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滤膜百科

铁质活性滤膜接触氧化除铁原理

2019-01-21 18:04:24

一、前言 在我国地下水除铁技术中,广泛采用曝气接触氧化的除铁方法。曝气接触氧气除铁法,是使曝气地下水中的亚铁离子不经氧化与溶解氧一同进入接触滤层,在滤层的接触催化作用下完成亚铁离子的氧化和截留。天然锰砂除铁是在我国已得到广泛应用的一种接触氧化除铁法;人造锈砂和自然形成的锈砂除铁法,是七十年代在我国实验成功的另一种接触氧化除铁法。 过去,笔者曾对天然锰砂除铁法进行过系统的实验和研究。近些年来,国内外又对以石英砂为载体的人造锈砂和自然形成的锈砂的除铁过程进行了研究。这些研究成果,发展了接触氧化除铁工艺,提高了接触氧化除铁工艺的效能,促进了接触氧化除铁工艺的推广和应用。 人们对于接触氧化除铁机理的认识有一个发展过程。本世纪三十年代开始将软锰矿砂用作地下水的接触氧化除铁滤料以来,人们一直把二氧化锰当作催化剂,这被称作经典理论。早在六十年代初,笔者在研究天然锰砂除铁过程中就发现了“活性滤膜”的接触催化作用,后又经多次模型及生产试验检验证实,终于于1974年正式提出了活性滤膜接触氧化除铁原理,这使认识又深化了一步。近几年,笔者对铁质活性滤膜接触氧化除铁的基本特征又进行了研究。实验表明,新滤料初期皆有一定的除铁能力,但并不持久经过一段时间除铁能力便开始衰竭。滤后水的含铁浓度相应升高;随着运行时间的增长,滤料的除铁能力又逐渐提高,滤后水水质变好,最终滤料具有了稳定的除铁能力。最终具有稳定的除铁能力。最终具有稳定除铁能力的滤料,称为“成熟”的滤料;由新滤料到“成熟”滤料的转化过程,称为滤料的“成熟”过程。事实上,滤料的成熟过程,正是滤料表面铁质活性滤膜的形成和积累的过程。本文将对新滤料的除铁作用、活性滤膜的形成及积累过程,以及成熟滤层中活性滤膜的除铁特征等方面的问题进行探讨。  二、新滤料的除铁作用 用未经曝气的无氧含铁地下水经新滤料层过滤,发现滤层最初都有一定的去除亚铁离子的能力。图1为新天然锰砂去除水中亚铁离子的情况。新石英砂或无烟煤去除亚铁离子的情况,与天然锰砂类似。新滤料能在无氧条件下除铁,表明新滤料对水中的亚铁离子有吸附作用。 新滤料对水中亚铁离子的吸附能力,与滤料的品种有关,表1为几种新滤料在无氧条件下对水中亚铁离子的动态吸附容量。由表1可见,马山锰砂的吸附容量最大,石英矿砂最小。              表1  新滤料对亚铁离子的动态吸附容量滤料品种名称滤料粒径mm水的含铁浓度  mg/l水的pH水温(℃)吸附容量mg/l马山锰砂1.0~1.2514~186.165000锦西锰砂1.0~1.2514~186.161000阳泉无烟煤1.0~1.2514~186.16250黑龙江烟煤1.0~1.2514~186.16250松花江河砂1.0~1.2514~186.16250北戴河石英矿砂1.0~1.2514~186.1624 实验表明,吸附于新滤料表面的亚铁离子,在有溶解氧的情况下,能被氧化为高铁。但是,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物,与在成熟滤料表面生成的具有强烈催化活性的铁质滤膜,在性质上有很大不同。首先,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有非常密实的构造。新滤料层与成熟滤层的对比试验表明,在滤层都截留相同的铁量时(某次试验为2g),成熟滤层的水力阻抗竟比新滤层高40倍。所以,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物比成熟滤料表面的活性滤膜要密实得多。其次,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物并不具有强烈的接触催化活性。图2为三种新滤料成熟过程的对比试验。由图可见,由于新滤料具有一定的吸附能力,所以过滤初期都有一定的除铁效果,但当它们的吸附容量逐步耗尽,滤后水的含铁浓度便不断升高。随着过滤除铁过程的进行,在滤料表面开始生成具有接触催化活性的铁质滤膜,由于活性滤膜物质在滤料表面的积累,滤料渐趋成熟。滤层出水含铁浓度又开始降低,从而具有峰状特征。试验发现,虽然这三种新滤料的吸附容量有很大差别,但它们的成熟期却基本相同。如果新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有接触催化活性。那么吸附容量大的新滤料截留下来的铁质较多,应该能较快地成熟,即具有较短的成熟期,但实际情况并非如此。所以,新滤料表面生成的高铁氢氧化物不具有强烈的接触催化活性,它与成熟滤料表面具有强烈接触催化活性的铁质滤膜物质的性质是不同的。 三、滤料的成熟过程 含铁地下水曝气充氧后,通过新滤料层过滤,由于新滤料具有吸附能力,所以具有一定的除铁能力。与此同时,滤料表面开始成生具有催化活性的铁质滤膜。所以,新滤料在成熟过程中,同时具有吸附除铁和接触氧化除铁两种作用。新滤料过滤初期,接触氧化除铁作用很小,所以以吸附除铁为主。随着滤料吸附能力的消耗,除铁能力降低,滤层出水含铁浓度逐渐增大。另一方面,在滤料表面生成的活性滤膜的除铁能力则不断增大,当活性滤膜除铁能力的增大速率超过了吸附除铁能力的减小速率时,滤层出水含铁浓度便开始出现下降趋势。由于活性滤膜的接触氧化除铁过程是一个自动催化过程,所以滤膜除铁能力的增大具有加速的特征,使滤层出水含铁浓度的变化过程线在峰值后略具上凸的形状,直至出水浓度降至要求值。之后,滤层出水的含铁浓度便稳定在很低的数值,它表明滤料已趋于成熟。这样,可以把滤料的成熟过程分为三个阶段,第一阶段为新滤料的吸附除铁作用占优势,称为吸附段;第二阶段为铁质活性滤膜的催化除铁作用占优势,并具有加速进行的特征,称为加速催化段;第三阶段表现为铁质活性滤膜的稳定催化除铁作用,称为稳定催化段,如图3。稳定催化除铁过程连续进行相当时间,滤料最终完全成熟。完全成熟的滤料表面被铁质活性滤膜覆盖而发黄,故常称为锈砂。滤料的吸附容量不同,它们的成熟过程也有差别;吸附容量小的滤料,吸附阶段比较短,且滤层出水浓度变化过程线的峰值也较大;吸附容量大的滤料,吸附阶段比较长,出水峰值也较小。当滤料的吸附容量较大,而地下水的含铁浓度又较小时,出水浓度峰值有可能降至水质标准要求值以下,这时滤池一投产便能供应合格的水质。 我们在图2所示条件下,还进行了北戴河石英矿砂、松花江河砂、黑龙江烟煤等滤料的成熟试验,试验结果与图2基本一致。上述六种滤料的吸附段和加速催化段的总长度,大致为4~5d,此时滤层出水含铁浓度都能降至0.3mg/l以下,但出水水质尚不够稳定,7d后则皆能稳定地除铁。 综上所述,滤料品种不同,只对除铁初期的出水水质有影响,基本上不影响滤料的成熟期和成熟滤料的除铁性能,即对成熟滤料而言,不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体,其作用是没有区别的,这就为在接触氧化除铁工艺中采用石英砂、河砂、无烟煤等廉价滤料提供了理论依据,经济意义是很大的。但是,吸附容量大的滤料,如天然锰砂,在除铁初期出水水质较好,这在实用上是有重要意义的。石英砂、无烟煤等吸附容量小的滤料,投产初期出水水质差,需采取改善水质和加速滤料成熟的措施,是其缺点。 有人用滤料表面铁质的附着指数(附着于100mg滤料表面的铁质的mg数)作为滤料成熟的指标。前已述及,由于不同滤料具有不同的吸附容量,而在滤料表面吸附氧化的铁质并不具有催化活性。吸附容量大的滤料,在除铁初期就使附着指数达到相当数值,但这时滤料并不具有相应的“成熟”程度。所以,用附着指数作为滤料成熟的指标,对吸附容量不同的滤料不是普遍适用的。 人们习惯于以除铁滤层出水含铁浓度降至饮用水水质标准(0.3mg/l)以下作为滤料成熟的标志。由于滤层都是在一定的条件下进行工作的,这就使“成熟”与具体的工况有关,而不具有统一的标准,难于相互比较,所以也是不完善的。 我们认为,以单位滤料表面积所具有的接触氧化反应速度常数或滤层的接触催化活性系数作为滤料成熟的指标比较合理。 四、铁质活性滤膜的化学组成及其催化的基本特征 在去除亚铁离子的过程中,滤料表面上逐渐形成了铁质活性滤膜。在一个过滤周期里,如果滤膜在滤料表面上的附着量大于反冲洗中的剥落里,滤料表面上的铁质便增多,这使滤料颗粒逐渐变大。对含铁浓度较高的地下水除铁水厂,能观察到明显的滤层增厚和造粒现象,有的水厂,滤料使用一年,部分滤料的粒径可由0.6~2.0mm增大到5~6mm,体积增加几倍乃至几十倍,成为锈球。这种锈球湿时为棕黄色,表面上附着一层疏松的铁质氢氧化物(滤膜)。洗去滤膜,锈球表面光滑且有一定强度。剖开锈球,内部棕黑相间,为年轮状,比较密实。锈球内多有一个由细滤料构成的小的核心,但也有没有核心全由铁质组成的。 将由佳木斯水厂取来的锈球焙烧后,测得其中含Fe2O388%,SiO28%,此外还含有Ca、Mg、Mn等多种元素。锈球外部疏松的铁质滤膜的化学成分,与锈球相同。根据锈球形成的过程,可以断定内部那样密实的物质是由滤料表面这种疏松的铁质滤膜长期积累逐渐形成的。 我们还对新鲜滤膜和锈球内部物质进行了差热和热失重分析,测出它们的化学组成如表2。新鲜滤膜的试样为生产滤池反冲洗水沉淀下来的铁泥(测定前已存放一天)。由表2可见,铁质滤膜与锈球内部物质虽然化学成份相同,但化学组成却有不少差异。通过比较可以看出,由滤料表面铁质滤膜积累成锈球内部物质的过程,是结晶水逐渐脱离的过程,外观上则由疏松到密实。 为了了解滤膜与锈球内部物质催化活性的差别。进行了下面的对比试验。一支滤管装入附有新鲜滤膜的锈球作滤料,另一支滤管装入洗去滤膜的锈球作滤料,使它们在相同的条件下进行除铁试验。 表2  铁质活性滤膜的化学组成试样名称化学组成新鲜滤膜Fe2O3·5H2O或Fe(OH)3·H2O锈球内部物质Fe2O3·H2O或FeOOH新鲜滤膜Fe2O3·6H2O或Fe(OH)3·2H2O图4为试验结果。由图可见,有新鲜滤膜的锈球,降铁效果良好。而洗去滤膜的锈球则除铁效果很差,并且具有与新滤料相同的特征,它表明只有锈球表面疏松的滤膜物质才具有催化活性,而锈球内总密实的物质则没有催化活性。滤料表面这种具有催化活性的疏松的铁质滤膜,称为铁质活性滤膜。 地下水含铁浓度14mg/l;溶解氧浓度7~8mg/l;滤速10m/h。 实验表明,新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强,随着时间的延长,铁质滤膜逐渐老化,其催化活性也逐渐减退。实验是用成熟滤料进行的,实验结果如图5。由图可见,停运几天以后,成熟滤料的除铁效能已大大降低,表明铁质滤膜会随时间逐渐老化而丧失其催化活性。锈球内部的密实物质,正是由老化的铁质滤膜长期积累而成。所以,滤料表面铁质活性滤膜的催化作用只有在连续的除铁过程中才能实现。滤料表面的铁质活性滤膜在过滤除铁过程中得到新的补充,从而在原来的滤膜上不断覆盖上新的滤膜,这使滤膜始终保持新鲜而具有很高的催化活性。旧的滤膜则逐渐老化丧失催化活性,久之便成为滤料表面密实的附着物。滤料表面的铁质活性滤膜的不断更新,是锈砂接触氧化除铁过程正常进行的必要条件。已经明了,铁质活性滤膜接触氧化除铁的过程,首先是滤膜离子交换吸附水中的亚铁离子,可表示如下: Fe(OH)3·2H2O+Fe2+= Fe(OH)2(OFe) ·2H2O++H+ 当水中有溶解氧时,被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化下迅速地水解和氧化,从而使催化剂得到再生,反应生成物又作为催化剂参与反应,所以铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程。 Fe(OH)2(Ofe) ·2H2O+1/4·O2+9/2 ·H2O= 2Fe(OH)3·2H2O+ H+ 收集反冲洗水中的铁泥进行分析,发现其中基本上不含亚铁化合物。它表明被活性滤膜吸附的亚铁离子能被迅速地氧化为高铁。 按照铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程的概念,在过滤除铁过程中被截留于滤层中的铁质由于具有催化作用,应能使滤层的接触氧化除铁能力得到提高。情况确实如此。图6为除铁过程中,水的含铁浓度沿滤层深度方向分布的变化情况。其中曲线1为滤层反冲洗后1小时的浓度分布情况,曲线2为反冲洗后36小时的情况。由图可见,曲线2较曲线1的位置上移,表明随着铁质在滤层中的积累,滤层的接触氧化除铁能力有明显的提高,它证实了铁质活性滤膜接触氧化除铁是自动催化过程的结论。 五、成熟滤层的接触氧化除铁速率 水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除,经历以下诸步骤:亚铁离子由水中向滤料表面扩散;亚铁离子被滤料表面的活性滤膜吸附;被吸附的亚铁离子水解并被氧化,生成高铁氢氧化物——铁质活性滤膜。上述诸步骤中,反应速度最慢者将成为除铁速率的控制步骤。实验表明,亚铁离子向滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素。实验还表明,滤料上活性滤膜只以外表面吸附水中的亚铁离子。根据菲克定律,亚铁离子向滤膜表面扩散时,扩散速率与水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C-C’)成正比,与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率,并认为C’很小可忽略不计,则 -dc/dt=DS/D(C-C’)≈DS/σ·C        (1) 式中 t——时间,t=ml/u; l——滤层的厚度; m——滤层孔隙度; u——滤速; D——扩散系数; S——单位体积滤层中滤膜的外表面积,S=6a(1-m)/d; d——滤料粒径; a——滤料的形状系数; σ——边界层厚度; C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。 将上列各参数代入式(1)得 -dc/dι=βC               (2) β=6Dam(1-m)/ σdu           (3) 式中β称为滤层的接触催化活性系数。 当水在滤层中呈层流状态流动时,可以认为边界层厚度为一定值(σ=const),由式(3)可知,这时滤层的催化活性系数与滤速的一次方成反比例关系。 当水在滤层中呈紊流状态流动时可近似地认为边界层厚度与滤速成反比例关系, σ=a/u                 (4) 式中 a为比例系数。将式(4)代入式(3),得 β=6Dam(1-m)/ad             (5) 即紊流时,除铁效果与滤速无关,这可以看作与滤速的零次方成反比。 当水在滤层中低于层流和紊流之间的过渡区时,可以认为滤层的催化活性系数与滤速的p次方成反比, β=6Dam(1-m)/bdup            (6) 式中 b为比例系数;而0 由雷诺数可判别水在滤层中的流态。雷诺数按下式计算 Re=pdu/6μa(1-m)             (7) 则Re上述滤层除铁速率与滤料粒径以及滤速的关系,笔者早在天然锰砂除铁的研究中已经通过实验得到。现在,我们又从理论上作出了论证。 设亚铁离子在滤膜上的反应速率(吸附、氧化、水解)与表面上的亚铁离子浓度成正比,所以滤膜表面上的除铁速率为 -Dc/dt=KSC’                (8) 式中 K——单位面积滤膜上的反应速度常数。 当除铁过程稳定时,表面反应速率与扩散速率相等,即 KSC’=DS/σ(C-C’)              (9) 从而得  C’=C/(1+Kσ/D)            (10) 将式(10)代入式(8),得 -Dc/dl=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1-m)/du·C]   (11) 比较式(11)和式(2),可知 β=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1-m)/du]       (12) 由上式可知,β随K的增大而增大,所以两者都可用作判断滤料成熟程度的指标。 六、几点结论 1.通过对天然锰砂、石英砂、河砂、无烟煤等多种滤料的实验,发现新滤料对水中铁离子有吸附作用,吸附容量因滤料种类而异,但吸附于新滤料表面的铁质氧化后并不具有催化性能。新滤料的吸附容量大,过滤初期除铁水质较好。 2.实验表明,对亚铁离子氧化起催化作用的是除铁过程在滤料表面上自然形成的铁质活性滤膜,其形成速度一般与滤料种类无关。铁质活性滤膜的化学组成为Fe(OH)3·2H2O。实验证实,铁质活性滤膜接触氧化除铁过程是:水中亚铁离子先被滤膜吸附,然后被氧化和水解,生成新的活性滤膜,并作为新的催化剂参与反应,所以活性滤膜除铁是一个自动催化反应过程。实验表明,除铁过程中截留于滤层中的铁质,能使滤层的接触催化能力增大。 3.实验表明,新滤料的“成熟”过程,就是铁质活性滤膜在滤料表面逐步积累的过程。成熟滤料的除铁过程,实质上就是滤料表面铁质活性滤膜的除铁过程。对成熟滤料而言,不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体,其作用基本上是没有区别的。滤料的成熟过程可分为吸附段、加速催化段和稳定催化段等三个区段。建议以单位滤料表面积上的反应速度常数K或滤层的接触催化活性系数β作为判别滤料成熟的指标。 4.实验研究表明,新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强,但随时间滤膜逐渐脱水老化,其催化活性也逐渐减弱,所以,滤料表面活性滤膜的催化作用只有在连续的过滤除铁过程中才能实现。 5.实验证实,滤层的接触氧化除铁速率由亚铁离子向滤膜表面的扩散速度控制。从扩散定律出发,理论推导出滤层除铁速率公式。

