一种酸洗除渣剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于金属设备清洗领域，具体涉及一种无磷无氮、无难降解有机物的酸洗除渣剂及其制备方法和应用。

背景技术：

磷化工艺过程是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，其通过在金属基体表面生成磷化膜，而给金属基体提供保护，大幅度提高了金属的耐腐蚀性能。磷化工艺是汽车生产过程中的重要工序，其可以防止汽车在工序间生锈；同时，在汽车基材表面形成的磷化膜能够增加汽车基材与电泳漆的结合力，能够大幅度提升汽车的耐蚀性能，延长汽车的使用寿命。

磷化渣作为磷化反应的副产物，伴随着磷化反应的进行，磷化渣的量不断增加。这些磷化渣会逐渐沉积到磷化液槽体和磷化液循环管路中，并形成顽固的结晶。如果不及时将磷化渣从设备中除去，其会造成磷化液循环管路堵塞，缩短磷化设备的使用寿命。同时，磷化渣也会污染磷化液槽体中的磷化液，缩短磷化液寿命，对磷化膜质量和涂装质量造成不良影响。现阶段，汽车厂普遍使用稀硝酸来清洗磷化设备，但由于硝酸中含有大量的氮元素，这显著增加了汽车厂在后期废水处理中的环保压力、成本投入。

技术实现要素：

本发明从响应国家环保号召和降低汽车厂废水处理难度以及保证安全的视角出发，开发一种无磷无氮、无难降解有机物的酸洗除渣剂，通过将无机酸、有机酸与氧化剂的合理复配获得处理液，该处理液能够短时高效的清洗磷化设备中残留的磷化渣，疏通磷化管路，并具有保护磷化设备的功能。

本发明采用的技术方案是：一种酸洗除渣剂，由以下原料按重量百分比制成：

优选的，所述无机酸选自盐酸、硫酸、硼酸、过硼酸、氟硼酸、偏硼酸、碳酸、氢氟酸、硅酸、氟硅酸、次氯酸和高氯酸中的一种或两种以上的混合。

优选的，所述有机酸选自乙酸、羟基乙酸、酒石酸、甲基磺酸、草酸、乳酸和柠檬酸的一种或两种以上的混合。

更优选的，所述有机酸选自乙酸、甲基磺酸、草酸和柠檬酸。

优选的，所述氧化剂选自过氧化氢、过氧乙酸、次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠和过硼酸钾中的一种或两种以上的混合。

更优选的，所述氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钠和过硼酸钠。

优选的，所述缓蚀剂选自硫代硫酸钠、硅酸钠、硅酸钾、硫酸锌、乌洛托品、硫脲、尿素、二邻甲苯硫脲、苯丙三氮唑、六次甲基四胺和肉桂酸中的一种或两种以上的混合。

更优选的，所述缓蚀剂选自硫代硫酸钠、硅酸钠和硅酸钾。

优选的，所述润湿剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、乙醇、丙二醇、十二烷基硫酸钠和烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合。

更优选的，所述润湿剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和乙醇。

本发明所获得的酸洗除渣剂，0＜ph≤3，比重为1.1～1.8，按照40g/l定容后取5ml滴定，所消耗的0.1nnaoh溶液的毫升数为10～50ml；优选的，0＜ph≤2，比重为1.4～1.7，按照40g/l定容后取5ml滴定，所消耗的0.1nnaoh溶液的毫升数为20～40ml。

一种酸洗除渣剂的制备方法，包括如下步骤：按上述的重量百分比，取各原料；先加入水，在搅拌状态下，加入有机酸，搅拌30～60min后，加入无机酸，搅拌30～60min后，调节反应体系的温度为20～40℃，加入缓蚀剂，搅拌10～30min后，加入润湿剂，搅拌10～30min后，加入氧化剂，搅拌10～60min后，将温度降低至20～30℃，得目标产物酸洗除渣剂。

本发明的酸洗除渣剂在清洗磷化设备中的应用。

优选的，所述磷化设备包括磷化工艺生产线中的磷化液槽体、循环泵、循环管路、加药泵、加药管路、换热器和板框过滤机。

清洗磷化设备的方法包括如下步骤：

1)将上述的酸洗除渣剂与工业水或纯水，按体积比(20～30):(80～70)，进行混合，得酸洗除渣处理液；

2)将酸洗除渣处理液在被清洗的磷化设备中循环或浸渍1～24小时；

3)待设备上的磷化渣被清洗到符合洁净度要求后，用工业水或纯水对设备中残留的酸洗除渣处理液清洗；

4)检测清洗后剩余的工业水或纯水的ph≥6，判定设备中残留的酸洗除渣处理液被清洗干净。

本发明的有益效果是：

1、本发明的酸性除渣剂，是一种无磷无氮、无难降解有机物、非易制毒易制爆的环境友好型处理剂，酸洗除渣性能优异，现场操作简单，具有非常重要的应用价值。

2、本发明的酸性除渣剂，通过添加一些原料组分，使得酸洗除渣剂在除渣过程中对磷化设备起到钝化作用，进而对磷化设备尤其是磷化管路的焊接接头部位起到一定的保护作用。

3、本发明的酸性除渣剂，产品稳定性好、保质期长、低气味性、成本低，现场操作方便，符合汽车厂的实际使用需求。

4、本发明的酸性除渣剂，后期废水处理简单，对降低废水处理成本和保护环境具有重要意义。

附图说明

图1为磷化液槽体未经酸洗除渣剂清洗时外观照片。

图2为磷化液槽体经过酸洗除渣剂清洗后的外观照片。

图3为板框过滤机磷化设备未经酸洗除渣剂清洗时的外观照片。

图4为板框过滤机磷化设备经过酸洗除渣剂清洗时的外观照片。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明进行更详细的阐述。在此强调，本发明并不仅仅局限于以下所述的几种最佳实施例，以下几种实施例不对本发明的内容和保护范围构成任何限制。特别的，除非与本发明内容有明确的相反表述，否则任何人经过本发明的启示或将本发明与其他现有技术的特征进行组合而获得任何与本发明相同或相似的产品，均属于本发明的保护范围之内。

