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| 楼主 | 主题：化学清洗剂资料 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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     利用化学药剂与污垢发生化学反应，使它从清洗物体表面解离并溶解分散到水中的渊方法叫化学清洗。化学清洗过程中使用的化学药剂则称为化学清洗剂。 清洗中常用的酸
①表示c(1/2H2S04)＝0.1mol/L余同。
盐酸是氯化氢气体的水溶液，15℃时氯化氢在水中溶解度最大可生成42.7%(质量)的盐酸。市场上出售的浓盐酸37.2%(质量)。 盐酸与硫酸一样，是一种价格便宜的强酸，在清洗金属中应用很广泛。它与硫酸不同老'处是盐酸为易挥发性酸，因此在40℃以上温度使用时，氯化氢气体会从盐酸溶液中挥发出来使用时产生困难。 盐酸与金属反应生成的氯化物水溶性大都很好，但盐酸与卤化物对金属都有腐蚀作用，在1使用时要引起注意。 盐酸对各种金属的腐蚀作用归纳如下。 镁、锌、铬、铁等金属：易被盐酸腐蚀。 铅：对20%(质量)以下的盐酸有一定耐蚀性。 锡和镍：在常温下对稀盐酸有一定耐蚀性，在氧化气氛中会慢慢被腐蚀。 18-8铬镍不锈钢：对许多化学药品有良好的耐蚀性，却会被盐酸腐蚀。 铜：只会在氧化条件下被盐酸腐蚀。 使用盐酸作清洗液时：一般使用％以下浓度并在常温下使用，尽量避免升温使用以防产生酸雾。由于大多数氯化物都是易溶于水的，因而呈碱性的碳酸盐水垢，铁锈、铜锈、铝锈都可以很好地溶解在盐酸中。盐酸价格便宜所以被广泛用于上述污垢的清洗中。盐酸清洗液适用于碳钢、黄铜、紫铜及其他铜合金材料的设备清洗。它对碳酸盐水垢和铁锈的清洗最有效而且经济，所以工业上广泛用’于清洗换热器，各种反应设备及锅炉。盐酸中的氯离子既有促进金属腐蚀产物快速活化溶解的有利作用，又有导致钝性材料表面钝化膜局部破坏诱发小孔腐蚀的不利作用，而普通不锈钢，铝及其合金材料这些靠表面钝化膜保护才稳定的材料，一旦钝化膜破坏，材料就会发生严重腐蚀，而Cl-离子的存在往往是造成这些材料钝化膜破坏被腐蚀的重要因素，所以不能选盐酸作清洗不锈钢和铝材表面污垢的清洗液。由于盐酸对钢铁等不少金属材料有强烈的腐蚀作用，因此在清洗中为保证设备不被腐蚀，在盐酸中要添加缓蚀剂。表8—3为盐酸清洗液及缓蚀剂使用条件。 表8-3 盐酸洗液及缓蚀剂使用条件
工业上使用的浓硝酸是65％(质量)的水溶液。它与硫酸、盐酸一起作为三种常用强酸而被广泛使用。 硝酸是一种易挥发、易分解的酸。硝酸在光、热作用下或在某些化学物质作用下容易分解，并有二氧化氮和氧气放出： 光或热 4HNO3======2NO2↑十H20 O2↑ 因此硝酸在实验室中保存在密闭的棕色试剂瓶中。在工厂中使用的硝酸也要在阴凉避光的条件下密闭保存。 硝酸分解时产生的初生态原子氧，有很强的氧化性，这是硝酸的重要特性，因此硝酸对贵金属(如金、铂)之外的许多其他金属都有广泛的溶解能力。正因为硝酸的这个特点，在清洗去除金属表面污垢时，它既可以把有机污垢氧化分解去除，又可在某些金属表面形成致密的氧化膜保护金属不被腐蚀。但应注意的是硝酸分解产生的棕红色二氧化氮气体有很强的毒性，使用时应十分注意安全，要在通风良好的环境中进行操作。 1份浓硝酸与3份浓盐酸的混合物叫王水，是腐蚀能力很强的强酸，可以溶解金、铂等贵金属。 各种金属对硝酸的耐腐蚀情况归纳如下。 镁和锌：易被腐蚀溶解。 锡和铅：易被稀硝酸腐蚀溶解。 铝：高纯度的铝，在形成氧化膜被钝化后，在室温下无论对稀或浓硝酸都有耐蚀性。 铬：与铝相似，在与冷，浓硝酸反应形成致密氧化膜被钝化之后，不再被硝酸腐蚀溶解。 