專利名稱：一種酸洗液添加劑及鋼鐵酸洗液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的鋼鐵表面酸洗用添加劑及無排放鋼鐵酸洗液。
背景技術(shù)：
鋼鐵表面除銹常用的一種方法為化學(xué)方法，即酸洗除銹，用硫酸或鹽酸的稀溶液來進行除銹，如通常用5-30％(重量)硫酸液，在30-60℃下進行酸洗。在酸洗過程中，隨著硫酸或鹽酸與鐵銹及鐵的反應(yīng)，溶液中亞鐵鹽含量逐漸升高，一般連續(xù)使用一段時間后，亞鐵鹽含量超過一定量時，如硫酸酸洗液中硫酸亞鐵含量在200-250g/l或達120-30％以上時，酸溶液的除銹效率變得極其低下，影響正常酸洗而成為酸洗廢液，即使再往其中加酸亦不能改變其低下效率，通常只能將其作為廢酸液排出。然而廢酸液不經(jīng)處理任意排放，會造成對環(huán)境污染；而中和處理再排放，不僅需耗用大量堿，處理費用相當(dāng)高；而且中和產(chǎn)生大量鹽仍然會造成對環(huán)境污染，脫水后的廢渣，又需適當(dāng)堆放場地。
人們?yōu)檠娱L酸洗液使用壽命，及再循環(huán)使用，減少廢酸排放，通常采用添加外加劑或?qū)λ嵋哼M行分離亞鐵鹽回用處理方法。如中專利93103919.3公開的一種用于鋼鐵緩蝕抑霧劑，其組成是在100份重量中含有0.1至5份硝酸鑭、0.1至10份硝酸鈰、0.1至5份氯化鉑、0.1到3份硝酸鈀、0.3至5份硝酸、2至20份硫脲、10至20份聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、5至10份烷基酚聚氧乙烯醚，其余為水。這種外加劑，由于組成成份多，且采用稀有金屬鹽，使得價格較高，而無實際應(yīng)用價值；另外為充分發(fā)揮添加劑的作用，需采用蒸餾水或去離子水，也使得成本增加；再就是，由于加入一定量的硝酸，容易產(chǎn)生二氧化氮有毒氣體，造成對操作人員的傷害。
中國專利88108685公開的硫酸酸洗廢液再生方法，在高于室溫下加入濃硫酸，使廢液中硫酸濃度達20-30％，再自然冷卻至室溫，分離出硫酸亞鐵結(jié)晶；中國專利96115279公開的硫酸酸洗廢液治理方法，先在廢酸液中加入濃硫酸，增大酸度，然后通過冷凍結(jié)晶分離硫酸亞鐵。中國專利92106776公開的硫酸廢液循環(huán)處理方法，通過加入鐵，使亞鐵鹽濃度增至200-250g/l，降低硫酸濃度，再通過降溫至3-7℃結(jié)晶分出亞鐵鹽。上述方法均是采用添加酸或鐵，使其增濃，而后冷卻結(jié)晶分離，其不足是，回用母液仍是分離溫度下亞鐵鹽的飽和溶液，返回酸洗工序后，很快又成為酸洗廢液，有效酸洗時間短，實用價值不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種不僅能有效抑制酸霧產(chǎn)生、減少對鋼鐵的腐蝕，能有效延長酸洗液使用壽命，且成本低的酸洗液添加劑。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種可反復(fù)回用，酸洗使用壽命長，不僅可達到無排放，而且可回收亞鐵鹽的鋼鐵酸洗液。
本發(fā)明酸洗液添加劑，其特征在于有1-20％(重量，下同)硫脲和/或其衍生物，5-20％的聚氧乙稀壬基酚醚和/或1-10％聚醚、1-10％的氯鹽，余量為水。該添加劑加入酸液中，可以使鋼鐵工件酸洗時，減緩鋼鐵與酸洗液的反應(yīng)，達到減少鋼鐵基體的腐蝕，減緩亞鐵鹽的生成，同時還具有加快酸洗的速度，抑制酸霧產(chǎn)生，延長酸洗液使用壽命作用，如當(dāng)硫酸液中硫酸亞鐵含量高達300-500g/L時，仍能有效進行正常酸洗除銹和除氧化皮。
