本發(fā)明涉及環(huán)保節(jié)能再生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)和一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵鍍鋅防腐生產(chǎn)及加工，浸漬助鍍液是工件完成熱浸鍍鋅之前的所有鍍前處理工序中最重要的處理工序；很多采用“氯化鋅+氯化銨”復(fù)合鹽水溶液的助鍍液，因該處理方法效率高、簡單、徹底；保證工件表面在熱浸鍍鋅中形成完整的zn-fe合金層，極大延長鋼鐵產(chǎn)品壽命及安全性能；但是工件在助鍍液中浸漬時(shí)會(huì)帶入表面黏附的殘留鐵鹽、鹽酸及與助鍍液循環(huán)反應(yīng)生成鐵鹽，而當(dāng)助鍍液中鐵離子含量超過5g/l時(shí)，會(huì)與鋅液反應(yīng)生成鋅渣，大幅增加鋅耗成本，同時(shí)鍍鋅工件表面鍍層疏松，無法保證鍍鋅質(zhì)量。所產(chǎn)生的大量助鍍廢液形成嚴(yán)重的環(huán)保問題，不易無害化處理，而且傳統(tǒng)處理費(fèi)用極高。在氧化劑處理廢助鍍液貯藏、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中形成嚴(yán)重的安全問題。

現(xiàn)有的助鍍液中鐵鹽處理方法有（《鋼鐵熱鍍鋅工藝生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用》技術(shù)問答1000例，作者：馬樹森徐言東袁華朋溫洪新等，出版社：西南交通大學(xué)2016.5）：

倒槽除鐵法：在助鍍液中加入氨水、過氧化氫（h2o2），生成氫氧化鐵(（te(oh)3）沉淀除鐵；實(shí)踐證明經(jīng)過這樣處理可以除鐵，但同時(shí)處理過程中鋅離子也能被沉淀下來，必須要補(bǔ)充鋅離子，增加鍍鋅生產(chǎn)消耗；處理過程中還消耗氨水及雙氧水，產(chǎn)生循環(huán)氫氧化鐵污泥。

在線除鐵法：將助鍍液連續(xù)不斷的抽入除鐵設(shè)備中，利用強(qiáng)氧化劑，如高錳酸鉀（kmno3）、氯酸鉀（kclo3）、次氯酸鈉（naclo）、雙氧水或空氣等，將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵沉淀分離；都需消耗化工產(chǎn)品，同時(shí)循環(huán)生成污泥。

上述兩者回收利用系統(tǒng)均是采用添加危化品進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，將助鍍液中的鐵離子反映生成氫氧化鐵沉淀下來進(jìn)行除鐵，凈化成本高，提取效率低，有二次污染危險(xiǎn)，也沒有采取利用鍍鋅鋅灰及鍍鋅生產(chǎn)煙道廢熱熱源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在利用常規(guī)、常見低位余熱熱能下，利用電化學(xué)原理，不同物質(zhì)電極電位差氧化，是綠色環(huán)保、節(jié)能利用的工藝系統(tǒng)，以降低鋼鐵鍍鋅防腐生產(chǎn)及加工用助鍍液（氯化銨+氯化鋅復(fù)合鹽水溶液）的生產(chǎn)制造成本和消耗，強(qiáng)化資源再生，消除環(huán)保隱患。

一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)，包括換熱器、電離分解器、一級反應(yīng)器、二級反應(yīng)器、一級過濾器和二級過濾器，所述換熱器的進(jìn)水口通過水泵連接有流體熱源，換熱器與電離分解器連接，電離分解器與一級反應(yīng)器連接，一級反應(yīng)器通過噴射泵與二級反應(yīng)器連接，一級反應(yīng)器的排液口與一級過濾器連接，二級反應(yīng)器的排液口與二級過濾器連接，所述流體熱源具體為利用鍍鋅設(shè)備排出的煙道廢氣加熱后的熱水，所述一級反應(yīng)器及二級反應(yīng)器還加入氨水。

優(yōu)選的，所述鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)管道與設(shè)備設(shè)置有多個(gè)壓力、溫度、液位傳感器，并設(shè)有集中控制柜配置微處理器、輸入輸出設(shè)備、顯示器等對處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述熱水儲(chǔ)存在熱水箱內(nèi)，所述熱水箱利用鍍鋅煙道余熱加熱裝置。

