CN104878397A - 一种用于废镀锌板表面锌层的处理液及处理方法 - Google Patents

一种用于废镀锌板表面锌层的处理液及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，包括以下组分：过氧化氢10重量份～50重量份；磷酸0.1重量份～1重量份；水150重量份～200重量份。本发明还提供了一种废镀锌板表面锌层的处理方法，包括以下步骤：采用上述技术方案所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。与现有技术相比，本发明提供的处理液能够对废镀锌板表面锌层进行均匀腐蚀，处理液对锌层的去除效果好；同时，采用处理液对废镀锌板表面锌层进行处理后，得到去除表面锌层的钢板能够直接进行回收利用，具有较高的经济效益。

Description

一种用于废镀锌板表面锌层的处理液及处理方法
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，更具体地说，是涉及一种用于废镀锌板表面锌层的处理液及处理方法。
背景技术
镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板，在汽车工业中，大量应用于汽车车体外壳、内板和底板的制造。在汽车制造过程中，镀锌板经冲压处理后会产生大量形状不规则的废镀锌板，据统计，每年废镀锌板的产生量约为10万吨。传统方法采用铸造的方式对钢材进行二次利用，但是废镀锌板含有锌层，导致铸造过程中污染严重且铸件产品质量难以保证，因此，需要对废镀锌板上的锌层进行处理后，再对钢板材料进行回收。
目前，对废镀锌板表面锌层处理的方法主要有机械法、物理法和化学法。其中，机械法通过机器打磨、抛光以达到去除锌层的目的，但是机械法除锌层所需能耗高，对材料的外形要求高，难以实现大规模处理；物理法通过锌层与钢板熔点的不同在高温条件下使锌层挥发达到除锌目的，但是物理法需要钢板材料与锌层的熔点差较大才可以实现，并且产生的灰渣对环境污染比较严重；而化学法通过将废镀锌板浸入酸碱溶液中，经过化学腐蚀除锌，因其方法简单易行、对材料外形要求低、污染小，被广泛用于废镀锌板表面锌层的处理。
对于化学法处理废镀锌板表面锌层，由于废镀锌板的锌层中不仅含有锌，还有树脂及颜料浆等成分，使用酸碱溶液浸泡后，各复杂成分相互作用，使废镀锌板表面出现斑块，从而使锌层腐蚀不均匀，锌层去除效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液及处理方法，采用本发明提供的处理液对废镀锌板表面锌层进行处理，锌层的去除效果好。
本发明提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，包括以下组分：
过氧化氢10重量份～50重量份；
磷酸0.1重量份～1重量份；
水150重量份～200重量份。
优选的，所述磷酸采用废磷化液；
所述废磷化液包括锌系废磷化液和锰系废磷化液中的一种或两种。
优选的，包括30重量份～40重量份的过氧化氢。
优选的，包括0.2重量份～0.3重量份的磷酸。
本发明还提供了一种废镀锌板表面锌层的处理方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。
优选的，每处理锌层表面积为1m2的废镀锌板，所用处理液的量为1L～2L。
优选的，所述将废镀锌板进行处理的过程具体包括以下步骤：
将所述废镀锌板浸渍在所述处理液中进行反应，冷却静置后再经水洗，得到去除表面锌层的钢板。
优选的，所述反应的温度为20℃～90℃，反应的时间为1.5h～2.5h。
优选的，所述冷却静置的温度为20℃～30℃，时间为1h～3h。
优选的，所述水洗的次数为3次～5次，每次水洗的时间为3min～5min。
本发明提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，包括以下组分：过氧化氢10重量份～50重量份；磷酸0.1重量份～1重量份；水150重量份～200重量份。本发明还提供了一种废镀锌板表面锌层的处理方法，包括以下步骤：采用上述技术方案所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。与现有技术相比，本发明提供的处理液能够对废镀锌板表面锌层进行均匀腐蚀，处理液对锌层的去除效果好；同时，采用处理液对废镀锌板表面锌层进行处理后，得到去除表面锌层的钢板能够直接进行回收利用，具有较高的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的去除表面锌层的钢板表面的扫描电镜图；
图2为本发明实施例2提供的去除表面锌层的钢板表面的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，包括以下组分：
过氧化氢10重量份～50重量份；
磷酸0.1重量份～1重量份；
水150重量份～200重量份。
在本发明中，所述过氧化氢能够与废镀锌板中的树脂和颜料浆发生反应，本发明对所述过氧化氢的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的过氧化氢的水溶液即可，优选为质量浓度30％的双氧水溶液。在本发明中，所述处理液包括10重量份～50重量份的过氧化氢，优选为30重量份～40重量份。
