不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法
2023-08-12 15:33:16 1
專利名稱：不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法
技術領域：
本發明涉及不鏽鋼蝕刻廢液再生的方法，特別是不鏽鋼蝕刻板生產過程中酸性三氯化鐵蝕刻廢液的再生的簡易方法。
背景技術：
不鏽鋼蝕刻技術在不鏽鋼印花、雕刻中有著廣泛應用。酸性三氯化鐵蝕刻液因其價廉、腐蝕效率穩定且不產生有害及易燃氣體，長期以來一直是不鏽鋼蝕刻裝飾板生產過程中的首選。在酸性三氯化鐵的溶液中，三價鐵與不鏽鋼中的鐵反應，生成二價鐵。隨著反應的進行，蝕刻液中的三價鐵濃度不斷降低，二價鐵濃度不斷升高，氧化還原電位不斷的衰減，腐蝕效率的降低。當電位衰減到一定程度，蝕刻液腐蝕效果不能滿足印花和雕刻等要求，此時就必須停機將蝕刻機液缸內的所有廢液抽出，更換新的蝕刻液方可繼續進行生產。這種間歇式生產方式不但生產效率低下，而且工廠還需要安排大量場地堆放蝕刻液和蝕刻 廢液，安全隱患大。不鏽鋼裝飾材料企業對蝕刻廢液一般是通過私自排放或者由生產廠商無償回收等方式處理，造成環境汙染和資源浪費。而現有對於蝕刻液的再生方法(參見專利CN02116014. 7、CN200310120087. 8、CN200810065306. X)工藝複雜且成本高，難以在工業生產中實現在線更新、再生和循環利用。本發明基於蝕刻液中二價鐵的氧化反應，採用雙氧水、高錳酸鉀、和氯酸鈉為氧化齊U，實現了蝕刻廢液的迅速再生。此法簡單易行且成本低，特別適合在不鏽鋼蝕刻生產線上應用。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種能在不鏽鋼蝕刻生產線上直接使用，實現酸性三氯化鐵蝕刻廢液再生和循環利用的方法。鑑於上述發明目的，本發明採用了如下的技術方案不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，向蝕刻廢液或循環流動的蝕刻廢液中先加入廢液重量1-15%的氧化劑，後加入廢液重量5-25%的工業鹽酸，保持蝕刻廢液攪拌或循環流動一段時間即完成廢液整個再生過程。尤其是通過少量多次的方式加入氧化劑，以2-6次的方式加入全部氧化劑，每次的加量可大致相同。在該技術方案中，不鏽鋼蝕刻廢液的再生溫度是室溫_50°C，尤其是恆定為35-500C;最好是40-50°C。不鏽鋼蝕刻廢液主要組成為酸性三氯化鐵溶液，波美度為40-44 ；工業鹽酸質量百分比濃度為30-37%。氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、氯酸鈉中的一種；當使用雙氧水為氧化劑時,所使用的雙氧水為工業級或化學純等均可，質量百分比濃度為30%，用量為蝕刻廢液重量的5-15%，工業鹽酸用量為蝕刻廢液重量的15-25% ;當使用高錳酸鉀為氧化劑時，所使用的高錳酸鉀為工業級或化學純等均可，用量為蝕刻廢液重量的1_5%，工業鹽酸用量為蝕刻廢液重量的5-25% ;當使用氯酸鈉為氧化劑時，所使用的氯酸鈉為工業級或化學純等均可，用量為蝕刻廢液重量的1-5% ;工業鹽酸用量尤其是為蝕刻廢液重量的5-20% ;待氧化劑和工業鹽酸都加入後或加入時，蝕刻廢液進行攪拌或保持循環流動的時間為5-15分鐘。本發明氧化劑和工業鹽酸的添加量主要根據蝕刻液的氧化還原電位和蝕刻後樣板的質量損失情況決定。蝕刻消耗比較多時，添加量就要多一些。本發明的有益效果是與現有技術相比，本發明不鏽鋼蝕刻廢液再生方法的優點在於
I.工藝簡單，可在線添加，可實現連續生產。只需要向不鏽鋼蝕刻廢液中加入所需原料，就能實現再生和循環使用，避免了頻繁換缸，縮短了蝕刻板生產周期，提高了生產效率。2.成本低廉，性價比高。本發明技術再生每噸蝕刻廢液的成本不足200元，性價比聞。3.再生蝕刻液的蝕刻效果與原液相當，使用周期得以延長。在相同條件下，分別利用本發明實施例1-3所獲得的再生蝕刻液以及原液對同批次900mmX900mm的304不鏽鋼板進行蝕刻，蝕刻時間3min，蝕刻溫度40°C，利用重量法和氧化還原電位分析法(0RP計)分析不同蝕刻液在多次蝕刻後的蝕刻效果。由圖I、圖2可以發現，再生蝕刻液的氧化還原電位超過原液，多次蝕刻後樣板的質量損失仍高於原液，以上結果充分說明利用本發明提供的方法獲得的再生蝕刻液的蝕刻效果達到原液水平，使用周期比原液更長。本發明是不鏽鋼蝕刻廢液再生利用的簡易方法。使不鏽鋼蝕刻廢液的蝕刻效率恢復至新液水平，達到再生和循環利用的目的。本方法無須添加三氯化鐵且不用換缸，再生速度快、操作簡單、成本低，可實現不鏽鋼蝕刻液的長期循環使用。
圖I為質量損失隨蝕刻次數的變化圖。圖2為氧化還原電勢隨蝕刻次數的變化圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例的方式對本發明關於不鏽鋼蝕刻液再生方法進行說明，但本發明不局限於這些實施例。實施例I在40°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入IOOkg質量百分比濃度為30%的雙氧水，然後再加入180kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動10分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例2在35°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入35kg高錳酸鉀至全部溶解，然後再加入170kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動10分鐘即可完成蝕刻液再生。化學純鹽酸當然更好。