聚合氯化鋁 | 三氯化鐵 | 硫酸亞鐵 |
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高分子混凝劑溶于水后經分解和縮聚反應形成高分子聚合物,這類帶電荷的高分子聚合物能夠壓縮“雙電層”使體系脫穩,并對微粒吸附架橋,使膠體和微小懸浮物之間凝結成易于沉降除去的絮凝體。
2.2 糊樹脂廢水處理流程
根據廢水成分情況,采取絮凝沉降、壓濾、清水二次處理等技術對廢水進行處理。
來自糊樹脂聚合和干燥崗位的各種廢水集中在廢水收集槽,先攪拌然后抽送到增稠器,在增稠器中加入硫酸鋁、氫氧化鈉和聚丙烯酰胺,經攪拌沉淀3h后,抽去上層清液,另一方面將沉淀物用壓濾機除去部分水分,濾清水回收到脫水池中,濾餅鏟下裝袋,同時將脫水池中水抽入到廢水收集槽中再次處理。
硫酸鋁 | 氫氧化鈉 | 聚丙烯酰胺 |
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3、糊樹脂廢水一級處理效果及深度處理
糊樹脂廢水經初步處理后可達到以下指標:
pH值6~9;COD≤300mg/L;SS≤250mg/L。
糊樹脂廢水初步處理指標與普通PVC母液水指標接近,為使廢水中的雜質含量繼續降低,將糊樹脂廢水一級處理出水排入母液水處理裝置繼續深度處理,母液水處理入口指標見表1。
母液水處理過程中主要利用物理、化學、生化方法來處理廢水。在預處理中采用物理化學方法,使一部分未溶解的有機物,在絮凝劑的作用下,通過一定時間的沉淀而被去除,在生化處理中用生物膜法,利用微生物的代謝作用分解廢水中的有機物,通過好氧性微生物來吸附、分解、氧化廢水中的有機物,把不穩定的有機物降解為穩定無害的物質,從而使廢水得到凈化。
其流程為:調節池內廢水經提升泵送至反應池,在反應池內投加絮凝劑后進入初沉池內分離。初沉池出水進入水解反應池處理,出水溢流至接觸氧化池,接觸氧化池中的好氧微生物將小分子有機物徹底分解成無機物,出水自流進入澄清池,廢水通過回用水泵回用至乙炔清凈工序配制次鈉、沖渣及公用工程循環水池做為補充水使用。污泥經污泥泵送至濃縮池,經壓濾機壓濾后泥餅外用,處理后廢水指標見表2。
由表2看出,廢水處理后指標達到《GB15581-2016燒堿、聚氯乙烯工業水污染物排放標準》中水污染物排放限值間接排放標準。
4、結語
對糊樹脂生產過程產生的廢水,通過一級處理,回收廢水中的膠乳粒子,再通過二級處理,使廢水中有害成分降至極低,達到回用水指標要求。將處理后廢水作為循環水補充水、乙炔裝置次氯酸鈉配制用水和裝置沖洗用水。達到對廢水有效利用并產生效益的目的。
在食品與飲料行業,檸檬酸是應用廣泛的酸味劑和風味調節劑。其溫和清爽的酸味不僅能夠增強食品的口感,還能提升整體風味。在碳酸飲料、果汁、果醬等產品中,檸檬酸常被用作酸味劑,調節pH值,賦予產品獨特的酸甜口感。例如,可樂、檸檬茶等飲料中,檸檬酸與甜味劑協同作用,形成令人愉悅的風味平衡。在乳制品中,檸檬酸可作為乳脂的抗氧化劑,防止油脂氧化酸敗。