在本发明中，所述磷酸为中强酸，能够与废镀锌板表面锌层中的锌发生反应。在本发明中，所述磷酸优选采用废磷化液；所述废磷化液优选包括锌系废磷化液和锰系废磷化液中的一种或两种，更优选为锌系废磷化液和锰系废磷化液。在本发明中，所述废磷化液产生于汽车部件喷漆前清洗用的磷化液，本发明对所述磷化液的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的磷化液的市售商品即可。在本发明中，所述磷化液的主体组成为Zn2+，Mn2+，NO3 -，H2PO4 -，H3PO4，通过金属的磷酸二氢盐对待清洗的汽车部件进行清洗，实现磷化作用，反应产生金属的磷酸盐和磷酸，同时未反应的金属离子及阴离子共同进入废液中，产生废磷化液。在本发明中，采用废磷化液完成对废镀锌板表面锌层有效去除的同时，实现了废液利用的目的。在本发明中，所述处理液包括0.1重量份～1重量份的磷酸，优选为0.2重量份～0.4重量份。
在本发明中，所述处理液的制备方法优选具体为：
将过氧化氢的水溶液和磷酸的水溶液混合，得到处理液。
在本发明中，所述过氧化氢的水溶液优选为质量浓度30％的双氧水溶液，本发明对此没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的质量浓度30％的双氧水溶液的市售商品即可。在本发明中，所述磷酸的水溶液优选采用废磷化液，所述废磷化液与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述将过氧化氢的水溶液和磷酸的水溶液混合，本发明对所述混合的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌混合的技术方案即可。
本发明还提供了一种废镀锌板表面锌层的处理方法，包括以下步骤：
采用上述技术方案所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。
在本发明中，所述处理液为上述技术方案提供的处理液，在此不再赘述。在本发明中，采用过氧化氢作为处理液主要成分，有利于废镀锌板表面锌层的去除，同时反应容易控制。采用氧化性很强的高锰酸钾代替过氧化氢，制备得到处理液对废镀锌板表面锌层进行处理，以及采用高锰酸钾溶液单独对废镀锌板表面锌层进行处理均没有效果；此外，采用过硫酸铵代替过氧化氢，制备得到处理液对废镀锌板表面锌层进行处理不发生反应；同时，采用次氯酸钠代替过氧化氢，制备得到处理液对废镀锌板表面锌层进行处理不发生反应；而采用硝酸代替过氧化氢，制备得到处理液对废镀锌板表面锌层进行处理，以及采用硝酸溶液单独对废镀锌板表面锌层进行处理，反应均产生大量二氧化氮，反应难以控制。
在本发明中，每处理锌层表面积为1m2的废镀锌板，所用处理液的量优选为1L～2L，更优选为1.2L～1.3L。
在本发明中，所述将废镀锌板进行处理的过程优选具体包括以下步骤：
将所述废镀锌板浸渍在所述处理液中进行反应，冷却静置后再经水洗，得到去除表面锌层的钢板。
在本发明中，将所述废镀锌板浸渍在所述处理液中进行反应。在本发明中，所述浸渍的目的是将所述废镀锌板表面锌层浸泡在所述处理液中，使锌层与所述处理液充分接触。
完成所述浸渍后，所述废镀锌板表面锌层与所述处理液进行反应。在本发明中，所述反应的温度优选为20℃～90℃，更优选为25℃～80℃，最优选为80℃；所述反应的时间优选为1.5h～2.5h，更优选为2h。在本发明中，将所述废镀锌板浸渍在所述处理液中进行反应，反应过程中，有絮状物质产生。
完成所述废镀锌板表面锌层与所述处理液的反应后，本发明将反应后的废镀锌板进行冷却静置后再经水洗，得到去除表面锌层的钢板。在本发明中，所述冷却静置的温度优选为20℃～30℃，更优选为25℃；所述冷却静置的时间优选为1h～3h，更优选为2h。在本发明中，所述水洗的目的是去除反应产生的絮状物及残留在处理后的废镀锌板表面的处理液。在本发明中，所述水洗的次数优选为3次～5次，更优选为5次；所述每次水洗的时间优选为3min～5min，更优选为5min。
本发明提供了一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，包括以下组分：过氧化氢10重量份～50重量份；磷酸0.1重量份～1重量份；水150重量份～200重量份。本发明还提供了一种废镀锌板表面锌层的处理方法，包括以下步骤：采用上述技术方案所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。与现有技术相比，本发明提供的处理液能够对废镀锌板表面锌层进行均匀腐蚀，处理液对锌层的去除效果好；同时，采用处理液对废镀锌板表面锌层进行处理后，得到去除表面锌层的钢板能够直接进行回收利用，具有较高的经济效益。
此外，本发明提供的用于废镀锌板表面锌层的处理液中，磷酸可以采用废磷化液，并且在处理过程中无需对废磷化液进行特殊处理，可直接使用，实现了以废治废的目的，进一步提高了经济效益。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的废镀锌板为汽车厂产生的汽车冲压镀锌板废料。
实施例1
本发明实施例1所用的磷酸采用废磷化液，所述废磷化液的主要成分参数如表1所示。
表1实施例1提供的废磷化液的主要成分参数
主要成分 锰离子 镍离子 锌离子 总磷
浓度(mg/L) 102.6 488.6 329.4 3200
(1)将100mL上述废磷化液与100mL质量浓度30％的双氧水溶液混合，得到处理液。
(2)将表面锌层表面积为0.156m2的废镀锌板浸渍在上述处理液中，在80℃条件下反应2h，反应过程中，废镀锌板表面有絮状物质产生；再在25℃条件下冷却静置2h，最后用水冲洗5次，每次5min，得到去除表面锌层的钢板。
对反应前后处理液及反应过程中产生的絮状物中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度进行表征，结果见表2。
