本发明涉及一种环保节能的钢铁表面酸洗用纳米添加剂及其制备方法，属于钢铁酸洗液技术领域。
背景技术：
传统的酸洗液对无缝钢管进行酸洗，会产生下列问题：
1)采用稀释硫酸直接清洗氧化层，酸在脱去表面氧化层后又会与里层单质铁反应，腐蚀内层金属，使产品的物理性质有所改变，影响产品质量。
2)通过升高酸洗池内液体温度，促进氧化黑皮的脱落。由于液体温度较高，导致酸洗池产生大量酸雾，损害酸洗车间工人的健康，也对工厂的设备造成严重腐蚀，危害周围环境。
所以着手研制一种适合清除钢铁氧化层的酸洗液的添加剂，从而更好解决上述问题同时有利于环保，延长酸洗液的寿命，及再循环使用，减少酸液排放，简化工艺、降低成本、提高质量。配方研制过程采取以下措施：
1)选择适合的化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液加入到酸洗液中，达到有效阻止酸对钢铁表面的腐蚀、防止氢脆的目的。
2)添加适量的化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液，起到渗透、增溶、去污等作用，便于迅速有效地脱除氧化层。同时利用其化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液活性，达到有效抑制酸雾的目的。
3)选取合适的化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液，酸洗的同时在钢铁表面迅速氧化形成一层致密的钝化保护膜。在洗去酸以后，该保护膜能有效地裸露金属与空气接触氧化。酸洗和钝化一次完成，比原有的酸洗后再磷化的方法大大简化了工艺，提高效率。在钝化剂选取中出于环保方面考虑，将铬酸、硝酸等有毒害试剂排除在外。
除此以外，实验还力争在常温下达到剥离氧化黑皮的目的，有助于降低酸雾，能有效地环境保护和节约能源。
在配制过程中，根据要求将酸、化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液、表面活性剂三类试剂作为三个影响因素。
低碳钢无缝钢管是利用大圆钢冲压而成。钢管表面附着一层氧化铁，在冲压之前需用酸洗液冲洗掉表面氧化铁锈，起到提高无缝钢管的强度和防止偏析等。
去除钢管表面的氧化铁传统的方法有硫酸水溶液除锈、盐酸水溶液除锈等方法。
这些方法缺点明显，用硫酸水溶液除锈现在已经不使用这种方法。
现在普遍采用单一盐酸水溶液对钢管表面的氧化铁除锈，使用盐酸水溶液除锈时，为了保持对钢管的酸洗除锈速度，一般方法是始终保持盐酸洗溶液较高的浓度，致使盐酸消耗量过高，生产成本增加，同时高浓度的盐酸挥发量大，往往对车间环境造成一定的污染。
因此，针对氧化铁除锈的酸洗液存在问题，需要在提高酸洗去除钢管表面氧化铁速度的同时，降低盐酸的挥发和盐酸的消耗量，研制一种去除钢管表面氧化铁的酸洗液的添加剂是迫切需要解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决目前去除无缝钢管表面氧化铁的酸洗液存在问题，本发明提供一种去除钢管表面氧化铁的钢管酸洗液用纳米添加剂及其制备方法。该酸洗液添加剂不仅能提高酸洗速度，而且能有效防止盐酸挥发，除锈率高。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种钢管酸洗液用纳米添加剂，其是化学修饰的纳米硼酸镧乳液或者化学修饰的纳米硼酸铈乳液的一种或两种；化学修饰采用的化学修饰剂为油酸和表面活性剂。
本发明中，表面活性剂选自烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
本发明还提供一种上述的钢管酸洗液用纳米添加剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将乙酸镧或/和乙酸铈溶解在乙醇和水的混合溶剂中，得到乙酸镧溶液或/和乙酸铈溶液；
(2)将硼酸溶解在乙醇和水的混合溶剂中，然后向其中加入油酸、水和表面活性剂，再55～65℃的温度下搅拌40～80min，得到硼酸溶液；
