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1、第四章:助镀液(热镀锌工艺)简介 现今助镀液是镀锌过程必要的一部份，但也有例外。最早钢件以酸洗去除杂质和铁锈，之后直接浸入溶锌槽。虽然此过程简单，但因耗锌量高、成本昂贵。助镀液的导入，能使热浸镀锌业者降低钢件之锌层的厚度，改善成品品质，增加产能及降低成本。4.2助镀剂（叁基盐和特殊的Tego60助镀剂） 以热浸镀锌而言，钢件在经过脱脂、酸洗和水洗之后，助镀剂溶液本身是以氯化锌铵组成而发展出来的。助镀液以不同比率的氯化锌与氯化铵混合而成: 60% w/w ZnCl2 ： 40% w/w NH4Cl - 特殊的Tego 1份 ZnCl2 ： 3份 NH4Cl - 叁基盐 另外，添加润湿剂以改善助镀
2、液的功能。钢件 氧化锌熔融 锌液功用助镀剂有几点功用： 1. 防止烘乾时钢件表面氧化。 2.分解溶融锌液附着在金属表面的氧化锌层。氧化锌产生是因为空气中的氧和溶融锌液之反应（450460），当钢件浸入溶融锌时，气化锌层附着其上。假如：金属表面形成氧化锌，则内层的锌铁反应将受很大的影响，将造成镀件的浸镀时间较原来长，时间加长，最终将增加钢件上锌层厚度。 氯化锌是易受潮所以优先吸收钢件表面水分，因此可防止浸过助镀液的钢件，在烘乾时生锈。 NH4Cl HCl + NH3 ZnCl2.2H2O + HCl (HCl(OH)2)H2 + ZnCl2 Hydroxy Acids _(ZnCl2(OH)2H
3、2+ HCl 氯化铵在锌槽中会分解产生盐酸和氨水，盐酸会和氯化锌吸收的结晶水，结合产生两种Hydroxy酸(HCl(OH)2)H2 和 (ZnCl2(OH)2)H2 + HCl ）。此两种Hydroxy酸可以分解钢件表面所生之氧化锌层。操作参数浓度助镀剂浓度决定在处理钢件的种类钢件种类 o Be 波美 S.G 比重 oTW比重线材 7 13 1.05 1.10 10 20薄板 13 19 1.10 1.15 20 30管材/一般热镀件 19 24 1.15 1.26 30 52超大型钢/锻造件 30 40 1.26 1.38 52 76以Be波美浓度28被认为可适用于各种钢件并得到最佳效果温度
4、 助镀液的最适温度是60-65，温度较低，助熔剂附着会较不均匀且较没效果；温度较高，则助熔剂附着太厚，增加消耗。当然若附着较厚助熔剂在工件上锌灰产生会降低。不过太厚时则成反效果。时间 一般需 2 5 分钟即可得到好的助熔剂附层，这也让钢件充分加热以助烘乾。延长在助镀液浸泡时间，将增加在酸性助熔液中铁的含量。另外在助熔剂附层会产生FeCl3氯化铁，它将吸收乾躁时残留的水份，导致浸镀时，熔融锌液与铁离子和水反应，增加氧化锌和锌灰之生成。PH助镀液的PH控制在 3 5.5 。当PH降低，更多的铁将被分解入助镀液，导致氯化铁FeCl3含量增加，锌灰产生将增加。铁Fe 助镀液应该控制铁的最大含量 10g
5、/1，维持低含量铁是低锌灰产生的关键。助熔剂的铁含量超过10g/1。仍可继续操作，但锌灰和锌的耗费将增加。润湿剂 添加 0.2 0.5% v/v 的润湿剂，将有助于增加助镀剂附层的效果和均匀性。过程分析 助镀槽应该依下列变数, 每3至4个月分析一次。 1. 氯化锌 2. 氯化铵 3. 上两项的比率 4. 铁离子 5. PH 6. 比重热镀锌工艺中的助镀剂的作用是？为什么要用氯化锌和氯化铵的混合液做助镀剂。最佳答案 助镀剂使熔剂正常的助镀作用受到阻碍,导致局部漏镀等缺陷,所以不能将热镀锌的熔剂直接移作热镀Al-Zn合金工艺用。热浸镀锌助镀剂的化学法除铁工艺及经济性分析吴起鞍山鞍海金属添加剂有限公