表2实施例1反应体系中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度数据
项目 锌离子(mg/L) 铁离子(mg/L) 磷酸根(mg/L)
处理液反应前 61.61 1.82 2747
处理液反应后 31.24 57.14 2408
絮状物 120.33 10.78 0
由表2可知，絮状物中含有废镀锌板表面锌层中的锌及废磷化液中的锌，并且铁离子浓度增加表明锌层被完全去除后，钢板表面的铁参与了反应，而处理液中磷酸根浓度变化不大。
采用JSM6510A型扫描电镜对实施例1得到的去除表面锌层的钢板表面进行扫描电镜分析，分辨率为3.0nm，加速电压为0.5KV～30KV，工作电压为20KV，得到其扫描电镜照片如图1所示。图1为本发明实施例1提供的去除表面锌层的钢板表面的扫描电镜图，如图1可知，钢板表面粗糙，镀锌层已发生脱落，并且处理后的钢板表面没有出现斑块，去除效果好。
实施例2
(1)将100mL实施例1提供的废磷化液与100mL质量浓度30％的双氧水溶液混合，得到处理液。
(2)将表面锌层表面积为0.156m2的废镀锌板浸渍在上述处理液中，在25℃条件下反应2h，反应过程中，废镀锌板表面有絮状物质产生；再在25℃条件下冷却静置2h，最后用水冲洗5次，每次5min，得到去除表面锌层的钢板。
对反应前后处理液及反应过程中产生的絮状物中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度进行表征，结果见表3。
表3实施例2反应体系中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度数据
项目 锌离子(mg/L) 铁离子(mg/L) 磷酸根(mg/L)
处理液反应前 61.61 1.82 2747
处理液反应后 31.21 28.32 2327
絮状物 56.34 4.37 0
由表3可知，絮状物中含有废镀锌板表面锌层中的锌及废磷化液中的锌，并且铁离子浓度增加表明锌层被完全去除后，钢板表面的铁参与了反应，而处理液中磷酸根浓度变化不大，但是降低反应温度反应程度会相对减弱。
对实施例2得到的去除表面锌层的钢板表面进行扫描电镜分析，得到其扫描电镜照片如图2所示。图2为本发明实施例2提供的去除表面锌层的钢板表面的扫描电镜图，如图2可知，钢板表面粗糙，镀锌层已发生脱落，并且处理后的钢板表面没有出现斑块，去除效果好。
实施例3
(1)将100mL浓度为2747mg/L的磷酸溶液与100mL质量浓度30％的双氧水溶液混合，得到处理液。
(2)将表面锌层表面积为0.156m2的废镀锌板浸渍在上述处理液中，在80℃条件下反应2h，反应过程中，废镀锌板表面有絮状物质产生；再在25℃条件下冷却静置2h，最后用水冲洗5次，每次5min，得到去除表面锌层的钢板。
对反应前后处理液及反应过程中产生的絮状物中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度进行表征，结果见表4。
表4实施例3反应体系中的锌离子、铁离子和磷酸根离子的浓度数据
项目 锌离子(mg/L) 铁离子(mg/L) 磷酸根(mg/L)
处理液反应前 0 0 2747
处理液反应后 3.28 57.42 2453
絮状物 113.28 9.65 0
由表4可知，磷酸根浓度变化不大，在反应体系中，除少部分以磷酸的形式与废镀锌板表面锌层直接反应外，主要在反应中起到催化的作用。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于废镀锌板表面锌层的处理液，其特征在于，包括以下组分：
过氧化氢10重量份～50重量份；
磷酸0.1重量份～1重量份；
水150重量份～200重量份。
2.根据权利要求1所述的处理液，其特征在于，所述磷酸采用废磷化液；
所述废磷化液包括锌系废磷化液和锰系废磷化液中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的处理液，其特征在于，包括30重量份～40重量份的过氧化氢。
4.根据权利要求1所述的处理液，其特征在于，包括0.2重量份～0.3重量份的磷酸。
5.一种废镀锌板表面锌层的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用权利要求1～4任一项所述的处理液，将废镀锌板进行处理，得到去除表面锌层的钢板。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，每处理锌层表面积为1m2的废镀锌板，所用处理液的量为1L～2L。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述将废镀锌板进行处理的过程具体包括以下步骤：
将所述废镀锌板浸渍在所述处理液中进行反应，冷却静置后再经水洗，得到去除表面锌层的钢板。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述反应的温度为20℃～90℃，反应的时间为1.5h～2.5h。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述冷却静置的温度为20℃～30℃，时间为1h～3h。
10.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述水洗的次数为3次～5次，每次水洗的时间为3min～5min。
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