在日化行業,檸檬酸主要用于調節產品的pH值,確保配方穩定。在洗發水、沐浴露等洗護產品中,檸檬酸可調節產品的酸堿度。同時,檸檬酸的螯合性能能夠絡合水中的金屬離子,防止其與表面活性劑反應生成沉淀,提高產品的透明度和穩定性。
在化妝品中,檸檬酸及其衍生物可作為抗氧化劑和pH調節劑。此外,檸檬酸還可用于牙膏中,作為酸味劑和防垢劑,幫助清潔牙齒并預防牙垢形成。
在工業生產中,檸檬酸憑借其優異的絡合性能,被廣泛用作金屬清洗劑和水處理劑。檸檬酸能夠與鐵、銅、鈣等金屬離子形成穩定的絡合物,有效去除金屬表面的銹跡、水垢和氧化物。在鍋爐、管道等設備的清洗中,檸檬酸可溶解水垢中的碳酸鈣、氫氧化鎂等成分,恢復設備的傳熱效率,延長使用壽命。
在電鍍工藝中,檸檬酸作為絡合劑,調節鍍液中金屬離子的濃度,促進金屬均勻沉積,提高鍍層質量。
在印染行業,檸檬酸可作為pH調節劑和軟水劑,改善染料的上染率和染色均勻性,同時防止水中金屬離子對染料的影響。
在農業領域,檸檬酸可作為土壤改良劑和植物營養調節劑。其酸性能夠調節土壤的pH值,改善堿性土壤的結構,促進植物對養分的吸收。此外,檸檬酸還可用于制備生物有機肥,作為螯合劑提高肥料中微量元素的有效性。
在環保領域,檸檬酸因其生物降解性好、對環境友好的特點,被用作替代傳統強酸的綠色清洗劑。檸檬酸清洗后的廢水可通過生物處理有效降解,減少對環境的污染。同時,檸檬酸還可用于處理工業廢水中的重金屬離子,通過絡合作用將其轉化為無害的沉淀物,實現重金屬的去除和回收。
三乙醇胺同時具備緩沖劑的作用。電鍍過程中,陰極表面會發生析氫反應,導致局部 pH 值下降,影響鍍層質量。三乙醇胺的弱堿性可調節鍍液的酸堿度,通過酸堿中和反應維持 pH 值的穩定。在鋅酸鹽鍍鋅工藝中,三乙醇胺能夠有效緩沖鍍液的 pH 值波動,確保鋅離子的均勻沉積,提高鍍層的耐蝕性和外觀質量。
此外,三乙醇胺還可作為表面活性劑和光亮劑的輔助成分。其分子結構中的親水基團和親油基團使其具備一定的表面活性,能夠降低鍍液的表面張力,促進氫氣的逸出,減少鍍層針孔和麻點的產生。在與其他光亮劑復配時,三乙醇胺能夠增強光亮劑在陰極表面的吸附效果,使鍍層更加光亮、平整,尤其適用于裝飾性電鍍領域。
在實際應用中,需要注意的是,在酸性鍍液中,三乙醇胺可能會與酸發生反應,因此需嚴格控制其用量;而在堿性鍍液中,過高的三乙醇胺濃度可能導致鍍液黏度增加,影響電鍍效率。同時,三乙醇胺的生物降解性較好,相較于一些含氰或含重金屬的添加劑,對環境更加友好,符合當前綠色電鍍的發展趨勢。
磷酸 | 檸檬酸 | EDTA | 草酸 |
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二、化學除銹的應用案例
1、鋼鐵工業:冷軋鋼板預處理
冷軋鋼板在軋制前需去除表面氧化皮(Fe?O?、Fe?O?)。采用鹽酸酸洗工藝,將鋼板浸入15%~20%的鹽酸溶液中,常溫下反應10~30分鐘。鹽酸與氧化皮發生酸溶反應,生成可溶性FeCl?和FeCl?,同時加入烏洛托品(緩蝕劑) 防止基體腐蝕。除銹后的鋼板表面潔凈,便于后續鍍鋅或涂裝。
2、船舶制造:船體除銹與防腐
