CN1288076A - 盐酸酸洗抑雾缓蚀剂及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盐酸酸洗抑雾缓蚀剂及生产方法,该产品主要由壬基酚聚氧乙烯醚、烷基硫酸盐、甲基喹啉、氧化叔胺、羧甲基纤维素和水配制而成,具有良好的抑雾性能和适宜的缓蚀性能,应用本发明可有效地防止酸雾外溢,避免金属基体过酸洗和氢脆现象发生,是用于盐酸酸洗,特别是带有废酸脱硅再生系统大型酰洗机组最理想的抑雾缓蚀剂。

Description

盐酸酸洗抑雾缓蚀剂及生产方法
本发明属于精细化工领域，特别涉及一种带有废酸脱硅再生系统的大型盐酸酸洗机组适用的抑雾缓蚀剂及生产方法。
在冶金领域压力加工行业中，对钢的表面进行酸洗处理是一道必不可少的工序。随着冶金工艺的发展，在酸洗工艺中用盐酸酸洗取代硫酸酸洗的趋势愈来愈明显，而且盐酸酸洗也由开始的深槽酸洗发展到浅槽酸洗，并逐步发展到超浅槽酸洗和湍流酸洗。与此同时，废酸处理也有长足发展，从最初的中和处理到回收亚铁，以至再生处理回收盐酸和氧化铁粉。八十年代末又发展到对废酸进行脱硅处理，回收盐酸和高纯铁红，后者用作电磁材料。而无论是硫酸酸洗还是盐酸酸洗都需要酸洗缓蚀剂，这是众所周知的。目前，国内外已有几百种乃至上千种缓蚀剂在流通使用。其缓蚀效果不等。有的缓蚀率高达99.5％，抑雾效果也很好；有的抑雾率可达95％以上。但是这些缓蚀剂均不能适用于九十年代发展起来的带废酸脱硅再生系统的盐酸酸洗机组。该机组要求抑雾缓蚀剂的缓蚀率只能在10％～30％范围内，且物料不能堵塞管路、喷嘴，不影响物流平衡和脱硅再生机组操作。例如：专利号为CN1093125A文献中公开的一种钢铁缓蚀抑雾剂及其生产方法，该种产品只适用于硫酸酸洗；在CN1039269A专利文献中公开的用植物碱盐与少量表面活性剂配制成的一种盐酸酸洗抑雾缓蚀剂，缓蚀率达95％，抑雾率在80％以上。上述产品的缓蚀性能均不能满足带废酸脱硅再生系统的盐酸酸洗机组的使用要求。
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供了一种适用于带废酸脱硅再生系统的具有一定缓蚀范围，良好的抑雾性能，不堵塞管路、喷嘴，不影响物流平衡的盐酸酸洗抑雾缓蚀剂及生产方法。
本发明产品是采用碳链长度为5～1 5的烷基硫酸盐(ROSO3Na)和环氧乙烷加成数为5～15的壬基酚聚氧乙烯醚(R-
Figure 9911324900031
-O-(CH2(H2O)nH)作为主要成分，煤焦油提取苯、酚后的残渣作为次要成分，并采用氧化叔氨(RN(CH3)2)作为泡沫稳定剂，羧甲基纤维素(C6H9O4·OCH2COOH)n或者分子量为1000万以上的阳离子型聚丙烯酰胺(C3H5NO)n为代表的分散剂组合而成。具体配方为：
(5～15)壬基酚聚氧乙烯醚    0.1％～10％
(5～15)烷基硫酸盐          0.2％～15％
甲基喹啉        0.01％～5％
氧化叔胺        0.01％～1％
羧甲基纤维素    0.001％～1％
水                 余量
本发明中，烷基硫酸盐在水溶液中有丰富的泡沫，并能调整缓蚀率；壬基酚聚氧乙烯醚既有一定缓蚀性，又能产生细致稳定的泡沫；煤焦油提取苯、酚后的残渣本身就具有一定的缓蚀作用，但由于存在较多的中性油，影响其使用，经酸化处理后可溶解、分散于水中。其主要成分为：2-甲基喹啉、8-甲基喹啉、异喹啉等。
在盐酸酸洗工序中，主要目的是去除钢铁表面的氧化铁皮，其反应式为：
                   ……(1)
           ……(2)
   ……(3)
                 ……(4)
