RU2386729C2 - Scale removal method - Google Patents
Scale removal method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386729C2 RU2386729C2 RU2008126184/02A RU2008126184A RU2386729C2 RU 2386729 C2 RU2386729 C2 RU 2386729C2 RU 2008126184/02 A RU2008126184/02 A RU 2008126184/02A RU 2008126184 A RU2008126184 A RU 2008126184A RU 2386729 C2 RU2386729 C2 RU 2386729C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scale
- edta
- solution
- mol
- oedf
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к выщелачиванию железа из оксидно-рудного техногенного сырья, удалению окалины с углеродистой стали, и может быть использовано для промывок теплоэнергетического оборудования (паровых котлов и систем коммуникации).The invention relates to the field of hydrometallurgy, in particular to leaching iron from oxide-ore technogenic raw materials, removing scale from carbon steel, and can be used for washing heat power equipment (steam boilers and communication systems).
Известен способ удаления окалины (патент RU 2169794 C1), заключающийся в применении многостадийного метода очистки металлических поверхностей от отложений с использованием в щелочной среде ОЭДФ и сульфита натрия. Недостатком данного способа удаления окалины является повышение охрупчивания металла за счет наводораживания стали, связанное с использованием сульфита натрия. Использование неоптимальных режимов удаления окалины резко повышает время снятия отложений до 48 часов.A known method of removing scale (patent RU 2169794 C1), which consists in the use of a multistage method of cleaning metal surfaces from deposits using HEDP and sodium sulfite in an alkaline environment. The disadvantage of this method of removing scale is the increase in embrittlement of the metal due to hydrogenation of steel associated with the use of sodium sulfite. The use of non-optimal modes of descaling dramatically increases the time of removal of deposits up to 48 hours.
В патенте RU 2119553 C1 предлагается сложная композиция раствора, содержащая в своем составе дорогостоящие вещества (малеиновую, сульфомалеиновую кислоты, моно(алкиловые, диоксиалкиловые) эфиры сульфомалеиновой кислоты), не производимые в России в больших объемах, что резко повышает стоимость применяемого метода. В указанной заявке предлагают использовать очищенные вещества, что экономически не выгодно. Кроме того, к недостаткам метода следует отнести невозможность использования отработанных растворов. Условия, предложенные в изобретении, не соответствуют оптимальному режиму удаления окалины (φ=0,2 В и pH 2).Patent RU 2119553 C1 proposes a complex solution composition containing expensive substances (maleic, sulfomaleic acid, mono (alkyl, dioxyalkyl) sulfomaleic acid esters) that are not produced in Russia in large volumes, which sharply increases the cost of the method used. In this application, it is proposed to use purified substances, which is not economically viable. In addition, the disadvantages of the method include the impossibility of using waste solutions. The conditions proposed in the invention do not correspond to the optimal mode of descaling (φ = 0.2 V and pH 2).
Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является способ удаления окалины с использованием раствора для очистки стальной и латунной поверхностей теплоэнергетического оборудования (патент SU 1805687 A1), заключающийся в использовании ЭДТА и пероксида водорода в кислой среде.The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of descaling using a solution for cleaning steel and brass surfaces of thermal power equipment (patent SU 1805687 A1), which consists in using EDTA and hydrogen peroxide in an acidic environment.
В известном способе удаления отложений, выбранном в качестве прототипа, увеличение скорости растворения отложений достигается использованием комплексонов ЭДТА в условиях pH 8-8,5 при 40-50°С.In the known method of removing deposits, selected as a prototype, an increase in the dissolution rate of the deposits is achieved by using EDTA complexones in a pH of 8-8.5 at 40-50 ° C.
Недостатком данного способа является создание в растворе высокого положительного потенциала, который затрудняет растворение оксидов железа. Для создания раствора в изобретении необходимо применение химически чистых веществ, что резко повышает стоимость метода. Кроме того, данные растворы рекомендуется использовать только один раз, с последующим удалением отработанного раствора.The disadvantage of this method is the creation in solution of a high positive potential, which complicates the dissolution of iron oxides. To create a solution in the invention, the use of chemically pure substances is necessary, which sharply increases the cost of the method. In addition, these solutions are recommended to be used only once, with the subsequent removal of the spent solution.
