水性防腐漆工业涂装废水的处理及锌粉回收

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防腐漆是指涂布于钢铁表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(防锈)的一类液体或固体材料。近年来国家对环境保护日趋重视,系列环保法规陆续出台,促进了整个防腐涂料行业向绿色水性化发展。水性环氧富锌涂料作为最具代表性的、用量最大的高性能防腐涂料,所占市场份额也最大,每年喷涂过程中都会带来大量的废水。这些废水中一般都含有金属锌粉、树脂、固化剂等的有毒物质,如果被随意排放到自然环境中,不仅浪费锌粉资源,而且对环境也会造成污染。本文针对水性环氧富锌涂料在工业喷涂过程中会带来大量的含锌废水,通过废水循环工艺收集废锌粉,利用一种有机溶剂来溶解包覆在废锌粉颗粒表面上的漆膜树脂,直接以金属锌粉的形态加以回收,并将回收后的金属锌粉再次应用于水性环氧富锌涂料。主要工作总结如下:  1.通过对废水进行一级处理--自然沉降和二级处理--化学絮凝,使水质能够输送回涂装生产继续使用,对自然沉降时间、絮凝剂用量、pH值进行了探讨,并用紫外可见光谱仪、溶解氧测定仪等分析手段对废水指标进行表征。结果表明,自然沉降24h后,废锌粉的回收率达到80.1%,废水浊度为1547,可生化性(BOD5/COD)值0.15,不能直接输送回涂装生产线继续使用,需要进行二级处理。当絮凝剂聚合氯化铝用量为5%,pH=7时,废水处理效果达到最佳,外观接近于澄清透明,此时废水浊度为367,化学需氧量为1844mg/L,五日生化需氧量1581mg/L,可生化性0.86,生化效果理想。  2.利用一种溶剂处理液来溶解包覆在锌粉颗粒表面上的漆膜树脂,从而直接回收金属锌粉。研究了不同溶剂和工艺参数对锌粉回收效果的影响,并探讨了树脂溶解机理,采用FTIR、TG、DSC、XRF和扫描电子显微镜等分析手段对锌粉结构表征和性能测试。研究结果表明:当溶剂与废锌粉之间的液固质量比控制在4:1,温度在110℃、1h条件下,废锌粉金属锌含量由原来的87.44%提高到94.40%,同时锌粉微观形貌不发生改变,可以达到锌粉(GB/T6890-2012)国家二级的标准。溶剂的选择和温度是溶解漆膜树脂关键的两个因素。只有溶剂的溶度参数和氢键力都接近环氧树脂的溶度参数和氢键力,处理温度达到Tg=113.07℃附近,漆膜树脂才能够完全溶解。  3.将回收后的金属锌粉与水性环氧树脂的乳液、固化剂一起,制备出水性环氧富锌涂料,讨论了不同锌粉对水性环氧富锌涂料防腐蚀性能的影响。结果表明未处理的锌粉颗粒团聚严重,表面包覆着漆膜树脂,导电性差,盐雾168h内就会大量起泡。处理后的锌粉防腐性能良好,与市售锌粉相比,防腐性能一致,涂层耐盐水30天完好,耐盐雾(5%NaCl)360小时内完好。
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