江西红海新型脚手架有限公司配套脚手架扣件表面处理生产线项目项目环境影响报告书简本.doc
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1、1 建设项目概况1.1 建设项目的地点及相关背景江西红海集团成立于上世纪九十年代,总部座落于上饶市,经过二十多年的发展,集团产业已成为房地产开发、金融贷款、投资担保、工程建设、物业服务、矿产资源等多元化发展的集团公司,产业遍及赣、湘、鲁、皖、闽、琼等省。 集团以科学的管理模式、雄厚的技术力量和先进的工程设备,在房地产开发路桥建设和土石方工程等领域取得卓越成就,近年建设的大广高速公路、德昌高速公路余干连接线、湖南省大瑶镇至文家市镇的二级特级公路、上饶中心城区朝阳大道、云碧峰森林公园游步道二期工程、无水港土石方工程、朝阳产业园部分三通一平基础工程等均获优质工程称号。目前正在建设的房地产项目总面积达
2、到100多万平方米。由于红海集团建筑业务较大,每年都花大量费用租用脚手架,且基本上为老式结构,扣件腐蚀严重,存在安全隐患,为了完善集团公司产业配套、将企业做得更大更强,拓宽市场平台,红海集团经多年研究,开发出多种新型脚手架扣件,已经申请9项国家专利,并于2012年在广丰县成立江西红海新型脚手架有限公司,建设年产7200万只新型脚手架扣件,该项目的环境影响评价工作由上饶市环境科学研究所承担,上饶市环境保护局以关于对江西红海新型脚手架有限公司年产7200万只新型脚手架扣件生产项目环境影响报告表的批复(饶环督字2012307号)对项目进行了批复,目前脚手架项目正在试生产中。为了解决脚手架扣件易于腐蚀
3、的问题,同时减少安全隐患,延长使用寿命,红海集团拟在现有扣件生产区配套建设脚手架扣件表面处理生产线。广丰县工信委以广工信20131号文件对项目进行了备案。江西红海新型脚手架有限公司位于广丰县洋口镇和尚渡村(又叫湖上渡),地理位置:东经1180327.6,北纬282403.2。1.2 项目建设内容及生产工艺1.2.1 建设内容本项目建设内容见表1.2-1。表1.2-1 项目建设内容工程组成建设内容与在建工程依托关系主体工程前处理生产线设置前处理生产线一条,负责全厂镀件的处理,配套2000mm800mm1200mm电解除油、超声除油、酸洗及热水槽各2个,1000mm800mm1200mm冷水槽2个
4、,3000mm800mm1200mm防锈槽1个。 全部新建,其中前处理生产线负责全厂电镀和热镀工件的预处理。滚镀锌生产线全自动滚镀生产线二条,各配套21个工艺槽,8个滚筒。单班日产量14.4t-18.0t,单班年产量4752t-5940t。单班年生产330天。挂镀锌生产线全自动挂镀生产线二条,各配套17个工艺槽。单线产出周期3min,单次产出镀件1500个,单班日产量为21.0万件(指零部件数量),单班年产量达6930万件。单班年生产330天。热镀锌生产线设置一条热镀锌生产线,配置熔锌锅、干燥炉(以天然气燃烧烟气为热源)各1个,工艺槽5个,产出周期5-6min,单次产出250kg镀件、日产量5
