CN210420160U - 一种低成本的环保的磷化液生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低成本的环保的磷化液生产装置，采用的技术方案是，可以满足一般锌系磷化液的生产需求，无需额外使用氧化锌去提升磷化液中的锌含量，而使用纯度为99.995％的0号锌为原料，降低了杂质含量，可以提升磷化液的品质，且相同锌含量下，0号锌的原料成本比氧化锌低2500元/吨，同时过量锌+硝酸产生NO、NO2废气，先用纯水喷淋吸收生成硝酸溶液，极少量NO用NaOH较易收集，且收集的产物为亚硝酸钠溶液，浓缩后可作为促进剂使用，零损耗、零三废处理成本和零排放，同样可以满足锰系磷化液的生产需求，使用纯度99.5％的电解金属锰为原料，替代纯度92～96％的碳酸锰，可以大幅提升磷化液的品质。

Description

一种低成本的环保的磷化液生产装置

技术领域

本实用新型涉及磷化液生产技术领域，具体为一种低成本的环保的磷化液生产装置。

背景技术

磷化是指将金属件经过一定的化学或电化学处理使金属件表面形成一层以难溶磷酸盐为主要成份的化学转化膜，磷化工艺操作简便、成本低廉，经过磷化处理的工件，其优良的物理机械性能——强度、硬度、弹性、磁性、延展性等保持不变，而被处理的金属表面，由于形成均匀致密的磷化膜，其金属表面的性能大大提高，传统的磷化液生产工艺中，使用氧化锌、磷酸、硝酸等为原料，氧化锌与磷酸、硝酸的反应为放热反应，反应过程有蒸汽产生，蒸汽带出大量氧化锌粉尘，损耗大、污染严重，而且，作为原料的氧化锌，其来源为0号锌的煅烧，在煅烧过程中品级下降，由纯度为纯度99.995％的0号锌煅烧生产的优级氧化锌纯度仅为99.7％，另外，在煅烧过程中，同样会消耗大量的能源，为了降低磷化液生产过程中的能源消耗，减轻生产过程中车间的环境污染，很多企业在磷化液的生产工艺上进行了改进，现有的改进方法为：使用金属锌、磷酸为原料生产磷化液，生产过程中生成的H2通过吸风排入大气，需严格控制H2浓度防止爆炸，现实中已有设备故障引起爆炸的报道，而且，金属锌与磷酸反应后制得的磷化液中锌含量较低，仍需额外添加氧化锌、硝酸以提升磷化液中的锌含量，增加了磷化液生产过程中的能耗与成本，不利于企业的经济效益，为此，我们提出一种低成本的环保的磷化液生产工艺。

实用新型内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种低成本的环保的磷化液生产装置，采用的技术方案是，包括主体板，其特征在于：所述主体板上从左到右依次固定连接有支撑架、气泵、废气吸收塔、盛水箱、气体干燥机、氢氧化钠溶液盛放箱、碱液盛放箱、第二液泵和盛液箱，所述支撑架上固定连接有反应釜，所述反应釜的进料口和出料口分别连接有填料管和出料管，所述反应釜的出气口通过第二抽气管与气泵的进气口连接，所述气泵的出气口与三通阀的进气口连接，所述三通阀的两个出气口分别与第一输气管和第二输气管的进气口连接，所述第一输气管上设有单向阀，所述第一输气管的出气口与废气吸收塔的进气口连接，所述废气吸收塔内固定连接有等距的喷洒管，所述喷洒管的进水口与分流管的出水口连接，所述盛液箱内安装有第三液泵，所述第三液泵的出水口与第二输液管的进水口连接，所述第二输液管的出水口穿过废气吸收塔与分流管的进水口连接，所述废气吸收塔的出气口通过第一抽气管与气体干燥机的进气口连接，所述第二输气管的出气口与氢氧化钠溶液盛放箱的进气口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱的进液口通过第一输液管与第二液泵的出液口连接，所述第二液泵的进液口通过第二抽液管与碱液盛放箱的出液口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱的排液口通过第一抽液管与第一液泵的进液口连接，所述第一液泵的出液口与输送管的进液口连接，所述输送管的出液口位于盛液箱内，所述主体板的上表面固定连接有控制箱，所述控制箱的输入端与外部电源的输出端连接，所述控制箱的输出端与气泵、第三液泵、气体干燥机、第二液泵、反应釜和第一液泵的输入端电连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜包括罐体，所述罐体位于支撑架上且固定连接，所述罐体通过活动轴与密封盖连接，所述罐体与密封盖接触的一面上均设有凹槽，所述凹槽内安装有电磁铁，两个电磁铁之间接触连接，所述罐体内固定连接有锌板放置架，所述锌板放置架上安装有锌板。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜的进气口与蒸汽管道的出气口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，以金属锌、硝酸为起始原料生产磷化液，过量的金属锌和硝酸反应，生产饱和的硝酸锌溶液：Zn+4HNO3→Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Zn+8HNO3→3Zn(NO3)2+2NO↑+H2O，再向饱和硝酸锌溶液中添加磷酸等其他组分，形成磷化液。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜上固定连接有温度计。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述废气吸收塔的进气口位于废气吸收塔的下侧。