实施例1

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，然后加入柠檬酸，搅拌30min后，加入硫酸，搅拌30min后，加入硅氟酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，然后加入硫代硫酸钠，搅拌10min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌10min后，加入过氧化氢，搅拌10min，搅拌均匀，将产物降至室温，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例2

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，加入草酸，搅拌30min后，加入硫酸，搅拌30min后，加入氟硅酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，加入硫代硫酸钠，搅拌10min后，加入乙醇，搅拌10min后，加入过氧化氢搅拌10min，搅拌均匀，将产物降至室温，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例3

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，加入柠檬酸，搅拌30min后，加入乙酸，搅拌20min后，加入硫酸，搅拌30min后，加入氟硅酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，加入硅酸钠，搅拌10min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌10min后，加入过氧化氢，搅拌10min，搅拌均匀，待溶液温度处于20～30℃之内，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例4

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，加入柠檬酸，搅拌30min后，加入甲基磺酸搅拌30min后，加入氟硅酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，加入硫代硫酸钠，搅拌10min后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌10min后，加入过氧化氢，搅拌10min后，加入过硼酸钠，搅拌10min，搅拌均匀，待溶液温度处于20～30℃之内，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例5

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，加入草酸，搅拌30min后；加入甲基磺酸，搅拌10min后，加入硫酸，搅拌30min后，加入氟硅酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，加入硅酸钠，搅拌10min后，加入乙醇，搅拌10min后，加入过氧化氢，搅拌10min，搅拌均匀，待溶液温度处于20～30℃之内，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例6

一、一种酸洗除渣剂，由以下原料，按重量百分比配制的组分：

二、制备方法包括如下步骤

按上述各原料的重量百分比备料。先加入水，加入柠檬酸，搅拌30min后，加入甲基磺酸，搅拌10min后，加入硫酸，搅拌30min后，加入氟硅酸，搅拌10min后，加入氢氟酸，搅拌10min后，控制反应体系的温度为20～40℃，加入硅酸钾，搅拌10min后，加入乙醇，搅拌10min后，加入过硼酸钠，搅拌30min，搅拌均匀，待溶液温度处于20～30℃之内，即得目标产物酸洗除渣剂。

实施例7应用

本实施例提供一种酸洗除渣剂应用方法，采用实施例1～6制备的酸洗除渣剂。

一、清洗步骤如下

1、设备检查

对磷化液槽体、循环泵、循环管路、加药泵、加药管路、换热器和板框过滤机进行排查，以确保所有磷化设备无损坏或漏洞。

经检测，磷化液槽体中磷化渣的主要成份有fe(h2po4)2、zn3(po4)2.4h2o、zn2fe(po4)2.4h2o，以及含有复杂价态锰离子、镍离子的不溶物等，磷化液槽体壁和板框过滤机上的磷化渣结晶的平均厚度约为1cm，循环液管路中磷化渣和加药管路磷化渣平均厚度约为0.5cm。

2、处理液配制与设备清洗

1)按体积比，酸洗除渣剂:工业水＝(20～30):(80～70)，在一个实施例中，优选的，按体积比，酸洗除渣剂:工业水＝20:80，将酸洗除渣剂和工业水，混合均匀，制成酸洗除渣处理液。

2)将酸洗除渣处理液，注入磷化液槽体、循环泵、循环管路、加药泵、加药管路、换热器和板框过滤机中，循环或浸渍3～12小时，直至将磷化设备清洗干净。

3)酸洗除渣处理液清洗

待设备上的磷化渣被清洗到符合洁净度要求后，酸洗结束，排放酸洗除渣处理液，并使用清水对磷化设备进行彻底清洗。

4)检测清洗后的水的ph≥6，判定设备中残留的酸洗除渣处理液被清洗干净。

二、结果

1、清洗效果良好。经过酸洗除渣剂对磷化设备进行清洗后，磷化设备中磷化渣的残留率低于5％，磷化循环管路疏通率达到95％。图1为磷化槽体未经酸洗除渣剂清洗时的外观照片。可以看出，磷化液槽体和磷化循环管路表面挂满磷化渣。经过酸洗除渣剂清洗之后的磷化槽体外观如图2所示，可以看出磷化液槽体和磷化循环管路表面的磷化渣均被清洗干净。图3为板框过滤机未经酸洗除渣剂清洗时的外观照片，板框表面和过滤布已经被磷化渣覆盖。图4为板框过滤机经过酸洗除渣剂清洗后的外观照片，可以看出，板框表面和过滤布表面的磷化渣均被清洗干净。

2、保护磷化设备不被腐蚀。酸洗除渣剂中的部分原料组分对磷化设备起到了钝化作用，在清洗磷化渣的同时能够保护磷化设备不被腐蚀，延长磷化设备寿命。结合用户磷化设备材质和现场酸洗除渣剂的实际使用条件，进行设备腐蚀模拟验证实验。配制1l20％的酸洗除渣处理液，并将与汽车厂磷化设备相同材质的不锈钢样件浸入酸洗除渣处理液中24h，结果表明，酸洗前不锈钢样件重量为162.0805g，酸洗24h后不锈钢样件的重量为162.0805，不锈钢样件未发生失重，说明酸洗除渣剂能够保护磷化设备不被腐蚀。

3、本发明的酸洗除渣剂不含氮，对环境更加友好，降低用户的环保压力。