酸洗除銹是熱鍍鋅工藝中非常重要的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，能否獲得一個(gè)良好的待鍍工件表面質(zhì)量，以及在熱鍍鋅工藝中如何提高質(zhì)量、降低消耗，酸洗除銹這一工藝環(huán)節(jié)都起到一個(gè)不可忽視的重要作用！同時(shí)，這一工序所產(chǎn)生的環(huán)境污染和環(huán)境壓力，也是我們熱鍍鋅企業(yè)所頭疼和憂慮的！近幾年國(guó)內(nèi)鍍鋅企業(yè)發(fā)展速度很快，隨之帶來的環(huán)境污染、廢液處理、排放問題也越來越突出！
一般來說， 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(yīng)式如下：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O               反應(yīng)式 （1）
Fe(OH)2+2HCl→FeCl2+H2O           反應(yīng)式 （2）
2Fe(OH)3+6HCl→2FeCl3+6H2O        反應(yīng)式（3）
而氧化皮的酸洗反應(yīng)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(dāng)與鐵同時(shí)存在時(shí)組成腐蝕電池，鐵為陽(yáng)極。與氧化皮接觸處的鐵首先溶解，同時(shí)產(chǎn)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(chǎn)生氫氣時(shí)的機(jī)械剝離作用。其反應(yīng)式如下：
2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2↑            反應(yīng)式（4）
這時(shí)析出的氫把四氧化三鐵、三氧化二鐵還原為氧化亞鐵，反應(yīng)式如下：
Fe3O4+H2→3FeO +H2O                反應(yīng)式（5）
Fe2O3+H2→2FeO +H2O                反應(yīng)式（6）
然后重復(fù)反應(yīng)式（1）的反應(yīng)而溶解在酸液中。
      在以上反應(yīng)中，其中反應(yīng)式（4）的反應(yīng)在氧化皮脫落之后會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。反應(yīng)式（4）的過量反應(yīng)會(huì)使金屬基體過量腐蝕而造成“過蝕”，俗稱“過酸洗”。同時(shí)過量酸洗會(huì)造成大量鐵離子的累積，使酸洗液提前失效。其反應(yīng)過程還會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，氫原子易擴(kuò)散到金屬內(nèi)部引起氫脆，導(dǎo)致金屬的韌性、延展性和塑性降低，影響材料的機(jī)械性能。而氫分子攜帶酸滴從酸液中逸出時(shí)，造成大量酸霧，污染車間環(huán)境。
     對(duì)于控制反應(yīng)式（4）的過量反應(yīng)，過去傳統(tǒng)的做法是添加緩蝕劑，但單純添加緩蝕劑會(huì)影響酸洗速度。從酸洗質(zhì)量的角度出發(fā)，我們要求達(dá)到較高的緩蝕效率，即工件除去氧化皮之后，產(chǎn)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(chǎn)效率的降低，嚴(yán)重時(shí)甚至造成工件洗不動(dòng)，出現(xiàn)“欠酸洗”現(xiàn)象。
     酸洗除銹的目的在于除銹和清除氧化皮，而不能腐蝕金屬的基體。過量的酸洗會(huì)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(diǎn)、麻點(diǎn)，使表面積增大，熱鍍鋅時(shí)會(huì)增加更多的表面上鋅量，同時(shí)也影響鍍鋅表面質(zhì)量。
      針對(duì)以上這些問題，我們經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、篩選，并經(jīng)生產(chǎn)使用過程中的反復(fù)調(diào)整、改進(jìn)，開發(fā)出HG高效除銹劑，并在熱鍍鋅企業(yè)得到成功運(yùn)用。由于涉及到企業(yè)專有技術(shù)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(yīng)式中，其中反應(yīng)式（4）是一個(gè)重要的過程，我們的關(guān)鍵是要控制這個(gè)過程，為此我們采用了特殊的剝離劑、滲透劑，以加強(qiáng)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(shí)，我們可以適當(dāng)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(jìn)一步地與酸液反應(yīng)，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(shù)量大大減少，反應(yīng)少了酸的消耗也就少了。同時(shí)我們還采用了適量的絡(luò)合劑，可與鐵離子起絡(luò)合作用，最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(guān)鍵點(diǎn)的問題，所以我們研究、開發(fā)出的這種除銹劑添加到鹽酸中以后，使一噸鹽酸發(fā)揮二噸以上的功效。名副其實(shí)地體現(xiàn)了高效的性能，為此我們將其命名為高效除銹劑。
    下面談?wù)凥G高效除銹劑的特點(diǎn)：
    一、環(huán)保性能及抑霧效果好，可減少酸霧80%以上。傳統(tǒng)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(zhì)量而不被生產(chǎn)企業(yè)所歡迎。而我們首先從源頭減少反應(yīng)，減少氫分子的逸出，調(diào)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(qǐng)參閱第九屆中國(guó)熱浸鍍技術(shù)交流會(huì)論文集）      
