Регион:

Обезжиривание кислотой (кислотное обезжиривание)

Обезжиривание кислотой (кислотное обезжиривание)

Методом горячего цинкования обрабатываются металлоконструкции, обычно получаемые путем сварки из различных частей. На них не присутствуют тяжелые смазки, а имеются в наличии лишь следы минеральных масел, поступивших из СОЖ. В этом случае можно использовать более экологичный процесс одновременного обезжиривания и травления в кислом растворе. Растворы для выполнения указанных операций содержат одновременно травильный и обезжиривающий компоненты и ингибиторы коррозии металлов в данной среде. В качестве травильного компонента можно использовать серную, соляную или фосфорную кислоту, а обезжиривающего - ПАВ или смесь нескольких ПАВ.

Одновременное обезжиривание и травление в то же время обладает тем недостатком, что, поскольку удаление жировых отложений идет достаточно медленно и к тому же неравномерно, целесообразно попытаться разделить обезжиривание и травление. Поэтому были разработаны технологии обезжиривания в кислой среде, из которых в России были замечены две.

В первом случае использовано кислотное обезжиривание в многокомпонентном растворе, содержащем в качестве основного компонента фосфорную кислоту, как обладающую наименьшей скоростью травления. Полный состав растворов является секретом фирм, но на основании их технологических свойств можно сделать некоторые суждения.

Состав раствора ванны

Обычно предлагаются для работы два химических состава. Данные растворы, вероятнее всего, различаются долей ПАВ, присутствующих в них. Первый состав используется для приготовления свежей ванны путем разбавления раствора в 10 раз. Второй состав используется для корректировки обезжиривающей способности раствора. Контроль обезжиривающей способности ванны на основе этих веществ сравнительно прост: рН раствора должен лежать в пределах 1,5-2,5. Путем комбинации использования этих двух составов добиваются стабильной работы ванны обезжиривания.

Раствор ванны обезжиривания является совместимым с последующим раствором ванн травления. Это означает, что операция промывки после операции обезжиривания не нужна, что является значительным преимуществом по сравнению со щелочным обезжириванием, где перед операцией травления необходима очень тщательная промывка обезжиренных изделий от обезжиривающего раствора. Если при обезжиривании щелочными   растворами   в   растворе   накапливаются   в эмульгированном виде масла, и раствор через определенные промежутки времени необходимо заменять на новый, а старый раствор перерабатывать, а это вызывает очередную головную боль у руководителя предприятия, то в случае использования данных составов вся операция по утилизации заключается в осторожном, без взмучивания переливании раствора в соседнюю ванну (декантировании) и удалении осадка со дна ванны на полигон хранения отходов. Эта операция, как правило, осуществляется два раза в год. Дело в том, что в результате окисления двухвалентного железа (в результате частичного подтравливания поверхности фосфорной кислотой), в трехвалентное образуется нерастворимый осадок фосфата трехвалентного железа, который утягивает в осадок и удаленное с поверхности изделий масло.

В целом, из знания свойств поверхностно-активных веществ и механизма действия их в водном растворе можно предположить, какие компоненты должны входить в состав данных растворов. Прежде всего, это фосфорная кислота, которая является основным компонентом раствора и обеспечивает его кислую реакцию. Первая константа диссоциации фосфорной кислоты равна 7,5.10-3, поэтому рН свежего раствора будет лежать в районе 1,5. По мере исчерпания кислоты (перехода ее в соль) концентрация свободной кислоты будет уменьшаться, и соответственно, рН возрастать.

Другим основным компонентом будет ПАВ, вернее, смесь ПАВ. Дело в том, что каждое индивидуальное поверхностно-активное вещество обладает определенным соотношением между силой гидрофильных и липофильных групп (ГЛБ, гидрофильно- липофильный баланс). В зависимости от этой величины ПАВ будут обладать хорошим эмульгирующия свойством или же, наоборот, не эмульгировать или недостаточно эмульгировать масла. В данных составах подобраны ГЛБ у анионного и нейтрального ПАВ таким образом, чтобы масла не очень прочно удерживались в мицеллах, а при образовании осадка фосфата трехвалентного железа они захватывались этим осадком и осаждались на дно ванны. Очевидно, что данные ПАВ для получения высокой маслозадерживающей способности должны также иметь основу, способную удерживать ПАВ в высокой концентрации. Кроме того, из литературы следует, что для лучшей способности к мицеллообразованию в смесь добавляют активаторы, наиболее употребительным из которых является изопропиловый спирт.

Наконец, еще одним компонентом является хлорид какой-либо соли, вероятнее всего, это хлорид натрия. За счет поддержания кислотно-основного равновесия часть хлорида натрия превращается в свободную соляную кислоту, причем его концентрация ограничена санти-миллимолярным раствором (рН 2-3), но этого достаточно для легкого подтравливания поверхности с целью накопления в растворе ионов двухвалентного железа. По мере прохождения процесса (окунания – извлечения подвесок) раствор насыщается кислородом. Если фосфат двухвалентного железа является достаточно растворимым, то при переходе железа из двухвалентного состояния в трехвалентное (в результате окисления кислородом) образуется нерастворимый фосфат трехвалентного железа, который постепенно переходит в осадок. Поскольку концентрация трехвалентного железа является незначительной, образующийся осадок является объемным, и своим объемом он захватывает  микроглобулы масла, увлекая их на дно ванны.

Таким образом, данные обезжириватели должны быть, как минимум, пяти-шестикомпонентными (содержат фосфорную кислоту, хлорид какого-то металла, два-три ПАВ и активатор).

Вторая технология отличается от вышеописанной тем, что компонент травления в данном случае не хлорид щелочного металла, а соляная кислота. Недостатком ее является излишняя трудоемкость поддержания раствора в рабочем состоянии – в отличие от первой технологии, где при использовании реагентов достаточно измерить рН раствора,в последнем случае необходим аналитический контроль (методом титрования) и юстировка раствора до необходимой кондиции добавлением соляной кислоты.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments