哪位大虾知道,硫酸酸洗和盐酸酸洗有何区别,对酸洗废
1.盐酸酸洗
在用盐酸酸洗时,虽然化学和电化学作用也同时发生,但是对钢铁来说,盐酸的腐蚀性比硫酸强,所以在盐酸溶液中,各种不同类型的氧化铁皮都能同时较快地溶解,而对金属基体的侵蚀却大为减弱.
可见盐酸酸洗原理和硫酸是有区别的,不同之点在于,在盆酸中,氧化铁皮主要由于溶解作用而去除,即盐酸酸洗是以化学府蚀为主.
由于酸洗原理上的区别,盐酸酸洗较硫酸酸洗有以下特点:
(1)盐酸酸洗速率较高.盐酸酸洗反应速度既不受制于氧化铁皮在酸洗前的松散程度,也不受制于氧化铁皮的相对组成.盐酸溶液同时以较大的速度溶解3层氧化铁皮,特别是对Fe2O3和Fe3O4的溶解速度远远大于其在硫酸溶 液中的溶解速度.所以坯料在盆酸中的酸流速度比在同样条件下的硫酸中大得多.例如在60℃时,用15%的盐酸溶液酪洗只需55s而用同浓度的硫酸溶液则需150s即在80℃时分别为30s和70s.
(2)盐酸酸洗表面银亮、平滑、洁净.一方面由于盐酸基本不腐蚀金属基体,所以经盐酸酪洗后表面银亮、平滑、无酸洗痕迹;另一方面,由于氧化物易溶解于盐酸,酸洗产物易去除,故不会引起表面出现酪斑,而使表而光洁.硫酸酸洗其酸洗产物硫酸铁,因会形成不溶解的水化物,往往在表面出现酸斑等毛病.
(3)盐酸酸洗缺陷少,化学酸损少.由于盐酸基本不腐蚀金属基体,所以盐酸酸洗时酸损较硫酸酸洗低20%,前者铁损量为酸洗坯料量的0.4~0.5%,而后者为0.6~0.7%;同理,盐酸酸洗既不会发生过酸洗,也很少产生氢脆,而硫酸酸洗由于酪液腐蚀金属基体放出氢,部分氢原子扩散到金属内部导致氢脆;盐酸可以溶解压入的Fe2O3,免去了相应缺陷的产生,而硫酸则不能除去压入板面的Fe2O3.
(4)盐酸酸洗不产生酸洗残渣,而在硫醋酸洗的情况下必须经常清洗酸楷,并中和粘液状的残渣.
(5)钢中含铜也不影响酸洗质量.在盐酸中,铜不形成渗碳体,故表面的银亮程度不因含铜而降低;而在硫酸酸洗中,因钢渗碳体的析出而使表面乌暗,降低了表面质量.
(6)废酸及清洗废液可以完全再生为新酪,循环使用了无废液酸洗.
盐酸酸洗虽有上述优点,但价格贵、易挥发,产生的雾气腐蚀性强,必须装设效果良好的诽气设备.更由于其废酸的回收与再生等技术问题迟迟未获解决,一度影响了它的应用.而硫酸价格便宜,运输和贮藏方便,商品酸浓度高,在很高的酸洗温度下,几乎不产生蒸汽.持别是工业上有可靠的废酸和废水处理方法,所以在60年代以前,带钢的连续酸洗几乎毫无例外地均采用硫酸酸洗.1959年奥地利户持勒公司解决了盐园再生工艺.进入70年代以后,世界各国新建的冷轧车间普遍采用盐酸酸洗,并争相把老式的硫酸酸洗机组改造为盐酸园洗,使盐酸酸洗技术得到更广泛的应用.窄带钢车间也不例外,以盐酸酸洗机组为主流.
2.硫酸酸洗
坯料进入酸洗槽,酸液在与外层氧化铁皮发生作用的同时,沿着缝隙渗入氧化铁皮各层,直至铁基,发生一系列化学反应,通过溶解、还原和机械剥离作用去除带钢表面氧化铁皮.
硫酸溶液与氧化铁皮反应,反应式如下:
FeO+H2SO4 ==FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4== Fe2 (SO4)3+3H2O
Fe3O4+4H2SO4==Fe2 (SO4)3+FeSO4+4H2O
由于Fe2O4和Fe3O4不易溶于硫酸溶液中,所以后两个方程式反应是很慢的.通过上述各种铁的氧化物与酸反应,生成溶解于水的硫酸亚铁及硫酸铁,使氧化铁皮去除,这样的作用称溶解怍用.