本实用新型的有益效果：本实用新型可使锌+硝酸反应获得的硝酸锌溶液中锌含量较高，可以满足一般锌系磷化液的生产需求，无需额外使用氧化锌去提升磷化液中的锌含量，而使用纯度为99.995％的0号锌为原料，降低了杂质含量，可以提升磷化液的品质，且相同锌含量下，0号锌的原料成本比氧化锌低2500元/吨，同时过量锌+硝酸产生NO、NO2废气，先用纯水喷淋吸收生成硝酸溶液，极少量NO用NaOH较易收集，且收集的产物为亚硝酸钠溶液，浓缩后可作为促进剂使用，零损耗、零三废处理成本和零排放，同样可以满足锰系磷化液的生产需求，使用纯度99.5％的电解金属锰为原料，替代纯度92～96％的碳酸锰，可以大幅提升磷化液的品质。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的剖面图；

图4为本实用新型的反应釜结构示意图。

图中：1-主体板、2-支撑架、3-气泵、4-三通阀、5-第一输气管、6-废气吸收塔、7-第二输气管、8-气体干燥机、9-氢氧化钠溶液盛放箱、10-第一抽液管、11-第一输液管、12-第一液泵、13-输送管、14-盛液箱、15-第二液泵、16-第二抽液管、17-碱液盛放箱、18-第一抽气管、19-第二输液管、20-单向阀、21-盛水箱、22-蒸汽管道、23-填料管、24-出料管、25-反应釜、2501-密封盖、2502-电磁铁、2503-罐体、2504-锌板、2505-锌板放置架、26-控制箱、27-第三输液管、28-喷洒管、29-分流管、30-第三液泵、31-第二抽气管、32-温度计。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型公开了一种低成本的环保的磷化液生产装置，采用的技术方案是，包括主体板1，其特征在于：所述主体板1上从左到右依次固定连接有支撑架2、气泵3、废气吸收塔6、盛水箱21、气体干燥机8、氢氧化钠溶液盛放箱9、碱液盛放箱17、第二液泵15和盛液箱14，所述支撑架2上固定连接有反应釜25，所述反应釜25的进料口和出料口分别连接有填料管23和出料管24，根据反应釜25的容积加入一定量的硝酸，硝酸浓度为40％，初始硝酸浓度40％，80～90℃条件下，反应6hr后取样检测比重、酸度等指标，确认是否完全反应，如果不合格，1hr后再取样检测，至指标合格为止，所述反应釜25的出气口通过第二抽气管31与气泵3的进气口连接，使用人员将锌板2504放入到反应釜25内，通过气泵3对反应釜25内进行抽气，使反应釜25内处于负压状态，所述气泵3的出气口与三通阀4的进气口连接，所述三通阀4的两个出气口分别与第一输气管5和第二输气管7的进气口连接，废气通过水喷淋和碱吸收两种方式进行处理，所述第一输气管5上设有单向阀20，所述第一输气管5的出气口与废气吸收塔6的进气口连接，所述废气吸收塔6内固定连接有等距的喷洒管28，所述喷洒管28的进水口与分流管29的出水口连接，所述盛液箱21内安装有第三液泵30，所述第三液泵30的出水口与第二输液管19的进水口连接，所述第二输液管19的出水口穿过废气吸收塔6与分流管29的进水口连接，所述废气吸收塔6的出气口通过第一抽气管18与气体干燥机8的进气口连接，部分废气进入废气吸收塔6内时，通过第三液泵30将盛水箱21内的水输送至喷洒管28内，通过喷洒管28对废气进行水喷淋，水与废气接触产生硝酸，待硝酸浓度达到40％可直接用于生产，所述第二输气管7的出气口与氢氧化钠溶液盛放箱9的进气口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱9的进液口通过第一输液管11与第二液泵15的出液口连接，所述第二液泵15的进液口通过第二抽液管16与碱液盛放箱17的出液口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱9的排液口通过第一抽液管10与第一液泵12的进液口连接，所述第一液泵12的出液口与输送管13的进液