專(zhuān)利名稱(chēng)：熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬防腐蝕表面工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋼鐵結(jié)構(gòu)件熔劑法熱浸鍍鋁技術(shù)，尤其涉及一種鋼鐵結(jié)構(gòu)件熔劑法熱浸鍍鋁后，去除其表面覆蓋鹽的工藝方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵結(jié)構(gòu)件熱浸鍍鋁工藝是將已經(jīng)進(jìn)行過(guò)前處理的表面潔凈的鋼鐵結(jié)構(gòu)件放入到熔融鋁液中鍍鋁。由于熔融鋁液很容易與空氣發(fā)生反應(yīng)，被氧化，生成大量的氧化夾雜物，所以我們?cè)阡X液中加入一種覆蓋劑，可以完全的覆蓋在熔融鋁液的上表面，形成一個(gè)隔斷空氣的物理屏障，有效避免了氧化夾雜物的生成。當(dāng)鋼鐵結(jié)構(gòu)件從熔融鋁液中提出后，鍍鋁層外表面必然會(huì)粘附一層覆蓋劑，冷卻過(guò)程中，覆蓋劑先凝固，鋼鐵結(jié)構(gòu)件鍍鋁層外表面就會(huì)形成一層覆蓋鹽，該覆蓋鹽不僅影響鍍鋁層的外觀，而且也會(huì)隨時(shí)腐蝕鍍鋁層，大大縮短鍍鋁層存在于鋼鐵結(jié)構(gòu)件表面的時(shí)間。目前，國(guó)內(nèi)外常用的覆蓋劑配方包括KC1、NaCl, Na3AlF6和AlF3，其中冰晶石 Na3AlF6微溶于水，但在鍍鋁液中，740°C左右，會(huì)熱分解成NaF和AlF3。鋼鐵結(jié)構(gòu)件鍍鋁層外表面粘附了大量KC1、NaCl, AlF3和NaF的覆蓋鹽，現(xiàn)有技術(shù)通常采用稀硝酸對(duì)鍍鋁層外表面的覆蓋鹽進(jìn)行清除，雖然有一定的作用，但是處理效果不夠顯著，對(duì)覆蓋鹽中的有些成分很難清除，處理后鍍鋁層外表面不夠平整，顏色暗淡，后處理效果合格率低。隨著熱浸鍍鋁脫鹽處理工藝的不斷發(fā)展，最近也出現(xiàn)了一些新的脫鹽處理劑配方，包括硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸。其配方成分復(fù)雜，溶液管理難度提高，而且氫氟酸屬于劇毒的危險(xiǎn)化學(xué)品，對(duì)人體危害大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人健康構(gòu)成嚴(yán)重危害。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中，鋼鐵結(jié)構(gòu)件熔劑法熱浸鍍鋁后，鍍鋁層外表面粘附的覆蓋鹽難清除，清洗效果不理想的技術(shù)難點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于其脫鹽處理的基本流程為1)水中除鹽把鍍鋁件從740°C左右的鋁浴中提出后，空氣中冷卻至300°C，隨后淬入到40-80°C的水中，10秒鐘后提出，由于清水的漂洗作用，可除掉鋼鐵結(jié)構(gòu)件鍍鋁層外表面部分的覆蓋鹽；幻溶劑脫鹽處理把鍍鋁件從水中提出后，放入到由82g/L的HNO3和104g/ L-160g/L的H3PO4配成的脫鹽處理劑中浸泡10-15分鐘，每隔3分鐘將鍍鋁件在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘；3)氧化處理把鍍鋁件從脫鹽處理劑中取出后，放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1-1. 2分鐘后，撈出；4)漂洗并烘干用清水清洗鍍鋁件表面的殘酸溶液，并自然烘干后入庫(kù)保存。由于覆蓋鹽成分主要包括KC1、NaCl, Na3AlF6和AlF3，其中KC1、NaCl為易溶于水的鹽，所以我們脫鹽處理方法的第一步就是把鍍鋁件從鋁浴中提出，冷卻到一定溫度后，淬入到清水中進(jìn)行清除部分易溶于水覆蓋鹽的操作，此操作，可以有效的去處部分覆蓋鹽達(dá) 50%左右。