5、0t60t、年产量达1000012000t,年生产220天,三班制。公用辅助工程供水由市政供水管网提供依托在建工程接入供电工业园电网依托在建工程接入供热1台6t/h燃气锅炉新建办公生活办公楼、宿舍楼等依托在建工程其它化验室、配电室、综合维修车间新建贮运工程原辅料库房依托在建工程危险化学品库厂区南面,占地面积120m2新建成品仓库1900m2的成品库房依托现有厂区道路714m已经建成环保工程废气治理燃天然气烟气经两根15m高排气筒达标排放;生产工艺废气经三根15米高排气筒达标排放;车间内采用送、排通风降低无组织排放新建废水治理生活污水和生产废水处理固废库房建规范的危废库房1.2.2 生产工艺本项
6、目分电镀锌和热浸镀锌两种产品,其中电镀锌又根据构件大小不同,采用滚镀和挂镀两种生产工艺,设置1条全自动滚镀生产线(含前处理工艺)和3条全自动挂镀生产线(含前处理工艺),热镀锌设置一条生产线(含前处理工艺)。由于电镀锌与热镀锌前均须进行镀前处理以去除零件表面的油污与锈蚀,且待镀件前处理(除油和除锈)要求一致,故本次评价分镀前处理、电镀锌与热镀锌生产进行分析论述。1.2.2.1镀前处理工艺钢铁材料及其制件的表面,由于加工、贮运过程中容易生成或附着异物,如氧化皮、油污、加工碎屑及尘土等,因而不能直接进行热(电)镀锌进,需要作适当的表面处理。钢铁制件的镀前处理质量的好坏,对镀层质量有极大的影响,故应特
7、别重视。镀前处理工序是保证镀层结合力的重要工序,因现有工程已设置喷丸工序,已将欲镀件工件表面的铁锈与油污进行了初步处理,故本项目前处理工序主要设置化学除油、盐酸除锈、电解除油及水洗工序。化学除油化学除油是将粘附油污的制品放在碱性除油液中进行加热除油,通过热碱的皂化与表面活性剂的乳化作用,进行预除油,然后进行电解除油将油脂除尽。金属清洗剂: 15%表面活性剂 35mg/LT 5060t 35min酸洗除锈钢铁表面铁锈即是铁表面氧化膜,其主要由氧化亚铁、三氧化二铁与四氧化三铁组成,其组成结构如下图所示:钢铁表面氧化膜结构当用盐酸进行除锈时,其与铁氧化物发生如下反应:FeO2HCl=FeCl2H2O
8、Fe2O36HCl=2FeCl33H2OFe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O上述反应式显示:铁氧化物溶解于盐酸溶液中,因铁氧化层孔隙中夹杂大量的铁屑,其与盐酸反应产生高强压力的氢气,把疏松的氧化皮层从钢铁表面上撕剥下来。Fe2HCl=FeCl2H2当用硫酸进行除锈时,其可能发生的反应有:FeOH2SO4=FeSO4H2OFe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2OFe3O44H2SO4=FeSO4Fe2(SO4)34H2OFeH2SO4=FeSO4H2因Fe2(SO4)3在硫酸中的溶解度小,故而氧化三铁与四氧化三铁与硫酸的反应进行的较慢,但硫酸与铁的反应较剧烈,一方面在氧化
9、皮内部生成的高强压力氢气,可铁氧化皮顶裂和剥离,另一方面生成的氢能将铁的高价氧化物(Fe2O3和Fe3O4)还原成低价氧化物(FeO),因此,硫酸除锈时,氧化层的清除主要靠铁件本身及夹杂在氧化皮内的铁的化学溶解和氢气泡的撕剥作用。据有关资料记载:盐酸酸洗时,机械剥落的氧化层总量与化学溶解掉的氧化层总量之比为1.5,而硫酸酸洗时,这一比值要高达4.5,故硫酸酸洗时,易渗氢产生氢脆,且会发生局部腐蚀或改变零件尺寸。因此,本项目采用盐酸酸洗,其生产工艺如下:盐酸 20%T 室温t 510min从反应原理可知,除锈时会产生氢气,在逸出过程中会带出HCl,同时盐酸本身也会挥发,因此,该工序会有HCl气体
