Mở đầu
Hiện nay, Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa
nền kinh tế. Dự kiến đến năm 2020, Việt Nam cơ bản trở thành một nước công
nghiệp. Theo đó, nhu cầu sử dụng kim loại và các sản phẩm từ kim loại sẽ ngày
một tăng theo nhằm đáp ứng cho công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa.
Tuy nhiên, lĩnh vực sản xuất các sản phẩm từ kim loại, trong đó có lĩnh
vực xi mạ, ẩn chứa những rủi ro nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất lớn. Do đó,
việc phát triển các ngành sản xuất kim loại đòi hỏi phải đáp ứng được nhu cầu,
mặt khác cần phải có các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường phát sinh.
Mặc dù ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất là rất lớn, ngành công nghiệp xi
mạ được xếp vào các ngành gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Do đó,
nhiệm vụ sản xuất sạch hơn đối với ngành xi mạ là rất quan trọng, nhằm đáp ứng
nhu cầu cho sự phát triển, đồng thời đảm bảo sự an toàn đối với môi trường
trong suốt quá trình hoạt động.
Mục tiêu của tiểu luận
(1) Mục tiêu chung
Đưa ra những biện pháp sản xuất sạch hơn hiện nay đối với ngành mạ
kẽm nhúng nóng.
(2) Mục tiêu cụ thể
- Lập cơ sở lý thuyết về công nghệ, ứng dụng của ngành mạ kẽm nhúng
nóng;
- Xác định những vấn đề gây ô nhiễm, phát sinh chất thải của ngành mạ
kẽm nhúng nóng;
- Đưa ra công nghệ tốt nhất sẵn có của ngành mạ kẽm nhúng nóng;
- Lập quy trình, các bước sản xuất sạch hơn cho ngành mạ kẽm nhúng
nóng qua điển hình Công ty Cổ phần Việt Vương;
I. Lý thuyết về mạ kẽm nhúng nóng
1.1. Nguyên lý của mạ kẽm nhúng nóng
Dùng lớp phủ bảo vệ (hay gọi là bảo vệ rào chắn) để cách ly bề mặt kim
loại tiếp xúc với chất điện dung trong môi trường ngoài là phương pháp cổ xưa
nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Hai thuộc

Cathode trên bề mặt thép.
Do sự chênh lệch về điện thế bên
trong tế bào, các hạt electron mang
điện tích âm (-) sẽ dịch chuyển từ
kẽm (Anode) sang thép (Cathode), và
nguyên tử kẽm ở Anode sẽ chuyển
thành các ion kẽm mang điện tích
dương (Zn++)
Tại bề mặt Cathode (-), các electron
mang điện tích âm sẽ thu hút và tác
dụng với các ion H+ của môi trường
điện phân, giải phóng khí H2. Không
có phản ứng hóa học giữa thép
(Cathode) và chất điện phân. Hiện
tượng này ngăn cản sự ăn mòn ở
Cathode, do đó sẽ được gọi là bảo vệ
Cathode. Những ion kẽm Z++ tại
Anode sẽ tác dụng với các ion OH-
của chất điện phân và kẽm sẽ từ từ bị
tiêu thụ, tạo thành 1 lớp bảo vệ hi sinh
cho thép.
Khi có sự ngắt quãng hoặc hư hại ở
lớp kẽm bảo vệ, bảo vệ Cahode sẽ
hoạt động và đảm bảo rằng thép
không bị ăn mòn.
Phần lớn các lớp phủ hữu cơ hoặc
lớp sơn phụ thuộc vào khả năng
chống thấm của nó, và trong vài
trường hợp, là các sắc tố chống ăn
mòn để bảo vệ thép khỏi sự gỉ sét.

Nhúng trợ dung: dùng dung dịch trợ dung ZnCl
2
(8 – 10%) và NH
4
Cl (18
– 20%). Dung dịch chuyển động loại bỏ lớp màng ô-xít hình thành trên bề mặt
thép hoạt động mạnh sau quá trình làm sạch bằng a-xít, và ngăn chặn sự ô-xi hóa
thêm 2 giờ trước khi mạ kẽm.
(2) Mạ kẽm
Các chi tiết sau khi đã được chuẩn bị sẵn sàng sẽ được nhúng vào dung
dịch kẽm nóng chảy, duy trì ở nhiệt độ khoảng 450
0
C, tạo ra những lớp mạ hợp
kim kẽm-sắt đồng nhất.
Hình 1.2. Mặt cắt lớp mạ kẽm [1]
Sau khi nhúng vào bể kẽm, các chi tiết được lấy ra thật chậm để tạo sự
đồng nhất bề mặt và tránh kẽm văng. Phần kẽm thừa dính trên bề mặt chi tiết
được loại bỏ bằng các biện pháp hút, run hoặc/và ly tâm, tùy theo đặc điểm hình
học của chi tiết.
Sau khi đi khỏi bể kẽm, quá trình đồng hóa hợp kim kẽm-sắt tiếp tục diễn
ra cho đến khi nhiệt độ của chi tiết trở về nhiệt độ phòng. Tạo thành một lớp mạ
rất đồng nhất về mặt cảm quan.
(3) Kiểm tra
Quy trình kiểm tra bao gồm 2 nội dung chính, kiểm tra độ dày và kiểm tra
điều kiện bề mặt của lớp mạ.
Hình 1.3. Kiểm tra độ dày của lớp mạ kẽm [1]
1.3. Tuổi thọ của lớp mạ
Lớp mạ kẽm có tuổi thọ 20 năm trở lên tùy theo độ dày lớp mạ và điều
kiện môi trường của vật liệu được mạ.
Hình 1.4. Tuổi thọ của lớp kẽm mạ [1]

Hệ thống tẩy dầu mỡ bằng biện pháp sinh học
Dùng vi sinh vật được nuôi cấy trong điều kiện thích hợp để tẩy dầu mỡ
và chuyển hóa dầu mỡ thành sinh khối.
Hình . Hệ thống tẩy dầu mỡ bằng biện pháp sinh học [3]
(2) Tẩy rỉ
Tẩy rỉ bằng dung dịch HCl thay thế cho H
2
SO
4
nhằm tránh làm hỏng
dung dịch trợ dung (ZnCl
2
, NH
4
Cl) do có sự hiện diện của ion SO
4
2-
[4].
Tuy nhiên, việc sử dụng cần có thiết bị thu gom và trung hòa hơi axit HCl
phát sinh để tránh ảnh hưởng đến môi trường và người lao động. Ngoài ra, việc
tái sử dụng axit cũng nên được thực hiện để tránh lãng phí cũng như tốn kém
hóa chất dùng để trung hòa.
Công nghệ tái sử dụng axit HCl thải được đề xuất như sau:
Hình . Công nghệ tái sử dụng axit HCl [5]
(3) Mạ kẽm
Dùng hợp kim kẽm với niken, sắt, coban để tăng tuổi thọ của lớp mạ từ
2–3 lần [3].
Dùng khí nóng khoảng 500
0
C – 600