电泳设备中的超滤装置作用

2019-01-08 13:40:03

超滤(UF)装置是一种先进的膜分离技术,料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧,从而得到透过液或称为超滤液;其超滤膜微孔可达0.01微米(十万分之一毫米)以下,能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物力作用下,而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。 基本原理是在常温下以一定压力和流量,利用不对称微孔结构和半透膜介质,依靠膜两侧的压力差作 为推动力,以错流方式进行过滤,使溶剂及小分子物质通过,大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留,从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术。 超滤属于压力驱动型膜分离过程,超滤膜的分离范围为相对分子质量500-100万的大分子物质和胶体特质,相对应粒子的直径为0.005-0.1μm;分离机理一般认为是机械筛分超滤膜组件有板式、卷式净水用超滤膜。 浓差极化乃是膜分离过程的自然现象,如何将此现象减轻到低程度,是超滤技术的重要课题之一。目前采取的措施有:①提高膜面水流速度,以减小边界层厚度,并使被截留的溶质及时由水带走;②采取物理或化学的洗涤措施。 典型工艺流程:原液——储罐——加压泵——精密过滤器——中空超滤设备——储液罐——反洗水箱——反洗泵 电泳超滤装置拥有以下特点和作用 1、可以回收工件表面冲洗下来的电泳漆,避免由于带有漆的废水排放而造成的环境污染。 2、装置新生产的超滤水为出电泳槽工件提供冲洗用水,可形成闭路循环水冲洗系统。 3、通过适当排放超滤液,除去生产进程中带入电泳漆槽中的各种离子,稳定电泳漆任务液。 4、回收后的电泳漆再应用,可使企业浪费30%的电泳漆置办费,充分节约资源。 5、稳定电泳槽液,提高漆膜质量 杂质离子的存在对漆液的电沉积特性、稳定性及漆膜质量发生极坏的影响,但在延续生产中,漆液不可避免地要带入杂质离子。因此,必须严格控制其含量在一定的范围之内。电泳槽液中的杂质离子、有机溶剂、小分子树脂等可以通过超滤液的排放来控制,从而保证生产稳定。

铝型材表面处理废水处理与回用技术

2018-12-25 13:45:15

铝是非常活泼的金属,为防止表面氧化或受周围环境影响而造成缺陷,铝型材在使用前需进行表面处理。通过处理可在铝型材表面形成保护膜,该保护膜起到美观、耐腐蚀、提高机械强度和延长使用寿命的作用〔1〕。铝型材表面的处理需要消耗大量的水,通常每吨铝型材的表面处理要消耗50~80t水。铝型材表面处理产生的废水主要为酸碱废水,其中含有大量的Al3+、SO42-及少量的Ni2+、Sn2+、Cr3+、F-等,对该废水通常采用酸碱中和的方法进行处理。该废水一般呈酸性,须加碱中和,在中和过程中Al3+、Ni2+、Sn2+、Cr3+等形成氢氧化物在吸附和沉淀过程中被去除;而SO42-和F-等阴离子在混凝过程中与Ca2+、Fe2+等阳离子生成沉淀,被部分去除。铝型材表面处理的主要耗水环节为脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序的后水洗环节,上述环节对用水的水质要求不是太高,除脱脂、中和、氧化的后水洗用水pH需大于2,碱蚀的后水洗用水pH需小于12外,浊度低于50NTU,Al3+、SO42-分别低于500、2000mg/L即可满足要求〔2〕。由此,笔者利用混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理废水以达到回用的目的。    本研究首先通过混凝沉淀试验确定了组合工艺的最佳混凝剂、助凝剂及其投加量,然后考察了微滤膜操作因素对膜过滤性能的影响以及组合工艺的整体运行效果,并进行了技术经济分析。该组合工艺可以实现节约用水、减少污染的目标,具有社会、环境和经济多重效益。    1、试验材料与方法    1.1试验用水    试验所用设备直接安放在广东省佛山市某铝型材厂铝型材表面处理生产线综合废水调节池的旁边(该厂除含铬、镍等一类污染物的废水单独处理后进入调节池外,其余废水直接进入调节池),所用废水直接取自综合废水调节池,其水质:Al3+500~600mg/L,SO42-2000~3000mg/L,浊度300~500NTU,pH3~5。    1.2试验装置    试验装置如图1所示。铝型材表面处理废水处理与回用技术   混凝池、斜管沉淀池和过滤池的有效容积分别为30、50、80L,微滤膜采用日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维膜,膜孔径0.1μm,膜丝内径0.27mm,外径0.42mm,膜面积2.0m2。膜组件直接放置在过滤池中,其下方设置空气曝气管,起冲刷膜组件的作用。膜组件出水管两端设置电磁阀,以时间控制器控制系统的出水与反曝气。    1.3试验方法    1.3.1混凝剂筛选试验    为了选定合适的混凝剂及助凝剂,在探索阶段通过序批式试验对各种常用混凝剂的混凝效果进行了比较。根据铝型材表面处理废水的特点及后续废水处理方案的需要,试验中选用浊度,Al3+、SO42-去除率及絮凝体的沉降性能作为衡量指标,以寻求最佳混凝剂及投加量。    取若干只1000mL烧杯,各加入500mL综合调节池废水(水温和室温均在28℃左右),加入计量的混凝剂,加入NaOH粉末将pH调至8.0,然后分别向各烧杯中加入计量的助凝剂PAM;置于六联搅拌器上先以360r/min搅拌1min,然后以150r/min搅拌2min;静置30min后取上清液测试絮凝沉淀效果。    1.3.2混凝+微滤膜分离组合试验    混凝剂与助凝剂溶液分别通过计量阀进入进水泵的吸水管路,与原水通过叶轮快速混合后进入混凝池;经慢速混合后进入斜管沉淀池;泥水分离后的上清液进入过滤池,在抽吸泵抽吸作用下经膜过滤获得过滤出水。进气阀和出水阀在时间控制器的控制下交替工作。根据混凝系统出水中悬浮物含量,每6~8个周期排除过滤池底部沉泥1次。    2、结果与讨论    2.1混凝沉淀试验    本研究选用了FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、AlCl3、Ca(OH)25种混凝剂,为了增加絮体的密实程度,选用PAM作为助凝剂。混凝剂投加质量浓度分别为100、150、200、250mg/L;助凝剂投加质量浓度分别为2、4、6、8mg/L。经过对比试验得出各种混凝剂/助凝剂的最佳投加量及絮凝效果,结果如表1所示。    由表1可以看出,Ca(OH)2/PAM的混凝效果明显优于其他几种混凝剂。当Ca(OH)2投加质量浓度为200mg/L、PAM投加质量浓度为4mg/L时,混凝沉淀后出水浊度达50NTU,出水Al3+、SO42-分别低于18、1500mg/L,表明采用单一混凝沉淀处理铝型材表面处理综合废水,勉强能够达到脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序对用水的水质要求,但混凝剂投加量大,且出水水质不够稳定。    单一混凝沉淀处理是通过投加足量的混凝剂和助凝剂以使水中悬浮胶体微粒形成沉降性能良好的絮体得以去除。采用混凝+微滤膜分离组合工艺,由于微滤膜分离技术可以达到0.1μm数量级的固液分离水平,投加的混凝剂和助凝剂仅使胶体颗粒通过压缩双电层脱稳即可,无需形成依靠重力沉降的颗粒尺寸,这不仅可以降低混凝剂和助凝剂的用量,而且较单一混凝沉淀增加了可去除的污染物范围。试验在Ca(OH)2投加量(200mg/L)不变,但助凝剂PAM只投加一半剂量(2mg/L)条件下考察混凝+微滤膜分离组合工艺对铝型材加工废水的处理效果。    2.2微滤膜周期反曝气对膜过滤性能的影响    本研究采用平均膜通量作为膜过滤性能的评价指标。为减少膜污染的程度,保持膜过滤性能的稳定,试验采用周期反曝气运行方式以吹脱沉积在膜表面的泥饼层,反曝气的压力为0.15MPa,每次反曝气时间为3min。不同运行周期条件下膜过滤性能的变化结果表明,膜周期反曝气可较大程度地吹脱沉积在膜表面的泥饼层,减小膜污染,恢复膜通量,有效地维持了膜过滤性能的稳定;采用过滤30min,反曝气3min的方式运行,周期产水量可稳定在40L/(m2·h)左右。    2.3混凝+微滤膜分离组合工艺的运行性能    以Ca(OH)2和PAM作为混凝剂和助凝剂,投加质量浓度分别为200、2mg/L,以30min过滤、3min反曝气的方式运行,在平均膜通量控制在40L/(m2·h)的条件下稳定运行2周。混凝+微滤膜分离组合工艺对铝型材表面处理综合废水的处理效果如图2和图3所示。    由图2可知,经过微滤膜过滤后的最终出水浊度为10NTU左右,完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节用水对浊度的要求。    由图3可知,尽管系统进水SO42-波动较大(主要由不定期排放部分脱脂或出光槽液引起),但最终出水SO42-稳定在1000mg/L左右,生成的硫酸钙沉淀及氢氧化铝沉淀对SO42-的吸附可能是该系统去除硫酸根的主要途径;经过混凝+微滤膜分离组合工艺处理后,系统出水Al3+稳定在8mg/L左右。经组合工艺处理后,系统出水完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节用水对Al3+和SO42-的要求。    3、技术经济分析    与常规工艺相比,混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理废水具有出水水质稳定、工程占地面积小、基建投资省、自动化程度高、运行管理方便等优点〔3〕,且出水可达到回用的目的。    以日处理和回用1000t废水为例,对混凝+微滤膜分离组合工艺进行技术经济分析:基建投资为15万元,设备费(膜价格150元/m2)为18.6万元,折旧费(膜寿命以3a计,其他为20a)为0.192元/m3,能耗0.4元/m3〔电费按0.8元/(kW·h)计〕,药剂费为0.133元/m3,人工费为0.15元/m3,系统总运行成本为0.875元/m3。相比于企业目前的用水成本2.5元/m3(其中自来水费1.3元/m3、废水处理费0.4元/m3、排污费0.8元/m3),经济效益十分明显。    4、结论    采用混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理综合废水并使之回用的工艺条件:以Ca(OH)2作为混凝剂、PAM作为助凝剂,Ca(OH)2和PAM的投加质量浓度分别为200、2mg/L,微滤膜分离系统以30min过滤、3min反曝气的方式运行。在此条件下,系统稳定运行2周,尽管进水水质变化较大,出水浊度稳定在10NTU左右,Al3+和SO42-稳定在8mg/L和1000mg/L左右,出水水质完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节的用水要求。与常规处理工艺相比,混凝+微滤膜分离组合工艺在技术上具有明显的优越性,经济上可行。

