RU2386729C2 - Способ удаления окалины - Google Patents
Способ удаления окалины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386729C2 RU2386729C2 RU2008126184/02A RU2008126184A RU2386729C2 RU 2386729 C2 RU2386729 C2 RU 2386729C2 RU 2008126184/02 A RU2008126184/02 A RU 2008126184/02A RU 2008126184 A RU2008126184 A RU 2008126184A RU 2386729 C2 RU2386729 C2 RU 2386729C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scale
- edta
- solution
- mol
- oedf
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к удалению окалины с углеродистой стали и может быть использовано для промывок теплоэнергетического оборудования - паровых котлов и систем коммуникации. Способ удаления окалины с углеродистых сталей включает травление окалины раствором, содержащим 0,002-0,005 моль/л комплексона ЭДТА или ОЭДФ, 0,01-0,1 моль/л протонированного комплекса Fe(II) с ЭДТА или ОЭДФ, 1-2 г/л серной кислоты и воду и имеющим pH 2,2 при использовании ЭДТА или pH 1,5 при использовании ОЭДФ, при 60-110°С и интенсивном перемешивании раствора с частотой вращения мешалки 1000 об/мин, при этом травление окалины осуществляют после продувки раствора азотом или добавления в него 0,01 г/л гидразина или гидроксиламина. Способ обеспечивает полное растворение окалины с поверхности стального оборудования при сохранении физико-химических параметров металла и повышении скорости удаления оксидно-солевых отложений с поверхности, при этом отработанный регенерированный раствор можно использовать многократно. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к выщелачиванию железа из оксидно-рудного техногенного сырья, удалению окалины с углеродистой стали, и может быть использовано для промывок теплоэнергетического оборудования (паровых котлов и систем коммуникации).
Известен способ удаления окалины (патент RU 2169794 C1), заключающийся в применении многостадийного метода очистки металлических поверхностей от отложений с использованием в щелочной среде ОЭДФ и сульфита натрия. Недостатком данного способа удаления окалины является повышение охрупчивания металла за счет наводораживания стали, связанное с использованием сульфита натрия. Использование неоптимальных режимов удаления окалины резко повышает время снятия отложений до 48 часов.
В патенте RU 2119553 C1 предлагается сложная композиция раствора, содержащая в своем составе дорогостоящие вещества (малеиновую, сульфомалеиновую кислоты, моно(алкиловые, диоксиалкиловые) эфиры сульфомалеиновой кислоты), не производимые в России в больших объемах, что резко повышает стоимость применяемого метода. В указанной заявке предлагают использовать очищенные вещества, что экономически не выгодно. Кроме того, к недостаткам метода следует отнести невозможность использования отработанных растворов. Условия, предложенные в изобретении, не соответствуют оптимальному режиму удаления окалины (φ=0,2 В и pH 2).
Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является способ удаления окалины с использованием раствора для очистки стальной и латунной поверхностей теплоэнергетического оборудования (патент SU 1805687 A1), заключающийся в использовании ЭДТА и пероксида водорода в кислой среде.
В известном способе удаления отложений, выбранном в качестве прототипа, увеличение скорости растворения отложений достигается использованием комплексонов ЭДТА в условиях pH 8-8,5 при 40-50°С.
Недостатком данного способа является создание в растворе высокого положительного потенциала, который затрудняет растворение оксидов железа. Для создания раствора в изобретении необходимо применение химически чистых веществ, что резко повышает стоимость метода. Кроме того, данные растворы рекомендуется использовать только один раз, с последующим удалением отработанного раствора.
Исследования показали, что наиболее эффективным способом удаления окалины с углеродистых сталей является использование регенерированных протонированных комплексонатов железа (II) с ЭДТА (или ОЭДФ) при pH 1,5-3,5 в деаэрированных растворах.
В изобретении решается задача полного растворения окалины с поверхности стального оборудования при сохранении физико-химических параметров металла и повышения скорости выщелачивания оксидов железа из различных оксидно-рудных фаз.