酸洗时,酸在溶解氧化铁皮的同时,还直接与基体铁作用生成氢原子:
Fe+H2SO4== FeSO4+2H
H+ H== H2↑
尚未分子化的氢原子具有很强的还原性,它能将Fe2O3与Fe3O4,还原成易溶于硫酸的FeO2,从而加快了酸洗过程,这一作用称为还原作用.其化学反应式为:
Fe2O3+2H ==2FeO+H2O
Fe3O4+6H ==FeO+2Fe+3H2O
基体铁与硫酸溶液反应生成的氢气,聚集在氧化铁皮的内部,随着密度的增大,氢气分压增大,把氧化铁皮从带钢表面剥落下来,氢气的这一特殊作用称之为机械剥离作用.
2.硫酸酸洗的电化学原理
坯料在硫酸槽进行匕违反应的同时,伴有电化学作用,在氧化铁皮的缝隙山出现无数的微电池,微电池数世越多.电化学腐蚀越剧到,氧化铁皮去除越快.
硫酸的水溶液魁强电解质.在水溶液中能电离出氢离子.氢离子具有氧化性,它能氧化化学性能较其活泼的金属,如能夺取铁的电子,而使铁氧化.氢离子的存在是酸洗时电化学腐蚀进行的必要条件.坯料表面氧化铁皮的富氏体层内除含有基体金属铁外,还古有Fe3O4,Fe3O4是良导体.这就是说在坯料表面存在着微电池的阳极铁和阴极Fe3O4.当坯料浸入硫酸溶液,酸液透过缝隙渗入氧化铁皮深处时,富氏体中的Fe与Fe3O4构成徽电池,在阳极发生氧化反应称阳极反应,铁以离子形式转入溶掖并产生两个电子.
在阴极发生还原反应称阴极反应.在阳极由于铁离子的形成而产生的电子通过金属从阳极到达阴极.在阴极表面上的电子将遇到从酸液中出来的氢离子,一个氢离子将接受一个电子并且转变成氢原子.这些氢原子能进入金属并导致氢脆,但在微电池中阳极区离子的形成和阴极区氢的释出大多数情况下,氢原子结合成氢分子,作为氢气泡从阴极表面上释放出来,即: 2H+ +2e ==H2↑
如前而所说,尚未分子化的氢原子具有很强的还原性,它把作为阴极的Fe3O4;还原为溶于硫酸溶液的FeO.总之铁的腐蚀发生在阳极,面氢离子的还原发生在阴扳.这两个过程互相起着去极化的作用,而使电化学腐蚀可以继续下去.高温产生的氧化铁皮,如果在575℃以下且冷却速度适当,在已分解的Fe0层中,金属铁弥散度越大,那么微电池数量越多,酸洗速度越快;如果在400~575℃之间且冷却相当幔,在已分解的Fe0层中,金属铁将发生相当程度的凝聚,而减慢反应速度.这种剧烈的电化学腐蚀发生在氧化铁皮内层,不光是把Fe3O4还原成FeO,而是从根本上瓦解了整个氧化铁皮与钢基体的联系,使得上层尚未溶解的氧化铁皮纷纷自板面脱落,大大加快了酸洗速度.
在硫酸酸洗过程中,上述溶解、还原、机械剥落和电化学腐蚀都将同时发生,但其击除氧化铁皮的程度是不一样的,主要是电化学腐蚀和析出的氢气的机械剥离作用,而使氧化铁皮从坯料的表面去除.因此,利于硫酸酸洗的氧化铁皮应是FeO含量高、富氏体中铁的弥散度大、外层难溶的氧化铁皮有大量的缝隙.
酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。最常用的是硫酸和盐酸。
钢铁零件一般在10%~20%(体积)硫酸溶液中酸洗,温度为40℃。当溶液中含铁量超过80g/L,硫酸亚铁超过215g/L时,应更换酸洗液。常温下,用20%~80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗,不易发生过腐蚀和氢脆现象。
由于酸对金属的腐蚀作用很大,需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色,同时钝化表面,提高不锈钢抗腐蚀能力。采用浓度为5%~20%的硫酸水溶液,清除工件表面氧化皮和粘附盐类的工艺称为硫酸酸洗法。
盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸和氨基磺酸都能够除锈。
1、盐酸
盐酸一个最重要的用途是酸洗钢材。在后续处理铁或钢材(挤压、轧制、镀锌等)之前,可用盐酸反应掉表面的锈或铁氧化物。通常使用浓度为18%的盐酸溶液作为酸洗剂来清洗碳钢:
剩余的废酸常再用作氯化亚铁溶液,但其中重金属含量较高,故这种做法已经逐渐变少。
2、硫酸
用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液就需要使用硫酸,某些贵金属的精炼,也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在某些金属机械加工过程中,例如镀镍、镀铬等金属制件,也需用硫酸来洗净表面的锈。
3、硝酸
硝酸同时具有氧化性和酸性,硝酸也被用来精炼金属:即先把不纯的金属氧化成硝酸盐,排除杂质后再还原。硝酸能使铁钝化而不致继续被腐蚀。还可供制氮肥、王水、硝酸盐、硝化甘油、硝化纤维素、硝基苯、苦味酸等.