钢铁：在浓硝酸溶液中会生成氧化亚铁氧化膜有良好的耐蚀性，但易溶于稀硝酸中。 镍：对硝酸没有耐蚀性。 铜：由于被硝酸氧化生成氧化铜，所以可被所有浓度的硝酸溶解。 18-8铬镍不锈钢：在80℃以下温度对各种浓度的硝酸有耐蚀性。 工业上用于酸洗的硝酸浓度一般在5%左右，在浓度较低时隋况下，硝酸比较稳定，不易分解，氧化性减弱，主要发挥酸性的作用。由于硝酸盐大多易溶于水、硝酸本身又具有书删氧化性，因此对锅炉垢物和金属氧化物肩很强的溶解性，一些用盐酸溶解不了的金属氧化和垢物常用硝酸溶液来清洗，因此工业上普遍采用硝酸作酸洗剂。’特别是用硝酸清洗不锈蝴作基体的设备，不会像盐酸那样有导致孔蚀的危险。而且硝酸清洗铜锈效果特别好，所以在清洗不锈钢以及铜设备时常用币肖酸。在工业上硝酸主要用于清洗不锈钢、碳钢、黄铜、铜及碳钢-不锈钢设备以及黄铜-碳钢焊接的组合体设备。硝酸可以去除水垢和铁锈，对碳酸盐水垢，Fe202和F3O4锈垢有良好溶解能力，去除氧化铁皮、铁垢的速度快、时间短，并且对碳鞘钢、不锈钢、铜的腐蚀性较低。 由于硝酸在低浓度下对大多数金属均有强烈腐蚀作用，因此用硝酸作酸洗剂时，为防止其对金属的腐蚀也要加入缓蚀剂。目前广泛采用的Lan-826和Lan-5两种缓蚀剂，效果很好以而一般缓蚀剂容易被硝酸分解而失效。 表8-4列出硝酸酸洗液及缓蚀剂使用条件。 表8-4 硝酸酸洗液及缓蚀剂使用条件
4．磷酸(H3PO4) 纯磷酸是五色透明的固体。工业上使用的浓磷酸是、85%～90%(质量)的水溶液。与上面介绍的三种无机酸相比，磷酸是较弱的酸，甚至比氨基磺酸和草酸等有机酸的酸性还弱。 磷酸的正盐除了钾、钠、铵盐之外，许多都是难溶于水的，而磷酸的酸式盐，随着酸性增加，溶解度加大，比如Ca3(P04)难溶于水，而CaHPO4微溶于水，Ca(H2PO4)2就溶于水。 在去除钢铁表面锈污时，通常使用15%～20%(质量)以上的溶液，温度控制在40～80℃的范围。 当磷酸与其他强酸配合使用时，它起到缓冲试剂的作用，用以控制溶液pH值，使之保持稳定。 各种金属对磷酸的耐腐蚀性归纳如下。 锌和镁：易溶于磷酸。 铝：对60℃以下，特别是20℃以下的磷酸水溶液有千定的耐蚀性。 锡和铅：对稀磷酸溶液有一定耐蚀性。 铬：对磷酸有较好的耐蚀性，特别是在表面形成的氧化膜可保护内部不被腐蚀。 钢铁：有轻微的腐蚀作用。当用适当浓度的磷酸盐水溶液处理之后，在钢铁表面形成有防锈作用的磷酸铁表面覆盖膜之后，对磷酸的耐腐蚀性能提高。[page] 18—8铬镍不锈钢：常温下对<70%(质量)的磷酸有良好的耐蚀性。 磷酸是难挥发性酸，在高温和高浓度情况下溶解能力很强i如能与钨、铜、铌等不活泼金属反应，生成杂多酸型配合物，而使它们溶解。它也可溶解铬铁矿、金红石(TiO2)等矿石。 工业上一般酸洗时采用的磷酸浓度为10%～15%，温度40～60%，由于溶解铁锈产物磷酸铁在水中溶解度小，酸洗时会产生磷酸铁沉淀影响清洗效果。为避免酸洗产生此种沉淀，要保持磷酸浓度超过25%以上，使形成溶解度较大的含磷杂多酸配合物，但这样会提高酸洗成本，也增加对废洗液处理困难，因此用磷酸清洗比用其他无机酸的酸性成本高。但在特定的鞣段诳衫闷涮厥獾淖饔茫缯鄣幕蚓肀叩牧慵闹屑渌嵯从昧姿崴嵯丛蚩煞乐狗敌舛跋煜蚝笮庸ぁＡ姿峄箍捎糜谠ご砬ズ腹ぜ蛟诟呶赂吲ǘ惹榭鱿拢姿岫越鹗粞趸铮喝芙饽芰η靠捎糜谇ズ讣捌溲趸砻娴乃嵯础Ｓ昧姿崆逑瓷獾慕鹗舯砻嬖谌バ獾耐笨尚纬闪谆；つざ越鹗羝鸨；ぷ饔谩?BR> 由于磷酸清洗存在其钙盐[Ca3(PO4)2]难溶的问题，因此磷酸不适用于清除水垢；其铁盐Fe3(PO4)2]在低浓度磷酸中溶解度低也是其缺点，因此除在一些特殊情况下，通常不使用磷酸作酸洗剂。 5．氢氟酸(HF) 与盐酸相类似，氢氟酸是氟化氢气体溶于水形成的溶液。