口连接，所述输送管13的出液口位于盛液箱14内，部分废气进入氢氧化钠溶液盛放箱9时，通过氢氧化钠溶液盛放箱9内的氢氧化钠溶液与废气产生反应，生成亚硝酸钠，当亚硝酸钠达到一定浓度后，通过第一液泵12将亚硝酸钠输送至盛液箱14内，方便使用人员进行拿取，氢氧化钠溶液盛放箱9内缺少溶液时，通过第二液泵15将碱液盛放箱17内的碱液输送至氢氧化钠溶液盛放箱9内进行补充，所述主体板1的上表面固定连接有控制箱6，所述控制箱6的输入端与外部电源的输出端连接，所述控制箱6的输出端与气泵3、第三液泵30、气体干燥机8、第二液泵15、反应釜25和第一液泵12的输入端电连接，通过控制箱6上设有与气泵3、第三液泵30、气体干燥机8、第二液泵15、反应釜25和第一液泵12一一对应的开关按钮。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜25包括罐体2503，所述罐体2503位于支撑架2上且固定连接，所述罐体2503通过活动轴与密封盖2501连接，所述罐体2503与密封盖2501接触的一面上均设有凹槽，所述凹槽内安装有电磁铁2502，两个电磁铁2502之间接触连接，所述罐体2503内固定连接有锌板放置架2505，所述锌板放置架2505上安装有锌板2504，通过反应釜25内的锌板2504与硝酸发生反应，生成磷化液。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜25的进气口与蒸汽管道22的出气口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，以金属锌、硝酸为起始原料生产磷化液，过量的金属锌和硝酸反应，生产饱和的硝酸锌溶液：Zn+4HNO3→Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Zn+8HNO3→3Zn(NO3)2+2NO↑+H2O，再向饱和硝酸锌溶液中添加磷酸等其他组分，形成磷化液。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述反应釜25上固定连接有温度计32，通过温度计32确认反应釜25内的温度。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述废气吸收塔6的进气口位于废气吸收塔6的下侧，方便水与废气进行反应。

本实用新型的工作原理：使用人员打开密封盖2501，将生产需要的锌板2504放置到罐体2503内的锌板放置架2505上，关闭密封盖2501，通过电磁铁2502使密封盖2501与罐体2503闭合且密封，通过气泵3对反应釜25进行抽气，使反应釜25处于负压状态，使用人员通过填料管23向反应釜25内添加硝酸溶液，通过硝酸溶液与锌板2504反应，过量的金属锌和硝酸反应，生产饱和的硝酸锌溶液：Zn+4HNO3→Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Zn+8HNO3→3Zn(NO3)2+2NO↑+H2O，再向饱和硝酸锌溶液中添加磷酸等其他组分，最终生产出成品磷化液，硝酸溶液与锌板2504反应时产生的废气，通过气泵3将废气抽离并将废气输送至废气吸收塔6和氢氧化钠溶液盛放箱9内，进入废气吸收塔6内的废气，通过废气吸收塔6对接收的废气进行水喷淋处理，通过氢氧化钠溶液盛放箱9对废气进行碱吸收处理，通过第三液泵30将盛水箱21内的纯水输送至喷洒管28内，通过喷洒管28对废气进行水喷淋，水与废气接触产生硝酸，待硝酸浓度达到40％可直接用于生产，进入氢氧化钠溶液盛放箱9内废气，通过氢氧化钠溶液盛放箱9内的氢氧化钠溶液与废气产生反应，生成亚硝酸钠，当亚硝酸钠达到一定浓度后，通过第一液泵12将亚硝酸钠输送至盛液箱14内，方便使用人员进行拿取，氢氧化钠溶液盛放箱9内缺少溶液时，通过第二液泵15将碱液盛放箱17内的碱液输送至氢氧化钠溶液盛放箱9内进行补充。