船舶外殼長期接觸海水,易形成鐵銹(Fe?O??nH?O)和海生物附著。傳統工藝使用硫酸或硝酸酸洗,配合機械打磨;環保工藝采用磷酸+有機胺復合除銹劑,通過絡合與酸溶雙重作用除銹,同時生成磷酸鐵鈍化膜,磷酸與Fe3?形成難溶的磷酸鐵膜,隔絕空氣,延緩銹蝕,除銹效率達95%以上,且鈍化膜可提高船體耐海水腐蝕能力。
3、汽車零部件:發動機缸體除銹
發動機缸體表面銹層影響密封性和散熱性能。使用有機酸(檸檬酸 + 氨基磺酸)混合溶液,60~80℃下循環清洗。檸檬酸絡合Fe3?,氨基磺酸溶解銹層,同時加入緩蝕劑(如硫脲衍生物)保護鋁、鑄鐵等基體。非腐蝕性除銹,不損傷缸體表面精度,適合精密零件處理。
4、管道工程:工業管道內壁除銹
輸油、輸水管道長期使用后內壁形成銹垢,影響流量和介質純度。采用“酸洗+中和+鈍化”三步法:鹽酸溶液循環酸洗(含緩蝕劑),氫氧化鈉溶液中和殘留酸,亞硝酸鈉溶液鈍化,形成防銹膜。酸溶除銹后,鈍化膜隔絕氧氣與金屬接觸。管道內壁清潔度達Sa2.5級(工業標準),延長管道使用壽命。
5、文物保護:青銅器除銹修復
青銅器表面形成有害銹(如氯化亞銅CuCl),需溫和除銹。使用檸檬酸銨溶液局部擦拭,配合機械微雕去除疏松銹層。檸檬酸銨與Cu2?形成可溶性絡合物,選擇性溶解銹層而不損傷基體。保護文物本體,保留歷史包漿,符合文物修復 “最小干預” 原則。
6、環保型除銹劑:生物基有機酸應用
替代傳統強酸,用于市政設施、橋梁鋼結構除銹。使用乳酸、葡萄糖酸等生物基有機酸復配除銹劑,添加表面活性劑增強滲透性。有機酸通過螯合作用溶解銹層,生物降解性好,pH值溫和(4~6)。除銹效率接近鹽酸,廢水COD值降低50%以上,符合環保排放要求。
氨基磺酸 | 氫氧化鈉 | 亞硝酸鈉 | 乳酸 |
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一、金屬礦物加工與精煉
1、低品位軟錳礦浸取
在硝酸溶液中,甲酸可將軟錳礦中的二氧化錳(MnO?)還原為可溶性錳離子(Mn2?),反應式為:MnO2+HCOOH+2HNO3→Mn(NO3)2+CO2↑+2H2O
通過優化甲酸用量(3mL)、液固比(8:1)和反應溫度(100℃),錳浸出率可達 89.44%1。相較于傳統還原劑(如廢糖蜜),甲酸成分單一、無氯離子污染,更適合規模化生產。
2、甲酸鉻制備
甲酸直接還原鉻酐(CrO?)生成甲酸鉻,反應中甲酸既作為還原劑將Cr (VI) 轉化為Cr (III),又作為配位劑形成穩定絡合物:2CrO3+3HCOOH→Cr2(HCOO)6↓+3CO2↑+3H2O
該工藝無需添加硫酸,殘液可回用,避免了傳統方法中硫酸鹽污染。生成的甲酸鉻廣泛用于皮革鞣劑、陶瓷滲花劑等領域。
二、紡織印染與染料還原
1、還原染料染色
在還原染料染色中,甲酸與過硫酸鹽組成復合還原體系,通過生成二氧化碳自由基將染料分子還原為隱色體,該方法替代了傳統保險粉,降低了廢水COD和鹽含量,染色后的織物色牢度與傳統工藝相當。
2、羊毛防縮處理