Исследования показали, что наиболее эффективным способом удаления окалины с углеродистых сталей является использование регенерированных протонированных комплексонатов железа (II) с ЭДТА (или ОЭДФ) при pH 1,5-3,5 в деаэрированных растворах.Studies have shown that the most effective way to remove scale from carbon steels is to use regenerated protonated iron (II) complexonates with EDTA (or HEDP) at pH 1.5-3.5 in deaerated solutions.
В изобретении решается задача полного растворения окалины с поверхности стального оборудования при сохранении физико-химических параметров металла и повышения скорости выщелачивания оксидов железа из различных оксидно-рудных фаз.The invention solves the problem of the complete dissolution of scale from the surface of steel equipment while maintaining the physicochemical parameters of the metal and increasing the rate of leaching of iron oxides from various oxide-ore phases.
Поставленная задача решается тем, что используется протонированный комплекс (Fe(II) с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) или оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФ)) состава FeHY- (где Y - это анион кислоты в случае использования ЭДТА состава HC10N2O8 3-, в случае использования ОЭДФ состава C2O7P2H4 3-) в концентрации от 0,01 до 0,1 моль/л (2-20 г/л), содержащего в композиции ЭДТА (ОЭДФ) в пределах концентрации от 0,002 до 0,005 моль/л (5-20 г/л), H2SO4 0,01-0,02 моль/л (1-2 г/л), гидразин 0,0003 моль/л (0,01 г/л). Предлагаемый способ позволяет повысить скорость удаления оксидно-солевых отложений с поверхности в 10-100 раз (графики 1, 2). Способ позволяет использовать отработанные растворы, проводя их регенерацию. Регенерация заключается в восстановлении Fe(III) до FeHY- и создании pH 1-3. Использование данного метода позволяет ускорить процесс удаления отложений до 1 часа и повысить экономическую эффективность.The problem is solved by using a protonated complex (Fe (II) with ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP)) of the composition FeHY - (where Y is the acid anion in the case of using EDTA of the composition HC 10 N 2 O 8 3- , in the case of using OEDP composition C 2 O 7 P 2 H 4 3- ) in a concentration of from 0.01 to 0.1 mol / l (2-20 g / l) containing EDTA (OEDP) in the composition within a concentration of 0.002 to 0.005 mol / L (5-20 g / L), H 2 SO 4 0.01-0.02 mol / L (1-2 g / L), hydrazine 0.0003 mol / L (0.01 g / l). The proposed method allows to increase the rate of removal of oxide-salt deposits from the surface by 10-100 times (
На основе проведенных экспериментальных исследований определены оптимальные технологические условия травления окалины с поверхности стального оборудования. Оптимальное значение pH при использовании предлагаемого способа 1,5 (при использовании ОЭДФ) или 2,2 при использовании ЭДТА (задается добавкой серной кислоты) при Т=60-110°С. Травление осуществляется в атмосфере азота, создаваемой продувкой или добавлением восстановителя гидразина (N2H4) в количестве 0,0003 моль/л (0,01 г/л).Based on the conducted experimental studies, the optimal technological conditions for the etching of scale from the surface of steel equipment were determined. The optimal pH when using the proposed method is 1.5 (when using OEDP) or 2.2 when using EDTA (set by the addition of sulfuric acid) at T = 60-110 ° C. Etching is carried out in a nitrogen atmosphere created by purging or adding a hydrazine reducing agent (N 2 H 4 ) in an amount of 0.0003 mol / L (0.01 g / L).
