磷化渣控制与废渣利用

《磷化渣控制与废渣利用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磷化渣控制与废渣利用（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第 5 期 1998 年 10 月 矿 产 保 护 与 利 用 CONSERVATION AND UTILIZATION OF MINERAL RESOURCES l . 5 Oct. 1998 其他 磷化渣控制与废渣利用 X 杨 健 ( 河南省商城县城建局, 商城, 465350) 摘 要 磷化渣的生成量与磷化液的组成、 槽液的控制及施工条件有关, 故从上述几方面 对磷化渣生成量进行控制, 并对其利用进行了详细的阐述。 关键词 磷化渣 控制 工艺条件 加热方式 工艺配方 磷化槽 废渣利用 随着金属加工业的发展, 金属表面磷化 处理日趋广泛, 但在磷化过程中总要产生过 量的沉淀即磷化渣。如果不

2、能及时清除, 将 严重影响磷化处理质量, 轻则在钢铁工件表 面形成附着物, 重则不能形成磷化膜。所以, 控制磷化渣的生成量及如何变废为宝成了重 要的课题。本文根据近年来国内外磷化工艺 现状, 对磷化渣控制与废渣利用进行了介绍。 1 磷化渣的控制 1. 1 控制工艺条件 1. 1. 1 磷化工艺低温化 70 年代以前, 国外多采用 50 60e 的中 温磷化工艺, 70 年代中期, 开始采用 25 35e 的低温磷化工艺 1。这样既可节省能 源, 又使被处理物不易锈蚀, 且沉渣少。但温 度不易过低, 否则会出现磷化膜不完整、 泛黄 或难以成膜的现象。整个磷化过程中, 磷化 液的温度波动越小越好,

3、 一般浸渍式中温磷 化的温度波动不应超过? 5e 。 1. 1. 2 酸比的选择 酸比是指总酸度与游离酸度之比。根据 不同的目的、 要求、 处理条件及配方, 酸比维 持在一个适当的范围, 常用酸比为 9. 94 11. 48。酸比大, 游离酸度低, 成膜速度快, 磷 化时间短, 所需温度低, 但会引起部分盐类呈 不溶性磷酸盐状析出沉淀, 化学药品损失; 酸 比小, 游离酸度高, 成膜速度慢, 磷化时间长, 且所需的温度高, 但沉渣少。所以, 控制好酸 度比的范围, 可以控制沉渣的生成量。 1. 1. 3 磷化方式的选择 1934 年英国发明了喷淋磷化 2, 它可以 实现低温、 低浓度和快速成膜

4、, 但影响膜的耐 蚀性, 且沉淀量大( 约 700mg/ l) 。后来的浸 渍式磷化所形成的磷化膜耐蚀性好, 且沉渣 量小( 300mg/ l) , 所以可采用连续式沉渣除 去装置, 以减少沉渣。 1. 1. 4 磷化用水的选择 磷化过程水洗时应使用对磷化处理无影 响且去除了矿物质的水, 不可使用悬浮有不 溶性物质的混浊水。因为它会成为磷酸盐水 解沉淀中的晶核, 加大沉淀量。另外, 硬度和 碱度过高的水也不适用。 1. 1. 5 防止碱性清洗剂污染磷化液 由于磷化前在碱性很强的溶剂中除油会 降低磷化和涂装的质量, 所以, 目前普遍采用 表面活性剂脱脂, 如在 50 60e CQ251Q 金 属

5、脱脂剂中浸渍 5 10min。但应避免清洗 X 收稿日期: 1998 -04 -21 剂污染磷化液, 否则会产生过多沉淀。 1. 2 改进工艺配方 1. 2. 1 采用锌钙体系 3 在锌酸盐磷化液中添加 Ca2+, 即构成锌 钙系磷化液。它作为油漆和喷塑的底层, 具 有许多优点, 如成本低, 使用方便, 磷化膜晶 粒细小, 吸漆量小, 对涂料的结合力好、 涂漆 装饰性好等; 尤其是磷化渣少, 这是近来锌钙 磷化液大量取代锌系磷化液的原因。 1. 2. 2 磷化液低浓度化 以前的高中温磷化液浓度较高, 总酸度 达50 150, 游离酸度达 10 20, Zn2+10 50g/ l。这样不仅造成药

