专利名称：一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，应用于循环冷却水处理中。
背景技术：
现有的循环水处理药剂均应用在电导率≤3000μs/cm、钙离子≤400mg/l、氯离子≤300mg/l的水质条件下。
对于敞开式循环水系统缓蚀阻垢剂的研究，最初是采用单一的磷酸盐，然后有铬酸盐和亚铁氰化物作为抑制剂，随后就出现了聚磷酸盐—铬酸盐的复合配方。
随着公众水环境意识的不断提高，为减少排水产生的公害，铬酸盐系配方已逐步被淘汰，锌盐的缓蚀作用受到广泛的认识，并相继开发出了一系列具有锌盐的复合缓蚀剂。亚硝酸盐、硅酸盐和钼酸盐等也有应用。但亚硝酸盐主要用于密闭式系统，硅酸盐和钼酸盐由于使用成本过高而未被广泛采用。
如今应用最广泛的有机磷锌系列的缓蚀阻垢剂中有机磷化合物和锌盐是主要成分，有机磷与锌离子在一定摩尔比和一定的浓度时具有较理想的缓蚀性能。但是，其未能应用于高氯高钙的水质。
目前，冷轧薄板厂中水回用项目的小试和现场中试阶段，循环水中的氯离子和钙离子浓度均极高，大大增加了腐蚀、结垢的倾向。现下普遍使用的循环水缓蚀阻垢剂无法满足中水回用时高浓度的氯离子和钙离子的水质，因为高浓度的氯离子、钙离子的中水作为循环水补充水使用，使得循环水中的氯离子、钙离子浓度不断上升，在冷轧薄板厂中水回用项目的小试和现场中试阶段，循环水水中的氯离子浓度在2500～5000ppm之间，循环水中钙离子浓度在1200～1800ppm之间，腐蚀、结垢的倾向均明显，在不加药及用常规的药剂处理时，挂片和试验管腐蚀率和污垢热阻均难以达到GB50050规定的指标范围。
故研制一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，能解决薄板厂循环水补充水使用冷轧中水时腐蚀结垢率超标的问题，拓宽了作为循环水补充水的使用水源的选择，为节水、降低吨钢耗水量提供了一种可行性方案，并具有推广性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其可有效稳定水相中的钙离子，提高冷却水钙离子的允许浓度，促使钙垢疏松消解，从而有效控制水垢形成，具有良好的缓蚀阻垢性能。
为达到上述目的，本发明提供一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其包含10.0～11.0％的膦羧酸，30.0～35.0％的多元膦酸，16.0～18.0％的有机磷酸酯，和30.0～40.0％的纯净水；进一步，本发明还包含0.20～0.40％的锌盐，4.0～6.0％的高分子分散剂；所述的膦羧酸是2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，其是高效缓蚀剂和阻垢剂，且可与其它组分有良好的协同效应；所述的多元膦酸是乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)，其是阴极性缓蚀剂和阻垢剂；所述的有机磷酸酯是多元醇磷酸酯(PAPE)，其是阳极性缓蚀剂和阻垢剂；所述的锌盐是ZnSO4·7H2O，其是阴极性缓蚀剂，同时具有增效作用；所述的高分子分散剂是聚丙烯酸，其具有阻垢和分散作用；所述的纯净水具有溶解药剂的作用。
更进一步，本发明还包含0.04～0.06％的锰盐和0.4～0.6％的防霉剂；所述的锰盐是MnSO4，其具有增强多元膦酸的缓蚀效果；所述的防霉剂具有延长药剂存放时间的作用。
本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂用于循环冷却水中，所包含的有机磷酸酯、膦羧酸、多元膦酸和高分子分散剂起到络合增溶、晶格歪曲和分散作用，可有效稳定水相中的钙离子，提高冷却水钙离子的允许浓度，控制钙垢，促使钙垢疏松消解，并通过分散作用达到消垢的目的，从而有效控制水垢形成，具有良好的阻垢性能。
本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂中的多元膦酸和锌盐为阴极性缓蚀剂，能结合水相中相应离子，形成密实耐久的保护膜牢固地黏附在金属表面上，从而抑制冷却水对金属的腐蚀。
本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂中的膦羧酸既含有膦酸基-PO(OH)2，又含有羧基-COOH，是一种高效的缓蚀阻垢剂，与其他物质之间有良好的协同效应，同时与高分子分散剂复配使用，在高氯离子循环水中有良好的缓蚀效果。
本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂中的锰盐可进一步增强对碳钢、铜合金的缓蚀效果。
本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，能确保不同材质的挂片和试验管的腐蚀率和污垢热阻均在GB50050规定的指标范围内，其中碳钢挂片的腐蚀率平均为0.02mm/a；铜和不锈钢挂片的腐蚀率平均为0.0045mm/a，污垢热阻平均为2.3×10-4m2*h*K/(J*a)，显示出优良的缓蚀阻垢性能。
具体实施例方式
将膦羧酸(2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸)，多元膦酸(乙二胺四亚甲基膦酸钠)，有机磷酸酯(多元醇磷酸酯)，锌盐(ZnSO4·7H2O)，锰盐(MnSO4)，高分子分散剂(聚丙烯酸)，防霉剂和纯净水按照本发明所述的比例复配，即可得到本发明所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂。