电泳涂装的方法及技巧

2018-12-28 15:58:36

(1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:   预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。   (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。   (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。   (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。   (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。   (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。   (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:   电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率 每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验 每周2次。   (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

我国地下水除铁除锰技术研究概况

2019-01-31 11:05:59

一、概述 我国大部分区域特别是北方区域水资源相对稀缺,跟着经济的展开和人民日子水平的进步,工农业及日子用水的需求量逐年添加,水资源的开发运用变得越来越重要.在我国的水资源中,地下水因具有散布广、水质好、不易污染等特色,正被越来越广泛地开发和运用.但因为天然界自身岩质情况 以及植被的损坏,地下水中Fe2+和Mn2+的质量浓度显着超出要求,因而下降地下水中Fe2+和Mn2+质量浓度至饮用水标准,已成为近年来研讨的热门. 地下水除铁除锰办法首要有:加碱调pH值、强氧化剂氧化法、离子交换法、臭氧氧化法、磁别离法等.我国对地下水除铁技能的研讨较早,对除锰的研讨则相对较少,理论和运用上先后阅历了天然氧化法、触摸氧化法和生物氧化法. (一)天然氧化法 天然氧化法包括曝气、氧化反响、沉积、过滤等一系列杂乱的进程.曝气是先使含铁地下水与空气充沛触摸,让空气中的氧溶解于水中,一起许多散除地下水中的CO2,进步pH值,以利于铁锰的化学氧化.地下水经曝气后,pH值一般在6.0-7.5之间,Fe2+氧化为Fe3+并以Fe(OH)3的办法分出,经过沉积、过滤去除.但是关于Mn2+的去除,只经过简略的曝气是不能完成的,因为Mn2+在pH大于9.0时,天然氧化速率才显着加快,而地下水多呈中性,在相同的pH条件下,Mn2+的氧化比Fe2+慢得多,难以被溶解氧氧化为沉积物而去除.所以需向地下水中投加碱(如石灰),进步pH值,才干氧化Mn2+。可见,天然氧化法除锰后需求进一步酸化才干运用,这使工艺杂乱并添加了运转费用.其次,在实践运转中因为Fe(OH)3絮体颗粒细微,易穿透滤层,除铁作用有时达不到要求.氧化和沉积进程要求处理水在沉积池中停留时刻较长,约2~3 h,因而,该工艺设备巨大,出资高。此外,水中溶解性硅酸与Fe(OH)3构成硅铁络合物使Fe(OH)3胶体凝集困难,影响Fe(OH)3经过絮凝从水中别离。以上闻题的存在,约束了该办法在工程实践中的广泛运用,达不到高效除铁除锰的底子方针。 (二)触摸氧化法 20世纪60年代,由李圭白等人研制开发了地下水除铁技能,成功试验了天然锰砂触摸氧化除铁工艺并于70年代确立了触摸氧化除铁理论,80年代初,又开发了触摸氧化除锰工艺,并敏捷推行.地下水经过简略曝气后,直接进入滤池,在滤料表面催化剂的作用下,Fe2+、Mn2+被氧化后直接被滤层截留去除.该法的机理是自催化氧化反响,起催化作用的是滤料表面的铁质和锰质活性滤膜.铁质活性滤膜吸附水中的Fe抖,被吸附的Fe2+在活性滤膜的催化作用下敏捷氧化为Fe3+,并且生成物作为催化剂又参加新的催化反响.同理,Mn2+在滤料表面锰质活性滤膜的作用下,被水中的溶解氧氧化为MnO,并吸附在滤料表面,使滤膜不断更新。 活性滤膜的自催化作用完成了在pH>7.5的条件下对Mn2+的去除,下降了除锰难度,处理了天然氧化法流程杂乱的问题,水在系统内的停留时刻仅为2~30 min,设备小,大幅度下降了运转费用.一起,铁的去除不受溶解性硅酸的影响,出水总铁质量浓度也跟着过滤时刻的添加而削减,在过滤周期内水质越来越好。 但是,因为铁的氧化复原电位比锰低,因而在滤层中,Mn2+氧化为MnO2的速度较慢,锰质活性滤膜的老练期较长。别的,因为经常性的反冲刷,锰质活性滤膜有时无法构成,这些都使得除锰作用呈现不安稳的情况。此外选用一级曝气、过滤除铁除锰,将使滤床上层除铁滤层厚度添加,基层除锰滤层厚度相对削减,对除锰作用发作影响.当铁或锰质量浓度较高时,一般选用一级曝气、过滤除铁,二级曝气、过滤除锰的分级去除办法,但是这样一来,工艺流程趋于杂乱,运转费用偏高。实践标明,这种地下水除铁除锰的办法是不行紧密的,需求有更有用的办法和技能。 (三)微生物氧化法 新近有研讨证明一些微生物能够发作胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等具有许多阴离子的基团,与金属离子络合.微生物也可经过甲基化作用、鳌合作用、吸收作用、氧化和复原作用等改动金属的价态,有些微生物还能经过生物转化作用或生理代谢活动使金属由高毒情况变为低毒情况。20世纪80年代后期,我国的张杰院士等对除锰滤池进行了深化研讨,发现滤沙表面有许多微生物繁衍,由此提出了生物催化氧化除铁的新思路,并于90年代在我国首要展开了地下水生物除锰新技能的理论及运用研讨。 1、生物法除锰机理 前期地下水除锰机理是经过高效的除铁工艺研讨以及铁、锰自身类似的化学结构和性质等表象特征推得.经深化研讨,发现生物除锰法中起催化作用的不是锰的氧化物而是微生物,氧化的主体是铁锰细菌.因而,研讨人员从微观上对微生物除锰的机理从头进行了深化分析,以为生物氧化除锰的一级氧化作用是经过锰氧化菌胞内的酶促反响完成的,Mn2+吸附在带负电的锰氧化菌细胞膜表面的胞外聚合物上,随之发作酶促反响.氧化菌邻近排泄的生物聚合物发作了碱性的微环境,然后发作简略的催化反响. 2、生物法除锰进程 生物除锰的进程包括分散、吸赞同氧化3个阶段.在分散阶段,Mn2+由水中向生物膜表面分散;在吸附阶段,分散到生物膜表面的Mn2+经过范德华引力和细菌胞外排泄物被吸附到生物膜的表面上;在氧化阶段,被吸附的Mn2+被氧化为MnO2,该进程或许包括两个方面,一是在微生物周围及内部构成了一个碱性的微环境,Mn2+在分散到微生物表面及进入生物膜内部的进程中,被水中溶解氧敏捷氧化.二是吸附在生物膜表面的Mn2+在微生物胞外酶的催化下被氧化成MnO2。 在滤池中接种铁锰氧化细菌,经培育,熟料表面构成一个杂乱的微生物生态系统,该系统中存在着许多具有锰氧化才能的细菌。滤层的活性就来自于附着的锰氧化细菌的活性。细菌在载体上再生出新的吸附表面,然后使吸附、氧化、再生处于动态平衡。 3、生物法除锰的长处及尚待处理的问题 生物法是运用微生物技能提出的新办法,该法进步了除锰作用,下降了工程出资及运转费用,是现在该范畴的最新展开方向。但在工程实践中,因为各地水质的差异,生物除锰滤柱短少规范化的调试运转办法,在反冲刷时刻、周期和强度、滤速、溶氧量、滤层厚度、滤料粒径等的挑选上没有共同的标准。如安在确保出水合格的前提下缩短滤料的老练时刻、减小水头丢失仍是一个应不断研讨的课题。这些问题的处理对下降运转本钱、进步铁锰离子的去除作用将有较大的现实意义。 (四)铁锰去除的其他办法 其他的地下水除铁除锰技能如:氯氧化法、臭氧氧化法、氧化法及离子交换法等,尽管有时能取得较好的除锰作用,但工艺流程杂乱、本钱高、调试运转难度大,有些办法(如用臭氧处理)处理后有细菌成长的风险,处理进程会发作许多的污泥,在我国大中型地下水厂中运用很少。 二、影响微生物高效除锰技能的要素 与传统办法比较,微生物固锰除锰有显着的优势,为了在微生物除锰的基础上高效除锰,需探究经济有用的进步生物除锰作用的办法及条件。现依据近年来的研讨概略找出影响微生物高效除锰技能的几个要素。 (一)碳、氮、磷等养分条件 一般从地下水中别离得到的铁锰细菌,为兼性贫养分型微生物,因而,培育基的养分成分不能太高,否则会构成杂菌污染,损坏原有的微生态平衡,改动滤料原有的表面结构,导致除锰率下降或呈现漏锰现象,严峻损坏出水水质。研讨标明,这类微生物的成长及滤料的老练只需求一些有必要的养分元素,如碳、氮、磷等。 碳源物质在微生物成长进程中经过一系列杂乱的化学改变后成为微生物自身的细胞物质和代谢产品.微生物能够运用的碳源分为无机碳源和有机碳源,研讨标明有机碳的存在与否对滤层简直无影响,单纯依托溶解在水中的CO2即可确保滤层对碳的需求.这是因为生物除铁除锰滤层内的优势菌群以铁锰细菌为主,这类菌大部分归于化能自养菌,CO2是它们细胞代谢的碳源,所以单纯地依托溶解在水中的CO2就能够确保滤层对碳的需求。 氮源物质一般不作为动力,首要用来组成细胞中的含氮物质,有文献指出极点微量的氮即可确保老练生物除铁除锰滤层对氮源的需求.地下水中氮的含量一般都可供给满意的氮源来确保生物除铁除锰滤层高效安稳地运转. 磷是微生物成长的必需元素,培育基中磷的含量只需确保铁锰细菌能够正常成长并发挥作用就好,培育基中适宜的碳磷比对生物除锰有显着的促进作用,当碳磷质量比减小到20:1时,除锰作用均有所进步,但假如再进一步减小碳磷质量比,除锰作用进步不显着.此外,钙、镁离子对微生物的影响也很大,钙具有调理pH值、下降细胞膜透性的作用,是一些酶的重要辅因子。镁也是许多酶反响的辅因子。地下水中钙、镁离子散布比较广泛,简直一切的地下水自身都能满意生物除铁除锰滤层对钙、镁离子的养分需求。 (二)溶解氧量 生物氧化除锰要求进水有必定的溶解氧供细菌成长,但是氧的含量也有必定的标准,因为含氧量过高,会使Fe2+的化学氧化加快,进而晦气于锰的氧化.研讨标明当水中含有必定的溶解氧后,生物除锰作用根本不受溶解氧量的影响.此刻若一味进步曝气强度以添加Mn2+在滤柱中的氧化速率,不只没有必要,还会添加处理本钱。在生物法中,简略曝气(如跌水、射流曝气等)就能够满意铁锰氧化对溶解氧量的需求。 (三)几种滤料的挑选 杜菊红等人的研讨标明,滤料首要有两方面的作用:一是作为载体,在其表面构成活性滤膜,对水中的Fe2+和Mn2+起催化氧化作用;二是过滤作用,截留水中的铁锰氧化产品。不同的滤料因为物理性质等的差异,老练时刻不同,除锰作用也不同.首要有石英砂滤料、锰砂滤料和无烟煤滤料。石英砂滤料是一种坚固、耐磨、化学功能安稳的硅酸盐矿藏,首要成分是SiO2,该滤料密度大,机械强度高,运用周期长,用石英沙作为过滤介质,在必定的压力下,能有用的截留去除水中部分重金属离子. 锰砂滤料以锰矿石为质料,经破碎、筛分等加工而成,是处理水的一种特殊滤料,常用于除铁、除锰过滤设备,作用杰出,值得注意的是,当锰砂滤猜中MnO2的质量分数大于35%时,既可除铁又能除锰,而质量分数小于30%的锰砂滤料只能用于地下水除铁. 无烟煤滤料从深井矿藏中精选,含碳量高,机械强度高,化学性质安稳,不含有毒有害物质,在一般酸性、碱性、中性水中均不溶解. 对几种滤料进行比较发现,锰砂滤料吸附容量大,但其机械强度低,相对体积质量大,报价高.石英砂滤料虽吸附强度不及锰砂,但机械强度高,相对体积质量和报价适中.无烟煤滤料的孔隙率高,相对体积质量小,报价低廉,从物理性质上分析彻底能够作为铁锰细菌的载体.因为较高的孔隙率能够进步滤层内的生物量,节约反冲刷的水电?肖耗量,一起,可使微生物群系和Fe2+、Mn2+随原水深化到滤层更深处,发挥整个滤层的除锰才能。孔隙率大,防止表层过快阻塞,延缓了全层阻力的增大,延伸了反冲刷周期.质轻能够削减反冲刷强度。此外,与石英砂和锰砂滤料比较,无烟煤滤料显着加快了滤池的老练,大大缩短了滤池的老练时刻。 三、缩短滤膜老练时刻的技能工艺 滤柱活性的添加并不是因为滤料表面细菌的繁衍,而是铁泥中细菌的添加.滤柱的老练需求经过一段时刻使细菌固定在滤料上.总的说来滤柱的老练能够分为4个时期:0~15d为习惯期,这一阶段滤层简直无显着除锰作用;15-30d为榜首活性添加期,此刻跟着微生物的不断繁衍,滤层的除锰率不断进步;30-50d为第二活性添加期,此刻微生物数量相对安稳,出水锰逐步抵达标准;50d后抵达安稳期,此刻滤层彻底老练并且运转安稳.可见,在大型水厂的地下水处理滤池中活性滤膜的构成和老练需阅历较长的时刻,因而缩短滤膜的老练时刻对下降出产本钱和进步除锰功率具有重要意义。 (一)彻底氧化时刻 各区域地下水中Fe2+的彻底氧化时刻相差较大,这首要受水中溶解氧、可溶性硅酸、水酸碱性等要素的影响.有的区域地下水触摸空气之后,短短的时刻就可被氧化为Fe2+胶体颗粒,而有的更长时刻也不能被彻底氧化.Fe2+彻底氧化后,地下水由弄清通明变为污浊的黄褐色,在滤层表层构成一层薄薄的铁泥,这些铁泥会影响生物膜的添加,导致老练期延伸。 (二)菌体的附着效能 在工程实践中仅有氧化才能强的细菌是不行的,还需求细菌与滤料有较好的附着,研讨标明可选用恰当的固定化办法。而甲壳素作为固定化载体就能有用促进滤料的老练。首要因为甲壳素自身结构十分疏松,对蛋白质有很强的亲和力,并在微酸性的介质中呈正电性,因而对微生物,尤其是负电的细菌有着很强的吸附作用。其次,甲壳素提取于生物,具有较好生物相容性,对微生物无害且能较高地坚持微生物活性,文献标明甲壳素在固定淀粉酶和溶菌酶时可保存酶90%的活性。此外,甲壳素对重金属离子的吸赞同螯合作用的最佳pH值规模为6.5~8.0,正好在微生物固锰除锰的pH值规模内,与微生物的最佳培育pH值规模也相吻合,可使微生物免受重金属离子的损害。 (三)Fe2+的影响 实践证明,在生物除锰的进程中,Fe2+起着相当大的作用,Fe2+的存在除了能够促进微生物排泄胞外酶并影响其活性外,还能经过Fe2+的变价传递电子,催化Mn2+的氧化反响.此外,还或许充任酶激活剂的人物,Fe2+与某种酶结合后,使Mn2+更有利于同该酶的催化部位和结合部位相结合,加快Mn抖的氧化。若进水中短少Fe2+,滤柱对Mn2+只要物理吸附作用,无法抵达生物固锰除锰的意图.究其原因,当Fe2+不存在或质量浓度过低时滤层内为极点贫养分环境,而细菌对底物的氧化速率受底物浓度的影响,底物浓度太低,铁锰细菌的代谢繁衍受到约束,老练期时刻相应延伸.但过量的Fe2+会紧缩滤层的除锰空间,影响Mn2+的去除,因为复原作用阻止Mn2+的氧化,还会导致频频的反冲刷,这些对滤池的培育都是晦气的。 (四)滤速 培育期滤速的巨细直接影响滤层的老练情况,这首要是因为铁锰细菌对环境的要求所形成的。铁锰细菌与载体触摸后,并不能马上结实地附着在其表面,若此刻的滤速较大,相应的水流剪切力也较大,会将刚刚附着在滤料表面的细菌冲刷下来.所以在铁锰细菌与载体表面触摸后需求一个相对安稳的环境,确保他们能在载体表面有必定的停留时刻,以使铁、锰氧化细菌在载体表面结实附着。为今后的成长、繁衍创造条件。跟着滤层中微生物数量的不断添加,滤砂表面附着与固定的微生物量也不断添加,此刻便能够逐步进步滤速,因而,采纳低滤速有利于生物滤层的快速老练。 (五)反冲刷时问和强度 关于生物除铁除锰滤池极为重要的是保持滤砂表面和滤层孔隙中的生物量及其活性,因而,反冲刷操作参数在培育期间尤为重要。反冲刷强度弱、时刻短,会构成铁泥、细菌代谢物和老化细胞堆集,添加滤层的水头丢失,影响生物活性,严峻时乃至呈现滤层板结,影响滤池的正常运转,下降除锰率。 关于不同水质的地下水,滤池的反冲刷参数是有差异的,应归纳考虑许多要素,并依据出产情况来断定。总的来说,反冲刷参数的断定应遵从如下准则:在培育期内,反冲刷强度从弱到强逐步进步,时刻逐步延伸,滤的作业周期相应地缩短。滤层老练后,滤层的处理才能和抗冲击负荷才能大大进步,此刻应进步反冲刷强度,确保生物代谢的顺利。恰当添加反冲刷强度,使细菌能习惯较强的水力冲击,有利于保持滤层的安稳,进而促进滤池的快速发动,因而,有必要从实践出发,断定一个合理的反冲刷强度。 (六)滤池的运转办法 滤池的运转办法也是影响滤池老练的要素之一,传统滤池的运转办法,即级配滤料的下向流过滤,级配滤层的特色是上层滤料的粒径小,基层粒径大,关于下向流过滤的水力条件,会使许多的铁锰氧化物敏捷在滤层上部淤积,这不只削减了吸附容量,也使水头丢失添加较快。并且因为上部滤层的阻塞阻止了细菌向基层浸透,使整个过滤空间的细菌增值受阻,滤层培育期相对较长。 在均质滤层中(所谓均质滤料是指沿着整个滤层深度方向的任一横断面上滤料组成和均匀粒径均匀共同),上部滤料粒径的增大使铁锰杂质有更多的时机进入下部滤层,为铁锰氧化细菌在滤层深处的繁衍供给了条件,减缓了水头丢失,延伸了过滤周期.在相同试验条件下,铁在均质滤层中的穿透深度是级配滤层的两倍,在细菌数量的散布情况上看,均质滤层显着加大了有用生物层厚度,进步了过滤空间的有用生物总量,使生物滤层的处理才能大大增强,一起滤层反冲刷时可将基层空间的一部分细菌带着到上层滤猜中,促进整个滤层细菌的繁衍,进步滤层空间内细菌的数量,然后缩短滤层培育期。 四、菌种的影响 最新研讨标明,混合菌的习惯才能较单一菌种强,混合菌间的互补作用使氧化作用比单一菌强。尽管每种单一菌种都有必定的习惯成长期,但一般来说,细菌与其他菌共生时,成长发育较其独自成长时好许多,所以细菌习惯成长期很短,并不影响整个系统的改变.此外,研讨进程也标明混合细菌对锰的氧化进程相对比较安稳。 五、定论 本文总结了现在我国遍及选用的地下水除铁除锰技能,对天然氧化法、触摸氧化法、生物氧化法3类首要办法进行了比较分析,一起,具体介绍了在我国北方区域广泛运用的生物固锰除锰办法,评论了微生物除锰技能的展开并对存在的问题进行了讨论,各种工艺各有利弊,为了挑选最适合的处理办法,应考虑各种要素,并将各办法归纳运用,抵达有用、经济的处理作用。