Условия проведения эксперимента по обоснованию оптимальных режимов использования данного способа: pH 1-3,5; m (Fe3O4)=20 мг, Vp-pa 100 мл, радиус частиц = 0,27 мкм, поверхность 9,7 м2/г, Т=60°С, в атмосфере азота при перемешивания раствора с частотой вращения мешалки ω=1000 об/мин.The conditions of the experiment to substantiate the optimal modes of use of this method: pH 1-3.5; m (Fe 3 O 4 ) = 20 mg, Vp-pa 100 ml, particle radius = 0.27 μm, surface 9.7 m 2 / g, T = 60 ° C, in a nitrogen atmosphere while mixing the solution with a stirrer speed ω = 1000 rpm
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в предлагаемом способе удаления окалины предполагается использование комплекса FeHY-, который проявляет сильные восстановительные свойства, восстанавливая поверхность Fe2O3, Fe3O4 до Fe(OH)2. Предлагаемый способ позволяет многократное использование отработанного регенерированного раствора комплексонатов, а не чистого, что более эффективно. После удаления отложений промывочный раствор нагревается до 130-150°С с целью формирования защитной магнетитовой пленки на стальной поверхности.The claimed technical solution differs from the prototype in that in the proposed method of descaling it is proposed to use the FeHY - complex, which exhibits strong reducing properties, restoring the surface of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 to Fe (OH) 2 . The proposed method allows multiple use of the spent regenerated solution of complexonates, and not pure, which is more effective. After removing deposits, the washing solution is heated to 130-150 ° C in order to form a protective magnetite film on the steel surface.
К недостаткам данного способа следует отнести тот факт, что он применим только для закрытых систем, в которых сохраняется неустойчивый в атмосфере кислорода комплекс FeHY-, или требует применения восстановителя (гидразин или гидроксиламин).The disadvantages of this method include the fact that it is applicable only to closed systems in which the FeHY - complex is unstable in the oxygen atmosphere, or requires the use of a reducing agent (hydrazine or hydroxylamine).
Оптимальные условия применения изобретения поясняются следующими графиками:The optimal conditions for the application of the invention are illustrated by the following graphs:
График 1. Зависимость скорости растворения магнетита в серной кислоте от pH при концентрации ЭДТА - 0,01М (1), ОЭДФ-0,1М (2)-0,01М (3), H2SO4 контроль без добавок комплексонов (4).
График 2. Влияние концентрации ЭДТА (2) и FeHY- (1) на скорость растворения магнетита при pH 3,5; Т=60°С.
График 3. Определение области существования комплекса FeHY- на диаграмме Е - pH (диаграмма Пурбе).
Из анализа данных следует, что оптимальное значение pH использования раствора для ЭДТА составляет pH 2,2, а для ОЭДФ pH 1,5. С повышением концентрации комплексонов скорость растворения пропорционально увеличивается.From the analysis of the data it follows that the optimal pH of the use of the solution for EDTA is pH 2.2, and for HEDP, pH 1.5. With increasing concentration of complexones, the rate of dissolution increases proportionally.
Из экспериментальных результатов, представленных на графике 2, видно что скорость растворения магнетита от концентрации ЭДТА проходит через максимум, приходящийся на СЭДТА=0,003 моль/л. Добавки протонированного комплекса увеличивают скорость растворения навески Fe3O4, при этом наблюдается предельное значение скорости, которое описывается уравнением вида:From the experimental results presented in
, ,
где Won - экспериментальное значение удельной скорости растворения;where W on is the experimental value of the specific dissolution rate;
W0 - константа скорости реакции;W 0 is the reaction rate constant;
Fe(II)HY-, H3Y-, А- - равновесные концентрации ионов соответственно Fe(II)HY-, H3Y- и анионов А- (в данном случае SO4 2-);Fe (II) HY - , H 3 Y - , А - are the equilibrium concentrations of ions, respectively, Fe (II) HY - , H 3 Y - and the anions A - (in this case, SO 4 2- );
Ka1, Ka2, Ka3 - величины, обратные константам равновесия при адсорбции А-, Fe(II)HY-, H3Y- соответственно.Ka 1 , Ka 2 , Ka 3 are the reciprocal of the equilibrium constants upon adsorption of A - , Fe (II) HY - , H 3 Y -, respectively.
Для обоснования оптимальных условий растворения магнетита предлагается термодинамический подход оптимального режима существования протонированного комплекса с помощью диаграммы E-pH, представленной на графике 3.To justify the optimal conditions for the dissolution of magnetite, a thermodynamic approach is proposed for the optimal mode of existence of the protonated complex using the E-pH diagram presented in Figure 3.
