способ очистки металлической поверхности с последующей регенерацией водного моющего раствора

Формула изобретения

Способ очистки металлической поверхности с последующей регенерацией водного моющего раствора, включающий очистку поверхности от загрязнений водным моющим раствором, фазовое разделение отработанного раствора на органические загрязнения и компоненты моющего раствора, отличающийся тем, что при снижении степени очистки поверхности менее 96% раствор корректируют до исходного состояния и возвращают в цикл очистки, возвращение откорректированного раствора в цикл очистки осуществляют до достижения контрольной степени очистки поверхности, а далее отработанный моющий раствор охлаждают до температуры 15-35°С и подвергают механическому воздействию до состояния, пригодного для фазового разделения отработанного раствора на органические загрязнения и компоненты моющего раствора методом фильтрации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимической очистке металлических поверхностей от трудноудаляемых масляных загрязнений, например от прокатных смазок, с помощью моющих растворов, содержащих каустическую соду, фосфаты и поверхностно-активные вещества (ПАВ), а также может быть применимо и при химической очистке.

Очистка металлических поверхностей водными моющими растворами широко известна, однако задача регенерации моющих растворов является новой для промышленности. Между тем отработанные моющие растворы содержат компоненты, полезные свойства которых до конца не использованы в процессе очистки металла.

Для более эффективного использования рабочих компонентов раствора отработанный моющий раствор нужно восстановить до рабочего состояния с целью повторного использования по его назначению. Для этого необходимо создать технологию отделения загрязнений от рабочих компонентов моющего раствора.

Известен способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений с помощью водного моющего раствора, способного эмульгировать углеводородные загрязнения (патент RU, 2135304, публ. 1999 г.). Известный способ представляет собой очистку поверхности по замкнутому циклу с использованием раствора, образующего неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, содержащий полиэлектролит и моющие добавки. Способ содержит также регенерацию моющего раствора, которую осуществляют путем фазового разделения эмульсии с последующим отделением органической фазы и возвращением водной фазы в цикл очистки. При этом фазовое разделение эмульсии осуществляют в емкости путем гравитационного отстоя.

Для реализации фазового разделения эмульсии в процессе очистки обеспечивают объемное соотношение органических загрязнений и моющего раствора не менее чем 1:2. Это соотношение характеризует объемное соотношение органической и водной фаз в эмульсии, полученной в процессе очистки поверхности, которое является критичным для исключения гелеобразования, т.к. полиэлектролиты склонны к образованию полимерколлоидных комплексов.

Объемное соотношение органических загрязнений и моющего раствора выдерживают путем предварительной оценки объема отмываемых загрязнений, что возможно приемлемо для очистки емкостей, но не для очистки, например, обрабатываемых движущихся металлических листов. Для технологических процессов такого рода желателен длительный срок работоспособности моющего раствора, поэтому оказываются востребованными моющие растворы с большой «вместимостью» загрязнений. В этом случае при температуре 15-35°С отработанные растворы превращаются в коллоиды, состоящие из компонентов моющего раствора, механических примесей, маслошлама и производственной пыли.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа очистки отработанных моющих растворов, содержащих большой объем загрязнений с их последующей регенерацией и возвращением в цикл очистки.

В отличие от известного способа, техническая сущность возможности регенерации которого состоит в таком фазовом разделении эмульсии с последующим отделением органической фазы, которое предотвращает гелеобразование полиэлектролитов, новый способ позволяет разделять именно коллоидные системы. Это отличие позволяет многократно использовать моющий раствор, при необходимости подвергая его корректировке до исходного состояния. Необходимость корректировки обуславливается снижением степени очистки менее чем 96%. При недостижении этой степени очистки поверхности моющий раствор больше не корректируют, а подвергают регенерации. При охлаждении до температуры 15-35°С отработанный моющий раствор превращается в коллоид, который подвергают механическому воздействию до появления «рыхлых» частиц. Это состояние является приемлемым для фильтрации, в результате которой получается очищенный моющий раствор, пригодный для последующей корректировки и возвращения в цикл очистки, и уплотненный осадок из загрязнений, который может быть удален механическим путем для последующего складирования. Отметим, что в данном способе фазовое разделение отработанного раствора осуществляют без применения гравитационного отстоя.

Таким образом, заявленный способ позволяет длительное время использовать моющий раствор при том, что после регенерации очищенный моющий раствор содержит до 70% каустической соды. Механическое воздействие на коллоидное состояние отработанного моющего раствора можно осуществлять, например, сжатым воздухом, шнековым насосом или иными методами.

Новый технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного способа, заключается в длительной работоспособности моющего раствора, в сохранении большого количества полезных компонентов моющего раствора и возвращении их в цикл очистки.

Способ реализуют следующим образом. Очистке подвергали движущийся металлический лист, один квадратный метр которой содержит 600 мг загрязнений, из них 200 мг составляют масляные загрязнения, 400 мг механические. Очистку металла вели водным моющим раствором, содержащим 25 г/л моющего средства, исходный свежеприготовленный состав которого содержал, мас.%: каустическая сода 40, ПАВ 0,5, фосфатный комплекс (включающий триполифосфат, полифосфат натрия) остальное. Через месяц работы при постоянной корректировке раствора и возвращения его в цикл очистки степень загрязнения отработанного раствора составила 5-10 г/л и его дальнейшая корректировка не позволяла достичь контрольного показателя - степени чистоты поверхности 96%.

Отработанный раствор охлаждали до температуры 15-35°С, помещали в емкость, в которую подавали сжатый воздух давлением в 1,5 атмосферы. При воздействии сжатого воздуха в течение 30 с отработанный моющий раствор превращался в «рыхлые» частицы загрязнений и компоненты моющего раствора. После фильтрации в верхней части емкости оседал уплотненный осадок из загрязнений, а в нижней - очищенный моющий раствор, пригодный для последующей корректировки и возвращения в технологию очистки.