铝型材电泳涂装设备工作原理

2018-12-20 14:27:14

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。  电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。  1-经表面处理后的工件;2-电源;3-工件;4-喷水冲洗;5-槽液过滤;6-沉积槽;7-循环泵  电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:  (1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;  (2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;  (3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;  (4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;  (5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;  (6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。  一、电泳涂装的设备  电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。  电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。  二、影响电泳涂装的主要工艺参数  1、电压  电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V,铝和铝合金表面可采用60~100V,镀锌件采用70~85V。  2、电泳时间  漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应;反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。  3、涂料温度  涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。  4、涂料的固体分和颜基比  市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料的稳定性差。固体分过高,粘度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1比2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。  5、涂料的PH值  电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜。PH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液,更换阴极罩蒸馏水,用离子交换树脂除去铵离子,采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时,可加入乙醇铵来调节。  6、涂料电阻  被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。  7、工件与阴极间距离  距离近,沉积效率高。但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。  三、电泳涂装的方法及技巧  (1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:  预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。  (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。  (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。  (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。  (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。  (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。  (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:  电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。  (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

铝型材电泳涂装设备工作原理解析

2018-12-20 09:35:41

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。  电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。  1-经表面处理后的工件;2-电源;3-工件;4-喷水冲洗;5-槽液过滤;6-沉积槽;7-循环泵  电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:  (1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;  (2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;  (3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;  (4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;  (5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;  (6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。  一、电泳涂装的设备  电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。  电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。  二、影响电泳涂装的主要工艺参数  1、电压  电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V,铝和铝合金表面可采用60~100V,镀锌件采用70~85V。  2、电泳时间  漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应;反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。  3、涂料温度  涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。  4、涂料的固体分和颜基比  市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料的稳定性差。固体分过高,粘度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1比2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。  5、涂料的PH值  电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜。PH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液,更换阴极罩蒸馏水,用离子交换树脂除去铵离子,采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时,可加入乙醇铵来调节。  6、涂料电阻  被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。  7、工件与阴极间距离  距离近,沉积效率高。但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。  三、电泳涂装的方法及技巧  (1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:  预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。  (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。  (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。  (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。  (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。  (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。  (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:  电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。  (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

铝型材电泳涂装设备工作的原理

2018-12-25 10:54:25

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。  电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。  1-经表面处理后的工件;2-电源;3-工件;4-喷水冲洗;5-槽液过滤;6-沉积槽;7-循环泵    电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:    (1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;  (2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;  (3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;  (4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;  (5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;  (6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。    一、电泳涂装的设备    电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。    电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。    二、影响电泳涂装的主要工艺参数    1、电压  电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V,铝和铝合金表面可采用60~100V,镀锌件采用70~85V。    2、电泳时间  漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应;反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。    3、涂料温度  涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。    4、涂料的固体分和颜基比  市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料的稳定性差。固体分过高,粘度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1比2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。    5、涂料的PH值  电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜。PH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液,更换阴极罩蒸馏水,用离子交换树脂除去铵离子,采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时,可加入乙醇铵来调节。    6、涂料电阻  被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。    7、工件与阴极间距离  距离近,沉积效率高。但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。    三、电泳涂装的方法及技巧    (1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:  预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。  (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。  (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋最佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。  (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。  (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。  (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。  (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。  (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

氧化铝陶瓷的应用领域

2018-10-25 10:30:13

随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得到越来越广泛的应用。1、机械方面:有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷球阀),黑色氧化铝陶瓷切削刀具,红色氧化铝陶瓷柱塞等。2、电子、电力方面:有各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件,电子材料,磁性材料等。3、化工方面:有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。4、医学方面:有氧化铝陶瓷人工骨,羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。5、建筑卫生陶瓷方面:球磨机用氧化铝陶瓷衬砖、微晶耐磨氧化铝球石的应用已十分普及,氧化铝陶瓷辊棒、氧化铝陶瓷保护管及各种氧化铝质、氧化铝结合其他材质耐火材料的应用随处可见。6、其他方面:各种复合、改性的氧化铝陶瓷如碳纤维增强氧化铝陶瓷,氧化锆增强氧化铝陶瓷等各种增韧氧化铝陶瓷越来越多地应用于高科技领域;氧化铝陶瓷磨料、高级抛光膏在机械、珠宝加工行业起到越来越重要的作用;此外氧化铝陶瓷研磨介质在涂料、油漆、化妆品、食品、制药等行业的原材料粉磨和加工方面应用也越来越广泛。

详解铝合金电泳涂装工艺流程

2019-01-10 09:43:59

首先:电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料较有有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。    电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。  电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:    (1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;    (2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;    (3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;    (4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;    (5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;    (6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。    一、电泳涂装的设备    电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。    电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。    二、影响电泳涂装的主要工艺参数    1、电压    电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V,铝和铝合金表面可采用60~100V,镀锌件采用70~85V。    2、电泳时间    漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应;反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。    3、涂料温度    涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。    4、涂料的固体分和颜基比    市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料的稳定性差。固体分过高,粘度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1比2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。    5、涂料的PH值    电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜。PH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液,更换阴极罩蒸馏水,用离子交换树脂除去铵离子,采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时,可加入乙醇铵来调节。    6、涂料电阻    被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。    7、工件与阴极间距离    距离近,沉积效率高。但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于500px。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。    三、电泳涂装的方法及技巧    (1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:    预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。    (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。    (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋较佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。    (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行    (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。    (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。    (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:    电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。    (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。厚度5-30μm。

铝型材电泳涂装设备工作原理及涂装技巧

2019-01-10 11:46:23

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料较有有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。   电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中,接上电源后,依靠电场所产生的物理化学作用,使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程,其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极,涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极,涂料是阳离子型);按电源可分为直流电泳和交流电泳;按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。   1-经表面处理后的工件;   2-电源;   3-工件;   4-喷水冲洗;   5-槽液过滤;   6-沉积槽;   7-循环泵   电泳涂装与其他涂装方法相比较,具有下述特点:   (1)采用水溶性涂料,以水为溶解介质,节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,安全卫生,同时避免了火灾的隐患;   (2)涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%;   (3)涂膜厚度均匀,附着力强,涂装质量好,工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜,解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题;   (4)生产效率高,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率;   (5)设备复杂,投资费用高,耗电量大,其烘干固化要求的温度较高,涂料、涂装的管理复杂,施工条件严格,并需进行废水处理;   (6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。   一、电泳涂装的设备   电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。   电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。   二、影响电泳涂装的主要工艺参数   1、电压   电泳涂装采用的是定电压法,设备相对简单,易于控制。电压对漆膜的影响很大;电压越高,电泳漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低,电解反应慢,漆膜薄而均匀,泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下,电压与涂料的固体分及漆温成反比,与两极间距成正比。钢铁表面为40~70V,铝和铝合金表面可采用60~100V,镀锌件采用70~85V。   2、电泳时间   漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加,但当漆膜达到一定厚度时,继续延长时间,也不能增加厚度,反而会加剧副反应;反之,电泳时间过短,涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压,在保证涂层质量的条件下,越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟,大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂,可适当提高电压和延长时间。   3、涂料温度   涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还会引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。施工过程中,由于电沉积时部分电能转化成热能,循环系统内机械摩擦产生热量,将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15~30℃。   4、涂料的固体分和颜基比   市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右,施工时,需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%~15%。固体含量太低,漆膜的遮盖力不好,颜料易沉淀,涂料的稳定性差。固体分过高,粘度提高,会造成漆膜粗糙疏松,附着力差。一般颜基比为1比2左右,高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中,涂料的颜料量会逐渐下降,必须随时添加颜料分高的涂料来调节。   5、涂料的PH值   电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高,新沉积的涂膜会再溶解,漆膜变薄,电泳后冲洗会脱膜。PH值过低,工件表面光泽不一致,漆液的稳定性不好,已溶解的树脂会析出,漆膜表面粗糙,附着力降低。一般要求施工过程中,PH值控制在7.5~8.5之间。在施工工程中,由于连续进行电泳,阳离子的铵化合物在涂料中积蓄,导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液,更换阴极罩蒸馏水,用离子交换树脂除去铵离子,采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时,可加入乙醇铵来调节。   6、涂料电阻   被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降,从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中,需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜,可采用阴极罩设备,以除去铵及钙、镁等杂质正离子。   7、工件与阴极间距离   距离近,沉积效率高。但距离过近,会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件,当出现外部已沉积很厚涂膜,而内部涂膜仍较薄时,应在距离阴极较远的部位,增加辅助阴极。   三、电泳涂装的方法及技巧   (1)一般金属表面的电泳涂装,其工艺流程为:   预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。   (2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈,用棉纱清除工件表面的浮尘,用80#~120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理,对表面要求过高时,进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理,否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时,一般选用锌盐磷化膜,厚度约1~2μm,要求磷化膜结晶细而均匀。   (3)在过滤系统中,一般采用一级过滤,过滤器为网袋式结构,孔径为25~75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑,孔径50μm的过滤袋较佳,它不但能满足漆膜的质量要求,而且解决了过滤袋的堵塞问题。   (4)电泳涂装的循环系统循环量的大小,直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量,槽液的沉淀和气泡减少;但槽液老化加快,能源消耗增加,槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6~8次/h较为理想,不但保证漆膜质量,而且确保槽液的稳定运行。   (5)随着生产时间的延长,阳极隔膜的阻抗会增加,有效的工作电压下降。因此,生产中应根据电压的损失情况,逐步调高电源的工作电压,以补偿阳极隔膜的电压降。   (6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度,保证涂装质量。在此系统的运行中应注意,系统一经运行后应连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势,连续工作30~40天应清洗一次,以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。   (7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例,对槽液的科学管理极为重要,对槽液的各种参数定期进行检测,并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数:   电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率 每天一次;颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验 每周2次。   (8)对漆膜质量的管理,应经常检查涂膜的均一性和膜厚,外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象,定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准,一般每个批次都需检测。

