本发明涉及化工及有色冶金设备中硫酸钙管垢的清除及其清理液的再生方法。
背景技术：
在化工及有色冶金过程中，钙镁作为共存离子进入系统，当钙离子累积到一定程度后会结成硫酸钙膏状难溶物，附着在泵的叶轮上，堵塞管道，影响泵的效率，从而影响料液运输，影响生产。为了清理管道的管垢，实现生产效率的最大化的目的，有必要研究一种快速，高效且可以循环使用去除管垢的经济方法。现有主要路线：(a)机械除垢，清管器为直线运动，而CaSO4垢结构紧密、硬度大，要清理干净管内垢层，一般需好几次，清管效率低，质量差；(b)NaOH浸泡耗时较长，并且垢残留量也较多，还需加入表面活性剂促进硫酸钙垢溶解，操作繁琐；(c)EDTA钠盐价格较贵，成本高，需要找到一个方法循环利用，经济上不合算。现有方法中不仅清管效率低，操作复杂，而且成本较高。而本方法是用便宜的试剂快速的溶解硫酸钙垢，再循环利用，处理方法简单易于实施。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是克服现有的缺陷，提供了一种价格低廉、易得且脱除效果好的用于从有色冶金中硫酸钙管垢脱除的清除液；本发明的另一个目的是提供一种工艺流程简单、操作方便、经济、所得清除液也可循环脱除硫酸钙的使用方法。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
该洗脱液为柠檬酸和氢氧化钠的混合溶液，其中所述柠檬酸的物质的量是钙离子的0.5-3倍，其中用氢氧化钠调节pH至8-12。经试验后在柠檬酸物质的量是钙的1倍，氢氧化钠调节pH=12条件下管垢去除效果最佳。有色冶金中CaSO4管垢的快速清除方法，具体操作步骤如下：
1)在装置中加入50mL清洗液，在启动搅拌的同时加热到50 ºC，然后加入1g管垢（其中80%左右是硫酸钙），充分反应30 min得到络合溶液，过滤，烘干后，测量除垢后的垢渣质量；
2) 向滤液中滴加6 M的硫酸调节溶液pH，至酸性，使硫酸钙沉淀出来，分离沉淀，同时得到循环液；
3) 再向循环液中加入1 g管垢，重复步骤1）。
本发明的有益效果：
1、提供了一种原料价格低廉，简单易得且能有效地去除硫酸钙管垢的清洗液。
2、提供的清洗方法操作简单，只需微加热搅洗，耗时短，就能有效去除硫酸钙管垢，易于工业化实施。
3、该清洗剂呈碱性，是因为柠檬酸根和钙离子在碱性条件下形成稳定的螯合物，而在大量硫酸存在的条件下，溶液中的柠檬酸根的含量很少，故很难形成螯合物，所以可以利用硫酸得到循环清洗液。该过程操作简单，除垢效果好，清洗液可以多次循环使用。
具体实施方式
实施例1：
以某公司电解系统中产生的管垢为原料，原料中硫酸钙占80%，通过以下步骤来清除硫酸钙管垢：
1、称取1 g 管垢四份，分别配置柠檬酸浓度为0.059 mol/L,0.118 mol/L,0.236 mol/L,0.345 mol/L的清洗液, 并用氢氧化钠固体调节pH=12。
2、将以上四份管垢分别用上述不同柠檬酸浓度的清洗液洗涤，其他条件一致：加入50 mL清洗液，在50 ºC下搅拌30 min，过滤。采用不同浓度的清洗液洗涤，管垢的除垢率依次是71%，83%，80%，80%。
由此实验可以得出柠檬酸物质的量是钙的1倍（柠檬酸浓度为0.118 mol/L）时的清洗液洗涤效果最佳。
实施例2：
以某公司电解系统中产生的管垢为原料，原料中硫酸钙占80%，通过以下步骤来清除硫酸钙管垢：
1、称取1 g 管垢三份，分别配置柠檬酸浓度为0.118 mol/L并用氢氧化钠固体调节pH=8,10,12的清洗液。
2、将以上三份管垢分别用上述不同pH的清洗液洗涤，其他条件一致：加入50 mL清洗液，在50 ºC下搅拌30 min，过滤。采用不同pH的清洗液洗涤，管垢的除垢率依次是41.2%，65.5%，83.5%。
由此实验可以得出用氢氧化钠固体调节pH=12时的清洗液洗涤效果最佳。
实施例3：
以某公司电解系统中产生的管垢为原料，原料中硫酸钙占80%，通过以下步骤来清除硫酸钙管垢：
1、称取1 g 管垢两份，配置柠檬酸浓度为0.118 mol/L并用氢氧化钠固体调节pH=12的清洗液。
2、将以上两份管垢加入到清洗液后分别在50 ºC和室温条件下搅拌30 min，过滤。采用不同温度条件下洗涤，管垢的除垢率依次是83.3%，70.1%。
由此实验可以得出反应温度在50 ºC下清洗液洗涤效果最佳。
实施例4：
以某公司电解系统中产生的管垢为原料，原料中硫酸钙占80%，通过以下步骤来清除硫酸钙管垢：
1、称取1 g 管垢三份，配置柠檬酸浓度为0.118 mol/L并用氢氧化钠固体调节pH=12的清洗液。
2、将以上三份管垢加入到50 ºC清洗液后，分别在搅拌10min，30min，60 min后，过滤。采用不同反应时间条件下洗涤，管垢的除垢率依次是56.8%，83.3%，81.1%。
由此实验可以得出反应时间在30min下用清洗液洗涤效果最佳，延长时间对除垢率变化影响不大。
实施例5：
以某公司电解系统中产生的管垢为原料，原料中硫酸钙占80%，通过以下步骤来清除硫酸钙管垢：
1、称取1 g 管垢一份，配置柠檬酸浓度为0.118 mol/L并用氢氧化钠固体调节pH=12的清洗液。
2、将以上管垢加入到50 ºC清洗液后，搅拌30min过滤，测第一次除垢率，随后向滤液中滴加6 M的硫酸调节溶液pH，至酸性，使硫酸钙沉淀出来，分离沉淀。同时得到循环清洗液，再用氢氧化钠调节pH至12，再加入1 g管垢，在50 ºC，30 min条件下反应后，过滤，测第二次除垢率，重复循环实验，得第三次除垢率。循环实验得到的除垢率分别是83.3%，81.2%，78.8%。
由此实验可以得出结论本发明所提供的清洗液可以循环利用，从而达到资源利用的最大化。