10、产生。钢材原料中含有锰,酸洗时也会有少量的锰与盐酸反应,因此废水中有锰离子。电化学除油(阴极和阳极电解除油)将扣件置于除油液中作电极,通以直流电进行除油的方法,即为电化学除油,电化学除油液组成与碱性化学除油液大致相同,只是碱度与乳化剂含量低些。电化学除油过程是电极极化和气泡对油膜机械撕裂作用的综合,故其除油效率高。钢铁零件电化学除油一般采用先阴极后阳极联合除油,阴极除油时零件作为阴极,阴极极化增强了除油液对金属表面的润湿性,使溶液从油膜不连续处和裂纹处向油膜底部渗入,从而减小油膜与电极表面的接触角,降低油对金属表面的附着力。溶液中H+在零件表面还原成大量细小氢气泡从电极表面析出,将油膜从金属表
11、面剥离下来,少量氢气渗入零件表面晶格中,H+析出还使电极附近溶液碱度增高,加大除油液的皂化作用;溶液中其他金属离子(Men+)则在零件表面还原成Me,变成零件表面浮灰,因此,阴极除油后需立即变换成阳极除油0.5-1min,电极表面析出的氧气可增强除油剂的乳化能力,电极表面的浮灰Me则失掉电子变成Men+进入除油液,同时排出渗入零件表面的氢气。本项目先采用阴极电解除油,后采用阳极电解进一步除油。工艺规范和参数见表3.3-2。零件作阴极时析出氢气:4H2O4e=2H24OH-电极作阳极时析出氧气:4OH-4e=O2+2H2O零件作阴极时,析出的氢气会带出碱雾,因此有碱性废气产生,同时有除油废液产生
12、,这部分废属于高浓度有机废水,含石油类以及除油剂(磷酸盐),拟经预处理后与前处理废水一并处理。表3.3-2 电化学除油的工艺规范和参数表成分含量Na3PO43040g/LNaOH1020g/LNa2CO32030g/L电流密度(A/dm2)510T7080t阴极:1-2min;阳极:0.5min水洗水洗是左右电镀质量的重要工艺,其目的是清除镀件(包括后续电镀挂具或滚筒)表面夹带的液膜,防止工艺槽槽液相互污染,保证镀液稳定性、提高镀液使用寿命、保证镀件质量。水洗水是电镀废水的主要来源。根据水洗用水温度,水洗可分为热水洗和冷水洗,热水洗一般用在最终工序及特殊工序后(本项目用于阳极电解后水洗和超声波
13、洗,以更好洗掉除下的油)。根据清洗槽形式,水洗可分为静止水洗、流动水洗与喷淋水洗,静止水洗常用于回收槽,倒槽后的水由相邻的清洗槽供给,流动水洗常采用逆流清洗,逆流清洗槽清洗水由末槽逐级流入起始槽后流出,水流方向与镀件运行方向相反。1.2.2.2电镀生产工艺电镀生产线工艺流程为:上挂化学除油2热水洗水洗喷淋水洗酸洗2回收槽水洗喷淋水洗电解除油热水洗水洗活化水洗喷淋水洗电镀锌回收槽喷淋水洗出光水洗喷淋水洗无铬钝化水洗喷淋水洗封闭烘干3下挂电解除油与电镀锌槽均采用单极杆镀槽,每根极杆可放置4个挂具,逆流喷淋槽水由喷淋水洗槽逐级进入起始槽,并由起始槽流出,所有工艺槽均采用15的国产PP板制作,槽体采用
14、4080mm的A3钢方管加强,4mm的PP包边,热水槽采用岩棉保温,双联与三联水洗槽槽沿采用15mmPP加强。烘干槽采用2厚的304不锈钢板制作,槽体采用4080mm的A3钢方管加强,槽盖采用气动传动方式自动开关,槽内采用蒸汽排管方式供热及热风循环鼓风机。电解除油及洗涤:除油方式与前处理一样,除油后采用一次热水洗涤,二次冷水洗涤采用逆流喷淋方式。活化:活化又称弱腐蚀,主要目的是除去金属表面浮锈(极薄的铁氧化膜),是电镀前极为重要的工序,活化不良,将会引起镀层结合力不良,镀层脱落、鼓泡、脆性等疵病。活化总是在除油、酸洗之后进行。本项目挂镀、滚镀均采用3-5%的盐酸且在室温下进行,镀件在活化槽浸泡