市场出售的氢氟酸浓度一般为 30%～60%(质量)。它是一种弱酸，酸的强度与有机酸中的甲酸相似。 氢氟酸的最大特点在于它能与二氧化硅发生激烈反应并使它溶解。而二氧化硅对其他所有无机酸都十分稳定和耐腐蚀的。 氢氟酸与二氧化硅反应时，生成挥发性气体物质H2SiF6： Si02 6HF——>H2SiF6↑ 2H20 由于氢氟酸有与硅化合物反应的特点，在玻璃(主要成分含有二氧化硅)、半导体元件硅的腐蚀清洗和酸洗过程中发挥重要作用。在本书后面章节中还要具体介绍。 但应注意无水的氟化氢气体对二氧化硅的反应能力很低，无水的液体状态的氟化氢对玻璃和金属的腐蚀作用也很小。 氢氟酸对人体有很强的毒性和腐蚀性，取用时应十分注意，要戴好橡胶手套，防护面罩咸口罩。要防止氟化氢气体在环境中扩散。对已扩散到空气中和水中的氟化氢要设法用氢氧化钠水溶液加以吸收，再用钙盐与它反应生成不溶性氟化钙沉淀加以回收。 HF NaOH————>NaF H20 2NaF CaCO3————>Na2CO3 CaF2↓ 可以代替氢氟酸用于同样目的的是氟氢酸铵，它是由氢氟酸与氟化铵反应生成的酸性缓冲溶液。 NH4F HF———>NH4HF2 氟氢酸铵的作用比氢氟酸要温和。 各种金属对氢氟酸的耐腐蚀性归纳如下。 钢铁：低浓度时能腐蚀钢铁。质量分数达70％以上的高浓度氢氟酸水溶液在钢铁表面形成氟化铁保护膜钝化层使之不再受腐蚀。 镁：在含HFS5%(质量)的水溶液中，表面会生成氟化镁保护膜而耐腐蚀。 铬，铝，锌：易被腐蚀。 镍：在含HF>60%(质量)的水溶液中会形成氟化镍保护膜而具有耐腐蚀性。 铅：在表面上形成难溶性氟化铅(PbF2)，实际上不被腐蚀。 18—8铬镍不锈钢：在氢氟酸水溶液中缓慢受到腐蚀。 工业上使用氢氟酸作酸洗剂时的浓度一般在5％以下，由于温度升高，反应速度明显加快，所以温度常控制：在50℃左右。用氢氟酸清洗铁锈和溶解氧化皮有清洗时间短、效率高的 特点。这是因为氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力，是靠氟离子的特殊作用，如氢氟酸与氧化三铁接触时会发生氟—氧交换，接着F-离子与Fe3 离子发生络合反应而使氧化皮溶僻撼谓 反应过程为： Fe3O4 8H 12F=====Fe2 2[FeF6]3- 4H20 工业上清除含二氧化硅的难除水垢采取碱洗与酸洗相结合的工艺，先用NaOH等碱使部分二氧化硅生成可溶性硅酸盐溶解： [page] 2NaOH Si02====Na2SiO3 H20 为酸洗除硅创造条件，再用氢氟酸清洗进一步去除SiO2水垢，从而取得较好效果。含二氧借3硅的水垢导热性极差，对锅炉危害也大，因此常用氢氟酸加以清除。 氢氟酸对金属有腐蚀性，对含铬13%～15%的高合金钢的腐蚀性比低合金钢高约10倍，因此常配合适当的缓蚀剂使用。 氢氟酸清洗有酸洗后残液易于处理的优点，在用石灰中和残酸时生成无毒的氢氧化铁和氟化钙沉淀即可从水中除去。 3Ca(OH)2 H3[FeF6]===3CaF2↓ Fe(OH)3↓ 3H20 Ca(OH)2 2HF===CaF2↓ 2H2O 工业上氢氟酸通常不单独使用而是与氟氢化铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用，如氢氟酸—氟氢化铵清洗剂主要用于清洗硅垢，也可再加入盐酸或硝酸用于清洗铁锈。而盐酸氢氟酸清洗液主要用于除去碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物，其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快，但不能溶解硅酸盐水垢，而用氢氟酸可溶解硅垢和氧化铁。