专利名称：不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢蚀刻废液再生的方法，特别是不锈钢蚀刻板生产过程中酸性三氯化铁蚀刻废液的再生的简易方法。
背景技术：
不锈钢蚀刻技术在不锈钢印花、雕刻中有着广泛应用。酸性三氯化铁蚀刻液因其价廉、腐蚀效率稳定且不产生有害及易燃气体，长期以来一直是不锈钢蚀刻装饰板生产过程中的首选。在酸性三氯化铁的溶液中，三价铁与不锈钢中的铁反应，生成二价铁。随着反应的进行，蚀刻液中的三价铁浓度不断降低，二价铁浓度不断升高，氧化还原电位不断的衰减，腐蚀效率的降低。当电位衰减到一定程度，蚀刻液腐蚀效果不能满足印花和雕刻等要求，此时就必须停机将蚀刻机液缸内的所有废液抽出，更换新的蚀刻液方可继续进行生产。这种间歇式生产方式不但生产效率低下，而且工厂还需要安排大量场地堆放蚀刻液和蚀刻 废液，安全隐患大。不锈钢装饰材料企业对蚀刻废液一般是通过私自排放或者由生产厂商无偿回收等方式处理，造成环境污染和资源浪费。而现有对于蚀刻液的再生方法(参见专利CN02116014. 7、CN200310120087. 8、CN200810065306. X)工艺复杂且成本高，难以在工业生产中实现在线更新、再生和循环利用。本发明基于蚀刻液中二价铁的氧化反应，采用双氧水、高锰酸钾、和氯酸钠为氧化齐U，实现了蚀刻废液的迅速再生。此法简单易行且成本低，特别适合在不锈钢蚀刻生产线上应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能在不锈钢蚀刻生产线上直接使用，实现酸性三氯化铁蚀刻废液再生和循环利用的方法。鉴于上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，向蚀刻废液或循环流动的蚀刻废液中先加入废液重量1-15%的氧化剂，后加入废液重量5-25%的工业盐酸，保持蚀刻废液搅拌或循环流动一段时间即完成废液整个再生过程。尤其是通过少量多次的方式加入氧化剂，以2-6次的方式加入全部氧化剂，每次的加量可大致相同。在该技术方案中，不锈钢蚀刻废液的再生温度是室温_50°C，尤其是恒定为35-500C;最好是40-50°C。不锈钢蚀刻废液主要组成为酸性三氯化铁溶液，波美度为40-44 ；工业盐酸质量百分比浓度为30-37%。氧化剂为双氧水、高锰酸钾、氯酸钠中的一种；当使用双氧水为氧化剂时,所使用的双氧水为工业级或化学纯等均可，质量百分比浓度为30%，用量为蚀刻废液重量的5-15%，工业盐酸用量为蚀刻废液重量的15-25% ;当使用高锰酸钾为氧化剂时，所使用的高锰酸钾为工业级或化学纯等均可，用量为蚀刻废液重量的1_5%，工业盐酸用量为蚀刻废液重量的5-25% ;当使用氯酸钠为氧化剂时，所使用的氯酸钠为工业级或化学纯等均可，用量为蚀刻废液重量的1-5% ;工业盐酸用量尤其是为蚀刻废液重量的5-20% ;待氧化剂和工业盐酸都加入后或加入时，蚀刻废液进行搅拌或保持循环流动的时间为5-15分钟。本发明氧化剂和工业盐酸的添加量主要根据蚀刻液的氧化还原电位和蚀刻后样板的质量损失情况决定。蚀刻消耗比较多时，添加量就要多一些。本发明的有益效果是与现有技术相比，本发明不锈钢蚀刻废液再生方法的优点在于
I.工艺简单，可在线添加，可实现连续生产。只需要向不锈钢蚀刻废液中加入所需原料，就能实现再生和循环使用，避免了频繁换缸，缩短了蚀刻板生产周期，提高了生产效率。2.成本低廉，性价比高。本发明技术再生每吨蚀刻废液的成本不足200元，性价比闻。3.再生蚀刻液的蚀刻效果与原液相当，使用周期得以延长。在相同条件下，分别利用本发明实施例1-3所获得的再生蚀刻液以及原液对同批次900mmX900mm的304不锈钢板进行蚀刻，蚀刻时间3min，蚀刻温度40°C，利用重量法和氧化还原电位分析法(0RP计)分析不同蚀刻液在多次蚀刻后的蚀刻效果。由图I、图2可以发现，再生蚀刻液的氧化还原电位超过原液，多次蚀刻后样板的质量损失仍高于原液，以上结果充分说明利用本发明提供的方法获得的再生蚀刻液的蚀刻效果达到原液水平，使用周期比原液更长。本发明是不锈钢蚀刻废液再生利用的简易方法。使不锈钢蚀刻废液的蚀刻效率恢复至新液水平，达到再生和循环利用的目的。本方法无须添加三氯化铁且不用换缸，再生速度快、操作简单、成本低，可实现不锈钢蚀刻液的长期循环使用。
图I为质量损失随蚀刻次数的变化图。图2为氧化还原电势随蚀刻次数的变化图。
具体实施例方式下面通过具体的实施例的方式对本发明关于不锈钢蚀刻液再生方法进行说明，但本发明不局限于这些实施例。实施例I在40°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入IOOkg质量百分比浓度为30%的双氧水，然后再加入180kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动10分钟即可完成蚀刻液再生。实施例2在35°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入35kg高锰酸钾至全部溶解，然后再加入170kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动10分钟即可完成蚀刻液再生。化学纯盐酸当然更好。实施例3在40°C恒温下，通过少量多次的方式向IOOOkg蚀刻废液中先加入20kg氯酸钠至全部溶解，然后再加入120kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液搅拌10分钟即可完成蚀刻液再生。