6、司通讯地址：辽宁省海城市大屯镇 邮政编码：114225摘要：近几年，许多热浸镀锌企业越来越重视助镀剂的除铁处理，本文叙述了国内热浸镀助镀剂除铁处理的现状、助镀剂的分类、化学法除铁处理工艺及经济性分析。关键词：热浸镀锌；化学法除铁；经济性1、现状近几年，由于热浸镀行业迅猛发展，原来酸洗之后不浸助镀剂直接镀锌的传统工艺逐渐已被摒弃。这样已经使用助镀剂的企业越来越多的开始重视助镀剂的除铁工艺。由于酸洗后铁盐被带到锌锅内，1公斤铁可产生25公斤锌渣，不但造成锌耗增加、镀锌成本增高，而且还会使锌液中氧化物和其他杂质增加，这样会造成锌液老化、锌液黏度增加，使热浸镀锌质量下降。原来干法镀锌工艺规程要求，助镀
7、剂中铁盐含量不大于30g/l，现在很多企业控制铁盐含量不大于5g/l，甚至有些企业在助镀工序采用连续除铁，连续过滤的方法控制铁盐含量。然而现在还有的企业不了解助镀剂除铁的有关原理，认为助镀剂直接用过滤泵或压滤机过滤就是除铁了。还有的企业随便加一些氨水和双氧水经过滤后就认为是除铁了，实际根本达不到除铁的目的。2、助镀剂的种类。目前国内热浸镀锌企业采用多种助镀剂配比方式，但广泛使用的助镀剂是氯化锌和氯化铵混合而成的复盐。基本都是根据企业的实际使用情况进行配比，有的是纯氯化铵溶液，有的是氯化锌和氯化铵混合而成的复合盐。复合盐有高氯化锌低氯化铵的复合盐，也有低氯化锌高氯化铵的复合盐。还有些企业为了使用
8、助镀添加剂而特殊制定氯化锌与氯化铵的复合盐的比例，它的比例是氯化锌80-100g/l，氯化铵120-150g/l，这是由于氯化锌吸水性决定的。如果在高氯化锌配比的溶剂中加入助镀添加剂，而且预镀件存放时间较长时，氯化锌吸水会使助镀添加剂起不到防爆作用。因此说，氯化铵氯化锌含量高低主要是取决于预镀件存放时间长短和有无烘干来决定的。氯化锌含量越高形成的助镀膜越厚，储存时间越长，但吸水性越强。氯化铵含量越高，崩锌虽然减小，但氯化铵分解后烟气增大。现在大部分企业都采用助镀剂加热的方式，加入助镀添加剂后预镀件可短时间存放，在生产中浸助镀剂后马上进行镀锌作业，取消了干燥工序。3、助镀剂除铁工艺助镀剂除铁主要
9、是除去助镀剂中的二价铁离子。将二价铁离子氧化成三价铁离子，三价铁离子被水解生成氢氧化铁。氢氧化铁不溶于水，经沉淀在助镀剂中被分离。除铁的方法有很多。有用压缩空气氧化，有用臭氧氧化，有用化学氧化剂氧化等。在此只介绍化学法氧化除铁的原理和方法。目前国内大多采用氧化提纯法除铁，其工艺为：调整值氧化除铁过滤（分离）。3.1、调整值：助镀剂中的铁离子一般以e2即氯化亚铁状态存在，e2在值很大（.）时，或锌含量不大而e2很大时才能水解析出沉淀。因此必须将2经氧化成为3，3在.时即可发生水解，形成氢氧化锌沉淀后很容易被除去。锌水解时值为.05.5，因此在除铁工艺中为便于控制值，一般将值调整在34。l 若值小
10、于3：KClO3+2HCl=KCl+O2+H2O+Cl24KMnO4+4HCl=4KCl+4MnO2+3O2+2H2O2H2O2=2H2O+O2（酸性条件）Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2+ CaCl2+2H2O这时会使氧化剂与酸反应会造成氧化剂的消耗，可以用氨水、锌、氧化锌调整值。NH4OH+HCl=H2O+NH4ClZn+2HCl=ZnCl2+H2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2Ol 若值大于4：ZnCl2+2H2O=Zn(OH)2+2HCl这时会使氯化锌水解生成氢氧化锌沉淀，造成氯化锌浪费，此时可用盐酸调整。在测试值时可采用如下方法：取一份过滤好的助镀剂与同体积的水在试管中混合后摇
