不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬表面處理工藝，尤其是對不銹鋼材料表面的氧化皮進(jìn)行綜合處理的工藝。本發(fā)明不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝包括將不銹鋼材料用酸洗液在超聲輔助下進(jìn)行處理的酸洗步驟，所述酸洗液是至少由檸檬酸和氨水兩種物質(zhì)經(jīng)配制而成的pH值在4～6之間的一種復(fù)合液。采用本發(fā)明工藝，不會蓄積污泥，其產(chǎn)物只要經(jīng)過簡單的調(diào)整就能分離出來，只要用檸檬酸反調(diào)，就會產(chǎn)生沉降，然后利用壓濾機(jī)就可將這類物質(zhì)分離出來；因此還能解決現(xiàn)有技術(shù)中易溶性的重金屬鹽難以處理的問題。
【專利說明】不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理工藝，尤其是對不銹鋼材料表面的氧化皮進(jìn)行綜合處理的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]對于不銹鋼材料表面的氧化皮處理，通常采用酸洗法，而且都是使用硝酸、氫氟酸等高強無機(jī)酸，其存在的嚴(yán)重問題是對設(shè)備防蝕要求高，環(huán)境污染大，工作環(huán)境差。為此，迫切需要改進(jìn)這一傳統(tǒng)的處理工藝。
[0003]申請?zhí)枮?00510012652.8的中國發(fā)明專利，公開了一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，包括如下步驟:(1)將不銹鋼棒材或板材用化學(xué)酸洗液在5?951下浸泡180?4分鐘；(2)再將被清洗材料置于水中用超聲波發(fā)生器超聲處理5?120秒鐘；材料表面的氧化皮全部脫落；所述酸洗液的組分及重量配比為硫酸或鹽酸5%?25%，無機(jī)硫化合物0.5%?15%，其余為水。該方案不使用硝酸、氫氟酸，減少環(huán)境污染；清洗下來的氧化皮沉淀在容器底部，很容易分離；生產(chǎn)成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化。該方案中，無機(jī)硫化合物作為還原劑，它的介入首先使高價鐵還原成低價鐵，然后硫酸將低價鐵的氧化物溶解，從而使氧化皮從鋼管上剝離下來。然該方案實施會產(chǎn)生大量的污泥，并且會生成大量的生物毒性的可溶性鹽；由此產(chǎn)生的酸洗廢水處理難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題，從而提供一種不銹鋼材料超聲酸洗綜合處理工藝。
[0005]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下:
不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，包括將不銹鋼材料用酸洗液在超聲輔助下進(jìn)行處理的酸洗步驟，所述酸洗液是至少由檸檬酸和氨水兩種物質(zhì)經(jīng)配制而成的1)?值在4?6之間的一種復(fù)合液。
[0006]本發(fā)明上述技術(shù)方案中，不銹鋼材料可以是無縫鋼管、直縫焊管、鋼板、鋼絲、鋼帶坐寸。
[0007]本發(fā)明上述技術(shù)方案中，第一層面，檸檬酸可溶解氧化鐵、氧化銅等一些金屬氧化物的銹垢。但由于反應(yīng)生成的檸檬酸鐵溶解度小，往往呈膠狀體附著于金屬表面上，成為很難沖洗掉的膜狀物質(zhì)。
[0008]第二層面，檸檬酸中加入氨水形成的檸檬酸銨，可將上述膜狀物質(zhì)溶解，生成檸檬酸鐵銨和檸檬酸亞鐵銨絡(luò)合物。從而可隨清洗液排出系統(tǒng)，達(dá)到清洗的目的。這解決了現(xiàn)有技術(shù)中容易產(chǎn)生污泥的問題。而對于絡(luò)合物的處理，就相當(dāng)簡單了。由于絡(luò)合物不是一種穩(wěn)定狀態(tài)的物質(zhì)，只需改變分散液的酸堿性，如用檸檬酸反調(diào)，就會產(chǎn)生沉降，然后利用壓濾機(jī)就可將這類物質(zhì)分離出來。因此該技術(shù)方案還解決了現(xiàn)有技術(shù)中易溶性的重金屬鹽難以處理的問題。
[0009]第三層面，在酸性條件下氧化皮中的？6203和？6304可以和檸檬酸銨在80?901發(fā)生鰲合反應(yīng)，形成檸檬酸鐵氨鰲合物，檸檬酸鐵氨鰲合物在氨水狀態(tài)下溶于水，使致密的氧化皮從本體上分離，輔以大功率高頻率的超聲波作用，可達(dá)到迅速去氧化皮的目的。
[0010]本發(fā)明上述技術(shù)方案中，具體發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理如下:
(1)形成檸檬酸銨:
031140? (000?) 3 + 順3！！20 —
031140? (000?) 2000^4 + ?。?0 —
031140? (000?) 2000^4 —
03114011000? 000^4000? 礦
(2)與氧化皮反應(yīng):
？6203 + 6礦—2 + ??！20 ？6304 + 8礦—？62^2 + ??！20 ？6 + 2礦—？62^ + ！！2 個總反應(yīng)式:
？6 +^41120611507 — ？6 順 4?:6昍07 + ??！2 |
？6203 +2^41120611507 — 2順4 (^606115070?) + ??！20
？6304 +3 ^4??！206！1507 — ？6順4?:6昍07 + 2順4 (^606115070?) + 2??！20。
[0011]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗步驟是在80?901下處理20?25111111。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:10?20。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:12?15。