6、剂、 能源消耗大, 而 且沉渣量也多。若采用降低磷化液浓度, 即 总酸度约 15 30, 游离酸度 0. 8 1. 5, Zn2+ 约 1 3g/ l, 不但可节省能源、 降低成本, 还能 有效地减少磷化渣的生成量。 1. 2. 3 添加剂的选择 ( 1) 促进剂。促进剂可使反应速度加 快, 特别是 NO-2, 但含量不能太高, 因其强氧 化性使金属表面生成一层氧化膜, 含量高、 膜 层加厚, 也可能破坏总酸和游离酸之间的平 衡, 造成沉渣多。所以促进剂一般控制在规 定范围的下限为宜。需注意的是, 促进剂在 磷化液中不太稳定, 需要在生产中不断补加, 补加时须先稀释, 且磷化液和促进剂的补加

7、入口须离远些。( 2) 络合剂。高锌磷化液沉 渣量较多, 可达 7 10g/ m3, 一般为 3g/ m3, 而加入柠檬酸、 酒石酸、 F - 、 甘油、 磺基水杨 酸、 葡萄糖酸等络合剂的磷化液, 沉渣量在 2 2. 5g/ m3。原因是它们与铁离子形成稳定 的螯合物, 防止磷酸铁沉渣生成, 但此时需将 无机酸换成有机酸。 1. 3 槽液加热方式的改进 槽温升高会增加磷化液的离解度, 控温 不当会造成沉渣量多。现逐步改变槽液局部 受热为整体动态升温, 如用板式换热器4 BSR15、 P- 3J 等( 槽液通过换热器回热) 。 另需在磷化液循环管道上装一铂热电阻测温 仪控温, 当槽液低于工艺温

8、度下限时, 则自动 启动加热。 1. 4 磷化槽的改进5 在普通磷化槽底部大于 200mm 高处设 磷化渣斜板沉淀装置; 在槽的侧边设置由加 热管、 压缩空气排管、 导流板构成的溶液内循 环装置。为了便于清理槽液, 对于生产量大 需经常清槽的, 应在槽底部设置排渣阀及监 视辅助压缩空气搅拌管。 新型磷化槽能对产生的磷化渣进行有效 控制, 但只适用于中小型生产, 在大型专业化 生产上的应用还有待于进一步研究。 2 废渣的利用 2. 1 废渣来源及危害 从磷化工艺生产实践可知, 所有磷化液 在磷化过程中总要产生过量的沉淀即磷化 渣。它的存在不但影响磷化处理质量, 造成 环境污染, 而且造成能源的浪

9、费。从废渣中 回收有用物质, 不但能减少环境污染, 且具有 较高的经济价值和较好的社会效益。 2. 2 废渣的成分及利用 2. 2. 1 废渣的组成 磷化渣主要是磷酸锌和磷酸铁的混合 物, 还含有少量其它磷酸盐、 硫酸盐等。酸洗 废液与磷化废液混合便生成了磷酸铁沉淀, 由于其溶度积很小, 在 Fe2+过量的情况下, PO43-能较彻底地沉淀出来, 反应式为: 3Fe2+ 2PO43-Fe3( PO4)2 Ksp= 1 10- 30 磷化废液中少量的 Fe3+、 Zn2+、 Ca2+等 离子在 PO43-存在的条件下也都沉淀出来: Fe3+ PO43-= FePO4 Ksp= 1. 3 10-

10、22 3Zn2+ 2PO43-= Zn3(PO4)2Ksp= 9. 1 10- 31( 少量) 3Ca2+ 2PO43-= Ca3( PO4)2 Ksp= 3 10- 23( 少量) 2. 2. 2 废渣的利用 将上述得到的磷酸盐湿渣投入铁罐中, 加入 30% 的烧碱溶液, 再加入清水适量稀 释, 通入压缩空气搅拌并加热至沸腾, 维持 1h 左右停止加热, 鼓气, 静止保温 75e 以上 #50#矿产保护与利用 1998 年 12h, 使其自然沉淀。放出上层 Na3PO4于结 晶池中, 冷却结晶, 甩干, 即可包装。母液经 蒸发后冷却结晶, 底部 Fe( OH)2经加热氧化 成红色 Fe2O3