甲酸在堿性條件下還原羊毛纖維表面的二硫鍵,破壞鱗片結構,實現防縮效果。反應中甲酸分解產生的CO?氣泡還可輔助去除纖維間雜質。
三、化學鍍與金屬表面處理
1、化學鍍鈀
在印刷電路板制造中,甲酸作為還原劑用于化學鍍鈀溶液,將鈀離子還原為金屬鈀:Pd2++HCOOH+2OH?→Pd↓+CO32?+2H2O
甲酸的還原能力溫和可控,可沉積出純鈀層(非合金),適用于高溫焊接和半導體封裝。相較于甲醛還原劑,甲酸更安全且無刺激性氣味。
2、金屬除銹與活化
甲酸通過酸性溶解金屬氧化物(如Fe?O?)和還原性去除表面鈍化膜,實現鋼鐵、鋁等金屬的雙重清潔。例如,在酸性條件下,甲酸可將鐵銹中的Fe3?部分還原為Fe2?,加速溶解過程。
四、廢水處理與重金屬回收
1、含鉻廢水處理
在臭氧 / 過碳酸鈉體系中,甲酸作為協同還原劑,將六價鉻(Cr (VI))還原為三價鉻(Cr (III)),并破絡釋放游離鉻離子,生成的Cr3?與碳酸根結合形成沉淀,回收率可達95%以上。該工藝適用于處理含EDTA絡合鉻的高濃度廢水。
2、貴金屬回收
甲酸可選擇性還原廢水中的銀、金等貴金屬離子。例如,在酸性條件下,甲酸將Ag?還原為銀單質:2Ag++HCOOH→2Ag↓+CO2↑+2H+該反應無需復雜設備,可在常溫下實現貴金屬的高效回收。
五、有機合成與催化反應
1、硝基化合物還原
甲酸在鈀 / 炭催化劑作用下,將硝基苯還原為苯胺:C6H5NO2+3HCOOH→C6H5NH2+3CO2↑+2H2O
相較于傳統鐵粉還原法,甲酸工藝副產物少、原子利用率高,適用于醫藥中間體(如磺胺類藥物)的合成。
2、催化氫化反應
甲酸作為液態儲氫載體,在Ru、Rh等催化劑作用下分解產氫,用于不飽和化合物的加氫反應。
注意事項:
1、酸性腐蝕:高濃度甲酸對皮膚和金屬設備有強腐蝕性,需采用聚乙烯或搪瓷容器儲存。
2、反應控制:在還原金屬離子時,需通過調節pH(通常為 2-5)和溫度(50-100℃)控制反應速率,避免過度還原。
3、尾氣處理:還原反應產生的CO?需通過堿液吸收,避免溫室氣體排放。
在一些金屬制品進行化學鍍之前,會先用磷酸進行表面預處理。例如,對于鋼鐵、鋁及鋁合金等金屬材料,磷酸可以去除金屬表面的氧化皮、銹跡和油污等雜質,同時在金屬表面形成一層磷酸鹽轉化膜。這層轉化膜不僅可以提高金屬表面的粗糙度,增加鍍層與基體的結合力,還能起到一定的防護作用,防止金屬在鍍前再次生銹。以汽車發動機缸體為例,在進行化學鍍之前,通常會采用磷酸溶液對其表面進行處理,這樣可以確保后續化學鍍鍍層的質量,提高缸體的耐磨性和耐腐蝕性,延長發動機的使用壽命。
在化學鍍銅等工藝中,添加適量的磷酸可以改善鍍層的性能。磷酸可以影響銅離子的還原速率和晶體生長方式,使鍍層的晶粒細化,結構更加致密,從而提高鍍層的導電性、耐蝕性和抗氧化性。例如,在印刷電路板的制造中,化學鍍銅是形成導電線路的關鍵工藝之一,加入磷酸可以優化鍍銅層的性能,確保電路板的電氣性能穩定可靠,同時提高其在惡劣環境下的使用壽命。
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