以下通过本发明在冷轧薄板厂废水站的三个阶段的试验，包括小试阶段、动态模拟试验阶段、现场中试实验阶段中的试验效果，进一步说明本发明以及本发明的有益效果。
一、小试研究阶段主要工作包括中水水质全分析、中水旋转挂片试验、中水与自来水1∶1旋转挂片试验、中水浓缩一倍后旋转挂片试验、静态阻垢试验、中水作为循环水的药剂筛选试验、中水作为循环水的药剂配伍试验。
小试阶段试验历经3个月左右，最终达到了如下目标1、确定了冷轧薄板厂废水站排出的中水作为循环水补充水的可行性。
2、筛选出适合中水水质的缓蚀阻垢剂。
3、确定中水作为循环水补充水时的各项工艺指标，包括加药浓度、浓缩倍数等，为中试提供依据。
二、动态模拟阶段经过1个月左右的中水回用于循环水项目的动态模拟试验，从冷轧薄板厂废水站取中水一吨作为实验用水，试验了不同浓缩倍数和药剂浓度对挂片和试验管腐蚀率和结垢量的影响，达到了如下目标1、轧薄板厂废水站排出的中水作为循环水补充水的可行性。
2、验证了本发明提供的缓蚀阻垢剂的优良性能，挂片腐蚀率和试验管的结垢率均符合GB50050中相应指标要求。
3、确定中水作为循环水补充水时的各项工艺指标，包括加药浓度、浓缩倍数等，为现场中试提供依据。
三、现场中试阶段经过1个月左右的中水回用现场中试，用清水池中水作为补充水，试验分为四周进行，第一周不加药剂，第二周添加本发明提供的缓蚀阻垢剂100mg/L，第三周添加本发明提供的缓蚀阻垢剂150mg/L，第四周添加本发明提供的缓蚀阻垢剂200mg/L。
在试验期间检测补充水和循环水的水质指标，观察挂片和试验管的腐蚀和结垢情况。试验结果理想，在循环水加入本缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂后，挂片的腐蚀率和试验管的结垢量均在GB50500规定的指标范围内。
通过现场中试实验达到如下目标1、进一步确定冷轧薄板厂废水站排出的中水作为循环水补充水的可行性。
2、验证本发明提供的缓蚀阻垢剂的优良性能。在氯离子浓度达到3500mg/L，钙离子浓度达到1300mg/L的水中，仍保持很好的缓蚀阻垢性能，挂片的腐蚀率和试验管结垢速率均在GB50500规定的指标。
3、确定中水作为循环水补充水时的各项工艺指标，包括加药浓度、浓缩倍数等，为中水回用改造提供依据。
通过上述试验，确定了冷轧薄板厂废水站中水的氯离子和钙离子虽远高于GB50050中规定的指标，但仍具有回用于循环水的可行性，在加入本发明提供的缓释阻垢剂后，该中水对不同材质挂片的腐蚀率均在GB50050中规定的指标范围内，缓释阻垢性能高，效果好。
权利要求
1.一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其包含10.0～11.0％的膦羧酸，30.0～35.0％的多元膦酸，16.0～18.0％的有机磷酸酯和30.0～40.0％的纯净水。
2.如权利要求1所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，特征在于，其还包含0.20～0.40％的锌盐，4.0～6.0％的高分子分散剂。
3.如权利要求2所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，其还包含0.04～0.06％的锰盐。
4.如权利要求3所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，其还包含0.4～0.6％的防霉剂。
5.如权利要求1或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的膦羧酸是2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸。
6.如权利要求1或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的多元膦酸是乙二胺四亚甲基膦酸钠。
7.如权利要求1或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的有机磷酸酯是多元醇磷酸酯。
8.如权利要求2或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的锌盐是ZnSO4·7H2O。
9.如权利要求2或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的高分子分散剂是聚丙烯酸。
10.如权利要求3或4所述的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的锰盐是MnSO4。
全文摘要
一种适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其包含10.0～11.0％的膦羧酸，30.0～35.0％的多元膦酸，16.0～18.0％的有机磷酸酯，0.20～0.40％的锌盐，0.04～0.06％的锰盐，4.0～6.0％的聚丙烯酸，0.4～0.6％的防霉剂和30.0～40.0％的纯净水。本发明提供的适用于高氯高钙水质的缓蚀阻垢剂，其可有效稳定水相中的钙离子，提高冷却水钙离子的允许浓度，促使钙垢疏松消解，从而有效控制水垢形成，具有良好的缓蚀阻垢性能。
文档编号C02F5/14GK101028957SQ20061002418
公开日2007年9月5日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者张雷, 傅雁 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 弗克环保工程(苏州)有限公司