摘要：本文簡述了熱鍍鋅行業酸洗除銹工藝的現狀、化學過程，介紹了HG效率高 除銹劑研究、開發的基本思路和原則方法，同時介紹了該新型效率高 除銹劑在國內熱鍍鋅行業的使用情況和應用實例，以及在改善環境、降低消耗、減少排放、提高質量等方面的應用成果。
    關鍵詞：酸洗除銹；HG效率高 除銹劑；降耗、減排；清潔生產
      酸洗除銹是熱鍍鋅工藝中非常重要的一個工藝環節，能否獲得一個良好的待鍍工件表面質量，以及在熱鍍鋅工藝中如何提高質量、降低消耗，酸洗除銹這一工藝環節都起到一個不可忽視的重要作用！同時，這一工序所產生的環境污染和環境壓力，也是我們熱鍍鋅企業所頭疼和憂慮的！近幾年國內鍍鋅企業發展速度很快，隨之帶來的環境污染、廢液處理、排放問題也越來越突出！
      我們公司從2002年開始，針對國內熱鍍鋅企業的現狀，在進行充分市場調研的情況下，研究、開發出了新型效率高 除銹劑產品，并在國內率先推廣應用。通過近十年的努力，已在全國熱鍍鋅企業得到了廣泛的認同。國內已有如南京大吉鐵塔、浙江盛達江東鐵塔、上海永豐熱鍍鋅、青島東方鐵塔、蘇州東方鐵塔、青島武曉集團、山東齊星鐵塔、青島匯金通電力設備、江蘇國強鍍鋅、成都鐵塔廠、成都四友鋼構、廣州聯興熱鍍鋅、中山中藝重工、安徽宏源鐵塔等國內大型骨干鐵塔、鍍鋅企業在內的近500家企業客戶。
     下面我們就這一產品在國內熱鍍鋅行業推廣應用的情況作一總結。為便于對一些問題的展開說明，我們先來了解一下酸洗除銹的化學過程。因國內絕大部分企業采用鹽酸酸洗，我們的討論以鹽酸酸洗為例：
一般來說，西安保姆   鋼鐵表面都存在鐵銹和氧化皮。鐵銹的主要成分是氫氧化亞鐵與氫氧化鐵，氧化皮的主要成分是四氧化三鐵與三氧化二鐵。鐵的氧化物、鐵銹都很容易與鹽酸作用被溶解，其反應式如下：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O               反應式 （1）
Fe(OH)2+2HCl→FeCl2+H2O           反應式 （2）
2Fe(OH)3+6HCl→2FeCl3+6H2O        反應式（3）
而氧化皮的酸洗反應過程則麻煩一些，因四氧化三鐵與三氧化二鐵在鹽酸溶液中較難溶解，但當與鐵同時存在時組成腐蝕電池，鐵為陽極。與氧化皮接觸處的鐵首先溶解，同時產生氫氣，并促使氧化皮從鋼鐵基體表面脫落，這一過程伴隨著產生氫氣時的機械剝離作用。其反應式如下：
2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2↑            反應式（4）
這時析出的氫把四氧化三鐵、三氧化二鐵還原為氧化亞鐵，反應式如下：
Fe3O4+H2→3FeO +H2O                反應式（5）
Fe2O3+H2→2FeO +H2O                反應式（6）
然后重復反應式（1）的反應而溶解在酸液中。
      在以上反應中，其中反應式（4）的反應在氧化皮脫落之后會繼續進行。反應式（4）的過量反應會使金屬基體過量腐蝕而造成“過蝕”，俗稱“過酸洗”。同時過量酸洗會造成大量鐵離子的累積，使酸洗液提前失效。其反應過程還會產生大量氫氣，氫原子易擴散到金屬內部引起氫脆，導致金屬的韌性、延展性和塑性降低，影響材料的機械性能。而氫分子攜帶酸滴從酸液中逸出時，造成大量酸霧，污染車間環境。