(3)将步骤(1)得到的乙酸镧溶液或/和乙酸铈溶液一滴一滴滴加到步骤(2)得到的硼酸溶液中，滴加完毕后，静置，取上清液得到钢管酸洗液用纳米添加剂。
本发明中，乙酸镧或/和乙酸铈与硼酸的质量比为25：52～32：45。
本发明中，硼酸、油酸和表面活性剂的质量比为(45-52)：(8-12)：(2-4.6)。
本发明的钢管酸洗液用纳米添加剂，即化学修饰的纳米硼酸镧和化学修饰的纳米硼酸铈乳液与浓盐酸配制形成酸洗液后，纳米添加剂的质量百分比浓度为0.01-2.0％。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的纳米添加剂和盐酸配制形成酸洗液后，不仅能有效地抑制酸雾产生，减少对钢管的腐蚀，还可反复回用，酸洗使用寿命长，加快酸洗的速度，可达到无排放，可回收亚铁盐的钢管酸洗液；
本发明制备的纳米添加剂与盐酸配制形成酸洗液后，对无缝钢管进行酸洗，纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液可起到缓蚀作用，抑制酸洗液酸雾的产生；表面活性剂的作用是降低酸洗液的表面张力，起到快速润湿并渗透无缝钢管表面氧化皮，提高盐酸在酸洗液中的释放速度与扩展面积，提高酸洗液中盐酸的利用率，可提高酸洗温度，加快酸洗速度；
与不含表面活性剂的盐酸酸洗液相比较，添加表面活性剂可明显提高酸洗效率，节约酸洗时间，提高生产效率。酸洗后无缝钢管表面氧化皮去除较彻底，表面较均匀。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例中，化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液的制备方法如下：
分别称取乙酸镧与硼酸的质量分别为0.25-0.32千克和0.45-0.52千克；乙酸铈与硼酸的质量分别为0.25-0.32千克和0.45-0.52千克，分别将它们溶解到1:1水和乙醇的混合溶液中，然后向硼酸溶液中加入一定量的油酸和水，再加入总质量份1％表面活性剂，即烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的质量份之比为3:3:4，加热到60摄氏度并恒温搅拌一小时。将乙酸镧和乙酸铈的溶液分别一滴一滴的滴加到硼酸溶液中，这个过程不要快也不要太慢，时间大约控制在2小时，在这个过程中可以看到白色的乳液产生，静置10分钟取上层乳液即为化学修饰的纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液。
实施例1
一种用于钢管酸洗液中的纳米添加剂，由纳米硼酸镧乳液构成，其与浓盐酸配制形成酸洗液后，纳米硼酸镧乳液的质量百分比为0.08％，使用上述纳米添加剂对直径50mm的无缝钢管进行6秒的酸洗，酸雾减少五分之一，可提高盐酸在酸洗液中的释放速度与扩展面积，提高酸洗液中盐酸的利用率，提高酸洗速度8％，提高了生产效率；与不含纳米添加剂的酸洗液相比较，添加纳米添加剂酸洗后钢丝表面氧化皮去除较彻底，表面较均匀。
实施例2
一种用于钢管酸洗液中的纳米添加剂，由纳米硼酸铈乳液构成，其与浓盐酸配制形成酸洗液后，纳米硼酸铈乳液的质量百分比为0.06％，使用上述纳米添加剂对直径75mm的无缝钢管进行5秒的酸洗，酸雾减少四分之一，可提高盐酸在酸洗液中的释放速度与扩展面积，提高酸洗液中盐酸的利用率，提高酸洗速度10％，与不含纳米添加剂的酸洗液相比较，添加纳米添加剂酸洗后钢丝表面氧化皮去除较彻底，表面较均匀。
实施例3
一种用于钢管酸洗液中的纳米添加剂，由纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液构成，其与浓盐酸配制形成酸洗液后，纳米硼酸镧和纳米硼酸铈乳液的质量百分比分别为0.06％和0.07％，使用上述纳米添加剂对直径120mm的无缝钢管进行7秒的酸洗，酸雾减少三分之一，可提高盐酸在酸洗液中的释放速度与扩展面积，提高酸洗液中盐酸的利用率，提高酸洗速度14％，与不含纳米添加剂的酸洗液相比较，添加纳米添加剂酸洗后钢丝表面氧化皮去除较彻底，表面较均匀。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。