有时在盐酸酸洗液中加入一定量的氟化氢铵，目的是利用氟化氢铵与盐酸反应生成氢氟酸形成盐酸—氢氟酸混合清洗剂以加快碳酸盐垢、硅酸盐垢及铁垢混合物的溶解能力。而硝酸—氢氟酸对碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、各种铁锈均有良好的溶解能力而且去垢速度快，特别适合不耐盐酸的碳钢，不锈钢，碳钢—铜组合的设备清洗，有腐蚀率低，不产生渗氢，常温清洗速度快，节省能源，原料来源方便的优点，是目前国内清洗换热器、锅炉及各种化工设备中碳酸盐水垢、硅酸盐水垢及铁垢的最佳酸洗剂。 为减少对金属基体腐蚀，氢氟酸酸洗剂中也要加入缓蚀剂。表8—5列举氢氟酸及缓蚀剂使用条件。 表8—5 氢氟酸及缓蚀剂使用条件
次磷酸清洗剂可单独使用也可与磷酸等其他酸洗剂配合使用。 次磷酸酸洗过程产生的氧化产物磷酸及其盐对钢铁有保护作用。 7．铬酸(H2CrO3) 铬酸是三氧化铬的水溶液，在水溶液中存在铬酸和重铬酸两种状态的平衡关系： 在强酸性条件下形成的重铬酸(H2Cr207)有很强的氧化性，常与硝酸一样被当作氧化剂使用。除了可与一些金属反应生成稳定的钝化保护膜之外，在金属电镀之前的清洗处理中常用它作氧化去除油污杂质的酸。 应注意铬酸是毒性很强的酸、(主要是六价铬离子的毒性)，因此在使用时经常要求在完全封闭的系统中进行。另外，为了去除排放废水中含有的铬酸以免污染环境，首先利用还原剂将六价铬还原成三价铬离子： Cr02-4 8H 3e——>Cr3 4H20 再设法将三价铬离子从水中除去。如采取将其转变成不溶性的三价铬化合物沉淀方法或用阴离子交换树脂将其吸收的方法。 Cr3 30H-——>Cr(OH)3↓ 各种金属与铬酸接触时，大多数会形成相应的铬酸盐，由于这些铬酸盐的保护膜使金属钝化而不被腐蚀。具有这种性质的金属有铝、锌、镁、铅、铬；钢铁与铬酸反应也形成铬酸铁保护膜而钝化不被腐蚀。18—8铬镍不锈钢也有良好的耐腐蚀性。只有锡和镍会被铬酸缓慢腐蚀。 二、清洗中常用的有机酸 用于酸洗的有机酸很多，常用的有氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸等，用有机酸酸洗与元机酸相比，成本比较高，需要在较高温度下操作，清洗耗费时间较长，这是它的缺点。但有机酸往往腐蚀性较小，有的有机酸有螯合能力，可以用在设备不停车清洗上，所以有其特点和使用价值。 1．氨基磺酸 氨基磺酸分子式为NH2S03H，一元强酸。市售商品为固体，是由尿素和发烟硫酸反应得到的产品，25℃时密度为2.126g/cm3，熔点为205℃，在209℃开始分解。常温下只要保持干燥不与水接触，它不吸潮是比较稳定的，因而便于运输。 氨基磺酸的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，因此又称固体硫酸。它具有不挥发，无臭味，对人毒性极小的特点。但长时间与皮肤接触，或进入眼睛也是有害的，应注意避免。但当相对湿度大于70％时，氨基磺酸开始潮解，在高温下会水解生成硫酸铵和硫酸氢铵： NH2SO3H H2O===NH4HSO4 2NH4HSO4===(NH4)2SO4 H2504 清洗温度一般要控制在60℃以下，以减少其水解。当温度超过130℃时，浓的氨基磺酸水溶液在密闭容器中快速分解，并产生大量蒸气会引起爆炸，在使用中要引起注意。 氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性，氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈。通常2E_qk上使用 7%～10%浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂，在60℃以下温度除垢，一般在1h内可将90%的钙镁垢转变成可溶性氨基磺酸盐而去除。