優(yōu)選的，所述電離分解器是提供一定安全電壓直流電源，把助鍍液中2價(jià)鐵離子氧化成3價(jià)鐵離子，產(chǎn)生氫氧化鐵固體沉淀，同時(shí)產(chǎn)生氫氣及微量氯氣。

優(yōu)選的，所述噴射泵吸收氯氣，同時(shí)加入污染助鍍液，氧化反應(yīng)生成氯化鐵。

優(yōu)選的，所述一、二級反應(yīng)器加入的是氨水，中和反應(yīng)生成氯化銨及氫氧化鐵。

一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理方法，包括如下步驟：

（1）利用生產(chǎn)系統(tǒng)中鍍鋅設(shè)備的一些煙道廢氣給熱水箱內(nèi)的水加熱，熱水經(jīng)過換熱器給鋼鐵鍍鋅使用后含鐵廢助鍍液加熱；

廢助鍍液主要成分：鹽酸（hcl）氯化亞鐵（fecl2）氯化鋅（zncl2）氯化銨（nh4cl）水（h2o）

氨水主要成分：nh4（oh）

（2）加熱后的助鍍液通入到電離分解器中，在安全電壓直流電源下進(jìn)行電離分解，把助鍍液中2價(jià)鐵離子氧化成3價(jià)鐵離子，產(chǎn)生氫氧化鐵固體沉淀，同時(shí)產(chǎn)生氫氣及微量氯氣；

氧化反應(yīng)式：6fecl2+6h2o=4fecl3+2fe（oh）3↓+3h2↑

2fecl2+6h2o=2fe（oh）3↓+2cl2↑+3h2↑

（3）電離分解器內(nèi)經(jīng)氧化后的助鍍液（液固混合物）排入到一級反應(yīng)器中加入氨水進(jìn)行中和反應(yīng)，經(jīng)一級過濾器沉淀過濾排出純凈的助鍍液清液，為鍍鋅生產(chǎn)系統(tǒng)的助鍍液使用，沉淀排出的氫氧化鐵出售處理。

中和反應(yīng)式：fecl3+nh3+h2o=nh4cl+fe（oh）3↓

（4）電離分解器內(nèi)經(jīng)氧化還原后形成的氫氣、氯氣，經(jīng)一級反應(yīng)器分離，噴射泵內(nèi)吸收氧化污染助鍍液排入二級反應(yīng)器，加入氨水中和反應(yīng)，經(jīng)過二級過濾器沉淀過濾排出純凈的助鍍液清液，為鍍鋅生產(chǎn)系統(tǒng)的助鍍液使用，沉淀排出的氫氧化鐵出售處理；

反應(yīng)式：2fecl2+cl2=2fecl3（噴射泵內(nèi)吸收氧化污染助鍍液）

fecl3+nh3+h2o=nh4cl+fe（oh）3↓（二級反應(yīng)器加入氨水中和反應(yīng)）。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明基于電化學(xué)方法，優(yōu)化了現(xiàn)有的助鍍液凈化循環(huán)使用工藝流程，熱能利用、分離、吸收以及凈化助鍍液設(shè)備緊湊，工藝精巧、安全，采用安全電壓直流電源電離氧化分解沉淀、氨水中和沉淀把鐵離子與助鍍液分離開來，生成助鍍液清液鍍鋅生產(chǎn)回用，沉淀所得氫氧化鐵出售，上述純凈助鍍液電離氧化、中和反應(yīng)沉淀均可循環(huán)利用，整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)了環(huán)保凈化、節(jié)能減排以及資源再生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)的流程圖。

圖2為本發(fā)明中電離分解器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-換熱器，2-電離分解器，3-一級反應(yīng)器，4-噴射泵，5-二級反應(yīng)器，6-二級過濾泵，7-二級過濾器，8-一級過濾泵，9-一級過濾器，10-水泵，11-加熱器，12-電極，13-氧化反應(yīng)器，14-顯示器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1至圖2所示，一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)，包括換熱器1、電離分解器2、一級反應(yīng)器3、噴射泵4和二級反應(yīng)器5，所述換熱器1的進(jìn)水口通過水泵10連接有流體熱源，換熱器1與電離分解器2連接，電離分解器2的氣體通過一級反應(yīng)器3分離、經(jīng)噴射泵4與二級反應(yīng)器5連接，電離分解器2的液固混合物與一級反應(yīng)器3連接，所述流體熱源具體為利用鍍鋅設(shè)備排出的煙道廢氣加熱后的熱水，所述氧化反應(yīng)提供的是安全電壓直流電源、中和反應(yīng)物質(zhì)加入的是氨水。