覆蓋鹽中冰晶石Na3AlF6,微溶于水，但在鋁浴中，740°C左右，會(huì)熱分解成NaF和 AlF3,所以經(jīng)過(guò)第一部水中清洗處理后，鍍鋁層外表面粘附的覆蓋鹽中就只會(huì)大量存在不易溶于水的NaF和AlF3物質(zhì)，在此，本發(fā)明提供由82g/L的HNO3和104g/L_160g/L的H3PO4 配制成脫鹽處理劑對(duì)覆蓋鹽NaF和AlF3進(jìn)行處理，H3PO4經(jīng)水解在脫鹽處理劑中形成離子共存H2POp HPO廣、PO43-在酸性脫鹽處理劑中NaF和AlF3發(fā)生的主要反應(yīng)如下3H2P04>A13+ — Al (H2PO4) 3A1F3+3H3P04 — Al (H2PO4) 3+3HFH2PO4^Na+ ^ NaH2PO4NaF+H3P04 ^ NaH2P04+HF這樣，不易溶于水的覆蓋鹽NaF和AlF3與H3PO4反應(yīng)生成了易溶于水的Al (H2PO4)3 和NaH2PO4,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，每隔3分鐘，將鍍鋁件在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘，有助于清除、溶解反應(yīng)生成的Al (H2PO4) 3和NaH2P04。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，脫鹽處理劑中含有82g/L HNO3時(shí)，更能加劇其上述反應(yīng)的進(jìn)行，由于104g/L-160g/L的H3PO4與82g/L HNO3的相互配合，充分發(fā)揮了兩種酸性物質(zhì)的協(xié)同效應(yīng)，可以在短時(shí)間內(nèi)溶解覆蓋鹽NaF和AlF3,達(dá)到脫鹽處理的目的。由于鍍鋁件從鋁浴中提出后，經(jīng)冷卻、水洗后仍保留大量熱量，在脫鹽處理劑中繼續(xù)放熱，使脫鹽處理溫度控制在50°C -60°C，在這個(gè)溫度下，更加有利于反應(yīng)的進(jìn)行和 Al (H2PO4)3和NaH2PO4的清除、溶解。在這里，我們控制脫鹽處理劑中的反應(yīng)溫度不要超過(guò) 80°C。由于在反應(yīng)中生成了一定量的HF，當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)80°C時(shí)，HF和酸性脫鹽處理劑會(huì)大量揮發(fā)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和工人健康產(chǎn)生不利影響。在這里，我們控制脫鹽處理劑中磷酸的濃度在104g/L_160g/L，磷酸濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致覆蓋鹽處理不徹底，鍍鋁層外表面殘留部分覆蓋鹽，而磷酸濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致侵蝕鍍鋁層， 削弱鍍鋁層對(duì)鋼鐵結(jié)構(gòu)件的保護(hù)作用。但是，發(fā)明人在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中，驚奇的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脫鹽處理劑中H3PO4濃度為132g/L，HNO3濃度為82g/L時(shí)，此脫鹽處理劑與覆蓋鹽NaF和AlF3反應(yīng)速率最快，兩種酸性物質(zhì)的協(xié)同效應(yīng)最為顯著，可以在最短時(shí)間內(nèi)完全溶解同等含量的覆蓋鹽NaF和AlF3，節(jié)省反應(yīng)時(shí)間，加快脫鹽處理速率，提高連續(xù)的工作效率。本發(fā)明提供的脫鹽處理劑配方中還包括82g/L的稀硝酸溶液，一方面HNO3與一部分不溶于水的覆蓋鹽AlF3反應(yīng)生成易溶于水的Al (NO3) 3，雖然此反應(yīng)沒(méi)有磷酸與AlF3反應(yīng)劇烈、徹底，但仍在一定程度上可以協(xié)助磷酸，與適量濃度的磷酸相互配合，形成協(xié)同效應(yīng)， 加劇、加快與NaF和AlF3的反應(yīng)，便于覆蓋鹽NaF和AlF3的溶解清除。另一方面，HNO3具有強(qiáng)氧化性，可以與鍍鋁件上的鍍層鋁發(fā)生反應(yīng)，在鍍鋁件外表面鍍層鋁上生成一層氧化鋁薄膜，由于氧化鋁屬于高硬度物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，可以有效提高鍍鋁件鍍層的耐腐蝕性和防護(hù)性。本發(fā)明提供的熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法中第三步氧化處理，把鍍鋁件從脫鹽處理劑中取出后，放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1-1. 