CN102409329B - 一种无磷无氟无重金属的替磷剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种无磷无氟无重金属的替磷剂及其制备方法，它由如下重量百分比的原料制成：盐1-28％，酸1-15％，碱1-15％，添加剂0.1-5％，屏蔽剂0.1-9％，余量为自来水；经如下步骤制备而成：a备料、b配制屏蔽剂、c配制添加剂、d在塑料反应釜中加入所配产品余量的自来水，加热并冷却后加入余量的酸，加入碱调pH值到4-6、e加入添加剂、f加入屏蔽剂，过滤后得滤液产品。因本发明采用无磷无氟无重金属的原料，在生产和使用过程中产生的废水不含磷、氟和重金属等污染物，无需净化处理，可以直接排放，也无危险固态废物，因此对环境不产生污染，对人体不产生伤害，不但节省大量的排污费，还有利于保护生态环境；本替磷剂使用时产品表面成膜均匀、致密、连续、附着力好、防腐性能强，能完全取代磷化剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种无磷无氟无重金属的替磷剂及其制备方法，属于金属表面化学处理技术领域。
背景技术
磷化处理工艺技术广泛应用于汽车工业、机械工业、家用电器、造船工业、航空工业、武器装备制造等领域。磷化技术通过100多年的发展，近代已取得了许多新的成就。特别是改革开放以来，随着五金行业、家用电器和汽车工业的迅猛发展，磷化工艺在其工业应用领域得以大大地拓宽，使得其成为钢铁加工、防腐、装饰等不可缺少的重要工艺技术；据2009年01月26日中国钢铁磷化剂产业研究及市场预测报：2006年磷化剂产值211924亿元，2007年磷化剂产值257306亿元，2008年磷化剂产值300670亿元。
环境的严重污染，资源的过度开发，已使人类生存受到威胁。作为工业链中重要一环的金属磷化行业属高污染行业更是面临挑战；由于磷化产品是以磷酸、磷酸盐为基础，加上含锌、镍、铜、锰、铬等重金属盐和含氟盐作为添加剂配制而成，根据磷化工艺特性，磷化废水中不仅含磷、氟、锌、镍、铜、锰、铬等有害成分，而且还会产生大量的含磷废渣；
大量含磷废水的排放流入湖泊和海洋，导致了水体中磷超标引起的水体富营养化越来越严重。根据国家组织的湖泊调查所获得的数据，在20世纪70年代，全国大约27％的湖泊富营养化；80年代后期，富营养化的湖泊已经到了61％；90年代后期，有85％的湖泊富营养化。据此估计，目前不仅湖泊富营养化面积增加，全国范围的富营养化灾难也已形成；淡水富营养化后，水华﹙蓝藻﹚就会频繁出现，而且面积逐年扩散，持续时间逐年延长。近些年来，太湖、滇池、巢湖、洪泽湖等都有水华出现，就连流动的河流，如长江最大支流—汉江下游汉口江段中也出现了水华。
6月5日是世界环境日，但在世界环境日前夕，江苏省无锡市因太湖蓝藻引发公共饮水危机，在一夜之间让数百万群众的生活受到严重干扰；太湖流域是全国经济最发达的地区之一，包含上海、南京、杭州、苏州、无锡等大中城市，国内生产总值的八分之一至七分之一是太湖流域创造的。然而随着经济发展而来的却是太湖被污染。太湖地区废水排放量近32亿吨，氮近8万吨，磷5000吨。在一定气温下，蓝藻大面积积极迅速繁殖。当气温、水温变化时，蓝藻会突然死亡、腐烂，散发臭气。昔日碧波浩淼的太湖不仅变成了各类水藻的乐园，更为严重的是太湖流域近亿人口将发生饮水危机。因此从上世纪80年代乡镇企业异军突起到90年代外资的大举进入，这些年来，数以千计的污染企业在太湖沿岸聚集。尽管太湖治理一直没有停歇，但治理的速度终究赶不上污染的速度。这次无锡水危机，正是长期污染后太湖的一次报复。
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题，营养物质去除的高难度，至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理只能去除30-50％的氮、磷。10多年前，云南滇池蓝藻爆发。尽管近年来云南在蓝藻治理上投入了大量人力和物力，但是治理效果仍不理想。根据国外治理湖泊的经验，一个湖泊被污染，只要10年左右时间，而要恢复到被污染前的水质，至少要几十年，而花费的治理代价，更是成百上千亿的资金。
发明内容
为了克服现有磷化剂存在的环境污染问题，本发明的目的是提供一种无磷无氟无重金属的替磷剂，用以完全取代磷化剂，避免对环境造成污染，降低企业治污费用；本发明的另一个目的是提供这种替磷剂的制备方法。