在本實(shí)施例中，所述一級凈化由氧化分解液固混合物助鍍液電離分解器2、中和反應(yīng)一級反應(yīng)器3、一級過濾泵8、一級過濾器9組成。

在本實(shí)施例中，所述二級凈化由氧化分解氫氣、氯氣電離分解器2、吸收氧化形成氯化鐵噴射泵4、中和反應(yīng)二級反應(yīng)器5、二級過濾泵6、二級過濾器7組成。

在本實(shí)施例中，所述熱水儲(chǔ)存在水加熱器11內(nèi)。

在本實(shí)施例中，所述電離分解器由電極12、氧化反應(yīng)器13、顯示器14組成。

此外，所述鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)電極12、溫度傳感器15、液位傳感器16，電磁閥17、電導(dǎo)率傳感器18、壓力傳感器19等，通過微處理器與顯示器14連接，用于鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)進(jìn)行控制、監(jiān)測、運(yùn)行，確保鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理系統(tǒng)高度自動(dòng)化運(yùn)行。

本發(fā)明還公開了一種鋼鐵鍍鋅助鍍液電離除鐵凈化環(huán)保處理方法，包括如下步驟：

（1）利用生產(chǎn)系統(tǒng)中鍍鋅設(shè)備的一些煙道廢氣給水加熱器11內(nèi)的水加熱，具體可通過相應(yīng)的換熱器進(jìn)行加熱，加熱后的熱媒，即熱水經(jīng)過換熱器1給鋼鐵鍍鋅防腐生產(chǎn)及加工所用助鍍液除鐵加熱；

（2）加熱后的助鍍液通入到電離分解器2中進(jìn)行電離氧化分解，電離分解器2內(nèi)液固混合物的助鍍液排入到一級反應(yīng)3中進(jìn)行中和反應(yīng)，經(jīng)一級過濾泵8輸出，一級過濾器9過濾制得純凈的助鍍液（氯化鋅、氯化銨溶液）以備鍍鋅生產(chǎn)使用；氣態(tài)的氫氣、氯氣進(jìn)入一級反應(yīng)器3分離，由噴射泵4內(nèi)吸收氧化助鍍液，進(jìn)入到二級反應(yīng)器5中加入氨水進(jìn)行中和反應(yīng)沉淀，經(jīng)二級過濾泵6輸出，二級過濾器7過濾制得純凈的助鍍液（氯化鋅、氯化銨溶液）以備鍍鋅生產(chǎn)使用，；

（3）所述步驟（2）電離氧化、一二級中和反應(yīng)后產(chǎn)生的氫氧化鐵經(jīng)沉淀過濾出來，作為資源再次利用。

基于上述，本發(fā)明基于電化學(xué)方法，優(yōu)化了現(xiàn)有的助鍍液回收工藝方法，熱能利用、危廢處理利用、分離、吸收，本發(fā)明凈化助鍍液設(shè)備緊湊、工藝精巧、采用工程塑料、無特種設(shè)備及污染物，采用安全電壓直流電源電離氧化分解所得液固混合物部分經(jīng)氨水中和沉淀把鐵離子與助鍍液分離開來，生成助鍍液清液鍍鋅生產(chǎn)循環(huán)回用，過濾所得氫氧化鐵出售，電離氧化分解氣體部分經(jīng)噴射泵進(jìn)一步氧化，二級反應(yīng)器5加入氨水中和沉淀，把鐵離子與助鍍液分離開來，生成助鍍液清液鍍鋅生產(chǎn)循環(huán)回用，過濾所得氫氧化鐵出售上述純凈助鍍液電離氧化、中和反應(yīng)沉淀均可循環(huán)利用，整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)了環(huán)保凈化、節(jié)能減排以及資源再生。

由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。