11、匀，若产生白色的絮状混合物即为合格；若产生白色的胶状体则说明值超过4，需加酸调整；若加水后溶液仍然澄清说明酸度大，需加氨水或锌粉或氧化锌调整。3.2、氧化除铁处理在助镀剂中加入氧化剂，将二价铁氧化成三价铁，使之水解沉淀分离。化学法除铁通常是用高锰酸钾、氯酸钾、氯酸钠、次氯酸钠、次氯酸钙、过氧化氢等作为氧化剂。高锰酸钾除铁的反应原理： 5FeCl2+KMnO4+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KClFeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl氯酸钾（钠）除铁的反应原理：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3H2OFeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl
12、次氯酸钙除铁的反应原理：4FeCl2+Ca(ClO)2+4HCl=4FeCl3+CaCl2+2H2O FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl过氧化氢除铁的反应原理2FeCl2+2H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2OFeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl在除铁过程中，首先根据化验得出的铁盐含量计算出氧化剂的用量，将氧化剂用水制成饱和溶液后放入助镀槽中，这时助镀槽温度应控制在6080。若温度过低则造成反应速度变慢。在加入氧化剂时特别要注意：要加饱和溶液，不要加固体。因为加入的固体氧化剂颗粒在溶解时容易被水解后的Fe(O)3包裹，使之不再继续溶解而沉入底渣中，造成氧化剂大量浪费
13、。3.3、过滤（分离）目前除铁后分离方式主要有过滤泵过滤、板块压滤机过滤、自然沉降过滤三种方式。自然沉降过滤所需温度要控制在80以上，将已制成饱和溶液的絮凝剂（聚丙烯酰胺）放入助镀槽中均匀搅拌，使Fe(O)3迅速沉降。沉降后，上部为清液，下部为底渣。最后可将混液和底渣排放，而清液可用酸泵抽出使用。4、经济性分析氧化剂的选择应根据其来源、价格、使用量等条件来确定。1、高锰酸钾：5FeCl2+KmnO4+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KCl根据方程式计算得出：除掉1公斤氯化亚铁需使用高锰酸钾0.19公斤。2、氯酸钾（钠）：6FeCl2+KClO3+6HCl=6FeCl3+KCl+3
14、H2O根据方程式计算得出：除掉1公斤氯化亚铁需使用氯酸钾0.16公斤或需氯酸钠0.14公斤。3、次氯酸钙（钠）：4FeCl2+Ca(ClO)2+4HCl=4FeCl3+CaCl2+2H2O 根据方程式计算得出：除掉1公斤氯化亚铁需使用次氯酸钙0.57公斤或需次氯酸钠0.29公斤。4、过氧化氢：2FeCl2+2H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O根据方程式计算得出：除掉1公斤氯化亚铁需使用过氧化氢0.13公斤。名 称KmnO4KClO3NaClO3Ca(ClO)2Na(ClO)2H2O2用量（kg）0.190.160.140.570.290.13单价（元/kg）175.54.11.61.12.0含量（%）99.599.799.5301235除去每公斤氯化亚铁 所需费用（元）3.250.880.583.032.660.74从上表可以看出，每除去1公斤氯化亚铁所需氧化剂的费用从高到低排序为：高锰酸钾次氯酸钙次氯酸钠氯酸钾