铝型材工艺技术介绍

2019-03-11 11:09:41

自金属的装饰和防腐运用电泳技能以来,从轿车工作初步,此技能被引用到不一样的工作和不一样的质料领域,此项技能得到灵敏的展开。其间在铝型材工作,日本在20世纪60年代最早开宣告铝型材电泳技能,在铝工作得到许多的推行运用。我国自20年前引入该电泳设备及技能以来,通过20多年的展开,我国在建筑铝型材工业的散布已展开到每省及自治区都有出产线,电泳铝料得到许多的运用。一同五颜六色及白色铝料也得到很大的展开。  但当时,白色电泳漆的运用首要用于铝材,而且运用的是阳极电泳漆,基本上是由国外进口,技能被国外公司独占。武汉科利尔化工有限公司经多年的开发研讨,开宣告了高功用的水性聚脂阴极电泳树脂,并申报了国家发明专利,而且在此基础上开宣告了白色聚脂阴极电泳漆,在广东南海投建了国内第一条阴极聚脂白色电泳卧式主动线,该出产线通过三个多月的试运转,设备运转正常,电泳槽液安稳,其安稳功用完全习气工业出产,且比传统的阳极白色电泳涂装在技能,能耗,环保方面都有很大优势。  出产的白色电泳铝料漆膜平坦光滑,硬度高,防护性好,已在窗饰铝料、型材铝料、家具铝料上得到推行运用,并得到客户的认可和推重。下面就武汉科利尔化工有限公司的白色聚脂阴极电泳漆技能及电泳出产线设备作一些评论和交流。  传统技能:(阳极酸白色电泳涂装)  1脱脂→2活动水洗→3碱蚀→4热水洗→5活动水洗→6中和→7活动水洗→8活动水洗→9氧化→10活动水洗→11活动水洗→12纯水洗→13纯水洗→14阳极白色电泳→15纯水洗(喷)16→纯水洗→17纯水洗→18烘干  新技能(阴极聚脂白色电泳涂装,以武汉科利尔出产线为例)  1脱脂→2活动水洗→3活动水洗→4纯水洗→5纯水洗→6纯水洗→7阴极聚脂白色电泳→8UF水洗(喷)→纯水洗→10纯水洗→11烘干  新技能与原本传统技能比较在工序及操作上简化了许多,操作方便,功率得到前进。以某现有阴极聚脂白色电泳涂装出产线为例,首要用于铝型材类门窗帘轨道上。  一、首要设备:  1、电泳槽:材料PVC,配有漆液物质循环过滤系统,超滤系统,冷热交流循环系统,阳极隔膜箱,其需求:被涂工件在槽中距离底部10—20cm,距极板不小于15cm,浸入液面下5—10cm,槽面流速0.2m/s支配,循环量4—6次/小时。  2、超滤机:超滤即通过一种半透膜,能将槽液中悬浮的颜料,高分子树脂截面挡回而使槽液中的去离子水有机溶剂,无机杂子等通过半透膜收集汇流一同变成超滤渗透液,其品种有管式、卷式、中空纤维式、板式,当时以卷式和中空纤维较多,其间本线选择中空纤维或超滤膜为KL-Q04型超滤系统,排量为200L/h。  3、纯水机:电泳对纯水的需求较高,好的纯水是保证电泳涂装功用及质量的基础,本线选择的为R-1000反渗透纯水机,溶量1T/h。  4、电源:当时国内新做的电泳涂装电源与国际上选用的电源无多大不同,其间有问歇软启动,主动计时功用,稳压限活动能,过流短路,过截保护功用,其波汶要素。  5、冷热交流机:选用进口名牌变频压缩机及电控单无控制,制冷制热分阀控制,共管循环,可一机多槽配备。  6、挂具:根据产品的需求规划  二、技能参数及需求如下:  脱脂:本工序首要除去铝材工件表面的氧化皮及油污,本线选择武汉科利尔酸性脱脂剂K-301,浓度5—8%时间5—8min,常温。  活动水洗二道:除去工件缝隙中的残留荡水及表面污垢,需求PH≥5.5,电导率≤180μs/cm,时间各1分钟。

PCB企业如何进行铜回收二

2018-12-17 14:06:15

1.引进外国的重金属废液态离子吸附剂,能有效分离废液中的重金属离子并转化成无任何污染的金属铜(废水中的重金属含量低于0.5ppm/L以下),此项工艺技术是目前世界上最先进的,从国外采购原料,在国内配制。     该技术能将废蚀刻液中的金属铜离子分离,制备硫酸铜溶液,再经电化合成为金属铜,其铜回收率达到99.5%,形成了铜回收和废蚀刻液再生回用的循环工艺。     工艺流程简图如下:     本技术最大的特点是:整套系统各路液相采用闭路内循环工艺,铜得到了回收,废液得到了循环再生,且不产生任何污染。此外,该技术还具有如下特点:     第一,印制板厂的废蚀刻液不必再由外单位拉走,在厂内就可完成铜回收和废蚀刻液的循环使用。实现了清洁生产,不会对环境造成任何污染,符合国家法律政策。     第二,印制板厂蚀刻机的洗板液内含有铜,也同样获得了再生回用,可实现无污染排放。     第三,大大减轻了印制板厂废水处理站的运行负荷,降低运行成本。     第四,变废为宝,为企业带来良好的经济效益。     第五,自主研制、开发、制造、安装、调试。     全套设备采用PLC数字控制和自动管理。     全套设备包括三大部分:铜分离机系统、电解系统、再生回用系统。     2.引进美国生产的超滤膜、超纯水生产技术,把握废水处理的末端,确保水质优良,实现废水的再生回用,保证企业的排污不对环境造成污染,保护环境,实现可持续经济的发展。     印制板生产所产生的污染物主要是二大类:一类是金属铜、镍的废水,主要是二价铜;另一类是有机废水,含大量的COD。废水来源于蚀刻液、显影液、电镀液、化学沉铜液、干膜房、磨板及各个工序的水洗、处理。(废水水质见表1,综合废水水质见表2,废水处理工艺见下图)     恩达电路(深圳)有限公司印制板废水与传统的处理是不同的,他们没有采取分类处理。废水进入废水处理站经混合、中和、斜管沉淀池、砂滤池等,再进入二级反渗透系统,获得初级纯水和纯水,供生产线使用。反渗透的浓废液经混凝、沉淀、砂滤,从出水口排放。     "蚀刻废液再生循环及铜回收"项目的实施是利国、利企、利民的环保技术,在珠三角、长三角经济圈及全国都有非常好的示范作用。中国是人口众多、经济高速发展而资源又非常紧缺的发展中国家,开发和利用再生资源,提高资源的综合利用率,合理利用每一种资源,让有限的资源为人类做出最大的贡献,那么就要发展可循环回收的再生经济。在企业内部实行清洁生产,也就是企业在生产过程中产生的废料(液)经回收再生后转变为环保资源,为企业创造环保经济。随着国家《清洁生产促进法》的落实,树立科学发展观,创造人和自然的和谐发展,实现"资源再生,循环经济"的可持续经济发展目标,有着非常重要的意义。.

含氰废物污染控制标准

2019-03-13 09:04:48

1 主题内容与适用范围 1.1主题内容本标准规则了含废物污染操控的分级办法和含废物污染操控标准值,以及含废物的处置与监测办法。1.2 适用范围本标准适用于任何过程中发生的含废物。2 引证标准GB 5086 有色金属工业固体废物浸出毒性实验办法标准GB 7486 水质 的测定 榜首部分:总的测定3 术语3.1 含废物指任何过程中发生的含固态或半固态废物,包含尾矿、废渣、污泥和尘渣等。3.2 废物含量指废物在浸出液中总的浓度。4 标准分级含废物污染操控标准分为两级。4.1 榜首级指本标准施行之日起,新建、扩建、改建的企事业单位应履行的标准。4.2 第二级指本标准施行之前,已有企事业单位应履行的标准。5 标准值含废物污染操控标准 (mg/L)项 目  榜首级   第二级  废物含(以CN-计)  ≤1.0  ≤1.5  6 含废物的处置6.1 一般含废物的处置凡契合表中标准值的含废物,归于一般含废物,可在环境保护部分同意的场所堆积。6.2 有害含废物的处置凡大于表中标准值的含废物,归于有害含废物,应在具有防水、防渗、防扬散、防丢失的专用处置场所堆积,并建立显着符号。运送此类废物要恪守公安交通部分 的有关规则。7 标准施行7.1 本标准由各级政府环境保护行政主管部分担任监督与施行。7.2 本标准不能满意当地环境保护要求时,省、自治区、直辖市人民政府能够拟定严于此标准的当地含废物污染操控标准,并报国务院环境保护行政主管部分存案。8 监测办法8.1 取样与制样见附录A。8.2 含水量测定依照GB 5086中的有关章节进行。8.3 浸出液的制备见附录B。8.4 总的测定依照GB 7486规则进行。附录A 取样与制样(弥补件)A1 取样A1.1 出产线上取样。应在废物排出口,每天取样一次,取样量2kg。接连取样三天,混合均匀后,取2kg作为试样。A1.2 废物堆取样。在堆的顶、中、底三部位的断面,每个断面周边上设等距离的四个采样点,在每点离表层30cm深处采样1kg。混合均匀后,取2kg作试样。A1.3 污泥地取样。在污泥堆积池的四周及中心设5个取样点,各取0.5kg。混合均匀后,作为试样。A2 制样大块试样经破碎后,使之悉数经过5mm筛孔,混合均匀后,装入聚乙烯塑料瓶中备测定用。附录B 浸出液的制备(弥补件)B1 浸出用水用0.1mol/L溶液调理蒸馏水pH值为8-9。B2 浸出液的制备称取试样100g(以干渣重量计)于2L聚乙烯塑料瓶中,参加浸出用水1000mL(包含试样的含水量),密塞,在振动器上振动4h(振动频率100-120次/min),放置,待弄清后,用0.45um滤膜过滤,弃去初滤液30mL后,搜集其他滤液于塑料瓶内。浸出液中的测定应在当天进行,假如不能及时测定,应参加固体,使滤液pH值至12,放入4C冰箱内保存。附加阐明:本标准由国家环境保护局提出。本标准由湖北省环境监测中心站担任起草。本标准由国家环境保护局担任解说。 .

锰砂价格

2017-06-06 17:49:52

锰砂价格,昨日一位河南网友在本站资讯,问那个锰砂厂家质量好,信誉好,价格合适,小编为你精心筛选出来的。希望能帮助你!山东锰砂厂生产的天然锰砂滤料,经山东建委综合设计院地下水除铁除锰试验小组,在经过长时间多次的模型试验及生产性试验的实践中证明:我厂生产的锰砂滤料是目前国内最佳除锰除铁滤料,其二氧化锰含量在30%以上,机械强度高,化学稳定性好,使用年限长,深受用户欢迎。是山东省建委唯一指定地下水除铁除锰单位,也是目前山东省内最具规模、最专业、最可靠、最信得过的锰砂生产销售单位。是山东省内唯一生产锰砂厂家。产品销往山东、江苏、河北、天津、北京、湖北等各地市及厂矿、部队、学校等企事业单位,在除锰除铁构筑物中使用。经我厂生产的锰砂滤料过滤后的水,使用年限3年以上 ,水质:含铁〈0.3mg/L ;含锰〈0.1mg/L;锰砂是选用块状锰矿和天然砂作原料,经破碎筛选加工而成。外观粗糙、呈褐色,具有良好的除锰除铁功能,是给水排水行业最理想的产品。天然锰砂中含有 MnO2,它是 Fe2+ 氧化成 Fe3+ 的良好催化剂,含锰量(以 MnO2 计,下同)不小于 35% 的天然锰砂滤料,既可用于地下水除铁,又可用于地下水除锰;含锰量为 20% ~ 30% 的天然锰砂滤料,只宜用于地下水除铁,含锰量低于 20% 的则不宜采用。目前,对使用天然MnO2矿砂除铁,其原理有二种:一种是以所谓滤膜的作用,锰砂表面有一层较强的氧化作用。另一种是锰矿砂本身反铁催化作用,将水中的二价铁催化成三价铁,再把三价铁千周附着在锰矿砂颗粒表面从而起到除铁的目的。天然二氧化锰能氧化水中二价铁为三价铁使其沉淀除去,使水清净。二氧化锰被水中的溶解氧氧化成七价锰的氧化物。七价锰再将水中的二价铁氧化成三价铁。 天然锰矿砂是一种很强的氧化剂,能对水中股价铁起氧化作用            锰砂理化分析项目/单位                 数据 MnO2 %  :20 ~45;     Fe % :   20; SiO2 %        17~20 比重g/cm3 :3.2~3.6;    容重g/cm3:2.0 盐酸可溶率 %:<3.5;    含泥量 %:<2.5 ;   我厂有先进的筛分及磁选设备,可向用户提供粒径为0.6–1.2mm、0.6–1.5mm、0.6–2mm的除锰除铁滤料和粒径为2–4mm、4–8mm、8–16mm、16–32mm、32–64mm的滤料支承层,并可按用户要求提供其他规格滤料。 最后小编给你说一下最近的锰砂价格,当前价格为580元/,你可以去厂家看看货源,在说山东离你河南是比较近的,希望你们能合作愉快!