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:13?14。
[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗液中還包含有表面活性劑成分。
[0016]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗液中還包含有三聚磷酸鈉；三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2?0.5%。
[0017]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚；脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?0.5%。
[0018]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述酸洗步驟是在80?901下處理20?25-11,所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:10?20，所述超聲頻率在30?1001^2，功率在100?5001。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明酸洗工藝采用的原料為低酸度的有機(jī)酸——梓檬酸和弱堿性氨水，其酸堿度低，對設(shè)備腐蝕性小，對環(huán)境污染少，使用安全，且其與不銹鋼氧化皮生成的有機(jī)絡(luò)合物和鰲合物易于清理，進(jìn)一步消除了環(huán)境污染隱患；
2、本發(fā)明還采用了超聲波配合酸洗的方法，超聲波在酸洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力，使銹垢迅速剝離到檸檬酸銨中，從而加速其在80?901下發(fā)生的螯合，主要加速第三層面的作用；其次超聲波還能加速檸檬酸鐵的膜狀物質(zhì)從鋼管壁上崩解，使之被檸檬酸銨絡(luò)合，直接加速第二層面的作用，間接地加速第一層面的作用；因此，超聲波對于本發(fā)明具有顯著地加成作用； 3、本發(fā)明符合“^)、能夠反應(yīng)，以清除氧化皮；(2^不揮發(fā)，不對生產(chǎn)車間造成直接污染；(3^產(chǎn)物無毒或者易處理”這三大要素，而且只要處理得當(dāng)就不會蓄積污泥，其產(chǎn)物只要經(jīng)過簡單的調(diào)整就能分離出來，如前文所述只要用檸檬酸反調(diào)，就會產(chǎn)生沉降，然后利用壓濾機(jī)就可將這類物質(zhì)分離出來；因此還解決了現(xiàn)有技術(shù)中易溶性的重金屬鹽難以處理的問題。

【具體實施方式】
[0020]本【具體實施方式】僅僅是對本發(fā)明的解釋，并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明的說明書之后所作出的任何改變，只要在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)，都將受到專利法的保護(hù)。
[0021]實施例一
不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，包括以下步驟:
(1)工件:經(jīng)軋制、脫脂、退火處理的不銹鋼無縫管；
(2)處理液配制:氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:10，同時加入三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，處理液邱值控制為4?6 ；
(3)將不銹鋼管工件浸入上述處理液池中，控制處理液溫度為80?901，并在頻率301(?功率1001的超聲波下處理20?25-11,即去除無縫鋼管表面的氧化皮；
(4)取出不銹鋼管，清洗后送后續(xù)整理工序；
(5)經(jīng)多次使用后的處理液送壓濾機(jī)過濾去固體沉淀物后可返回池內(nèi)循環(huán)使用。
[0022]本實施例中，酸洗液是一種消耗類物質(zhì)，生產(chǎn)過程中需要對其補充。并且氨水和檸檬酸的比例不應(yīng)是一個固定值，上面只是給出了一個參考。當(dāng)反應(yīng)速率明顯降低或者停滯時，就要考慮檸檬酸或者氨水是否消耗殆盡了，如果酸洗液是渾濁的，說明酸洗液的絡(luò)合螯合能力在降低，這明顯是由于檸檬酸銨消耗殆盡，在體系中出現(xiàn)該原因通常是由于氨水不夠用了，此時需要添加氨水；如果酸洗液澄清，那么很可能是檸檬酸消耗殆盡了，此時需要補充檸檬酸；需要補充何種液體，通常還可以通過測邱來確定，能夠維持酸洗正常進(jìn)行的邱范圍通常在4?6之間。
[0023]實施例二
不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，包括以下步驟:
(1)工件:經(jīng)軋制、脫脂、退火處理的不銹鋼直縫焊管；
(2)處理液配制:氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:14，同時加入三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%，脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，處理液邱值控制為4?6 ；
(3)將不銹鋼直縫焊管工件浸入上述處理液池中，控制處理液溫度為80?901，并在頻率50狃2功率2001的超聲波下處理20?25-11,即去除無縫鋼管表面的氧化皮；
(4)取出不銹鋼直縫焊管，清洗后送后續(xù)整理工序；
(5)經(jīng)多次使用后的處理液送壓濾機(jī)過濾去固體沉淀物后可返回池內(nèi)循環(huán)使用。