11、, 加入适量清水, 搅拌、 洗涤, 静 置 4h 左右。反应方程式为: Fe3( PO4)2+ 6NaOHNa3PO4+ 3Fe(OH)2| FePO4+ 3NaOHNa3PO4+ Fe( OH)3| 4Fe(OH)2+ O2 v 2Fe2O3+ 4H2O 2Fe(OH)3 v Fe2O3+ 3H2O 从废渣中回收的 Na3PO4和 Fe2O3均可 作为化工原料, 洗涤后的 Fe2O3经甩干、 烘 干、 粉碎后, 作为建筑用铁红颜料。 3 结束语 本文从磷化工艺条件的改进, 磷化工艺 配方的选择, 磷化槽设计及槽液加热方式的 改进等方面介绍了对磷化渣生成量的控制, 这些措施提高了磷化成膜速度,

12、 优化了磷化 质量。通过对废渣来源、 废渣危害及废渣组 成的了解和分析, 找到了变废为宝的最佳途 径。不但减少了环境污染, 还能回收不少有 用的化工原料, 其有较高的经济价值和较好 的社会效益。 参考文献 1 汪泉发等. 电镀与环保, 1994, 14( 6) : 12 2 T# Yoshihara. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 1983, 23(11) : 984 3 唐春华. 电镀与环保, 1993, 13( 2) : 20 4 杨丹农. 材料保护, 1994, ( 4) : 18 5 线东升. 电镀与环保,

13、 1997, 17( 1) : 24 CONTROL OF RESIDUE PHOSPHIDE AND UTILIZATION OF WASTE RESIDUES Yang jian (Shangcheng Bureau of Municipal Buileing, Shangcheng, 465350) ABSTRACT The quantities of residues phosphide depend on composition of liquor phosphide and control of cell liquar and operation condition. The qu

14、antities can be controled. KEY WORDS residues phosphide, control, technological condition, heating way, technological formala, cell phosphide, utilization of waste residuesu 矿业权的物权性质 市场经济是建立在对于财产权保护的法制基础 上的, 矿业市场经济的基础是保护矿业权, 如果矿业 权得不到有力的保护, 矿业投资、 采矿权人的合法权 益得不到保证, 将影响到市场经济条件下矿业乃至 整个国民经济的发展, 在环境资源问题日益

15、突出的 今天, 我国矿业权保护问题显得尤为重要。 (1) 矿业权是物权的一种, 和其它物权一样, 受 我国法律的严格保护, 矿业权是采矿权人的重要财 产权, 社会上的其它任何单位和个人都负有不得侵 犯他人财产权的义务, 侵犯矿业权的行为是违法犯 罪行为, 侵权人应负相应的法律责任。各级政府和 司法机关有保护矿业权不受侵犯的义务, 应当依法 打击矿业侵权行为, 保护采矿权人的合法权益, 建立 我国矿业良性发展的良好秩序。 ( 2) 采矿权人必须认识到矿业权是自己最为重 要的财产权, 关系到市场经济条件下的生存和发展。 矿业侵权首先侵犯的是采矿权人的合法权益, 威胁 采矿权人的生存发展。采矿权人必须加强保护矿业 权的法律意识, 敢于、 善于保护自己的合法权益, 打 击矿业侵权行为。 ( 3) 加大保护矿业权的宣传力度, 改变无视矿 业权的社会不良风气, 使整个社会认识到侵犯矿业 权的行为是违法犯罪行为, 应当受到法律的惩罚, 提 高社会保护矿业权的法律意识。 总之, 矿业权是物权的一种, 是我国法律规定的 重要财产权, 应当和其它财产权一样得到我国政府、 社会、 矿业单位的有效保护。 郑州四维律师事务所 陈旺供稿 #51#第 5 期 杨健: 磷化渣控制与废渣利用