由上述反应式可以看出，使基体金属过腐蚀及产生酸雾均是由反应(4)所造成的。因此本发明通过在酸洗中添加表面活性剂控制反应(4)步骤的反应速度及在酸液表面形成均匀，且致密的泡沫，从而达到抑雾缓蚀目的。
废酸脱硅再生系统的工作原理是：将使用过的低浓度盐酸(HCl 8～12％、FeCl2100～120g/l；PH 0.5～1)输送到脱硅处理罐，用废铁片和氨水中和废酸液，使pH值升至5。通过空气使部分Fe2+转化为Fe(OH)2和Fe(OH)3。同时，在处理液中加絮凝剂，使铁的氢氧化物沉积，带出SiO2从而实现脱硅目的。如果在酸液中加入的抑雾缓蚀剂的缓蚀率过高，则将影响此中和过程的反应速度，使整个脱硅系统滞后于全过程盐酸酸洗线的操纵步聚，从而影响整体系统的物料平衡。由此可见，将抑雾缓蚀剂的缓蚀效率控制在10％～30％范围内是比较适宜的。
本发明产品的生产工艺为：先分别稀释、溶解配方中各组分，之后在盛有所需溶液三分之二体积的水中依次加入甲基喹啉、羧甲基纤维素、氧化叔胺，充分搅拌；再加入壬基酚聚氧乙烯醚、烷基硫酸盐，搅拌均匀即可。
本发明同现有技术相比具有如下优点：
1、有效地防止了过酸洗和氢脆现象。机组因故停车，30分钟内可不必将酸洗液排入贮酸罐，也不必将钢带挑起露在酸液液面上。在工艺条件为HCl 200g/l、80℃条件下，遇有上述情况保证不过酸洗，不产生氢脆现象。
2、有效防止酸雾外溢，改善了工作环境，保证酸洗车间电机长期安全运行和控制系统接触良好。防止酸雾外溢的主要因素：一是由于缓蚀作用使产生的夹带酸液的氢气泡减少；二是酸液表面有一层细密稳定的泡沫盖住外溢的酸雾。
3、有效降低酸耗量和减少基体金属在酸洗过程中的损失。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
按照本发明提供的配方及生产方法配制一组盐酸酸洗抑雾缓蚀剂，其具体配方为：
壬基酚聚氧乙稀醚    8％
烷基硫酸盐          13％
甲基喹啉            4％
氧化叔胺            3％
羧甲基纤维素        0.5％
去离子水            71.5％
将本发明在世界上第一条带脱硅再生系统的盐酸酸洗机组上试用，收到良好效果。该机组酸洗部分的生产能力为88万吨/年，再生部分包括浸溶、脱硅、浓缩、焙烧等系统，处理能力为2×5.5m3/h再生酸。经测试其使用效果为：抑雾率90.5％，缓蚀率19.3％。均达到理想状态。试用18个月以来。未发现管路、喷嘴、换热器、过滤器堵塞和影响物流平衡现象，不仅改善了工作环境，而且提高了成材率，经济效益和社会效益都非常显著。

Claims (3)

1、一种盐酸酸洗抑雾缓蚀剂，其特征是：以烷基硫酸盐和环氧乙烷加成数为5～15的壬基酚聚氧乙烯醚作为主要成分，煤焦油提取苯、酚后的残渣作为次要成分，用氧化叔胺作为稳定剂，羧甲基纤维素或分子量为1000万以上的阳离子型聚丙烯酰胺为代表的分散剂组合而成。具体配方为：
(5～15)壬基酚聚氧乙烯醚    0.1％～10％
(5～15)烷基硫酸盐          0.2％～15％
甲基喹啉                   0.01％～5％
氧化叔胺                   0.01％～1％
羧甲基纤维素               0.001％～1％
水                           余量
2、根据权利要求1所述的一种盐酸酸洗抑雾缓蚀剂，其特征在于采用的水是去离子水。
3、一种盐酸酸洗抑雾缓蚀剂的生产方法，其特征在于：先分别稀释、溶解配方中各组分，之后在盛有所需溶液三分之二体积的水中依次加入甲基喹啉、羧甲基纤维素、氧化叔胺，充分搅拌，再加入壬基酚聚氧乙稀醚，烷基硫酸盐，搅拌均匀即可。
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