RU2036980C1

RU2036980C1 - Metal surfaces depositions cleansing method

Info

Publication number: RU2036980C1
Authority: RU
Inventors: З.Г. Салихов; А.С. Ющенко; А.В. Куликова; Г.М. Курдюмов; Е.В. Шурупов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью - Научно-экологическое предприятие "ЭКОСИ"
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: metal surfaces depositions cleansing. SUBSTANCE: cleansing method has two stages: on the first stage they use 35 - 43 mass % solution of caustic soda for treatment, on the second stage - solution, that has following ingredients, mass % : nitric acid - 45 - 55; sulfurized polydimethyldiamylammoniumchloride 2·10^-3-9·10^-3, sodium polyaminesulfonate 4·10^-4-9·10^-4. EFFECT: method is used in metal surfaces deposition cleansing. 1 tbl

Description

Изобретение относится к очистке металлических поверхностей свинцовых холодильников и электрофильтров сернокислотного производства от отложений, содержащих кремнезем, силикаты, карбонаты и сульфаты свинца, щелочноземельных металлов и другие примеси и может быть также использовано для очистки теплообменников, конденсаторов, бойлеров и другого оборудования. Известно изобретение, в котором для очистки свинцовых анодов используется раствор, содержащий динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) и щелочной агент, например гидроксид аммония [1]
Недостатком изобретения является низкая степень очистки анодов от загрязнений даже при длительной обработке их.The invention relates to the cleaning of metal surfaces of lead refrigerators and sulfuric acid electrostatic precipitators from deposits containing silica, silicates, carbonates and sulfates of lead, alkaline earth metals and other impurities and can also be used to clean heat exchangers, condensers, boilers and other equipment. An invention is known in which a solution containing disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (trilon B) and an alkaline agent, for example ammonium hydroxide, is used to clean lead anodes [1]
The disadvantage of the invention is the low degree of purification of the anodes from contamination, even with prolonged processing.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, в котором для очистки поверхности металлических изделий обработку проводит сначала в щелочном растворе перманганата калия при соотношении едкой щелочи к перманганату калия, равном 1:2, с последующей обработкой в 15-20%-ном водном растворе щавелевой кислоты [2]
Недостатком способа является низкая степень очистки металлических поверхностей от сульфатно-карбонатных отложений свинца и щелочноземельных металлов.The closest in technical essence to the invention is a method in which, to clean the surface of metal products, the treatment is carried out first in an alkaline solution of potassium permanganate with a ratio of caustic alkali to potassium permanganate equal to 1: 2, followed by treatment in a 15-20% aqueous solution oxalic acid [2]
The disadvantage of this method is the low degree of purification of metal surfaces from sulfate-carbonate deposits of lead and alkaline earth metals.

Целью изобретения является повышение степени очистки металлических поверхностей от отложений. The aim of the invention is to increase the degree of purification of metal surfaces from deposits.

Поставленная цель достигается тем, что удаление силикатных и сульфатно-карбонатных отложений проводят в две стадии, используя на первой 35-43 мас. раствора едкого натра, а на второй стадии раствор, содержащий, мас. азотная кислота 45-55; сульфированный полидиметилдиаллиламмонийхлорид (СПДМДАА) 2 ˙ 10^-3-8 ˙ 10^-3, полиаминсульфонат натрия (ПАС-Nа) 4 ˙ 10^-4-9 ˙ 10^-4, вода остальное.This goal is achieved in that the removal of silicate and sulfate-carbonate deposits is carried out in two stages, using the first 35-43 wt. sodium hydroxide solution, and in the second stage, a solution containing, by weight. nitric acid 45-55; sulfonated polydimethyldiallylammonium chloride (SPDMDAA) 2 ˙ 10 ^-3 -8 ˙ 10 ^-3 , sodium polyamine sulphonate (PAS-Na) 4 ˙ 10 ^-4 -9 ˙ 10 ^-4 , the rest is water.