本發(fā)明中硫脲及其衍生物，主要起到緩蝕作用，減少酸洗液對鋼鐵的腐蝕，它可以是二乙(丁)基硫脲和/或二鄰甲苯硫脲和/或硫脲。其加入可以是前述一種，也可以是二種或以上混合，本發(fā)明尤以混合使用效果為優(yōu)。其加入量以1-20％較為適宜，加量低于1％緩蝕作用不明顯，過量超過20％，不僅緩蝕效果增加不明顯，而且會造成結(jié)晶析出，增加成本，因此本發(fā)明加入量上限以20％較為合適。
本發(fā)明聚氧乙稀壬基酚醚和/或聚醚，主要作用是抑制酸洗液酸霧產(chǎn)生，因而可以提高酸洗溫度，加快酸洗速度?？梢约尤胍环N，也可以加入兩種，本發(fā)明尤以二種同時加入為優(yōu)。
本發(fā)明氯鹽，主要作用是通過氯鹽加入，引入氯離子，從而加快酸洗速度。本發(fā)明所述氯鹽可以是各種在水中能離解出氯離子的無機鹽，如氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋅等，考慮到成本及操作環(huán)境，本發(fā)明優(yōu)選采用氯化鈉。
本發(fā)明酸洗液添加劑，由于采用緩蝕及表面活性劑覆蓋雙重作用，因而抑霧效果優(yōu)良，不僅大大改善酸洗操作環(huán)境，而且可提高酸洗溫度，加快酸洗速度。
本發(fā)明添加劑，既可以用于硫酸酸洗液，也可以用于鹽酸酸洗液。在與鹽酸酸洗液復(fù)配時，較好以部分烏洛托品替代其中部分硫脲及其衍生物，可以提高緩蝕效果，延長酸洗液使用壽命。
本發(fā)明鋼鐵酸洗液，包括硫酸或鹽酸稀溶液，其特征在于在酸洗液中加入0.1-5％(重量)的由1-20％硫脲及其衍生物，5-20％的聚氧乙稀壬基酚醚和/或1-10％聚醚、1-10％的氯鹽，余量為水組成的酸洗添加劑。本發(fā)明酸洗液，由于添加上述添加劑，不僅可以起到較好抑霧作用，而且可以顯著提高酸洗液的使用溫度，從而加快酸洗速度，提高生產(chǎn)效率，尤其是當(dāng)酸洗液中亞鐵鹽含量較高時如在500g/L左右(一般可連續(xù)工作300小時以上)，仍具有較好的酸洗除銹效果，不僅延長了酸洗液使用壽命，而且由于亞鐵鹽含量提高，還有利于從酸液中分離亞鐵鹽(如自然冷卻結(jié)晶分離)，這樣酸洗液分離出亞鐵鹽后，使阻礙酸洗的亞鐵鹽含量大大降低，再補充酸液及添加劑可以回用，從而達到無廢酸液排放，回收的亞鐵鹽還可以作為工業(yè)原料。
使用時，待酸洗液亞鐵含量過高(如硫酸酸洗液中硫酸亞鐵達到500g/L以上)，除銹速度下降時，停止酸洗槽工作一時間，讓其中污泥及酸洗下來的部分未溶解的氧化皮自然沉降，然后趁熱將上部酸洗液打入備用耐酸槽中，自然冷卻至室溫(也可采用強制降溫至冰點以上)，使亞鐵鹽自然結(jié)晶與酸洗液分離(室溫越低，酸洗液中含的亞鐵鹽越低)。同時清理原酸洗槽底雜物，將槽底雜物與清洗廢水一起送到污水站進行污水處理。將備用耐酸槽中已經(jīng)冷卻的上部澄清液打入已清理好的酸洗槽中，補充水、酸及添加劑，升溫至工藝溫度即可進行酸洗操作。分離出的亞鐵鹽結(jié)晶自然瀝干后，裝袋作為工業(yè)用化工原料。循環(huán)上述過程，可以達到酸洗液的無排放，同時又回收了有用的亞鐵鹽。酸洗時只要控制好酸洗液濃度和添加劑量，就能使酸洗穩(wěn)定進行。