Из анализа данных графика 3 следует, что оптимальные условия для удаления окалины предложенным способом находятся в пределах pH 1-3 и окислительно-восстановительного потенциала от 0,2 до 0 В. Это значение потенциала (Е) можно создать, продувая систему азотом или добавляя восстановители: гидразин (или гидроксиламин) 0,0003 моль/л.From an analysis of the data in
Пример конкретного выполнения заявленного способаAn example of a specific implementation of the claimed method
Таким образом, использование предлагаемого экономичного и качественного способа удаления окалины позволяет повысить скорость удаления оксидно-солевых отложений с поверхности в 10-100 раз по сравнению с использованием чистого комплексона. При этом отработанный регенерированный раствор комплексонатов можно использовать многократно, что экономически эффективно, обеспечивает минимальный уровень коррозии металла в процессе его травления и обеспечивает сохранение неизменными всех физико-химических свойств металла, повышает долговечность оборудования и его производительность.Thus, the use of the proposed economical and high-quality method of descaling allows to increase the rate of removal of oxide-salt deposits from the surface by 10-100 times in comparison with the use of pure complexone. At the same time, the spent regenerated solution of complexonates can be used repeatedly, which is cost-effective, provides a minimum level of metal corrosion during etching and ensures that all the physicochemical properties of the metal are unchanged, increases the durability of the equipment and its performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Scale removal method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Scale removal method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008126184A RU2008126184A (en) | 2010-01-10 |
RU2386729C2 true RU2386729C2 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=41643631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Scale removal method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386729C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500795C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Agent for chemical removal of corrosion deposits from metal surfaces |
RU2507312C1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Method of cleaning metal surfaces from corrosion deposits |
RU2627377C1 (en) * | 2016-12-22 | 2017-08-08 | ГОДЗОЕВ Олег Александрович | Composition for dissoluting corrosive deposits |
-
2008
- 2008-06-30 RU RU2008126184/02A patent/RU2386729C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500795C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Agent for chemical removal of corrosion deposits from metal surfaces |
RU2507312C1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Method of cleaning metal surfaces from corrosion deposits |
RU2627377C1 (en) * | 2016-12-22 | 2017-08-08 | ГОДЗОЕВ Олег Александрович | Composition for dissoluting corrosive deposits |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008126184A (en) | 2010-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007024644A5 (en) | ||
US4514270A (en) | Process for regenerating cleaning fluid | |
CN105331991A (en) | Pickling and passivating method for austenitic stainless steel | |
RU2386729C2 (en) | Scale removal method | |
RU2583500C2 (en) | Etching of stainless steel in oxidative electrolytic bath with acid | |
CA2678753C (en) | Method for removing deposits containing magnetite and copper from containers in industrial and power plants | |
Evans et al. | Photochemical removal of uranium from a phosphate waste solution | |
JP2020530069A (en) | Reduction of corrosion of iron sulfide scale remover | |
KR20140036145A (en) | Systems and methods for recovering nitric acid from pickling solutions | |
WO2016029089A1 (en) | Method for removing materials from coal fire generated catalysts | |
JP6522969B2 (en) | Radioactive material removal method | |
JP4292454B2 (en) | Method for treating aqueous solution containing metal fluoride | |
CN108408960B (en) | Method for recycling and treating iron-containing pickling newspaper waste liquid | |
JPH0765204B2 (en) | Method for dissolving and removing iron oxide | |
JP2003266065A (en) | Removing method and recovering method for cobalt and/ or zinc in iron chloride solution | |
RU2168560C2 (en) | Process of pickling of metal products | |
JP6956613B2 (en) | Cleaning equipment and cleaning method | |
KR970070244A (en) | Descaling method of stainless steel and chromium and / or nickel alloy steel, pickling composition and pickling waste recycling method | |
JP2002322581A (en) | Method for regenerating waste solution of nitric- hydrofluoric acid and method for pickling stainless steel | |
JP4477869B2 (en) | Method for treating waste liquid containing organic matter, especially radioactive liquid waste | |
JP3043522B2 (en) | Method for recovering noble metal ions from pickling waste liquid containing noble metal ions | |
JP3229169B2 (en) | Method for removing scale containing metal oxide | |
Lobacheva et al. | Solvent sublation of cerium ions from dilute aqueous solutions | |
Hanada et al. | Effect of Hydrophobicity of Ionic Liquids on the Leaching Selectivity of Platinum from a Spent Automotive Catalyst | |
RU2500795C1 (en) | Agent for chemical removal of corrosion deposits from metal surfaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140701 |