2分鐘，就是利用稀硝酸的強(qiáng)氧化性，鍍鋁層外表面的覆蓋鹽在脫鹽處理劑中被清除干凈，鍍鋁件外表面的鍍鋁層完全裸露，稀硝酸可以氧化鍍層鋁，在鍍鋁層外表面生成一層氧化鋁薄膜，此氧化鋁屬于高硬度物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，起到了提高鍍鋁件鍍層的耐腐蝕性和防護(hù)性的作用。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳盡，具體的說(shuō)明。實(shí)施列1本發(fā)明熱浸鍍鋁脫鹽處理方法應(yīng)用在高速公路波形護(hù)欄梁上。根據(jù)波形護(hù)欄梁尺寸大小，準(zhǔn)備適合的清水池、脫鹽處理池和稀硝酸氧化池。清水池中注入40°C的清水。根據(jù)配方配制脫鹽處理劑，在脫鹽處理池中加入一定濃度的硝酸和磷酸，最終使脫鹽處理池中硝酸濃度達(dá)到82g/L，磷酸濃度達(dá)到104g/L。在稀硝酸氧化池中加入一定濃度的硝酸溶液，最終使硝酸濃度達(dá)到51g/L。高速公路波形護(hù)欄梁熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法如下1)水中除鹽把護(hù)欄梁從740°C左右的鋁浴中提出后，空氣中冷卻至300°C左右， 隨后淬入到40°C的清水池中，10秒鐘后提出，由于清水的漂洗作用，可除掉護(hù)欄梁鍍鋁層外表面部分的覆蓋鹽；2)溶劑脫鹽處理把護(hù)欄梁從水中提出后，放入到由82g/L的HNO3和104g/L的 H3PO4配成的脫鹽處理劑中浸泡15分鐘，每隔3分鐘將護(hù)欄梁在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘； 由于鍍鋁后護(hù)欄梁本身帶有很高的熱量，經(jīng)測(cè)量，在此脫鹽處理池中的溫度為50°C。3)氧化處理把護(hù)欄梁從脫鹽處理劑中取出后，放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1分鐘后，撈出；4)漂洗并烘干用清水清洗護(hù)欄梁表面的殘酸溶液，并自然烘干后入庫(kù)保存。波形護(hù)欄梁經(jīng)此脫鹽處理方法處理過(guò)后，其鍍鋁層表面光滑，亮度好，無(wú)殘留覆蓋鹽，產(chǎn)品合格率高，并且鍍鋁層表面有一層氧化鋁薄膜保護(hù)。實(shí)施列2本發(fā)明熱浸鍍鋁脫鹽處理方法應(yīng)用在建筑行業(yè)一種水暖管件上。根據(jù)水暖管件尺寸大小，準(zhǔn)備適合的清水池、脫鹽處理池和稀硝酸氧化池。先在清水池中注入60°C的清水。根據(jù)配方配制脫鹽處理劑，在脫鹽處理池中加入一定濃度的硝酸和磷酸，最終使脫鹽處理池中硝酸濃度達(dá)到82g/L，磷酸濃度達(dá)到132g/L。在稀硝酸氧化池中加入一定濃度的硝酸溶液，最終使硝酸濃度達(dá)到51g/L。建筑行業(yè)水暖管件熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法如下1)水中除鹽把水暖管件從740°C左右的鋁浴中提出后，空氣中冷卻至300°C左右，隨后淬入到60°C的清水池中，10秒鐘后提出，由于清水的漂洗作用，可除掉水暖管件鍍鋁層外表面部分的覆蓋鹽；2)溶劑脫鹽處理把水暖管件從水中提出后，放入到由82g/L的HNO3和132g/L的 H3PO4配成的脫鹽處理劑中浸泡10分鐘，每隔3分鐘將水暖管件在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘；由于鍍鋁后水暖管件本身帶有很高的熱量，經(jīng)測(cè)量，在此脫鹽處理池中的溫度為^°C。3)氧化處理把水暖管件從脫鹽處理劑中取出后，放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1.1分鐘后，撈出；4)漂洗并烘干用清水清洗水暖管件表面的殘酸溶液，并自然烘干后入庫(kù)保存。水暖管件經(jīng)此脫鹽處理方法處理過(guò)后，其鍍鋁層表面光滑，亮度好，無(wú)殘留覆蓋鹽，產(chǎn)品合格率高，并且鍍鋁層表面有一層氧化鋁薄膜保護(hù)。實(shí)施列3本發(fā)明熱浸鍍鋁脫鹽處理方法應(yīng)用在電力線路構(gòu)件角鐵上。根據(jù)角鐵尺寸大小，準(zhǔn)備適合的清水池、脫鹽處理池和稀硝酸氧化池。先在清水池中注入80°C的清水。根據(jù)配方配制脫鹽處理劑，在脫鹽處理池中加入一定濃度的硝酸和磷酸，最終使脫鹽處理池中硝酸濃度達(dá)到82g/L，磷酸濃度達(dá)到160g/L。