[发明专利]一种钢铁酸洗液中Fe2+

说明书

本发明涉及一种酸洗液中Fe²⁺的沉淀剂及其使用方法，属于金属表面预处理领域。以粉料、水及添加剂为主要原料。粉料来源于磷灰石、硅藻土、蒙脱土、菱镁矿、冶金尾渣及工业用磷酸盐。添加剂主要为聚丙烯酰胺、纤维素衍生物、聚酰胺及聚苯乙烯的一种或几种组合。粉料球磨至300目以下备用，添加剂按比例与水混合备用，将粉料加入含有添加剂的混合液中，然后经70℃‑90℃、搅拌保温2小时制备得到沉淀剂。Fe²⁺沉淀剂按质量分数5‑10wt％加入酸洗液中，静置10‑30分钟，可达到显著降低酸洗液Fe²⁺浓度的目的；本发明对提高酸洗液使用周期，降低废液排放具备显著应用价值。

技术领域

本发明涉及一种酸洗液中Fe²⁺的沉淀剂及其使用方法，属于金属表面预处理领域。

背景技术

我国从上世纪30年代开始，钢铁防腐工艺和涂装产品逐步得到发展，特别是20世纪70年代以后得到广泛应用，先进的技术、工艺、设计、生产和管理模式不断改造并取代就有模式，这些重大变革，提高了涂装量，延长了钢铁设备的使用寿命。

对钢铁涂装预(前)处理工艺，最初是采取物理法。采用砂布、钢丝刷、铲刀等落后手工操作进行刮、铲、削、磨，这种操作不仅劳动强度大、工作效率低，而且工作环境恶劣，灰尘污染严重，威胁着人体健康。后续逐步发展为化学除锈法，也是目前应用最为广泛的一种工艺，常用的除锈剂是无机酸和有机酸。随着酸洗过程的进行，Fe²⁺的浓度逐渐升高，只至达到酸液溶解平衡。达到溶解平衡的含高浓度Fe²⁺的酸洗液，直接废弃，形成酸洗废液，造成资源浪费的同时，也给生态环境带来严重危害，已成为业内聚焦的重要难题。如果能有效降低酸洗液中Fe²⁺的浓度，酸洗液寿命将会延长。这对提高资源利用效率，降低废酸排放量，具有重大的现实意义。

谢晓梅等研究了发酵稻壳对亚铁离子和硫离子的吸附-解吸附特性,探讨了发酵稻壳对 Fe²⁺和S^2-的吸附-解吸行为特征，发现发酵稻壳对Fe²⁺和S^2-具有较好的吸附能力和环境适应性。但该研究针对水中低浓度Fe²⁺和S^2-，与本研究强酸介质中的Fe²⁺有本质区别，且发酵稻壳在强酸介质中会分解，起不到吸附作用。傅民等进行了壳聚糖对亚铁离子吸附作用的研究。对于不同均分子量的壳聚糖，它对亚铁离子的吸附，与不同的试液浓度，不同的壳聚糖用量有关。通过红外光谱和紫外光谱证实了亚铁离子与壳聚糖之间发生了配位作用。但壳聚糖在强酸介质中会分解，从而破坏其吸附作用，因而不能用于本发明中的酸洗液。周玉新等研究了离子交换树脂吸附稀硫酸中铁离子的热力学和动力学,选用D001离子交换树脂进行了吸附副产稀硫酸中的铁离子的静态吸附实验，对其吸附铁离子的热力学和动力学过程进行研究，确定了离子吸附模型。韩选利等进行了吸附法除铁离子的吸附剂研究，基于动态吸附提纯法，在铁离子吸附剂的制备，吸附量和吸附剂的物相鉴定等方面进行了较详细的研究。制备了系列锰酸盐吸附剂，这些锰酸盐对铁离子均有吸附作用,其中吸附量最大的吸附剂是在550℃下制备的KMn₈O₁₆。谢晓梅等研究了钢渣对亚铁离子和硫离子的吸附－解吸特性，探讨了钢渣对Fe²⁺和S^2-的吸附－解吸行为特征，以期了解钢渣对Fe²⁺和S^2-的固定能力，为钢渣将来作为冷浸田土壤改良剂，控制Fe²⁺和S^2-对水稻生产的负效应提供理论支持。栗印环等进行了碱和微波改性沸石及对亚铁离子的吸附研究，采用微波技术及无机碱对沸石进行改性处理，研究改性沸石对水溶液中的Fe²⁺去除效果，探讨了最佳的改性及吸附条件，为实际应用提供了有价值的参考。杨由山等研究了亚铁离子的转化机理，研究其不饱和键的亚铁离子独特化学活性与杂环烃类化合物发生化学反应，生成结构复杂的大分子络合物，进而被氢氧化铁絮体吸附、架桥，达到对印染废水去污脱色之目的。以上工作均是基于低浓度Fe²⁺吸附过程开展的研究，浓度一般在mg/L量级，而本发明中Fe²⁺浓度一般在200-300g/L，二者存在4个数量级的差别，吸附过程、效果及影响参数有本质区别。