Использование щелочи обеспечивает уменьшение адгезии отложений к обрабатываемой поверхности; кроме того, под действием щелочи происходит разрушение кремнезема и силикатных отложений. Азотная кислота с указанными добавками растворяет карбонатные и сульфатные отложения свинца, щелочноземельных металлов и другие примеси. Добавка СПДМДАА обусловлена тем, что данный высокомолекулярный полиэлектролит, являющийся эффективным ингибитором солеотложений, связывает микрокристаллы солей, препятствуя тем самым их агрегированию и повторному нарастанию на поверхность аппаратуры. Сульфированный полидиметилдиаллиламмонийхлорид известное вещество. Роль полиаминсульфоната натрия заключается в том, что это соединение, являющееся анионным поверхностно-активным веществом, образует с одной стороны устойчивые растворимые соединения с металлами, тем самым способствуя удалению отложений, а с другой приводит к гашению пены, которая возникает главным образом за счет углекислого газа, выделяющегося при растворении карбонатов. The use of alkali provides a decrease in adhesion of deposits to the treated surface; in addition, under the action of alkali, the destruction of silica and silicate deposits occurs. Nitric acid with these additives dissolves carbonate and sulfate deposits of lead, alkaline earth metals and other impurities. The addition of SPDMDAA is due to the fact that this high molecular weight polyelectrolyte, which is an effective inhibitor of scaling, binds microcrystals of salts, thereby preventing their aggregation and re-growth on the surface of the equipment. Sulfated polydimethyldiallylammonium chloride is a known substance. The role of sodium polyamine sulfonate is that this compound, which is an anionic surfactant, forms stable soluble compounds with metals on the one hand, thereby contributing to the removal of deposits, and on the other hand extinguishes the foam, which occurs mainly due to carbon dioxide released during the dissolution of carbonates.

П р и м е р. Фрагмент свинцового холодильника массой 40 г сернокислотного цеха завода "Электроцинк" г. Владикавказа, который находился в производстве в течение 3,5 лет и содержащий на поверхности силикатные и сульфатно-карбонатные отложения, помещают в раствор едкого натра и обрабатывают им при непрерывном перемешивании при 20^оС. После этого образец промывают дистиллированной водой и высушивают. На второй стадии обработку проводят при той же температуре композицией, состоящей из азотной кислоты, СПДМДАА и ПАС-Nа. Ее приготовляют смешиванием водных растворов компонентов при перемешивании.PRI me R. A fragment of a lead refrigerator weighing 40 g of the sulfuric acid workshop of the Electrozinc plant in Vladikavkaz, which has been in production for 3.5 years and containing silicate and sulfate-carbonate deposits on the surface, is placed in a caustic soda solution and treated with continuous stirring at 20 ^about C. After that, the sample is washed with distilled water and dried. In the second stage, the treatment is carried out at the same temperature with a composition consisting of nitric acid, SPDMAA and PAS-Na. It is prepared by mixing aqueous solutions of the components with stirring.

Степень очистки от отложений определяют путем взвешивания образцов. Результаты приводятся в таблице. The degree of purification from deposits is determined by weighing the samples. The results are given in the table.

При иcпользовании в качеcтве реагента только едкого натра cтепень очиcтки от отложений раcтет c увеличением cодержания щелочи и при ее концентрации 35-43 доcтигает 42 за 24 ч обработки. When using only caustic soda as a reagent, the degree of purification from deposits increases with an increase in alkali content and at a concentration of 35-43 it reaches 42 in 24 hours of treatment.

Большего эффекта с использованием щелочи достичь не удается. Greater effect using alkali can not be achieved.

Азотная кислота является менее эффективным удалителем отложений, чем щелочь, причем максимальная степень очистки достигается при концентрации кислоты 45-55% Увеличение концентрации до 65% не приводит к улучшению снятия отложений. Nitric acid is a less effective scavenger than alkali, and the maximum degree of purification is achieved at an acid concentration of 45-55%. An increase in concentration to 65% does not lead to an improvement in the removal of deposits.

Значительное увеличение степени очистки от отложений может быть получено при первоначальной обработке отложений 40%-ным едким натром, а затем 45-55% -ной азотной кислотой. В этом случае за 24 ч обработки достигается 93-96%-ное удаление отложений. Обратный порядок обработки поверхности сначала кислота, затем щелочь не дает такого результата. A significant increase in the degree of purification from deposits can be obtained by initial treatment of the deposits with 40% sodium hydroxide, and then with 45-55% nitric acid. In this case, 93-96% removal of deposits is achieved in 24 hours of treatment. The reverse order of surface treatment is first acid, then alkali does not give such a result.

Дальнейшее повышение степени очистки от отложений и одновременно скорости их удаления обеспечивается при добавлении к раствору азотной кислоты малых количеств СПДМДАА. При концентрации его ниже 2 ˙ 10^-3% эффект практически незаметен, повышение же концентрации выше 8 ˙ 10^-3% не приводит к дальнейшему увеличению процента удаления отложений.A further increase in the degree of purification from deposits and at the same time the rate of their removal is ensured by adding small amounts of SPDMDA to the nitric acid solution. When its concentration is below 2 ˙ 10 ^-3 %, the effect is almost imperceptible, while an increase in concentration above 8 ˙ 10 ^-3 % does not lead to a further increase in the percentage of sediment removal.