锰稀有金属

2017-06-06 17:50:14

锰稀有 金属   银白色 金属 ,质坚而脆。密度7.20克/立方厘米。熔点1244℃,沸点2097℃。化合价+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化锰,为天然矿物)和+7(高锰酸盐,如KMnO4)、+6(锰酸盐,如K2MnO4)为稳定的氧化态。在固态状态时它以四种同素异形体存在,α锰(体心立方),β锰(立方体),γ锰(面心立方),δ锰(体心立方)。电离能为7.435电子伏特。在空气中易氧化,生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮,最靠近 金属 的氧化层是MnO,而外层是Mn3O4。在高于800℃的温度下氧化时,MnO的厚度逐渐增加,而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。能分解水,易溶于稀酸,并有氢气放出,生成二价锰离子。锰和锰矿是有些极大的分别的。    锰最重要的用途就是制造合金-锰钢   锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2.5—3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引。现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁锰锰轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶,采用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料,非常结实,而且用料比别的钢材省,平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人),也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上,用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时,是把含锰达60一70%的软锡矿和铁矿一起混合冶炼而成的。     锰的主要食物来源有:糙米、核桃、麦牙、赤糖蜜、莴苣、干菜豆、花生、马铃薯、大豆、向日葵籽、小麦、大麦以及肝等。   应急措施   锰中毒   锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的 金属 ,锰广泛存在于自然界中,土壤中含锰0.25%,茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。   接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。   锰是正常机体必需的微量无素之一,它构成体内若干种有重要生理作用的酶,正常每天从食物中摄入锰3-9毫克。   职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘而致,慢性锰中毒是职业锰中毒的主要类型。多见于锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人。   临床表现:起病缓慢,发病工龄一般5-10年,也有工作20年以上无发病者,这可能与个体敏感有关,早期轻度表现有精神差、失眠、头昏、头痛、无力、四肢酸痛、记忆力减退等症状,有的人易激动、话多、好哭等情绪改变,常有食欲不好、恶心、流涎、上腹不适、性欲减退或阳痿、多汗等,四肢有时麻木、疼痛、两腿沉重无力。   中度中毒除上述症状外,感觉两腿发沉、苯拙、走路速度减慢、易于跌倒、语言不清、口吃、做精细动作困难。重度中毒以上症状加重,四肢僵直、说知含糊不清,下颌、唇、舌出现震颤;写字试验时字越写越小,叫"书写过小症";精神症状为自主的哭笔、记忆力减退、智能下降。   如被确诊为慢性锰中毒,应脱离锰作业,到医院进行驱锰治疗,驱锰药有依地酸钙、二巯基丁二酸钠,神经衰弱症状用中药调节。   矿山开采、爆破、粉碎、筛选等过程用湿式作业,如水风钻进行钻孔、水封爆破、喷雾降尘减少粉尘飞扬。车间采取机械通风或自然通风,减少空缺陷中锰尘浓度,焊剂、焊条、蓄电池生产过程中拌料、过筛等,采取密闭和吸尘装置,避免锰尘飞扬。加强个人防护,载滤膜口罩,饭前注意清洗,预防性体检,早发现早治疗。    想要了解更多关于锰稀有 金属 的资讯,请继续浏览上海 有色 网( www.smm.cn ) 有色金属 频道。 

铝型材电泳白色工艺技术介绍

2019-03-11 11:09:41

自金属的装修和防腐运用电泳技能以来,从汽车职业开端,此技能被引用到不同的职业和不同的原料范畴,此项技能得到敏捷的开展。其间在铝型材职业,日本在20世纪60年代最早开宣布铝型材电泳技能,在铝职业得到很多的推广运用。我国自20年前引入该电泳设备及技能以来,经过20多年的开展,我国在建筑铝型材工业的散布已开展到每省及自治区都有出产线,电泳铝料得到很多的运用。一同五颜六色及白色铝料也得到很大的开展。    但现在,白色电泳漆的运用首要用于铝材,并且运用的是阳极电泳漆,基本上是由国外进口,技能被国外公司独占。武汉科利尔化工有限公司经多年的开发研讨,开宣布了高功用的水性聚脂阴极电泳树脂,并申报了国家发明专利,并且在此根底上开宣布了白色聚脂阴极电泳漆,在广东南海投建了国内第一条阴极聚脂白色电泳卧式主动线,该出产线经过三个多月的试运转,设备运转正常,电泳槽液安稳,其安稳功用彻底习惯工业出产,且比传统的阳极白色电泳涂装在工艺,能耗,环保方面都有很大优势。    出产的白色电泳铝料漆膜平坦润滑,硬度高,防护性好,已在窗饰铝料、型材铝料、家具铝料上得到推广运用,并得到客户的认可和推重。下面就武汉科利尔化工有限公司的白色聚脂阴极电泳漆工艺及电泳出产线设备作一些讨论和沟通。    传统工艺:(阳极酸白色电泳涂装)    1脱脂→2活动水洗→3碱蚀→4热水洗→5活动水洗→6中和→7活动水洗→8活动水洗→9氧化→10活动水洗→11活动水洗→12纯水洗→13纯水洗→14阳极白色电泳→15纯水洗(喷)16→纯水洗→17纯水洗→18烘干    新工艺(阴极聚脂白色电泳涂装,以武汉科利尔出产线为例)    1脱脂→2活动水洗→3活动水洗→4纯水洗→5纯水洗→6纯水洗→7阴极聚脂白色电泳→8UF水洗(喷)→纯水洗→10纯水洗→11烘干    新工艺与本来传统工艺比较在工序及操作上简化了许多,操作快捷,功率得到进步。以某现有阴极聚脂白色电泳涂装出产线为例,首要用于铝型材类门窗帘轨道上。    一、首要设备:    1、电泳槽:材料PVC,配有漆液物质循环过滤体系,超滤体系,冷热交流循环体系,阳极隔阂箱,其要求:被涂工件在槽中距离底部10—20cm,距极板不小于15cm,浸入液面下5—10cm,槽面流速0.2m/s左右,循环量4—6次/小时。    2、超滤机:超滤即经过一种半透膜,能将槽液中悬浮的颜料,高分子树脂截面挡回而使槽液中的去离子水有机溶剂,无机杂子等经过半透膜搜集汇流一同成为超滤浸透液,其种类有管式、卷式、中空纤维式、板式,现在以卷式和中空纤维较多,其间本线挑选中空纤维或超滤膜为KL-Q04型超滤体系,排量为200L/h。    3、纯水机:电泳对纯水的要求较高,好的纯水是确保电泳涂装功用及质量的根底,本线挑选的为R-1000反浸透纯水机,溶量1T/h。    4、电源:现在国内新做的电泳涂装电源与国际上选用的电源无多大不同,其间有问歇软启动,主动计时功用,稳压限活动能,过流短路,过截维护功用,其波汶要素。    5、冷热交流机:选用进口名牌变频压缩机及电控单无操控,制冷制热分阀操控,共管循环,可一机多槽装备。    6、挂具:依据产品的要求规划    二、工艺参数及要求如下:    脱脂:本工序首要除掉铝材工件表面的氧化皮及油渍,本线挑选武汉科利尔酸性脱脂剂K-301,浓度5—8%时刻5—8min,常温。    活动水洗二道:除掉工件缝隙中的残留荡水及表面尘垢,要求PH≥5.5,电导率≤180μs/cm,时刻各1分钟。

锰稀有金属

2017-06-02 15:07:10

锰稀有 金属   银白色金属,质坚而脆。密度7.20克/立方厘米。熔点1244℃,沸点2097℃。化合价+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化锰,为天然矿物)和+7(高锰酸盐,如KMnO4)、+6(锰酸盐,如K2MnO4)为稳定的氧化态。在固态状态时它以四种同素异形体存在,α锰(体心立方),β锰(立方体),γ锰(面心立方),δ锰(体心立方)。电离能为7.435电子伏特。在空气中易氧化,生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮,最靠近金属的氧化层是MnO,而外层是Mn3O4。在高于800℃的温度下氧化时,MnO的厚度逐渐增加,而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。能分解水,易溶于稀酸,并有氢气放出,生成二价锰离子。锰和锰矿是有些极大的分别的。    锰最重要的用途就是制造合金-锰钢   锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2.5—3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引。现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁锰锰轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶,采用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料,非常结实,而且用料比别的钢材省,平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人),也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上,用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时,是把含锰达60一70%的软锡矿和铁矿一起混合冶炼而成的。     锰的主要食物来源有:糙米、核桃、麦牙、赤糖蜜、莴苣、干菜豆、花生、马铃薯、大豆、向日葵籽、小麦、大麦以及肝等。   应急措施   锰中毒   锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的金属,锰广泛存在于自然界中,土壤中含锰0.25%,茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。   接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干 电池 、染料工业等。   锰是正常机体必需的微量无素之一,它构成体内若干种有重要生理作用的酶,正常每天从食物中摄入锰3-9毫克。   职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘而致,慢性锰中毒是职业锰中毒的主要类型。多见于锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人。   临床表现:起病缓慢,发病工龄一般5-10年,也有工作20年以上无发病者,这可能与个体敏感有关,早期轻度表现有精神差、失眠、头昏、头痛、无力、四肢酸痛、记忆力减退等症状,有的人易激动、话多、好哭等情绪改变,常有食欲不好、恶心、流涎、上腹不适、性欲减退或阳痿、多汗等,四肢有时麻木、疼痛、两腿沉重无力。   中度中毒除上述症状外,感觉两腿发沉、苯拙、走路速度减慢、易于跌倒、语言不清、口吃、做精细动作困难。重度中毒以上症状加重,四肢僵直、说知含糊不清,下颌、唇、舌出现震颤;写字试验时字越写越小,叫"书写过小症";精神症状为自主的哭笔、记忆力减退、智能下降。   如被确诊为慢性锰中毒,应脱离锰作业,到医院进行驱锰治疗,驱锰药有依地酸钙、二巯基丁二酸钠,神经衰弱症状用中药调节。   矿山开采、爆破、粉碎、筛选等过程用湿式作业,如水风钻进行钻孔、水封爆破、喷雾降尘减少粉尘飞扬。车间采取机械通风或自然通风,减少空缺陷中锰尘浓度,焊剂、焊条、蓄电池[有色商机 : 12V蓄电池]生产过程中拌料、过筛等,采取密闭和吸尘装置,避免锰尘飞扬。加强个人防护,载滤膜口罩,饭前注意清洗,预防性体检,早发现早治疗。    想要了解更多关于锰稀有金属的资讯,请继续浏览上海 有色网 ( www.smm.cn )有色金属频道。 本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。

高纯金属制备技术(一)