4、磷酸
处理金属表面,在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜,以保护金属免受腐蚀。磷酸根离子具有很强的配合能力,能与许多金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用这一性质,分析化学上常用PO43-掩蔽Fe3+离子,浓磷酸能溶解钨、锆、硅、硅化铁等,并与他们形成配合物。
5、草酸
草酸可用来除锈。不过使用时要小心,草酸对不锈钢有较强的腐蚀性。浓度高的草酸也容易腐蚀手。并且生成的酸式草酸盐溶解度很大,但有一定毒性。使用时,不要吃或喝就行了。 皮肤接触草酸后,应及时用水清洗。
6、氨基磺酸
氨基磺酸是重要的精细化工产品,广泛应用于金属和陶瓷制造的多种工业设备和民用清洗剂、石油并处理剂和清洗剂、电镀工业用剂电化学抛光用剂。与金属反应 氨基磺酸能与金属反应,生成盐和氢气,但与较活泼金属反应,氨基的一个氢可被取代,生成双金属盐。
参考资料来源:百度百科--盐酸
参考资料来源:百度百科--硫酸
参考资料来源:百度百科--硝酸
参考资料来源:百度百科--磷酸
参考资料来源:百度百科--草酸
参考资料来源:百度百科--氨基磺酸
采用盐酸酸洗并非是利用它的挥发性,而是由于金属氧化物比较严重,不得已而为之,盐酸的挥发性是指它可以挥发出氯化氢气体,这种气体严重污染大气环境,损害操作者的健康。所以除非必须用盐酸,不然应该采用硫酸。
不管是盐酸还是硫酸酸洗,必须要将酸洗后的金属部件用水清洗干净,甚至要进行工序间的防腐处理,否则金属会受到严重腐蚀。
(1)用稀硫酸”酸洗”除去钢铁表面的铁锈是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故填:Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 ═Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O;
(2)用纯碱溶液与石灰水反应制取少量氢氧化钠是氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故填:Ca(OH) 2 +Na 2 CO 3 ═CaCO 3 ↓+2NaOH;
(3)用熟石灰中和含硫酸的废水是硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,故填:H 2 SO 4 +Ca(OH) 2 ═CaSO 4 +2H 2 O.
接触法制硫酸,之所以用酸洗,而不是水,是因为三氧化硫和水反应十分剧烈,释放大量的热,吸收效果反而会很差。
三氧化硫用水进行吸收的话,反应十分剧烈,产生大量热量,将形成大量酸雾,吸收效率反而会很低。如果采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。
酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。最常用的是硫酸和盐酸。
一、酸洗简介
利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。是清洁金属表面的一种方法。通常与预膜(pre-passivating treatment)一起进行。
一般将制件浸入硫酸等的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理。
二、原理
氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe3O4,Fe2O3,FeO等)与酸溶液发生化学反应,形成盐类溶于酸溶液中而被除去。
三、快洗工艺
现阶段采用的酸洗工艺除去不锈钢表面厚氧化皮,使用温度高,酸洗时间长,导致加工成本居高不下;而常温除氧化皮工艺对除去薄氧化皮效果好,对厚氧化皮效果不理想,特别是焊接处黑渣基本上除不掉 。针对这种情况,笔者在总结不锈钢前处理成功经验的基础上,采用两步酸洗综合处理技术,研究成功了不锈钢常温快速酸洗工艺。该工艺常温下能快速去除不锈钢表面厚氧化皮,特别是对焊接处黑皮及夹杂物去除效果好,酸洗处理后表面洁净光亮,不易失光褪色,不泛黄。
四、注意事项
钢铁零件一般在10%~20%(体积)硫酸溶液中酸洗,温度为40℃。当溶液中含铁量超过80g/L,硫酸亚铁超过215g/L时,应更换酸洗液。常温下,用20%~80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗,不易发生过腐蚀和氢脆现象。由于酸对金属的腐蚀作用很大,需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色,同时钝化表面,提高不锈钢抗腐蚀能力。采用浓度为5%~20%的硫酸水溶液,清除工件表面氧化皮和粘附盐类的工艺称为硫酸酸洗法。
为了消除硅藻土载体表面吸附,减少色谱峰拖尾,载体在使用前需进行酸洗或碱洗处理。酸洗是把载体用6mol/L盐酸浸煮2h或浓盐酸加热浸煮30min,过滤,用水洗至中性,烘干。酸洗可除去表面上的铁、铝、钙、镁等杂质,但不能除去硅醇基。酸洗载体适宜于分析酸性样品。