Поставленная задача решается тем, что используется протонированный комплекс (Fe(II) с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) или оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФ)) состава FeHY- (где Y - это анион кислоты в случае использования ЭДТА состава HC10N2O8 3-, в случае использования ОЭДФ состава C2O7P2H4 3-) в концентрации от 0,01 до 0,1 моль/л (2-20 г/л), содержащего в композиции ЭДТА (ОЭДФ) в пределах концентрации от 0,002 до 0,005 моль/л (5-20 г/л), H2SO4 0,01-0,02 моль/л (1-2 г/л), гидразин 0,0003 моль/л (0,01 г/л). Предлагаемый способ позволяет повысить скорость удаления оксидно-солевых отложений с поверхности в 10-100 раз (графики 1, 2). Способ позволяет использовать отработанные растворы, проводя их регенерацию. Регенерация заключается в восстановлении Fe(III) до FeHY- и создании pH 1-3. Использование данного метода позволяет ускорить процесс удаления отложений до 1 часа и повысить экономическую эффективность.
На основе проведенных экспериментальных исследований определены оптимальные технологические условия травления окалины с поверхности стального оборудования. Оптимальное значение pH при использовании предлагаемого способа 1,5 (при использовании ОЭДФ) или 2,2 при использовании ЭДТА (задается добавкой серной кислоты) при Т=60-110°С. Травление осуществляется в атмосфере азота, создаваемой продувкой или добавлением восстановителя гидразина (N2H4) в количестве 0,0003 моль/л (0,01 г/л).
Условия проведения эксперимента по обоснованию оптимальных режимов использования данного способа: pH 1-3,5; m (Fe3O4)=20 мг, Vp-pa 100 мл, радиус частиц = 0,27 мкм, поверхность 9,7 м2/г, Т=60°С, в атмосфере азота при перемешивания раствора с частотой вращения мешалки ω=1000 об/мин.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в предлагаемом способе удаления окалины предполагается использование комплекса FeHY-, который проявляет сильные восстановительные свойства, восстанавливая поверхность Fe2O3, Fe3O4 до Fe(OH)2. Предлагаемый способ позволяет многократное использование отработанного регенерированного раствора комплексонатов, а не чистого, что более эффективно. После удаления отложений промывочный раствор нагревается до 130-150°С с целью формирования защитной магнетитовой пленки на стальной поверхности.
К недостаткам данного способа следует отнести тот факт, что он применим только для закрытых систем, в которых сохраняется неустойчивый в атмосфере кислорода комплекс FeHY-, или требует применения восстановителя (гидразин или гидроксиламин).
Оптимальные условия применения изобретения поясняются следующими графиками:
График 1. Зависимость скорости растворения магнетита в серной кислоте от pH при концентрации ЭДТА - 0,01М (1), ОЭДФ-0,1М (2)-0,01М (3), H2SO4 контроль без добавок комплексонов (4).
График 2. Влияние концентрации ЭДТА (2) и FeHY- (1) на скорость растворения магнетита при pH 3,5; Т=60°С.
График 3. Определение области существования комплекса FeHY- на диаграмме Е - pH (диаграмма Пурбе).
Из анализа данных следует, что оптимальное значение pH использования раствора для ЭДТА составляет pH 2,2, а для ОЭДФ pH 1,5. С повышением концентрации комплексонов скорость растворения пропорционально увеличивается.
Из экспериментальных результатов, представленных на графике 2, видно что скорость растворения магнетита от концентрации ЭДТА проходит через максимум, приходящийся на СЭДТА=0,003 моль/л. Добавки протонированного комплекса увеличивают скорость растворения навески Fe3O4, при этом наблюдается предельное значение скорости, которое описывается уравнением вида:
где Won - экспериментальное значение удельной скорости растворения;
W0 - константа скорости реакции;
Fe(II)HY-, H3Y-, А- - равновесные концентрации ионов соответственно Fe(II)HY-, H3Y- и анионов А- (в данном случае SO4 2-);
Ka1, Ka2, Ka3 - величины, обратные константам равновесия при адсорбции А-, Fe(II)HY-, H3Y- соответственно.
Для обоснования оптимальных условий растворения магнетита предлагается термодинамический подход оптимального режима существования протонированного комплекса с помощью диаграммы E-pH, представленной на графике 3.
Из анализа данных графика 3 следует, что оптимальные условия для удаления окалины предложенным способом находятся в пределах pH 1-3 и окислительно-восстановительного потенциала от 0,2 до 0 В. Это значение потенциала (Е) можно создать, продувая систему азотом или добавляя восстановители: гидразин (или гидроксиламин) 0,0003 моль/л.
Пример конкретного выполнения заявленного способа
Таким образом, использование предлагаемого экономичного и качественного способа удаления окалины позволяет повысить скорость удаления оксидно-солевых отложений с поверхности в 10-100 раз по сравнению с использованием чистого комплексона. При этом отработанный регенерированный раствор комплексонатов можно использовать многократно, что экономически эффективно, обеспечивает минимальный уровень коррозии металла в процессе его травления и обеспечивает сохранение неизменными всех физико-химических свойств металла, повышает долговечность оборудования и его производительность.