2019-02-15 14:21:16

高纯金属是现代许多高、新技能的归纳产品,尽管20世纪30年代便已呈现“高纯物质”这一称号,但把高纯金属的研讨和出产进步到重要日程,是在二次世界大战后,首先是原子能研讨需求一系列高纯金属,然后跟着半导体技能、宇航、无线电电子学等的开展,对金属纯度要求越来越高,大大促进了高纯金属出产的开展。    纯度对金属有着三方面的意义。榜首,金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软,含杂质的铸铁才是坚固的。另一方面,杂质又是十分有害的,大多数金属因含杂质而发脆,关于半导体,极微量的杂质就会引起材料功能十分显着的改变。锗、硅中含有微量的m、V族元素、重金属、碱金属等有害杂质,可使半导体器材的电功能遭到严重影响。第二,纯度研讨有助说明金属材料的结构铍理性、杂质对缺点的影响等要素,并由此为开发预先给定材料性质的新材料规划发明条件。第三,跟着金属纯度的不断进步,将进一步提醒出金属的潜在功能,如普通金属铍是一切金属中最脆的金属。而在高纯时铍便呈现低温塑性,超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在功能的发现,有或许开阔新的应用领域,在材料学方面翻开新的突破口,为高技能的延伸铺平道路。    金属的纯度是相关于杂质而言的,广义上杂质包含化学杂质(元素)和物理杂质(晶体缺点)。可是,只要当金属纯度极高时,物理杂质的概念才是有意义的,因而出产上一般仍以化学杂质的含量作为点评金属纯度的标准,即以主金属减去杂质总含量的百分数标明,常用N(nine的榜首字母)代表。如99.9999 %写为6N,99.99999%写为7N。此外,半导体材料还用载流子浓度(atom/cm3)和低温搬迁率(cm2V-1S-1)标明纯度。金属用剩下电阻率RRR和纯度级R(Rein heitgrad)标明纯度。国际上关于纯度的界说尚无统一标准。一般讲,理论的纯金属应是纯洁彻底不含杂质的,并有稳定的熔点和晶体结构。但技能上任何金属都达不到不含杂质的肯定纯度,故纯金属只要相对意义,它仅仅标明现在技能上能到达的标准。跟着提纯水平的进步,金属的纯度在不断进步。例如,曩昔高纯金属的杂质为10-6级(百万分之几),而超纯半导体材料的杂质达10-9级(十亿分之几),并逐步开展到10-12级(一万亿分之几)。一起各个金属的提纯难度不尽相同,如半导体材料中称9N以上为高纯,而难熔金属钨、钽等达6N已属超高纯。    高纯金属制取一般分两个进程进行,即纯化(开始提纯)和超纯化(终究提纯)。出产办法大致分为化学提纯和物理提纯两类。为获高纯金属,有用除掉难以别离的杂质,往往需求将化学提纯和物理提纯合作运用,即在物理提纯的一起,还进行化学提纯,如硅在无坩埚区熔融时可用氢作维护气,如果在中参加少数水蒸气,则水与硅中的硼起化学反响,可除掉物理提纯不能除掉的硼。又如选用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时,为了脱碳,有时需求配入比化学计量稍过量的氧,或为脱氧配入必定数量的碳,这种办法又称为化学物理提纯。[next]    一、化学提纯    化学提纯是制取高纯金属的根底。金属中的杂质首要靠化学办法铲除,除直接用化学办法取得高纯金属外,常常是把被提纯金属先制成中间化合物(氧化物、卤化物等),经过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、复原等办法将化合物提纯到很高纯度,然后再复原成金属,如锗、硅挑选、三氯氢硅、硅烷(SiH4)作为中间化合物,经提纯后再复原成锗和硅。化学提纯办法许多,常用的列于表1。表1  常用化学提纯办法办法内容沉积包含沉积、共沉积、均一沉积等金属置换包含依照金属活动性次序K、Ca、Na、Mg、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Au,用前面金属把后边的金属从其盐溶液中置换出来萃取包含有机溶剂萃取、络合萃取、萃取精馏等离子交流包含用离子交流树脂、离子交流纤维、离子交流膜以及沸石的交流电化学办法包含电解、操控电位电解、电渗析以及电泳等化合物提纯包含化学搬运反响,先制成化合物并经过提纯,进一步热分化、氢复原、金属热复原、氧化、电解、色谱别离等各种不同办法进行提纯蒸馏包含常压蒸馏、减压蒸馏、蒸汽蒸馏、共沸蒸馏、亚沸蒸馏、精馏、常压进步、真空进步等重结晶包含在水及其他有机溶剂中的重结晶,分步结晶等色谱别离包含气相色谱、液相色谱、薄层色谱、干柱色谱(用活性炭、硅胶、氧化铝、分子筛、硅藻土等作吸附剂的吸附提纯)过滤包含微孔滤膜、超滤膜及其他介质过滤[next]     二、物理提纯    物理提纯首要运用蒸腾、凝结、结晶、分散、电搬迁等物理进程除掉杂质。物理提纯办法首要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法(拜见半导体材料章)、电磁场提纯等,此外还有空间无重力熔炼提纯办法。    物理提纯时,真空条件十分重要。高纯金属精粹提纯一般都要在高真空和超高真空(10-6~10-8Pa)中进行,真空对冶金进程的重要作用首要是:①为有气态生成物的冶金反响发明有利的化学热力学和动力学条件,从而使在常压下难以从主金属中别离出杂质的冶金进程在真空条件下得以完成;②下降气体杂质及易蒸腾性杂质在金属中的溶解度,相应下降其在主金属中的含量;③下降金属或杂质蒸腾所需温度,进步金属与杂质间的别离系数;④减轻或防止金属或其他反响剂与空气的作用,防止气相杂质对金属或合金的污染。因而许多提纯办法,如真空熔炼(真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼)、真空蒸馏、真空脱气等有必要在真空条件下进行。    1.真空蒸馏    真空蒸馏是在真空条件下,运用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸腾速度的不同,操控恰当的温度,使某种物质挑选性地蒸腾和挑选性地冷凝来使金属纯化的办法,这种办法曾经首要用来提纯某些低沸点的金属(或化合物),如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等,跟着真空和超高真空技能的开展,特别是冶金高温高真空技能的开展,真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。    蒸馏的首要进程是蒸腾和冷凝,在必定温度下,物质都有必定的饱满蒸气压,当气压中物质分压低于它在该温度下的饱满蒸气压的蒸气压时,该物质便不断蒸腾。蒸腾的条件是不断供应被蒸腾物质热量,并排出发生的气体;冷凝是蒸腾的逆进程,气态物质的饱满蒸气压随温度下降而下降,当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱满蒸气压时,这种物质便冷凝成液相(或固相),为使冷凝进程进行到底,有必要及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯作用的首要要素是:①各组分的蒸气分压,分压差越大,别离作用越好;②蒸腾和冷凝的温度和动力学条件,一般温度下降可增大金属与杂质蒸气压的距离,进步别离作用;③待提纯金属的成分,原金属中杂质含量越低,别离作用越好;④金属和蒸腾和冷凝材料间的作用,要求蒸腾冷凝材料自身有最低的饱满蒸气压;⑤金属剩余气体的相互作用;⑥蒸馏设备的结构;⑦真空蒸馏有坩埚式和无坩埚式两种,无柑埚蒸馏一般经过电磁场作用将金属熔体悬浮起来(见图1),有关蒸馏工艺请拜见上述元素的精制进程。[next]    2.真空脱气    真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的进程。实际上是下降气体杂质在金属中的溶解度。依据西韦茨规律,恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因而进步体系的真空度,便相当于下降气体的分压,亦即能下降气体在金属中的溶解度,而超越溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以钽粉真空热处理为例,在高真空(2.5-6μPa)条件下,钽的水分在100一200℃急剧蒸腾,600-700℃氢化物分化逸出,碱金属及其化合物在1100-1600℃温度下蒸腾,大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形状蒸腾,2300℃时氮蒸腾逸出,比照氢、氮对金属亲和势大的氧,则以加碳脱氧([C]+[O]=CO↑)和以上杂质金属贱价氧化物MeOn,的办法除掉。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。    3.区域熔炼    区域熔炼是一种深度提纯金属的办法,其实质是经过部分加热细长料锭构成一个狭隘的熔融区,并移动加热器使此狭隘熔融区按必定方向沿料锭缓慢移动,运用杂质在固相与液相间平衡浓度的差异,在重复熔化和凝结的进程中,杂质便偏析到固相或液相中而得以除掉或从头散布,熔区一般选用电阻加热,感应加热或电子束加热,图2为锗区域熔炼示意图。 [next]     图3为熔融区部分相图,当固液平衡共存时,杂质在固相中的浓度Cs和液相中的浓度C1是不相同的,两者之比称为平衡分配系数,即K0=Cs/C1。在图3中,当熔区自左向右缓慢移动时,分配系数K0<1的杂质就会富集在液相,并逐步随熔区向右搬迁并富集;K0>1的杂质则向右搬迁并富集。一般在一次区域熔炼不能到达所要求的纯度时,提纯进程需求重复屡次,或许用一系列加热器,在料锭上发生多个熔区,到达高度提纯的意图。    区域熔炼广泛用于半导体材料和高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯,更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约l×10-3%的锗,在区域提纯6次后,高纯锗部分的杂质浓度可降到1×10-3%。钨单晶经5次区熔后,R298K/R4.2K可由40进步到2000.    4.电搬迁提纯    电搬迁是指金属和杂质离子在电场的作用下往必定方向搬迁或分散速度的差别来到达别离杂质的意图。是新近开展起来的用于深度提纯金属的办法,其特点是别离空隙杂质(特别是氧、氮、碳等)的作用好,但现在仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯办法结合运用,可获超高纯度的金属。    将棒状样品经过流电,母体金属和杂质离子便向必定方向移动,这时离子的漂移速度为:                              V=UF

透明展示PCB企业回收铜效益

2019-03-13 11:30:39

印制电路板是电子信息产业的根底,半导体、现代高新科技产品都离不开印制电路板。跟着全球环保认识的增强,各国把防备电子制作业在出产过程中对人体及生态平衡所形成的恶劣影响说到重要的议事日程。在我国,保护好环境才干完结经济继续开展,厂商经济效益、环境效益也才干同步开展。由深圳拓鑫环保设备公司研发出产的"印制板含铜废液收回处理设备"可以全程收回铜蚀刻液,使PCB厂商的废水根本完结"零排放",让PCB厂商完结环保及经济效益的双赢。    一、经济效益——每年可有47亿元的铜被收回                  1.铜收回经济指数      月出产线路板2万平方米的PCB出产厂商,日排出废含铜蚀刻液2500升,含铜量为140g/L,日收回350kg金属铜。    350kg×300(天)/年=105吨/年电解铜,电解铜市价为35000元/吨,每年可节省367.5万元。       每吨铜收回本钱为0.47万元,则每年105吨可节省50万元(0.47万元/吨铜,包含药水、水电、人工、铜片等)      2.蚀刻子液再生经济指数      按日排出废蚀刻液2500升,日购蚀刻子液2500升×(每升市价为1.6元)       日耗费子液的费用4000元。       现经该设备的再生蚀刻液,只需添加少数、氯化铵及添加剂,蚀刻子液算计耗费质料1250元/日。       每年可节省费用为:       4000元/日-1250元/日=2750元×300天/年=82.5万元/年      3.经济总指数      年铜产量367.5万元-出产本钱50万元=317.5万元。       蚀刻液节省本钱82.5万元/年       317.5万元+82.5万元=年创纯利润400万元。      4.设备出资本钱      整套设备的报价为170万元,收回周期为7个月~8个月。      5.设备的占地面积      占地面积(包含化验室)一共约为150平方米左右。      二、环保和社会效益      据我国印制电路职业协会的统计调查,我国的PCB厂商有1000多家,均匀日发生含铜废蚀刻液2500立方米-3000立方米,按每立方140kg-150kg的铜含量核算,每日就能从废液中收回金属铜450吨,一年能收回铜13.5万吨,相当于10多个年产万吨铜厂的年出产量。按上海铜交所的铜价3.5万元/吨,仅此一项每年就有47亿元的铜再出产量,能为国家添加税收近8亿元。    从环保方面分析,众所周知矿山冶金是污染大户,假如从矿山中得到10万吨金属铜,挖掘中发生的污染有:TMT、粉尘及水土流失;选矿时的污染有:重金属污泥;冶炼时发生的大气污染有:SO2、CO2及粉尘,不仅如此,并且还损坏生态平衡。    可是该收回铜设备不发生新的污染源,铜收回率可到达99.5%,是抱负的清洁出产出产设备,在设备的供应过程中也能为国家发明税收近3.5亿元。    三、选用萃取技能完结双赢      PCB职业是金属资源耗费形的职业,被视为重金属污染严峻的职业,但也是运用金属资源最多的职业,也就是说,重金属污染的合理收回、再生就等同于开发了资源,是财富。PCB出产过程中所运用的贵金属有:金、银、钯、铑,*金属有:铜、镍、锡等,其间铜蚀刻废液在PCB职业中用量最大,很有收回价值,是金属资源十分丰厚的废液。    那么怎么挑选好适宜的先进工艺进行铜收回及废液再生,成为业界迫切需要处理的课题。选用传统工艺有污染,选用进口设备十分贵,所以通过重复挑选决议,选用萃取技能别离废液中的铜离子,使铜得到收回,废液得到再生。该工艺的最大长处是:萃取铜后不会损坏废液中萃余液成分,对蚀刻废液的再生回用奠定了根底,降铜后的废蚀刻液只需参加少量的蚀刻盐及,调整各技能参数后就可在出产线循环运用,不会糟蹋降铜后的废蚀刻液,节省了出产本钱,进步了厂商的市场竞争力。而萃取溶液的循环再生和制备硫酸铜溶液一起完结,再电解硫酸铜溶液就能得到阴极电解铜。这种办法减轻了环保污水处理厂的担负,取得了环保效益和经济效益的双赢,开展前景十分达观,且做到了清洁出产,确保《清洁出产法》的执行。    1.引入外国的重金属废液态离子吸附剂,能有用别离废液中的重金属离子并转化成无任何污染的金属铜(废水中的重金属含量低于0.5ppm/L以下),此项工艺技能是现在世界上最先进的,从国外收购质料,在国内制作。    该技能能将废蚀刻液中的金属铜离子别离,制备硫酸铜溶液,再经电化合成为金属铜,其铜收回率到达99.5%,形成了铜收回和废蚀刻液再生回用的循环工艺。    工艺流程简图如下:      本技能最大的特色是:整套体系各路液相选用闭路内循环工艺,铜得到了收回,废液得到了循环再生,且不发生任何污染。此外,该技能还具有如下特色:    榜首,印制板厂的废蚀刻液不用再由外单位拉走,在厂内就可完结铜收回和废蚀刻液的循环运用。完结了清洁出产,不会对环境形成任何污染,契合国家法律方针。    第二,印制板厂蚀刻机的洗板液内含有铜,也相同取得了再生回用,可完结无污染排放。       第三,大大减轻了印制板厂废水处理站的运转负荷,下降运转本钱。       第四,变废为宝,为厂商带来杰出的经济效益。       第五,自主研发、开发、制作、装置、调试。       全套设备选用西门子模块数字控制和主动办理。       全套设备包含三大部分:铜别离机体系、电解体系、再生回用体系。    2.引入美国出产的超滤膜、超纯水出产技能,掌握废水处理的结尾,确保水质优秀,完结废水的再生回用,确保厂商的排污不对环境形成污染,保护环境,完结可继续经济的开展。    印制板出产所发生的污染物主要是二大类:一类是金属铜、镍的废水,主要是二价铜;另一类是有机废水,含很多的COD。废水来源于蚀刻液、显影液、电镀液、化学沉铜液、干膜房、磨板及各个工序的水洗、处理。(废水水质见表1,归纳废水水质见表2,废水处理工艺见下图)    恩达电路(深圳)有限公司印制板废水与传统的处理是不同的,他们没有采纳分类处理。废水进入废水处理站经混合、中和、斜管沉积池、砂滤池等,再进入二级反渗透体系,取得初级纯水和纯水,供出产线运用。反渗透的浓废液经混凝、沉积、砂滤,从出水口排放。    "蚀刻废液再生循环及铜收回"项目的施行是利国、利企、利民的环保技能,在珠三角、长三角经济圈及全国都有十分好的示范作用。我国是人口众多、经济高速开展而资源又十分紧缺的开展我国家,开发和使用再生资源,进步资源的归纳使用率,合理使用每一种资源,让有限的资源为人类做出最大的奉献,那么就要开展可循环收回的再生经济。在厂商内部实施清洁出产,也就是厂商在出产过程中发生的废料(液)经收回再生后转变为环保资源,为厂商发明环保经济。跟着国家《清洁出产促进法》的执行,建立科学开展观,发明人和天然的调和开展,完结"资源再生,循环经济"的可继续经济开展方针,有着十分重要的含义。