在稀硝酸氧化池中加入一定濃度的硝酸溶液，最終使硝酸濃度達(dá)到51g/L。電力線路構(gòu)件角鐵熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法如下1)水中除鹽把角鐵從740°C左右的鋁浴中提出后，空氣中冷卻至300°C左右，隨后淬入到80°C的清水池中，10秒后提出，由于清水的漂洗作用，可除掉角鐵鍍鋁層外表面部分的覆蓋鹽；2)溶劑脫鹽處理把角鐵從水中提出后，放入到由82g/L的HNO3和160g/L的H3PO4 配成的脫鹽處理劑中浸泡12分鐘，每隔3分鐘將角鐵在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘；由于鍍鋁后角鐵本身帶有很高的熱量，經(jīng)測(cè)量，在此脫鹽處理池中的溫度為60°C。3)氧化處理把角鐵從脫鹽處理劑中取出后，放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1.2分鐘后，撈出；4)漂洗并烘干用清水清洗角鐵表面的殘酸溶液，并自然烘干后入庫(kù)保存。角鐵經(jīng)此脫鹽處理方法處理過(guò)后，其鍍鋁層表面光滑，亮度好，無(wú)殘留覆蓋鹽，產(chǎn)品合格率高，并且鍍鋁層表面有一層氧化鋁薄膜保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于使熱浸鍍鋁后的鍍鋁件與硝酸和磷酸配成的脫鹽處理劑相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于所述脫鹽處理劑由 82g/L 的 HNO3 和 104g/L-160g/L 的 H3PO4 配制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于所述脫鹽處理劑由82g/L的HNO3和132g/L的H3PO4配制而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于鍍鋁件與脫鹽處理劑接觸前，把鍍鋁件從鋁浴中撈出后，放置于空氣中冷卻至300°C，隨后淬入到 40-80°C的水中，10秒左右提出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于鍍鋁件與脫鹽處理劑接觸后，把鍍鋁件投放到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1-1. 2分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于鍍鋁件浸泡到脫鹽處理劑中10-15分鐘，并且鍍鋁件表面覆蓋鹽與脫鹽處理劑反應(yīng)時(shí)的溫度控制在 500C -60°C，不超過(guò)80°C，鍍鋁件每隔3分鐘在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘。
7.一種熱浸鍍鋁后鍍鋁件脫鹽處理方法，其特征在于其脫鹽處理的基本流程為1)水中除鹽把鍍鋁件從鋁浴中提出后，空氣中冷卻至300°C，隨后淬入到40-80°C的水中，10秒左右提出；2)溶劑脫鹽處理把鍍鋁件放入到由82g/L的HNO3和104g/L-160g/L的H3PO4配成的脫鹽處理劑中浸泡10-15分鐘，每隔3分鐘將鍍鋁件在脫鹽處理劑中震動(dòng)10秒鐘；3)氧化處理把鍍鋁件放入到51g/L的HNO3溶液中，浸泡處理1-1.2分鐘后，撈出；4)漂洗并烘干用水清洗鍍鋁件表面的殘酸溶液，并自然烘干后入庫(kù)保存。
全文摘要
鋼鐵結(jié)構(gòu)件熔劑法熱浸鍍鋁后，鍍鋁層表面都會(huì)粘附一層多余的覆蓋鹽，本發(fā)明提供一種鋼鐵結(jié)構(gòu)件熔劑法熱浸鍍鋁后，去除鍍鋁層表面覆蓋鹽的方法，即熱浸鍍鋁后脫鹽處理方法，其包括1)鍍鋁件水中除鹽、2)HNO3和H3PO4溶液清除鍍鋁層表面覆蓋鹽、3)稀HNO3溶液氧化處理鍍鋁層、4)漂洗并烘干鍍鋁件。本發(fā)明提供的脫鹽處理方法簡(jiǎn)單，效果顯著，無(wú)毒，無(wú)害。
文檔編號(hào)C23C2/12GK102534452SQ20121003331
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者許雷 申請(qǐng)人:北京京杰銳思技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司, 北京海泰銳森環(huán)境能源技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司