本發(fā)明添加劑及酸洗液，不僅具有酸霧抑制效果好，現(xiàn)場酸霧極少，操作環(huán)境大大改善，還可提高酸洗溫度，較通常酸洗溫度可提高約20℃左右，從而加快了酸洗速度，同時還具有緩蝕作用，不僅降低了鋼鐵酸洗損耗，酸洗后的鋼鐵工件表面光潔白亮，而且減緩硫酸亞鐵的生成，延長酸洗液使用壽命。還可提高酸洗液在亞鐵鹽較高濃度時的酸洗能力(以硫酸酸洗液為例，硫酸亞鐵含量達500g/l左右時仍能有較好酸洗效果)，且高濃度亞鐵鹽，有利于亞鐵鹽的分離。使用本發(fā)明酸洗添加劑，既不需要增加過分復(fù)雜的設(shè)備和復(fù)雜的工藝處理過程，又不影響酸洗的正常進行，還可回收工業(yè)級亞鐵鹽，尤其是酸洗液可以反復(fù)回用，不僅節(jié)省了濃酸的用量，而且最終徹底解決了酸洗廢酸的排放，消除對環(huán)境污染，可實現(xiàn)無酸洗廢液排放的清潔酸洗生產(chǎn)，經(jīng)濟和社會效益顯著。
以下結(jié)合幾個具體實施例，進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式
實施例將所需物料按實施例配比表，配比混合均勻，即得本發(fā)明酸洗液添加劑。將添加劑按比例加入配好的酸洗液中，即得本發(fā)明鋼鐵酸洗液。
實施例配比表

權(quán)利要求
1.一種酸洗液添加劑，其特征在于有1-20％(重量，下同)硫脲和/或其衍生物，5-20％的聚氧乙稀壬基酚醚和/或1-10％聚醚、1-10％的氯鹽，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述酸洗液添加劑，其特征在于所說硫脲衍生物為二乙(丁)基硫脲及二鄰甲基苯硫脲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述酸洗液添加劑，其特征在于所說硫脲及衍生物復(fù)合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述酸洗液添加劑，其特征在于所說聚氧乙稀壬基酚醚和聚醚復(fù)合使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述酸洗液添加劑，其特征在于所說氯鹽為氯化鈉。
6.一種鋼鐵酸洗液，包括硫酸或鹽酸稀溶液，其特征在于在酸洗液中加入0.1-5％(重量)的由1-20％硫脲及其衍生物，5-20％的聚氧乙稀壬基酚醚和/或1-10％聚醚、1-10％的氯鹽，余量為水組成的酸洗添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述鋼鐵酸洗液，其特征在于所說硫脲及其衍生物由部分烏洛托品替代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進的鋼鐵表面酸洗用添加劑及無排放鋼鐵酸洗液，其特征在于酸洗液中加入0.1－5％的由1－20％硫脲及其衍生物，5－20％的聚氧乙烯壬基酚醚和/或1－10％聚醚、1－10％的氯鹽，余量為水組成的酸洗添加劑。本發(fā)明酸洗液不僅具有酸霧抑制效果好，可提高酸洗溫度，加快了酸洗速度，同時還具有緩蝕作用，降低鋼鐵酸洗損耗，減緩硫酸亞鐵的生成，延長酸洗液使用壽命，還可提高酸洗液在亞鐵鹽較高濃度時的酸洗能力，高濃度亞鐵鹽，有利于亞鐵鹽的分離。使用本發(fā)明酸洗液添加劑，不僅可節(jié)省濃酸的用量，還可回收工業(yè)級亞鐵鹽，使酸洗液反復(fù)回用，徹底解決了酸洗廢酸的排放，消除對環(huán)境污染，可實現(xiàn)無酸洗廢液排放的清潔酸洗生產(chǎn)。
文檔編號C23G1/02GK1482279SQ0313209
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者陸衛(wèi)東 申請人:宜興市新東化工有限公司