水体中锑污染的治理现状与研究进展

2019-02-21 15:27:24

一、导言 锑(antimony),元素符号为Sb,取自其拉丁文名stibium,归于元素周期表中第Ⅴ主族,原子序数51。锑是稀有金属,总共有四种价态(-3,0,+3,+5),后两者为环境中的首要价态。环境中的锑污染来自两部分:1、人为污染,这部分包含含锑的日子废物,采矿作业构成的粉尘、 废水 、废渣,汽油和火电站所用的煤炭等含锑燃料的焚烧。2、天然污染,它首要指富集锑区域如锑矿区、,某些温泉和地热地带因其特殊的地质条件构成周围环境的含锑量偏高现象。Nriagu等指出,人为污染要比天然污染严峻得多。受岩石风化、雨水冲刷和人为排放等要素的影响,天然水体将终究成为大部分锑的环境归宿。锑以各种化合物方式或以悬浮态或以溶解态存在于水环境中。一些研讨标明,锑对生物和人体有缓慢毒性和致癌性。锑污染问题不容忽视。有关环境中的锑污染及其散布、毒性国外已有文献报导。本文在总述国内外文献的基础上,对水中锑的各种去除办法进行评述,为锑污染的管理和研讨工作供给参阅。 二、锑的毒性和环境标准 锑不是生物体必需的元素。不同价态的锑毒性巨细次序如下:0价>+3(Ⅲ)价>+5(Ⅴ)价>有机锑。其间三价锑的毒性比五价锑高十倍。依据对锑的毒性研讨,一些学者得到了土壤中锑的最大允许浓度为3.5-5mg/kg。 美国环保局和欧盟别离在1979年和1976年将锑列为优先考虑的污染物,日本环卫厅也将其列为亲近重视的污染物[7]。世界各国都对锑拟定了严厉的环境标准。德国规则人体每日均匀吸锑量为23μgSb/d。欧盟规则饮用水中锑的最大允许浓度(maximum admissible concentration)为5μg/L。日本规则为2μg/L。美国环保局将饮用水中锑的MCLG(maximum contaminant level goal)和MCL(maximum contaminant level)值均定为6μg/L。世界卫生组织依据从家鼠身上观测到的0.43mg/(kg.d)的致病含锑量,规则饮用水中的锑含量应低于5μg/L。我国也对环境中的锑作了相应的限值规则。我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《日子饮用水卫生规范》(卫生部,2001年)中均将锑的限值定为5μg/L。《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)规则水厂出水中锑<10 μg/L,一同还规则饮用水水源中锑<50 μg/L。 三、天然水体中锑的价态、形状及反响 (一)分析办法与仪器 有用、敏捷、活络的检测分析办法是研讨锑在环境中的形状、搬迁、转化规则的必需条件,相关的研讨和文献也比较多。跟着科研工作者的尽力和分析办法的不断改进,锑的价态分析(即分析出样品中不同价态的锑的含量)现已具有一套比较老练的理论和办法。现在,常用的价态分析办法有分光光度法、电化学分析法、原子光谱法等。跟着富集、别离手法的改进,原子荧光光谱法、氢化物发作电感耦合等离子体质谱(HG-ICP-MS)、氢化物发作电感耦合等离子体原子发射光谱法(HG-ICP-AES)等新办法在价态分析方面已到达令人满意的检测限。 1981年Andreaa将色谱分析办法引进对锑的分析检测,使用氢化物发作气相色谱原子吸收光谱(HG-GC-AAS)发现天然水体中MSA((CH3)SbO(OH)2)和DMSA((CH3)2SbO(OH))。使用色谱加元素特征检测器不只能够分析出不同价态的锑,并且能够依据不同有机物的色谱行为别离测定各种烷基锑化合物(现在是甲基锑),并可猜测不知道锑的形状[14]。不过,色谱和元素特征检测器联用检测无机锑的检测限现在还不行抱负。总归,因为锑的形状分析手法的滞后,世界各国当时只能对总锑树立相应的环境标准,而无法依据锑不同价态化合物毒性巨细作更详尽的规则。 (二)锑离子的水解 锑离子在水中首要以三价、五价存在。锑的简略化合物在水中的溶解度极低:Sb2O3在100℃时的溶解度为万分之一,常温下则更低,其Ksp=1.5×10-93;Sb4O6在常温下是万分之二[15]。或许是因为溶解度极低的原因,文献中罕见关于锑的水解反响常数的记载,而首要是对水体中不同价态锑散布的机理和影响要素进行研讨。现在学术界较为共同的知道可概括为[16]: 1、三价锑离子在pH较宽规划(约2~10)内以中性分子(Sb(OH)3或SbO(OH)或HsbO2)存在,强酸环境下的存在方式为SbO+或Sb(OH)2+,强碱环境下是SbO2-或Sb(OH)4-,游离态的Sb3+只或许存在于极点酸性的环境中。 2、五价锑离子在弱酸、中性和碱性规划内以Sb(OH)6-或SbO3-方式存在,强酸条件下存在方式为SbO2-。 3、依据热力学试验,两种价态之间的转化存在如下理论联系:  依据上式推论,在富氧水体中(如地表水),三价锑的含量应该简直没有,而首要以五价锑存在,反之亦然。但是事实上,人们发现不只三价锑可在一些富氧环境下存在,并且五价锑也可在缺氧环境下呈现。究其原因,是因为实践水体中的物理化学环境比较复杂,除溶解氧外,堆积物、生物、悬浮颗粒都有或许对锑的形状发作影响。一般来说,地表水中仍是五价锑占大部分。 4、有关锑的聚合离子的相关报导很少。强碱环境下或许有五价锑的聚合离子。Scholder等人估测在0.1~0.01mol/L的溶液中或许有Sb6O102-和Sb4O72-。 (三)锑离子与简略离子的反响 锑有很强的亲硫性,在天然界首要以硫化物即锑辉矿(Sb2S3)方式存在。工业生产中卤化锑也比较多见。因而大部分文献都集中于溶液中氯离子、硫离子和锑离子的反响。研讨标明:这两种离子都能够和锑生成各种聚合离子;Sb(Ⅲ)可溶于浓HCl,其和氯构成的化合物可用通式SbClx[(x-)+3]+ 来描绘,有过量水存在时氯还能够和三价锑生成SbOCl不溶物;对Sb(V)氯化物的研讨比较少,Fridman 依据吸附数据给出了它的通式SbCLx[(x-)+5]+。此外,锑能够溶于碱性溶液中(如溶于Na2S),也可构成无定形的硫化物化合物Sb2S3(酸性)或SbS2(碱性)等。需求指出的是,简直一切关于氯离子和锑反响的研讨都是在强酸环境下进行的。而有关硫离子和锑反响时,硫的浓度也比较大。天然水体中无论是离子强度、杂质的多样性、pH值都和试验室制造的水样相差甚远,因而,实践水体中氯或硫两种离子与锑是否发作反响以及反响机理仍不甚清晰。 (四)锑离子与有机物的反响 三价锑可与一系列含O-和S-的有机配位体络合,既能够和软配位体配位,如SH配位,也能够同硬配位体配位,如-COOH配位,还能够和CDTA,DTPA,EDTA 等螯合。而与五价锑仅能与少量有机配位体络合。它们的这种络合性质被应用于分析范畴,用作高效挑选性的别离手法。 天然有机物和锑之间的反响很罕见报导。1995年Pilarski发现腐殖酸能吸附酒石酸锑盐和Sb(OH)3,其吸附等温线遵从Langmuir方程,而腐殖酸对五价锑的吸附功能不大。他一同估测或许因为五价锑离子以SbO3-的带负电酸根方式存在,而腐殖酸同样在水中带负电所造成的。 (五)锑离子在固体颗粒上的吸附 水体中假如是五价锑离子占大都的话,因为水中悬浮颗粒和堆积物大都带负电,就不会对同是带负电的SbO3-有吸附作用。Jarvie[19]和Stordal等人的研讨结果证明晰上述假定。Tanizaki等人对此进行了更为详细的证明,他们用0.45um的滤膜过滤一些河流水,发现约有70%“溶解态”的锑能够经过膜滤,一同发现这些锑的分子质量都在500Da以下,估测锑的存在方式为Sb(OH)6-。Brannon和Patrick发现基本上在含锑0.5~17.5ug/g的缺氧土壤中绝大部分锑与安稳态的铁和铝氧化物相结合。国内何孟常等人也发现矿区周围土壤中的锑污染现象。不过他们都没有对其间锑的价态和形状给出清晰的定论。Crecelius等在查询一个铜矿邻近区域土壤中的锑时发现, 四、锑污染的管理现状与研讨进展 (一)化学堆积法 化学堆积法指经过外加药剂使水中的锑构成堆积而得以去除的办法,常用办法如下: 1、调理pH值 依据溶度积原理,使用锑氢氧化物在水中的低溶解度去除。因为锑呈,因而怎么挑选最佳pH值应依据试验而定。张伟宁等人用分部堆积法去除金属合金溶液中的锑,先调理pH=5~6,将溶液经过膜滤、洗净、烘干,再调理pH=9~10,膜滤、洗净、烘干。经过此法,可将锑的浓度由300ppm降到25ppm。 2、投加铁盐和硫离子 这两者对锑去除的机理不甚相同,铁盐关于锑的去除机理现仍无定论。把它们归于一类是因为两者均是经过外加药剂发作堆积而去除锑。因为硫离子和锑能够生成不溶物,因而是尾矿 废水 处理中的常用办法。铁盐关于锑的去除首要应用于饮用水的处理,因为铁盐是水处理中的常用药剂,这样不会在去除锑的一同带来二次污染。一同强化混凝也是给水处理中比较经济的一种办法。YuKoNaKamura和TaUashi Tonnnaga使用(FC)对锑有杰出的絮凝作用的性质,经过调控pH,使污染水中锑的去除到达80%至90% 。Meea K等人用(FC)和聚合(PAC)别离进行混凝烧杯试验,处理自配和天然的含锑水样。结果标明,PAC的去除作用不大,FC是比较有用的除锑药剂,三价锑较五价锑更易去除且不受pH影响,并得出去除五价锑的最佳pH=5。笔者选用聚合硫酸铁为混凝剂中试试验处理受锑污染原水,也得到了相类似的定论。 3、pH调理与投加铁盐联用 经过调理pH值又投加混凝药剂的办法强化处理。杜军[FeSO4和Ca(OH)2一同参加含锑的尾矿 废水 中,使其发作混凝吸附共堆积,将3.1mg/L含锑 废水 去除至0.098mg/L并以为首要的化学反响是:(二)电化学办法 金属的电化学反响是比较常见的现象。Mills T于1953年发现锑的电位堆积现象。李红等观测到了三价锑在铂电极上的欠电位堆积现象[26]。污 废水 处理中也使用了这个原理。张志[27]等用微电解-中和堆积法处理矿山 废水 。其进程是:让酸性 废水 经过充溢焦炭和铁屑的柱状反响器,然后出水加碱中和。其原理是:原水经过反响器时会构成无数个细小的原电池;金属离子如锑在阴极(焦炭)发作复原反响构成单质而停留;阳极的铁以离子方式溶出,在后续的加碱回调中作为具有吸附功能的混凝剂改进水质;经过处理,可使水中锑含量由28mg/L降至0.14mg/L。 1984年美国Don Heskett发明晰一种称为KDF的高纯度铜锌合金作为过滤介质,它可经过电化学和部分催化作用完结去除溶解于水中的锑离子,溶于水中的锑离子复原成不溶性的锑单质并镀覆于颗粒介质的表面和中间。 (三)离子交换法 最常见的是离子交换树脂和活性氧化铝。活性氧化铝的除锑机理仍不明晰,鉴于它对五价锑的杰出吸附功能及参阅其除氟原理,笔者斗胆地把它归入这一类。 Xu Y-H用商业活性氧化铝(AA)作吸附剂,发现它对五价锑离子有非常好的吸附功能,最佳pH=2.8~4.3,饱满的AA能够用50mM溶液再生。试验还发现硝酸盐、氯化物、亚盐对吸附影响很小,而盐、EDTA、酒石酸盐、硫酸盐能够明显下降其吸附功能。他一同估测活性氧化铝和五价锑离子以静电吸赞同特性吸附为主。 Nalan Ozdermir等人所做的研讨标明,XAD-8型离子交换树脂对无机形状的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)离子有很强的吸附作用,该体系最优pH规划是4-6(pH=5时最佳),其对Sb(Ⅴ)的去除作用要比Sb(Ⅲ)的去除均匀低12.5%。不过该设备是用作分析的预处理,规划很小。何万年等用基烷基磷酸基鳌合性阳离子交换树脂处理铜电解液中的锑离子,也获得较好的作用。 (四)其它办法 除以上三大类以外,还有其它的一些办法。日本人Yamashita选用投加HCL和阳离子表面活性剂,然后通入空气的办法,使锑吸附在气泡表面而去除。1972年Sigworth 和 Smith 曾报导活性炭对锑有极好的吸附功能,但尔后未再见相类似的报导。 五、展望 环境中的锑污染正在不断引起人们的高度重视,跟着研讨的展开和深化,锑在环境中的毒性和散布规则也在不断为人们所了解。伴跟着严厉的环境标准的树立,也给水处理职业带来了巨大的应战。 (一)锑在水环境中的存在价态和形状非常复杂,其搬迁、转化和散布规则都有待更体系深化的分析和评论。因为检测办法和形状分析的滞后,为相关的理论研讨带来了困难。 (二)现有水处理范畴中的处理办法对锑的去除作用不抱负,难以在满意水质标准要求的一同又统筹处理的经济性。一方面,锑特殊的物理化学性质促进人们需求寻求新的处理办法、药剂和材料;另一方面,又要考虑尽量不因而而添加水处理的本钱。因而,怎么寻觅高效和经济可行的除锑手法是亟待处理的问题。一同相关问题的处理也可为处理水质污染中的重金属污染问题供给学习和参阅。