實施例3在40°C恆溫下，通過少量多次的方式向IOOOkg蝕刻廢液中先加入20kg氯酸鈉至全部溶解，然後再加入120kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液攪拌10分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例4在45°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入150kg質量百分比濃度為30%的雙氧水，然後再加入230kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動10分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例5 在50°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入15kg高錳酸鉀至全部溶解，然後再加入90kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動5分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例6在45°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入40kg氯酸鈉至全部溶解，然後再加入180kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動15分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例7在50°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入75kg質量百分比濃度為30%的雙氧水，然後再加入230kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動5分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例8在45°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入45kg高錳酸鉀至全部溶解，然後再加入240kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動15分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例9在50°C恆溫下，通過少量多次的方式向循環流動的IOOOkg蝕刻廢液中先加入IOkg氯酸鈉至全部溶解，然後再加入70kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持蝕刻液循環流動5分鐘即可完成蝕刻液再生。實施例10在40°C條件下，對IOOOkg蝕刻廢液中先加入15kg氯酸鈉，攪拌至全部溶解，然後再加入65kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸，保持攪拌5分鐘即可完成蝕刻液再生，靜置過濾後即可回用。蝕刻消耗比較多時，添加50kg氯酸鈉和250kg質量百分比濃度為30-37%的工業鹽酸。
權利要求
1.一種不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於向蝕刻廢液或循環流動的蝕刻廢液中先加入廢液重量1-15%的氧化劑，後加入廢液重量5-25%的工業鹽酸，保持蝕刻廢液攪拌或循環流動一段時間即完成廢液再生。
2.根據權利要求I所述的不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於通過2-6次的方式加入氧化劑。
3.根據權利要求I所述的不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於所述的不鏽鋼蝕刻廢液主要成份為酸性三氯化鐵溶液，波美度為40-44。
4.根據權利要求1-3之一所述的不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於所述的氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、氯酸鈉中的一種。
5.根據權利要求4所述的不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於所述的雙氧水質量百分比濃度為30%，用量為蝕刻廢液重量的5-15% ;所述的高錳酸鉀用量為蝕刻廢液重量的1-5% ;所述的氯酸鈉用量為蝕刻廢液重量的1_5%。
6.根據權利要求I所述的不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，其特徵在於所述的工業鹽酸質量百分比濃度為30-37% ;當使用雙氧水為氧化劑時，鹽酸用量為蝕刻廢液重量的15-25% ;當使用高錳酸鉀為氧化劑時，鹽酸用量為蝕刻廢液重量的5-25% ；當使用氯酸鈉為氧化劑時，鹽酸用量為蝕刻廢液重量的5-20%。
7.根據權利要求I所述的不鏽鋼蝕刻廢液再生的簡易方法，其特徵在於氧化劑和工業鹽酸都加入後，蝕刻液保持循環流動的時間為5-15分鐘。
8.根據權利要求I所述的不鏽鋼蝕刻廢液再生的簡易方法，其特徵在於蝕刻液的處理溫度為室溫_50°C。
9.根據權利要求8所述的不鏽鋼蝕刻廢液再生的簡易方法，其特徵在於蝕刻液的處理溫度為40-50°C ;所述的不鏽鋼蝕刻廢液的在線循環流動再生時溫度恆定在40-50°C。
全文摘要
本發明提供一種不鏽鋼蝕刻生產線蝕刻廢液再生和循環利用的方法，向蝕刻廢液或循環流動的蝕刻廢液中先加入廢液重量1-15%的氧化劑，後加入廢液重量5-25%的工業鹽酸，保持蝕刻廢液攪拌或循環流動一段時間即完成廢液再生。尤其是通過2-6次的方式加入氧化劑。本發明是不鏽鋼蝕刻廢液再生利用的簡易方法。使不鏽鋼蝕刻廢液的蝕刻效率恢復至新液水平，達到再生和循環利用的目的。本方法無須添加三氯化鐵且不用換缸，再生速度快、操作簡單、成本低，可實現不鏽鋼蝕刻液的長期循環使用。
文檔編號C23F1/46GK102965667SQ20121052599
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者陸洪彬, 唐偉, 高揚之, 孟祥康, 馮春霞, 朱善忠, 桑志宏, 黃立新 申請人:南通南京大學材料工程技術研究院, 南京大學, 海門市森達裝飾材料有限公司