    二、除銹徹底，干燥后的工件能保持2小時(shí)左右不生二次銹。工件除銹后表面質(zhì)量高，表面平滑、銀光閃閃、呈金屬本色。無過酸洗產(chǎn)生的麻點(diǎn)、過蝕、表面發(fā)黑、灰暗等缺陷。(請(qǐng)參閱第九屆中國(guó)熱浸鍍技術(shù)交流會(huì)論文集）  
    三、酸洗液使用壽命長(zhǎng)，處理量大、使用成本低。添加HG高效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(jīng)適當(dāng)補(bǔ)充、調(diào)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(shù)據(jù)和曲線：
南京大吉鐵塔制造有限公司
添加HG高效除銹劑后與普通鹽酸使用周期數(shù)據(jù)的對(duì)照表

說明：以上試用周期的比較是在生產(chǎn)量基本相同的情況下進(jìn)行的。
參考以上數(shù)據(jù)、曲線，添加HG高效除銹劑以后，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(duì)控制環(huán)境質(zhì)量也是有利的。普通鹽酸由于使用周期很短，當(dāng)鐵鹽濃度達(dá)到150—200g/L時(shí)，就將作為廢酸排掉，這樣頻繁地更換新酸，而酸霧揮發(fā)最嚴(yán)重的時(shí)間段往往是初配新酸時(shí)，這樣惡性循環(huán)，車間常常籠罩在酸霧滾滾的環(huán)境中。采用HG高效除銹劑后能在中、低濃度下穩(wěn)定工作很長(zhǎng)一段時(shí)間，有利于車間環(huán)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(chǎn)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(tài)下操作，對(duì)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(duì)于降低消耗、減少鋅耗無疑是有利的，也是有實(shí)質(zhì)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(chǎn)量在4萬噸左右，原來每年消耗鹽酸在1600噸左右，產(chǎn)生廢酸排放在2300噸。全面使用HG高效除銹劑以后，據(jù)2008年全年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該廠全年鍍鋅產(chǎn)量42000噸，全年消耗鹽酸僅697噸。廢酸排放量?jī)H為950噸左右。在我們?nèi)珖?guó)近500家用戶中，據(jù)保守的估計(jì)，全年減少?gòu)U酸排放約15萬噸，減少了這些企業(yè)的排放壓力和處理成本，保護(hù)了環(huán)境。
    五、無“過蝕”、“氫脆”現(xiàn)象。只清除氧化皮，不傷金屬基體。酸洗作業(yè)中，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，一般情況下，由“過蝕”產(chǎn)生的鋼材重量損失將達(dá)到2‰。而采用HG高效除銹劑只清除氧化皮，不傷金屬基體，消除了“過蝕”、“氫脆”的缺陷。試驗(yàn)室試樣浸泡1400小時(shí)以上，檢驗(yàn)結(jié)果不失重。生產(chǎn)實(shí)踐中，有的廠工件掉在酸池中，幾個(gè)月后換酸清理酸池?fù)粕蟻砉ぜ旰脽o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(shè)備有限公司、江蘇揚(yáng)州飛花燈飾制造有限公司，均采用鋼板槽酸洗生產(chǎn)。
青島匯金通公司應(yīng)用鋼板槽采用HG高效除銹劑現(xiàn)場(chǎng)配制酸洗液和使用中的情況：(請(qǐng)參閱第九屆中國(guó)熱浸鍍技術(shù)交流會(huì)論文集）。         
該公司共有鋼板槽容量為150t×12個(gè)。
    六、綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯。使用HG高效除銹劑將收到環(huán)境、質(zhì)量、成本三個(gè)方面的綜合經(jīng)濟(jì)效益，這是通過全國(guó)幾百家企業(yè)多年使用后得出的結(jié)論。
    說明與建議：
鹽酸屬于高揮發(fā)性酸，在陰雨天氣及低氣壓天氣條件下，通過單純化學(xué)方法完全控制住酸霧并達(dá)標(biāo)生產(chǎn)是有一定難度的，必須采用物理方法輔助控制。國(guó)外通常采用密閉式和側(cè)吸抽風(fēng)來捕集酸洗工作區(qū)的酸霧，經(jīng)管道送至酸霧吸收塔洗滌吸收后排放。全封閉密閉式抽風(fēng)投資較大且生產(chǎn)操作不便。目前比較常用的是采用側(cè)吸抽風(fēng)裝置來收集酸霧，但是側(cè)吸抽風(fēng)裝置要想達(dá)到理想的控制效果，必須要有合理的設(shè)計(jì)，并配備足夠風(fēng)量的風(fēng)機(jī)，運(yùn)行成 微商貨源本很高。根據(jù)我們國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀和國(guó)情，要想在低氣壓氣候條件下全天候達(dá)標(biāo)生產(chǎn)，我們推薦在酸洗工序采用HG高效除銹劑和側(cè)吸抽風(fēng)相結(jié)合的工藝處理方式，側(cè)吸抽風(fēng)和酸霧吸收塔則采取有選擇性間隙式的運(yùn)行方法。
    即在正常氣候下，使用HG高效除銹劑其抑制酸霧效果可達(dá)90%，車間里很干凈。側(cè)吸抽風(fēng)設(shè)備只在低氣壓天氣和陰雨天氣運(yùn)行，這樣既保證了環(huán)境達(dá)標(biāo)，又最大限度地降低了運(yùn)行費(fèi)用和成本。（自動(dòng)熱鍍鋅生產(chǎn)線）