反应式为： CaCO3十2NH2S03H==Ca(NH2S03)2 H2O C02↑ MgCO3 2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2 H2O CO2↑ Mg(OH)2 2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2 2H2O 氨基磺酸水溶液对铁锈作用较慢，可添加一些氯化物如NaCl等，使之缓慢产生盐酸，从而朋效地溶解铁锈。 由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高，不会在清洗液中产生沉淀。而氨硼酸对金属腐蚀性小，所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁锈和水垢。氨基磺酸还是唯一可用做镀锌金属表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸去除船舶用锅炉中的水垢，具体做法为先配成由89%氨基磺酸、6%柠檬酸及5%二乙基硼组成的固体；再配制成10%浓度的水溶液，在80℃温度下处理。 在10%氨基磺酸清洗液中加入队25％缓蚀剂Lan-826，在60℃温度下清洗金属设备广缓蚀率达99.4%。 以90%氨基磺酸，5%～6%柠檬酸，0.25%Lan-826缓蚀剂及消泡剂、指示剂配成的避酸性粉剂，使用时制备成5%～10%浓度的溶液，在60℃温度下对制药厂的多效蒸馏水机进行循环酸洗，去污效果好，对设备腐蚀率低。 实践证明，5%浓度上述清洗液在60℃时对各种材料的腐蚀率都很低。 表8-6列出3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值。 表8-6 3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值 (温度为22℃土2℃时)
俗称醋酸，是一种二元有机弱酸，其熔点为16.7℃。纯的醋酸在低温下结晶成固体，所以又称为冰醋酸。常温下为五色有一定刺激性醋味的液体，与水、乙醇、乙醚都可以混溶。酚式电离平衡常数K。＝1.76X10-5(25℃)是较弱的酸。由于醋酸对金属腐蚀性低，对人体毒害作用小，它的盐易溶于水，所以适合清洗水垢和铁锈等腐蚀产物，特别是对黄铜和对晶呵腐蚀敏感的材料适合用乙酸清洗。对已严重腐蚀的15．7MPa以上高压锅炉清洗时比用盐酸贵全性好。 3．羟基乙酸 其分子比乙酸多一个亲水的羟基，所以在水中的溶解性比乙酸更好，酸性比乙酸稍强，对锈垢的溶解能力也比乙酸大，而它对钢铁等金属基体的腐蚀性要比盐酸、硫酸小碍多十因此羟基乙基主要用于清除超临界锅炉和其他锅炉过热部分的四氧化三铁等氧化皮。 国外通常用2%羟基乙酸和1%甲酸酌混合液作清洗剂，在82—104℃温度下循环流动清洗，对铁锈和氧化皮有较好的清洗效果。中国目前不生产羟基乙酸，所以使用较少。 4．草酸 草酸是乙二酸的俗称。草酸是有机酸中较强的酸，是一种五色结晶状固体，它的水溶液遇到强酸会分解。草酸也是一种有还原性的有机酸。 草酸的很多盐是难溶于水的，如钙盐和镁盐，所以不宜在硬水中使用，草酸对铁锈有较好的溶解力，因此可用于去除锈垢，但对碳酸钙溶解力很差：这与生成的草酸钙不溶于水，所以不能用它去除碳酸钙水垢。 草酸对金属有一定腐蚀作用，如钢铁在常温下能被草酸慢慢腐蚀，但在加热情况下会生成草酸铁保护膜，能阻止腐蚀的进行；铝、镍、铜、不锈钢等材料对草酸的耐蚀性较好，而锡、锌等金属在草酸稀溶液的耐蚀性较好。 [page] 有机酸的酸性大都较弱，它们的溶垢作用除了利用电离产生的H 离子作用外，往往凭借酸根离子有络合和螯合金属离子的作用，使除垢能力加强，如柠檬酸、乙二胺四乙酸、草酸都有一定的螯合能力。 