     對于控制反應式（4）的過量反應，過去傳統的做法是添加緩蝕劑，但單純添加緩蝕劑會影響酸洗速度。從酸洗質量的角度出發，我們要求達到較高的緩蝕效率，即工件除去氧化皮之后，產生盡可能少的失重。而較高的緩蝕效率帶來的是酸洗速度和生產效率的降低，嚴重時甚至造成工件洗不動，出現“欠酸洗”現象。
     酸洗除銹的目的在于除銹和~氧化皮，而不能腐蝕金屬的基體。過量的酸洗會使金屬表面變的粗糙，呈暗黑色或暗灰色，酸洗后的表面放大后呈鋸齒狀和凹凸點、麻點，使表面積增大，熱鍍鋅時會增加更多的表面上鋅量，同時也影響鍍鋅表面質量。
      針對以上這些問題，我們經過反復試驗、篩選，并經生產使用過程中的反復調整、改進，開發出HG效率高 除銹劑，并在熱鍍鋅企業得到成功運用。由于涉及到企業專有技術的問題，我在這里介紹基本思路和原則方法。
      在上述的酸洗基本反應式中，其中反應式（4）是一個重要的過程，我們的關鍵是要控制這個過程，為此我們采用了特殊的剝離劑、滲透劑，以加強和加快氧化皮從鋼鐵基體的脫離速度，解決了在高緩蝕效率的前提下，仍保持較高酸洗速度的難題。這時，我們可以適當加大緩蝕用量，并采用特殊的吸附劑在鋼鐵基體表面形成吸附層，就好像在剝離了氧化皮的金屬基體表面附上了一層薄膜一樣，阻止了金屬基體進一步地與酸液反應，徹底地解決了鹽酸酸洗工藝中的“過酸洗”問題。也就從根本上抑制和減少了鐵的溶解和腐蝕。酸液中生成的鐵離子的數量大大減少，反應少了酸的消耗也就少了。同時我們還采用了適量的絡合劑，可與鐵離子起絡合作用，較 大限度地降低了酸洗液中鐵離子的含量。
     從以上敘述我們得知，由于較好地解決了酸洗過程中的關鍵點的問題，所以我們研究、開發出的這種除銹劑添加到鹽酸中以后，使一噸鹽酸發揮二噸以上的功效。名副其實地體現了效率高 的性能，為此我們將其命名為效率高 除銹劑。
    下面談談HG效率高 除銹劑的特點：
    一、環保性能及抑霧效果好，可減少酸霧80%以上。傳統的抑霧方式是采用泡沫覆蓋劑和油性覆蓋劑，這些方法都因工件難清洗和處理，影響鍍鋅操作和質量而不被生產企業所歡迎。而我們首先從源頭減少反應，減少氫分子的逸出，調整酸洗液的表面張力，采用低泡沫的特殊抑霧劑等多方面入手，較好地解決了酸霧抑制的問題。正常天氣情況下，車間基本看不到酸霧(請參閱第九屆中國熱浸鍍技術交流會論文集）      
    二、除銹徹底，干燥后的工件能保持2小時左右不生二次銹。工件除銹后表面質量高，表面平滑、銀光閃閃、呈金屬本色。無過酸洗產生的麻點、過蝕、表面發黑、灰暗等缺陷。(請參閱第九屆中國熱浸鍍技術交流會論文集）  
    三、酸洗液使用壽命長，處理量大、使用成本低。添加HG效率高 除銹劑的酸洗液在使用過程中，酸度呈平滑曲線緩慢變化，亞鐵離子濃度呈平滑曲線緩慢上升，經適當補充、調配，其使用壽命和處理量是普通鹽酸的2倍以上，直接酸洗成本均低于普通鹽酸。
下面是南京大吉鐵塔制造有限公司在使用過程中的數據和曲線：
南京大吉鐵塔制造有限公司
添加HG效率高 除銹劑后與普通鹽酸使用周期數據的對照表

說明：以上試用周期的比較是在生產量基本相同的情況下進行的。