本实用新型涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于广泛使用的现有技术。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种低成本的环保的磷化液生产装置，包括主体板(1)，其特征在于：所述主体板(1)上从左到右依次固定连接有支撑架(2)、气泵(3)、废气吸收塔(6)、盛水箱(21)、气体干燥机(8)、氢氧化钠溶液盛放箱(9)、碱液盛放箱(17)、第二液泵(15)和盛液箱(14)，所述支撑架(2)上固定连接有反应釜(25)，所述反应釜(25)的进料口和出料口分别连接有填料管(23)和出料管(24)，所述反应釜(25)的出气口通过第二抽气管(31)与气泵(3)的进气口连接，所述气泵(3)的出气口与三通阀(4)的进气口连接，所述三通阀(4)的两个出气口分别与第一输气管(5)和第二输气管(7)的进气口连接，所述第一输气管(5)上设有单向阀(20)，所述第一输气管(5)的出气口与废气吸收塔(6)的进气口连接，所述废气吸收塔(6)内固定连接有等距的喷洒管(28)，所述喷洒管(28)的进水口与分流管(29)的出水口连接，所述盛液箱(14)内安装有第三液泵(30)，所述第三液泵(30)的出水口与第二输液管(19)的进水口连接，所述第二输液管(19)的出水口穿过废气吸收塔(6)与分流管(29)的进水口连接，所述废气吸收塔(6)的出气口通过第一抽气管(18)与气体干燥机(8)的进气口连接，所述第二输气管(7)的出气口与氢氧化钠溶液盛放箱(9)的进气口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱(9)的进液口通过第一输液管(11)与第二液泵(15)的出液口连接，所述第二液泵(15)的进液口通过第二抽液管(16)与碱液盛放箱(17)的出液口连接，所述氢氧化钠溶液盛放箱(9)的排液口通过第一抽液管(10)与第一液泵(12)的进液口连接，所述第一液泵(12)的出液口与输送管(13)的进液口连接，所述输送管(13)的出液口位于盛液箱(14)内，所述主体板(1)的上表面固定连接有控制箱(6)，所述控制箱(6)的输入端与外部电源的输出端连接，所述控制箱(6)的输出端与气泵(3)、第三液泵(30)、气体干燥机(8)、第二液泵(15)、反应釜(25)和第一液泵(12)的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种低成本的环保的磷化液生产装置，其特征在于：所述反应釜(25)包括罐体(2503)，所述罐体(2503)位于支撑架(2)上且固定连接，所述罐体(2503)通过活动轴与密封盖(2501)连接，所述罐体(2503)与密封盖(2501)接触的一面上均设有凹槽，所述凹槽内安装有电磁铁(2502)，两个电磁铁(2502)之间接触连接，所述罐体(2503)内固定连接有锌板放置架(2505)，所述锌板放置架(2505)上安装有锌板(2504)。

3.根据权利要求1所述的一种低成本的环保的磷化液生产装置，其特征在于：所述反应釜(25)的进气口与蒸汽管道(22)的出气口连接。

4.根据权利要求1所述的一种低成本的环保的磷化液生产装置，其特征在于：以金属锌、硝酸为起始原料生产磷化液，过量的金属锌和硝酸反应，生产饱和的硝酸锌溶液：Zn+4HNO3 →Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Zn+8HNO3→3Zn(NO3)2+2NO↑+H2O，再向饱和硝酸锌溶液中添加磷酸等其他组分，形成磷化液。

5.根据权利要求1所述的一种低成本的环保的磷化液生产装置，其特征在于：所述反应釜(25)上固定连接有温度计(32)。

6.根据权利要求1所述的一种低成本的环保的磷化液生产装置，其特征在于：所述废气吸收塔(6)的进气口位于废气吸收塔(6)的下侧。

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