[0024]本實施例中，酸洗液是一種消耗類物質(zhì)，生產(chǎn)過程中需要對其補充。并且氨水和檸檬酸的比例不應(yīng)是一個固定值，上面只是給出了一個參考。當(dāng)反應(yīng)速率明顯降低或者停滯時，就要考慮檸檬酸或者氨水是否消耗殆盡了，如果酸洗液是渾濁的，說明酸洗液的絡(luò)合螯合能力在降低，這明顯是由于檸檬酸銨消耗殆盡，在這體系中出現(xiàn)該原因通常是由于氨水不夠用了，此時需要添加氨水；如果酸洗液澄清，那么很可能是檸檬酸消耗殆盡了，此時需要補充檸檬酸；需要補充何種液體，通常還可以通過測邱來確定，能夠維持酸洗正常進(jìn)行的邱范圍通常在4?6之間。
[0025]實施例三
不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，包括以下步驟:
(1)工件:經(jīng)軋制、脫脂、退火處理的不銹鋼鋼帶；
(2)處理液配制:氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:15，同時加入三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%，脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%，處理液邱值控制為4?6 ；
(3)將不銹鋼帶工件浸入上述處理液池中，控制處理液溫度為80?901，并在頻率901(?功率4001的超聲波下處理20?25-11,即去除無縫鋼管表面的氧化皮；
(4)取出不銹鋼帶，清洗后送后續(xù)整理工序；
(5)經(jīng)多次使用后的處理液送壓濾機(jī)過濾去固體沉淀物后可返回池內(nèi)循環(huán)使用。
[0026]本實施例中，酸洗液是一種消耗類物質(zhì)，生產(chǎn)過程中需要對其補充。并且氨水和檸檬酸的比例不應(yīng)是一個固定值，上面只是給出了一個參考。當(dāng)反應(yīng)速率明顯降低或者停滯時，就要考慮檸檬酸或者氨水是否消耗殆盡了，如果酸洗液是渾濁的，說明酸洗液的絡(luò)合螯合能力在降低，這明顯是由于檸檬酸銨消耗殆盡，在這體系中出現(xiàn)該原因通常是由于氨水不夠用了，此時需要添加氨水；如果酸洗液澄清，那么很可能是檸檬酸消耗殆盡了，此時需要補充檸檬酸；需要補充何種液體，通常還可以通過測邱來確定，能夠維持酸洗正常進(jìn)行的邱范圍通常在4?6之間。
[0027]實施例四
不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，包括以下步驟:
(1)工件:經(jīng)軋制、脫脂、退火處理的不銹鋼鋼板；
(2)處理液配制:氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:20，同時加入三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，處理液邱值控制為4?6 ；
(3)將不銹鋼板工件浸入上述處理液池中，控制處理液溫度為80?901，并在頻率1001(?功率5001的超聲波下處理20?25-11,即去除無縫鋼板表面的氧化皮；
(4)取出不銹鋼板，清洗后送后續(xù)整理工序；
(5)經(jīng)多次使用后的處理液送壓濾機(jī)過濾去固體沉淀物后可返回池內(nèi)循環(huán)使用。
[0028]本實施例中，酸洗液是一種消耗類物質(zhì)，生產(chǎn)過程中需要對其補充。并且氨水和檸檬酸的比例不應(yīng)是一個固定值，上面只是給出了一個參考。當(dāng)反應(yīng)速率明顯降低或者停滯時，就要考慮檸檬酸或者氨水是否消耗殆盡了，如果酸洗液是渾濁的，說明酸洗液的絡(luò)合螯合能力在降低，這明顯是由于檸檬酸銨消耗殆盡，在這體系中出現(xiàn)該原因通常是由于氨水不夠用了，此時需要添加氨水；如果酸洗液澄清，那么很可能是檸檬酸消耗殆盡了，此時需要補充檸檬酸；需要補充何種液體，通常還可以通過測邱來確定，能夠維持酸洗正常進(jìn)行的邱范圍通常在4?6之間。
【權(quán)利要求】
1.不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:包括將不銹鋼材料用酸洗液在超聲輔助下進(jìn)行處理的酸洗步驟，所述酸洗液是至少由檸檬酸和氨水兩種物質(zhì)經(jīng)配制而成的PH值在4?6之間的一種復(fù)合液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗步驟是在80?90°C下處理20?25min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:10?20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:12?15。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:13?14。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗液中還包含有表面活性劑成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗液中還包含有三聚磷酸鈉；三聚磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?0.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚；脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?0.5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼材料酸洗綜合處理工藝，其特征在于:所述酸洗步驟是在80?90°C下處理20?25min，所述酸洗液中氨水和檸檬酸的質(zhì)量比為1:13?14，所述超聲頻率在30?10KHz，功率在100?500W。
【文檔編號】C23G1/08GK104294292SQ201410469935
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】湯永和, 成天東, 莫凌華 申請人:湖州至誠精密金屬科技有限公司