參考以上數據、曲線，添加HG效率高 除銹劑以后，在酸洗液酸度曲線的中、后期仍能保持較快的酸洗速度而且除銹有力，不僅有效降低了酸洗成本，對控制環境質量也是有利的。普通鹽酸由于使用周期很短，當鐵鹽濃度達到150—200g/L時，就將作為廢酸排掉，這樣頻繁地更換新酸，而酸霧揮發較 嚴重的時間段往往是初配新酸時，這樣惡性循環，車間常?；\罩在酸霧滾滾的環境中。采用HG效率高 除銹劑后能在中、低濃度下穩定工作很長一段時間，有利于車間環境的改善。
    從上曲線可以看出，亞鐵離子曲線上升很慢，控制的很好。鐵離子在鍍鋅生產中是非常有害的東西。理論上講，1kg鐵要消耗25kg鋅成為鋅渣。頻繁地在高濃度鐵離子狀態下操作，對于溶劑的處理，鋅鍋的操作都是不利的。將鐵離子控制在源頭，對于降低消耗、減少鋅耗無疑是有利的，也是有實質意義的。
    四、廢液量少，減少了排放壓力和處理成本。如武漢紅旗鍍鋅廠，年鍍鋅產量在4萬噸左右，原來每年消耗鹽酸在1600噸左右，產生廢酸排放在2300噸。多方面 使用HG效率高 除銹劑以后，據2008年全年統計數據，該廠全年鍍鋅產量42000噸，全年消耗鹽酸僅697噸。廢酸排放量僅為950噸左右。在我們全國近500家用戶中，據保守的估計，全年減少廢酸排放約15萬噸，減少了這些企業的排放壓力和處理成本，保護了環境。
    五、無“過蝕”、“氫脆”現象。只~氧化皮，不傷金屬基體。酸洗作業中，據有關統計分析，一般情況下，由“過蝕”產生的鋼材重量損失將達到2‰。而采用HG效率高 除銹劑只~氧化皮，不傷金屬基體，~了“過蝕”、“氫脆”的缺陷。試驗室試樣浸泡1400小時以上，檢驗結果不失重。生產實踐中，有的廠工件掉在酸池中，幾個月后換酸清理酸池撈上來工件完好無損，甚至連鉆孔都棱邊分明。
    由此我們推廣用鋼板制酸洗槽替代普通酸洗槽，如青島匯金通電力設備有限公司、江蘇揚州飛花燈飾制造有限公司，均采用鋼板槽酸洗生產。
青島匯金通公司應用鋼板槽采用HG效率高 除銹劑現場配制酸洗液和使用中的情況：(請參閱第九屆中國熱浸鍍技術交流會論文集）。         
該公司共有鋼板槽容量為150t×12個。
    六、綜合經濟效益*。使用HG效率高 除銹劑將收到環境、質量、成本三個方面的綜合經濟效益，這是通過全國幾百家企業多年使用后得出的結論。
    說明與建議：
鹽酸屬于高揮發性酸，在陰雨天氣及低氣壓天氣條件下，通過單純化學方法完全控制住酸霧并達標生產是有一定難度的，必須采用物理方法輔助控制。國外通常采用密閉式和側吸抽風來捕集酸洗工作區的酸霧，經管道送至酸霧吸收塔洗滌吸收后排放。全封閉密閉式抽風投資較大且生產操作不便。目前比較常用的是采用側吸抽風裝置來收集酸霧，但是側吸抽風裝置要想達到理想的控制效果，必須要有合理的設計，并配備足夠風量的風機，運行成本很高。根據我們國內的現狀和國情，要想在低氣壓氣候條件下全天候達標生產，我們推薦在酸洗工序采用HG效率高 除銹劑和側吸抽風相結合的工藝處理方式，側吸抽風和酸霧吸收塔則采取有選擇性間隙式的運行方法。
    即在正常氣候下，使用HG效率高 除銹劑其抑制酸霧效果可達90%，車間里很干凈。側吸抽風設備只在低氣壓天氣和陰雨天氣運行，這樣既保證了環境達標，又較 大限度地降低了運行費用和成本。