15、30s,经二级冷水逆流洗涤后迅速进入挂镀槽或者滚镀槽。电镀:采用氯化钾电镀工艺,以氯化锌为电镀主盐;挂镀氯化锌浓度55-70g/L,氯化钾浓度180-220g/L,温度10-60,工件在镀槽中停留时间12-15mim;滚镀氯化锌浓度80-90g/L,氯化钾浓度190-220g/L,温度25-27,扣件在镀槽中停留时间30mim。电镀后,工件放入与镀槽相邻的回收槽,以回收随工件带出的电镀液,之后送二级纯水逆流洗涤,该过程有含锌废水产生。出光:在钝化前,把镀锌件浸在稀硝酸(30-50ml/L)溶液3-5s,去除锌层表面残留有机添加剂薄膜,提高锌镀层光洁度。出光用酸定期补充,损失主要是随镀件带出,少
16、量废酸与废水一并处理后排放。无铬钝化:无铬钝化剂的耐腐蚀性低于铬钝化膜,且无自修复作用,故需用有机物封闭,以提高钝化膜的耐腐蚀性。目前无铬钝化剂分有机钝化剂和无机钝化剂两种,有机钝化剂一般采用单宁酸钝化剂、丙烯酸树脂钝化剂等;无机钝化剂有磷酸盐钝化剂、稀土钝化剂、硅酸盐含锆钝化剂(溶液)、含钴钝化剂以及钼酸盐钝化剂等。为了保证钝化质量、缩短操作时间,要在钝化剂溶液中引入强氧化剂和成膜促进剂等物质,可缩短稀土钝化的浸泡处理时间,改善成膜质量。氧化剂通常采用H2O2,KMnO4等,成膜促进剂和辅助成膜剂种类很多,如硼酸、HF、Sr-Cl2、NH4VO3、(NH4)2ZrF6等,有些配方中还含有金属
17、的有机螯合物。钝化溶液大体上分为二类,一类为单一的稀土盐溶液(溶液中有时也含NaCl),另一类溶液中除稀土盐外,还含有强氧化剂和成膜促进剂或辅助成膜剂等添加物。单一稀土盐溶液浸泡处理一般在室温下进行,操作简便,但钝化成膜所需时间往往较长,一般不采用。本项目采用稀土钝化剂,主要成分为三氯化铈,氧化剂为双氧水,成膜促进剂采用硼酸。目前,稀土金属盐一般采用浸渍法成膜,该方法工艺简单,能明显提高锌层耐腐蚀性能。稀土钝化的机理在于生成稀土氯化物、氢氧化物沉淀,覆盖在镀层表面,一方面形成物理屏障,隔离镀锌层和腐蚀介质的接触,由此降低镀层中锌的溶解速率,提高镀层耐蚀性能;另一方面稀土元素抑制微电池阴极反应,
18、从而提高阴极保护时间,降低腐蚀速率,提高耐蚀能力。钝化膜的形成一般包括金属的溶解和钝化膜的形成两个阶段。当把镀锌试样浸入稀土钝化液中,在镀锌试样表面将发生微电池反应,Zn作为微电池的阳极,在微阳极区发生溶解反应:ZnZn2+2e在微阴极区则发生O2还原反应:O2H2O2HO22OH-H2O2+2e2OH-微阴极区还原反应导致阴极区OH-浓度增加,pH值升高,当OH达到一浓度时,稀土元素发生水解,在镀层的表面生产氢氧化物沉淀:Re3+3OH-Re(OH)3稀土钝化膜在干燥后生成氧化物,其中铈盐钝化膜干燥时生成Ce2O3,和CeO2,形成物理屏障,阻碍氧气和电子在金属表面和溶液之间的转移和传递,使
19、锌腐蚀受到抑制,从而达到保护镀层的目的。钝化温度为室温,浸渍时间:10-15s。钝化膜厚度0.1-0.5m。封闭:为提高钝化膜的耐蚀性,在钝化膜表面浸一层保护剂,即为封闭处理。保护剂以水溶性丙烯酸树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂为成膜物质。封闭操作温度为室温,浸渍时间:20-40s,封闭完成后,离心脱水,干燥后钝化膜上覆盖了一层玻璃化的透明膜,对钝化膜起到很好的保护作用,经检验合格后得到产品。封闭实际是一个物理过程,不发生化学反应,只是在工件表面附着一层膜而已,操作结束离心后的滤液返回工艺,不排放。本项目不配套退镀工序,少量不合格产品由红海集团公司下属房地产分公司自用。1.2.2.3热镀锌生产工艺热