5．柠檬酸 柠檬酸又称枸橼酸，分子式为H3C6H5O7稨20，化学名称为3-羟基-3-羧基-1，5戊二酸或2-羟基丙烷-1，2，3—三羧酸，是富有柠檬的水果香味，易溶于水的晶体。 柠檬酸是清洗过程中使用最多的有机酸，它可以溶解氧化铁、氧化铜等锈垢，其作用原理是一方面利用H十离子与碱性的金属氧化物作用，另一方面是柠檬酸的络合作用(柠檬酸是分析化学中常用的一种络合隐蔽剂)。它与铁锈生成的柠檬酸铁在水中溶解度小，所以在柠檬酸溶液中加入氨，俗称氮化柠檬酸，这时它就通过络合作用生成溶解度很高的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸高铁铵复盐而达到提高去除氧化铁的效应。其反应过程为柠檬酸与氨水反应生成柠檬酸单铵盐，再发生络合反应。 H3C6H5O7 NH3＝NH4H2C6H5O7(柠檬酸单铵盐) 柠檬酸单铵与铁的氧化物反应生成柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁铵离子等易溶物质而把锈垢溶解： NH4H2C6H507 FeO=NH4FeC6H5O7 H20 柠檬酸亚铁铵 2NH4H2C6H5O7 Fe203＝2FeC6H5O7 3H20 2NH3 柠檬酸铁 柠檬酸是一个三元酸，在水溶液中存在多级可逆电离平衡： 由此可知在溶液中柠檬酸根(C6H5O7)3-的浓度受溶液pH值的影响很大，pH值越大，溶液中柠檬酸根离子浓度也越大。 而柠檬酸根离子对各种金属离子的络合能力是不同的，络合能力越高所需柠檬酸根离子浓度越小，生成的络离子也越稳定。 柠檬酸根离子对铁离子的络合能力比对铜离子络合能力强，因此当溶液中含有少量柠檬酸根离子时，即可发生把铁离子隐蔽起来的络合作用，而只有在pH值较高的碱性介质中，电离产生的柠檬酸根离子较多时才能与铜离子很好络合。因此当设备中同时存在铁锈和铜锈瞒可以通过控制pH(加氨水)、使之等于3.5，使容易被络合的铁离子形成柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁而被去除，也防止溶度积很小的Fe(OH)3沉淀产生，在铁化合物被溶解去除之后再溺pH=9提高溶液中的柠檬酸根离子浓度以络合铜离子而去除铜锈污垢。 柠檬酸在化学清洗中常被用于去除铁锈方主的锈垢清洗，为龃快清洗速度，缩短酸铣瓣间，常保持较高温度，另外，为防止酸对金属的腐蚀还加入缓蚀剂。如在90℃，pH=3.5的3%柠檬酸铵溶液中加入0.1%的Lan-826缓蚀剂，碳钢和合金钢的腐蚀率都降到lmm/a以下。 通常锅炉用盐酸清洗后，常用较稀的柠檬酸来漂洗以去除留下的铁盐，可以使清洗后胚金属表面更容易进行钝化处理。 由于柠檬酸单铵有一定酸性可以与碳酸钙水垢反应促；使其溶解，所以也司：以去除金属面的水垢: 由于柠檬酸清洗成本较高，工业上通常只用于舆氏体钢材料或单纯是铁氧化物的锈垢刚设备清洗上。 6．乙二胺四乙酸(EDTA) 乙二胺四乙酸又称乙底酸，康泼来宗Ⅱ或软水剂B。 乙二胺四乙酸的结构式为: 其分子中有六个可与金属离子形成配位键的原子(两个氨基氮原子和四个羧基氧原子)，它能与许多金属离子形成稳定而易溶于水的螯合物，因此可用于金属化合物垢类的清洗。EDTA是—个四元酸，常用H4Y表示其分子式。 它在水中分步电离形成H4Y、H3Y-、H2Y2-和Y4-多种离子间的平衡。 EDTA在溶液中以上述五种形式存在，在一定酸度下各种形式按一定数量比例分配。如在酝 pH<2时主要以H4Y形式存在，而在pH>12时主要以y4-形式存在。 EDTA溶解去除金属锈垢主要不是靠H 离子的溶解作用，而是靠Y4—离子的螯合作用。