为解决其技术问题，本发明人在现有磷化技术的基础上，大胆创新，经过长期研究和试验，最后研制出一种既无磷无氟无重金属又能完全取代磷化剂的替磷剂及其制备方法；本发明所述无磷无氟无重金属替磷剂由如下重量百分比的原料制成：盐1-28％，酸1-15％，碱1-15％，添加剂0.1-5％，屏蔽剂0.1-9％，余量为自来水；其中所述盐为：硝酸镁，葡萄糖酸钠，钨酸钠和EDTA二钠 ；所述酸为：硝酸和葡萄糖酸；所述碱为片碱；所述屏蔽剂：由EDTA二钠，葡萄糖酸和水自制而成，所述添加剂：由葡萄糖酸，钨酸钠和水自制而成。
本发明所述无磷无氟无重金属替磷剂的制备方法，包括如下步骤：
1、备料：备齐所需原料：盐1-28％，酸1-15％，碱1-15％，添加剂0.1-5％，屏蔽剂0.1-9％，余量为自来水；
2、配制屏蔽剂:先取所配制产品的自来水的1-20％加入不锈钢反应釜中，加热到60-80℃，慢慢加入1-6％的盐进行溶解，溶解完毕后进行冷却，然后再慢慢加入0.1-5％的酸，待反应完成后冷却备用；
3、配制添加剂：再取所配制产品的自来水的1-18％加入不锈钢反应釜中，加热到70-90℃，慢慢加入0.1-5％的酸，溶解完毕后再慢慢加入0.1-5％的盐，不断搅拌直至完全溶解，冷却备用；
4、在塑料反应釜中加入所配产品余量的自来水，加热到50-60℃，先加入余量的盐进行溶解，冷却后再慢慢加入余量的酸，然后加入碱进行PH值调整到4-6；
5、将步骤3配制好的添加剂加入到步骤4溶液中；
6、最后将步骤2配置好的屏蔽剂加入到步骤5溶液中，并进行过滤，滤液为产品；
7、最后是桶装、检验、入库。
与现有磷化剂产品相比，本发明有如下特点和进步：
1、因本发明采用无磷无氟无重金属的原料，在生产和使用过程中产生的废水不含磷、氟和重金属等污染物，无需净化处理，可以直接排放，因此对环境不产生污染，对人体不产生伤害，不但节省大量的排污费，还有利于保护生态环境；
2、本替磷剂生产过程中槽液稳定，长期使用不产生磷化废渣，无危险固态废物；
3、本替磷剂生产过程中采用常温操作，能降低能耗，减少废气排放；
4、本替磷剂使用时产品表面成膜均匀、致密、连续、附着力好、防腐性能强；
5、本发明的综合成本低于传统磷化工艺，能降低企业生产成本；
6、本发明生产工艺流程短，操作简便，可提高工效。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
实施例：无磷无氟无重金属替磷剂的制备方法，包括如下步骤：
a、备料：盐：硝酸镁100克，葡萄糖酸钠120克，钨酸钠12克，EDTA二钠 50克；酸：硝酸60克，葡萄糖酸40克；碱：片碱10克；
b、配制屏蔽剂：先取自来水的100克加入不锈钢反应釜中，加热到60-80℃，慢慢加入50克的EDTA二钠进行溶解，溶解完毕后进行冷却，然后再慢慢加入20克的葡萄糖酸，待反应完成后冷却备用；
c、配制添加剂：再取自来水的80克加入不锈钢反应釜中，加热到70-90℃，慢慢加入20克葡萄糖酸，溶解完毕后再慢慢加入12克钨酸钠，不断搅拌直至完全溶解，冷却备用；
d、在塑料反应釜中加入余量的自来水380克，加热到50-60℃，先加入120克葡萄糖酸钠和100克硝酸镁进行溶解，冷却后再慢慢加入60克硝酸，然后加入10克片碱进行PH值调整4-6；
e、将步骤c配制好的添加剂加入到步骤d溶液中；
f、最后将步骤b配置好的屏蔽剂加入到步骤e溶液中，并进行过滤，滤液为产品；
g、最后是桶装、检验、入库。
Claims (1)
1. 一种无磷无氟无重金属的替磷剂制备方法，其特征是：它包括如下步骤：
a、备料：盐：硝酸镁100克，葡萄糖酸钠120克，钨酸钠12克，EDTA二钠 50克；酸：硝酸60克，葡萄糖酸40克；碱：片碱10克；b、配制屏蔽剂：先取自来水的100克加入不锈钢反应釜中，加热到60-80℃，慢慢加入50克的EDTA二钠进行溶解，溶解完毕后进行冷却，然后再慢慢加入20克的葡萄糖酸，待反应完成后冷却备用；c、配制添加剂：再取自来水的80克加入不锈钢反应釜中，加热到70-90℃，慢慢加入20克葡萄糖酸，溶解完毕后再慢慢加入12克钨酸钠，不断搅拌直至完全溶解，冷却备用；d、在塑料反应釜中加入余量的自来水380克，加热到50-60℃，先加入120克葡萄糖酸钠和100克硝酸镁进行溶解，冷却后再慢慢加入60克硝酸，然后加入10克片碱进行PH值调整4-6；e、将步骤c配制好的添加剂加入到步骤d溶液中；f、最后将步骤b配置好的屏蔽剂加入到步骤e溶液中，并进行过滤，滤液为产品；g、最后是桶装、检验、入库。
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