Максимальная степень очистки может быть достигнута при использовании на второй стадии азотной кислоты совместно с СПДМДАА и ПАС-Nа. Требуемые концентрации ПАВа составляют 4 ˙ 10^-4-9 ˙ 10^-4% Меньшие концентрации не влияют на эффект удаления отложений, а увеличение концентрации ПАС-Nа выше 8 ˙ 10^-4% не приводит к дальнейшему возрастанию степени очистки от отложений.The maximum degree of purification can be achieved by using nitric acid in the second stage together with SPDMDAA and PAS-Na. The required surfactant concentrations are 4 ˙ 10 ^-4 -9 ˙ 10 ^-4 %. Lower concentrations do not affect the effect of sediment removal, and an increase in PAS-Na concentration above 8 ˙ 10 ^-4 % does not further increase the degree of purification from deposits.

Проводилась очистка фрагмента свинцового холодильника, используя на первой стадии 40 мас. едкий натр, а на второй стадии варьировалась концентрация азотной кислоты при неизменной концентрации остальных компонентов: СПДМДАА 5 ˙ 10^-3 и ПАС Nа 6 ˙ 10^-4 мас. Продолжительность обработки 12 ч. Показано, что при обработке 20%-ной HNО₃ степень очистки 68% 30%-ной НNO₃ 69% 40%-ной HNО₃ 75% При увеличении концентрации азотной кислоты до 45% степень очистки увеличивается до 92% При концентрации HNО₃ 55%-ная степень очистки составляет 97% Аналогично проведенные опыты с 60 и 65%-ной азотной кислотой дают значения степени очистки, равные 97 и 96% соответственно, т.е. увеличения степени очистки не наблюдается. Таким образом, оптимальные значения степени очистки достигаются в интервале концентрации азотной кислоты 45-55%
При уменьшении концентрации СПДМДАА ниже 2 ˙ 10^-3% и ПАС Nа ниже 4 ˙ 10^-4% степень очистки приближается к значениям, полученным при использовании только НNО₃. Увеличение же концентрации СПДМДАА выше 8 ˙ 10^-3% и ПАС Na выше 9 ˙ 10^-4% не приводит к дальнейшему увеличению степени очистки.The fragment of the lead refrigerator was purified using 40 wt. sodium hydroxide, and in the second stage, the concentration of nitric acid was varied with a constant concentration of the remaining components: SPDMDAA 5 ˙ 10 ^-3 and PAS Na 6 ˙ 10 ^-4 wt. The processing time is 12 hours. It is shown that when processing 20% HNO _{3, the} degree of purification 68% 30% HNO ₃ 69% 40% HNO ₃ 75% With an increase in the concentration of nitric acid to 45%, the degree of purification increases to 92% At a concentration of HNO _{3, the} 55% degree of purification is 97%. Similarly, experiments with 60 and 65% nitric acid give values of the degree of purification equal to 97 and 96%, respectively, i.e. no increase in purification is observed. Thus, the optimal values of the degree of purification are achieved in the range of nitric acid concentration of 45-55%
With a decrease in the concentration of SPDMDAA below 2 ˙ 10 ^-3 % and PAS Na below 4 ˙ 10 ^-4 %, the degree of purification approaches the values obtained using only НNО ₃ . An increase in the concentration of SPDMDAA above 8 ˙ 10 ^-3 % and PAS Na above 9 ˙ 10 ^-4 % does not lead to a further increase in the degree of purification.

Применение предлагаемого способа удаления отложений позволяет существенно увеличить сроки эксплуатации соответствующей аппаратуры, избежать ее периодической переработки и капитального ремонта, требующих значительных трудовых и материальных затрат. The use of the proposed method of removing deposits can significantly increase the life of the corresponding equipment, to avoid periodic processing and overhaul, requiring significant labor and material costs.

Claims

METHOD FOR CLEANING A METAL SURFACE FROM DEPOSITS, comprising a two-stage treatment with an alkaline solution and a solution of nitric acid, characterized in that in order to increase the degree of purification of lead surfaces from silicate and sulfate-carbonate deposits, 35 43% solution is used as the alkaline solution in the first stage sodium hydroxide, and in the second stage, a solution containing, by weight.

Nitric acid 45 55
Sulphonated Polydimethyldiallylammonium Chloride (2 8) · 10 ^- ³
Sodium Polyamine Sulfonate (4 9) · 10 ^- ⁴
Water Else