20、镀锌工艺设备主要包括镀前处理机械设备(如有的企业采用喷丸机进行除油除锈)、溶液槽(如酸洗槽、助镀剂槽、钝化槽、清洗槽等,这些在前处理工序已经说明)、热镀锌锅、除锌设备(离心机)及热能设备(下称加热炉),其关键设备是热镀锌锅与加热炉。鉴于本企业产品均为小件,故需采用机吊筐篮进行热镀锌操作,即将除油、除锈后的零件松散地装载在带有活动吊耳的网眼机吊筐篮,进行浸助镀溶剂、烘干后,送入镀锌锅。镀锌锅出来后,在锌还未来得及凝固时,立刻装入离心式甩锌机中,控制转速在500-900r/min,除去多余锌,镀件在甩锌机中停留2秒后,立即用温水冷却,以保持锌层光泽。锌层的厚度由甩锌机的转速控制。小件产品热镀锌全自
21、动生产线,生产线工艺流程为:前处理(如3.3.1节所述)浸助镀溶剂烘干热镀锌离心甩干水冷钝化曝光水洗烘干下线检验。浸助镀剂将前处理后的扣件通过行车,用吊篮送入助镀槽用助镀液浸取,保持12min,使扣件在溶液中充分浸润,并粘上一层助镀液,助镀液为氯化铵、氯化锌和水按比例配制的溶液,含氯化锌150-180g/L,含氯化铵100-150g/L,并加少许甘油,溶液pH在4.5-5之间。浸助镀剂后的扣件再经干燥后助镀剂附着在表面,从而可使冷的扣件进入镀锌锅时不会发生暴溅。使用后的废助镀液进行净化处理,去除其中含有的铁离子后补充适量助剂,达到使用要求(一般要求含铁小于10g/L)后回用于助镀工段,污泥委托
22、有资质单位处理。助镀可对扣件表面起到清洁的作用,去除酸洗清洗后残留在扣件表面的铁盐或氧化物,使扣件在进入锌浴时具有最大的表面活性。同时使扣件表面沉积上一层盐膜,防止其从助镀池到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀,并可使扣件与液相锌快速浸润并反应。烘干凡经过浸助镀剂的扣件,一方面为了防止工件在浸锌时由于温度急剧升高而变形,另一方面为避免浸锌时因残余水分产生爆锌,造成锌液爆溅,需进行预热烘干。烘干的程度,以不留水分并在表面附着一层白色霜雾状结晶物为佳,不可过火。干燥用热源来源于镀锌锅天然气燃烧加热后的烟气,采用间接加热,烘干温度200左右,不需要其它热源。热镀锌锌料:牌号Zn-2(GB470-64标
23、准),化学成分要求:Zn:99.96%;Pb:0.015%;Fe:0.01%;Cd:0.01%;Cu:0.001%;Sn:0.001%;锌液中不纯物要求:Pb1;Fe0.06;Cd、Cu及Sn0.01锌液中添加剂含量:Si:0.005-0.1;Ni:0.03-0.2;A1:0.02-0.1 添加硅可提高锌的机械性能,使其具有良好的抗蚀性和优良的流动性,同时还能获得表面光洁的致密镀层。 添加镍可提高镀层的耐腐蚀性,保持锌层长时间光亮,减缓锌铁相沉渣的形成,抑制锌液对铁的溶解能力。 添加铝可增强锌液流动性,提高镀锌层反射率,使锌层洁白光亮。飘浮在熔融锌液表面的铝,还可抑制锌液液面的氧化。只要锌液表
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