[发明专利]一种不含硝酸的不锈钢酸洗液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酸洗液，尤其涉及一种不锈钢酸洗液及其制备方法。

背景技术

不锈钢从钢坯热轧成各种板材和型材时，表面会被空气中的O₂氧化，产生黑色、黄色的紧密氧化层，为了提高不锈钢的外观和耐蚀性，加工后的不锈钢必须进行酸洗处理。通常采用混酸（HNO₃+HF）酸洗工艺去除表层的氧化铁皮。为提高酸洗速度，酸液的酸浓度通常会较高，同时会对其进行加温。金属及金属氧化物与高温强酸酸洗液发生剧烈的化学反应，产生大量H₂和NO_x等酸性气体，气体在上升挥发过程中携带而产生大量的酸性气溶胶态污染物，即为酸雾。通常使用酸雾抑制剂在酸洗液液面层形成致密的泡沫层，抑制酸雾的逸出，大大降低NO_x和NO的瞬时浓度，然而钢管吊入或者吊出时仍然会造成酸洗液剧烈的扰动，使泡沫层破裂产生黄烟，另外吊出时钢管自身携带的酸液挥发使得瞬时浓度仍较高。若不采取有效的处理措施，对操作工人造成身体伤害，同时对车间设备造成严重的腐蚀。另外，酸雾直接外排还会产生严重的烟囱“黄龙”现象，将对周围环境、人民群众的身体健康以及其它动植物产生严重的危害。

另外，由于使用硝酸作为酸洗液，使得酸洗过程中还会产生含有大量的硝酸根离子的酸洗废水，其中总氮浓度非常高，不能满足越来越严格的环境排放要求。废水脱氮处理一直是环境领域的难点，同时也要花费大量的处理成本含氮废水。目前一般在对污水进行处理的过程中只是对氮的形态上做了转化，并未真正将氮从环境中去除，不同形态氮污染物的过量存在都是导致水体富营养化的直接因素，因此未能彻底解决水体富营养化问题。国家环境保护部于2008年先后公布了制浆造纸、制药等13项含有水污染物特别排放限值的国家排放标准，针对不同行业制定了更加严格的氮污染物排放标准。在这些标准中除了氨氮之外，都设定了总氮的控制指标。因此，以硝酸为酸洗液主要成分受到了严重挑战。

本发明提出一种不含硝酸的不锈钢酸洗液，可有效解决上述不足之处，其特点是以H₂SO₄和HF为混合酸体系，并辅助利用H₂O₂的强氧化性。初配时加入少量Fe³⁺，依靠Fe³⁺的氧化性来诱发H₂SO₄产生大量的·OH活性自由基，使之与氧化皮反应，同时借助HF的活化作用，使酸液透过氧化皮的裂隙，进入氧化皮下最易反应的贫铬层，并产生大量H₂，靠氢的剥离作用将氧化皮撕裂脱落。本发明同时也适应于其他金属材质的酸洗除锈或表面氧化去除层。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种不含硝酸的不锈钢酸洗液及其制备方法。

不含硝酸的不锈钢酸洗液，以质量百分比计，硫酸5～30%、氢氟酸3～10%、过氧化氢0.1～10%、Fe³⁺ 1.0～5%、缓蚀剂0.05～1.0%、稳定剂0.01～1.0%、润湿剂0.05～1.0%和余量水。

所述的Fe³⁺为硫酸铁、醋酸铁、柠檬酸铁或氯化铁。

所述的缓蚀剂为正癸胺、吡啶、苯并咪唑、苯并三唑、3(β-羟基乙氧基)-3-甲基-1-丁炔、1-碘-3(β-羟基- 2-乙氧基)-3-甲基-1-丁炔、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、苯硫脲、二苄基亚砜、乌洛托品、二邻甲苯硫脲或咪唑啉酰胺中的一种或多种。

所述的稳定剂为硅酸钠、硅酸镁、脂肪酸镁盐、聚丙烯酰胺、二乙胺五乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸、苹果酸、柠檬酸钠、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙酸或二价锡盐中的一种或多种。

所述的润湿剂为平平加、OP乳化剂、吐温-80或曲通X-100中的一种或多种。

不含硝酸的不锈钢酸洗液的制备方法是：在酸洗槽中加入水，按比例依次加入硫酸5～30%和Fe³⁺ 1.0～5%，加热至40～80 ^oC，然后依次加入氢氟酸3～10%、过氧化氢0.1～10%、缓蚀剂0.05～1.0%、稳定剂0.01～1.0%和润湿剂0.05～1.0%和余量水。