隘 EDTA离子与一至四价金属离子都是按1:1的比例进行络合在EDTA分子中两个能形成配位键的原子(N和O)之间隔着两个不E形成配位键的碳原子，因此它们与金属离子络合时形成一个五元环，具有环状结构的络合物6称为螯合物。形成的环状结构越多，螯合物越稳定。从上述结构式可以看出当EDTA与金属卡离子络合时共生成五个五元环。多个环状结构的螯合物被称为稠环螯合物。它在水中难以解6离有较高的稳定性。 乙二胺四乙酸在室温下水中溶解度是很小的，100g水仅能溶0．02gEDTA，为了加大其[溶解度，清洗温度需提高至100℃以上，所以通常使用在水：中溶解度较大的乙二胺四乙酸二钠盐NazHzY：把乙二胺四乙酸的钠盐也简称为EDTA；(注意不要混淆)iEDTA对不同金属离子螯合能力是不同的，对Fe3 离子的螯合能力要比对Ca2 ，Mg2 离子强，所以在较低pH值溶液中游离的Y4-离子较少时即可把Fe3 完全螯合。为防止溶液中Fe3 与OH-离子结合成 Fe(OH)3沉淀要控制溶液pH值减少OH-离子浓度，所以一般溶解铁锈垢时要控制pH≤9.5。而EDTA对Ca2 及Mg2 离子整合能力较差，要控制pH>10舶碱性，使溶液中游离的Y4-离子浓度较大时才能完全去除碳酸钙等水垢。 由于EDTA水溶性差，实际工业生产中都是使其二钠盐，通过对铁、钙、镁、锌、铜等离子的螯合作用实现清洗污垢。由于EDTA价格昂贵，用它清洗除垢生产成本高，通常只在不能使用盐酸清洗的特殊场合才用。 7．有机酸固体清洗剂 有机酸固体清洗剂是一种由有机酸、缓蚀剂及其他助剂组成的清洗剂。最常用的有机酸有柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚马来酸(PMA)、聚丙烯酸(PAA)、羟基亚乙基二磷酸(HEDP)。在清洗过程中起主要作用的是有机酸。由于有机酸对金属腐蚀性小、无毒、污染、无三废排放、清洗时较安全，因此国内外贵重工业设备如船舶、铁路机车等锅炉都采用有机固体清洗剂清洗，清洗效果良好，只是价格较无机酸酸洗稍高。 固体清洗剂适用于清洗碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等水垢及铁锈，有较强的缓蚀作用。有机酸固体清洗剂在清洗中利用有机酸的氧化性、酸性和整合能力，配合表面活性剂、缓蚀剂的作用把附着在金属表面的氧化层污垢通过浸润、渗透、剥离、螫合等作用而溶解分散到洗液中达到清洗的目的。 8．有机膦酸 可用作酸洗清洗剂的有机膦有羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三甲基次膦酸 (ATMP)、乙二胺四甲基次膦酸(EDTMP)。这些有机膦酸均有螯合金属离子的作用。实际上是螯合清洗剂，如羟基亚乙基二膦酸，在水中电离形成羟基亚乙基二膦酸根离子与多种金属离子可形成整合物。HEDP有优异的络合能力及一定的缓蚀能力，它不但对Ca2 、Mg2 、 Cu2 、Fe2 等金属离子有很好的螯合能力，对CaS04，MgSiO3等无机盐垢也有很好的整合清除作用。当HEDP在水中浓度为1%～5%时的除锈效果可与盐酸相似，而且清洗后的金属表面光洁，性能优于盐酸。 表8—?列出有机多元膦酸的分类。表8—8列出酸对铁锈及锅炉水垢的溶解性。 表8-7 有机多元膦酸的分类 表8—8 酸对铁锈及锅炉水垢的溶解性
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| 2007-10-23 16:35:11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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