Claims (1)
- Способ удаления окалины с углеродистых сталей, включающий травление окалины раствором, содержащим 0,002-0,005 моль/л комплексона ЭДТА или ОЭДФ, 0,01-0,1 моль/л протонированного комплекса Fe(II) с ЭДТА или ОЭДФ, 1-2 г/л серной кислоты и воду и имеющим pH 2,2 при использовании ЭДТА или pH 1,5 при использовании ОЭДФ, при 60-110°С и интенсивном перемешивании раствора с частотой вращения мешалки 1000 об/мин, при этом травление окалины осуществляют после продувки раствора азотом или добавления в него 0,01 г/л гидразина или гидроксиламина.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (ru) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Способ удаления окалины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (ru) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Способ удаления окалины |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008126184A RU2008126184A (ru) | 2010-01-10 |
RU2386729C2 true RU2386729C2 (ru) | 2010-04-20 |
Family
ID=41643631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008126184/02A RU2386729C2 (ru) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Способ удаления окалины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386729C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500795C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Средство для химической очистки с металлических поверхностей коррозионных отложений |
RU2507312C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Способ очистки металлических поверхностей от коррозионных отложений |
RU2627377C1 (ru) * | 2016-12-22 | 2017-08-08 | ГОДЗОЕВ Олег Александрович | Композиция для растворения коррозионных отложений |
-
2008
- 2008-06-30 RU RU2008126184/02A patent/RU2386729C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500795C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Средство для химической очистки с металлических поверхностей коррозионных отложений |
RU2507312C1 (ru) * | 2012-06-29 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Способ очистки металлических поверхностей от коррозионных отложений |
RU2627377C1 (ru) * | 2016-12-22 | 2017-08-08 | ГОДЗОЕВ Олег Александрович | Композиция для растворения коррозионных отложений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008126184A (ru) | 2010-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007024644A5 (ru) | ||
JPH039438B2 (ru) | ||
US4514270A (en) | Process for regenerating cleaning fluid | |
CN105331991A (zh) | 一种奥氏体不锈钢的酸洗钝化方法 | |
RU2386729C2 (ru) | Способ удаления окалины | |
RU2583500C2 (ru) | Травление нержавеющей стали в окислительной электролитической ванне с кислотой | |
CA2678753C (en) | Method for removing deposits containing magnetite and copper from containers in industrial and power plants | |
JP2020530069A (ja) | 硫化鉄スケール除去液の腐食低減 | |
Evans et al. | Photochemical removal of uranium from a phosphate waste solution | |
JP2014198286A (ja) | 難生物分解性有機物含有水の処理方法及び処理装置 | |
KR20140036145A (ko) | 산세 용액으로부터 질산을 회수하기 위한 시스템 및 방법 | |
WO2016029089A1 (en) | Method for removing materials from coal fire generated catalysts | |
JP6522969B2 (ja) | 放射性物質の除去方法 | |
CN108408960B (zh) | 一种回收处理含铁的酸洗报废液的方法 | |
JPH0765204B2 (ja) | 鉄酸化物の溶解除去法 | |
JP6956613B2 (ja) | 洗浄装置及び洗浄方法 | |
JP2007131885A (ja) | 鋼材の酸洗方法及び鋼材酸洗液 | |
KR970070244A (ko) | 스테인레스강 및 크롬 및/또는 니켈 합금강의 스케일제거방법, 이에 사용되는 산세조성물 및 산세폐액 재생방법 | |
JP2002322581A (ja) | 硝フッ酸廃液の再生方法およびステンレス鋼の酸洗方法 | |
TWI646055B (zh) | 液體觸媒協同光催化反應去化廢酸溶液中雙氧水之方法及裝置 | |
JP2003236564A (ja) | 金属フッ化物を含有する水溶液の処理方法 | |
JP4477869B2 (ja) | 有機物を含む廃液、特に放射性廃液を処理する方法 | |
JP3043522B2 (ja) | 貴金属イオンを含有する酸洗廃液中の貴金属イオン回収方法 | |
JP3229169B2 (ja) | 金属酸化物を含むスケールの除去方法 | |
Lobacheva et al. | Solvent sublation of cerium ions from dilute aqueous solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140701 |