实施例4在45°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入150kg质量百分比浓度为30%的双氧水，然后再加入230kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动10分钟即可完成蚀刻液再生。实施例5 在50°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入15kg高锰酸钾至全部溶解，然后再加入90kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动5分钟即可完成蚀刻液再生。实施例6在45°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入40kg氯酸钠至全部溶解，然后再加入180kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动15分钟即可完成蚀刻液再生。实施例7在50°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入75kg质量百分比浓度为30%的双氧水，然后再加入230kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动5分钟即可完成蚀刻液再生。实施例8在45°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入45kg高锰酸钾至全部溶解，然后再加入240kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动15分钟即可完成蚀刻液再生。实施例9在50°C恒温下，通过少量多次的方式向循环流动的IOOOkg蚀刻废液中先加入IOkg氯酸钠至全部溶解，然后再加入70kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持蚀刻液循环流动5分钟即可完成蚀刻液再生。实施例10在40°C条件下，对IOOOkg蚀刻废液中先加入15kg氯酸钠，搅拌至全部溶解，然后再加入65kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸，保持搅拌5分钟即可完成蚀刻液再生，静置过滤后即可回用。蚀刻消耗比较多时，添加50kg氯酸钠和250kg质量百分比浓度为30-37%的工业盐酸。
权利要求
1.一种不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于向蚀刻废液或循环流动的蚀刻废液中先加入废液重量1-15%的氧化剂，后加入废液重量5-25%的工业盐酸，保持蚀刻废液搅拌或循环流动一段时间即完成废液再生。
2.根据权利要求I所述的不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于通过2-6次的方式加入氧化剂。
3.根据权利要求I所述的不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于所述的不锈钢蚀刻废液主要成份为酸性三氯化铁溶液，波美度为40-44。
4.根据权利要求1-3之一所述的不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于所述的氧化剂为双氧水、高锰酸钾、氯酸钠中的一种。
5.根据权利要求4所述的不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于所述的双氧水质量百分比浓度为30%，用量为蚀刻废液重量的5-15% ;所述的高锰酸钾用量为蚀刻废液重量的1-5% ;所述的氯酸钠用量为蚀刻废液重量的1_5%。
6.根据权利要求I所述的不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，其特征在于所述的工业盐酸质量百分比浓度为30-37% ;当使用双氧水为氧化剂时，盐酸用量为蚀刻废液重量的15-25% ;当使用高锰酸钾为氧化剂时，盐酸用量为蚀刻废液重量的5-25% ；当使用氯酸钠为氧化剂时，盐酸用量为蚀刻废液重量的5-20%。
7.根据权利要求I所述的不锈钢蚀刻废液再生的简易方法，其特征在于氧化剂和工业盐酸都加入后，蚀刻液保持循环流动的时间为5-15分钟。
8.根据权利要求I所述的不锈钢蚀刻废液再生的简易方法，其特征在于蚀刻液的处理温度为室温_50°C。
9.根据权利要求8所述的不锈钢蚀刻废液再生的简易方法，其特征在于蚀刻液的处理温度为40-50°C ;所述的不锈钢蚀刻废液的在线循环流动再生时温度恒定在40-50°C。
全文摘要
本发明提供一种不锈钢蚀刻生产线蚀刻废液再生和循环利用的方法，向蚀刻废液或循环流动的蚀刻废液中先加入废液重量1-15%的氧化剂，后加入废液重量5-25%的工业盐酸，保持蚀刻废液搅拌或循环流动一段时间即完成废液再生。尤其是通过2-6次的方式加入氧化剂。本发明是不锈钢蚀刻废液再生利用的简易方法。使不锈钢蚀刻废液的蚀刻效率恢复至新液水平，达到再生和循环利用的目的。本方法无须添加三氯化铁且不用换缸，再生速度快、操作简单、成本低，可实现不锈钢蚀刻液的长期循环使用。
文档编号C23F1/46GK102965667SQ20121052599
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者陆洪彬, 唐伟, 高扬之, 孟祥康, 冯春霞, 朱善忠, 桑志宏, 黄立新 申请人:南通南京大学材料工程技术研究院, 南京大学, 海门市森达装饰材料有限公司