，根据市场需求对锌粉进行筛分分级，及再加工处理，然后，计量包装入库。
3.2．废镀锌板除锌财务分析（根据实际规模详细分析面谈）
4、结 论
（1）工艺技术：昆明同越科技开发有限公司以独立的知识产权、全球领先的专利技术，与同济大学长期合作的优势，近十年量产的生产经验，完全可以保证该项目技术可行性；
（2）产品质量与经济效益：除锌处理后的镀锌板回炉重铸可以解决铸件因含锌超标的质量问题，对汽车质量、安全有了更高的保障；处理后的基材钢板回炉重铸，大大降低铸件的次品率，同时加工费用远低于铸造生铁与镀锌钢板之间的差价，由此可见企业的经济效益是可观的；
（3）环境保护与职工健康：除锌处理后，基材钢板在熔融时排放含锌废气和烟尘的问题得以解决，铸造车间工作环境大大改善；
（4）社会责任：整个工艺流程无污染、无排放，溶液全部循环使用，锌资源二次回收再利用，完全符合国家节能环保及“循环经济3R原则”等政策，据此，该项目是完全符合国家的各项政策要求。
综上所述，同越科技废次镀锌钢板除锌项目完全是必要且可行的。
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