環(huán)保型磷化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

龔言言 李瑞

摘要：磷化技術(shù)是化工生產(chǎn)中較為常見的一種技術(shù)形態(tài)，其能給基體金屬提供保護(hù)，延緩技術(shù)材料的腐蝕速度。本文在闡述磷化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，就環(huán)保型磷化技術(shù)的研究進(jìn)展展開分析。期望能加深人們對(duì)環(huán)保型磷化技術(shù)的認(rèn)知，促進(jìn)環(huán)保型磷化技術(shù)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：環(huán)保型;磷化技術(shù);現(xiàn)狀進(jìn)展

前言

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，磷化技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛，其能在化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上，為基體金屬材料提供保護(hù)層，阻斷外界環(huán)境對(duì)金屬材料的腐蝕破壞。然而結(jié)合磷化技術(shù)應(yīng)用狀況來(lái)看，傳統(tǒng)的磷化技術(shù)在應(yīng)用中存在一定的環(huán)境污染問(wèn)題，這降低了磷化技術(shù)的整體應(yīng)用效果。新時(shí)期，環(huán)保型磷化技術(shù)得到了快速發(fā)展，其有效地滿足了金屬物磷化處理需要，促進(jìn)了磷化技術(shù)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

一、磷化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

作為常見的化工前處理技術(shù)，磷化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，其能在化學(xué)轉(zhuǎn)換膜處理原理的支撐下，實(shí)現(xiàn)金屬材料的防腐蝕保護(hù)處理。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，磷化技術(shù)不僅具有涂漆底層、防銹的作用;而且減摩潤(rùn)滑、電絕緣、表面裝飾等功能極為突出。通過(guò)微孔結(jié)構(gòu)磷化膜的使用，磷化膜與金屬基層有效地結(jié)合在了一起，其有效滿足了化工金屬材料加工和應(yīng)用需要，提升了技術(shù)材料的應(yīng)用 質(zhì)量，并延長(zhǎng)了材料的使用壽命。但是磷化技術(shù)的應(yīng)用仍有一定的缺陷，具體表現(xiàn)在：磷化處理過(guò)程本身要使用一定的磷酸鹽，而且處理液中的重金屬物質(zhì)含量較多，此外亞硝酸鹽或鎳、鉻等促進(jìn)劑的使用對(duì)于人體均有較大危害，這嚴(yán)重影響了磷化工藝的生態(tài)效益，違背了工業(yè)綠色化發(fā)展要求?；诖?，在可持續(xù)發(fā)展理念下，應(yīng)重視環(huán)保性磷化工藝的深入研究與應(yīng)用[1]。

二、環(huán)保型磷化技術(shù)的研究進(jìn)展

（一）無(wú)亞硝酸鹽磷化

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于磷化等前處理技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)注意實(shí)現(xiàn)磷化處理效果與生態(tài)環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一?；谶@一要求，在磷化技術(shù)研究中，去亞硝酸鹽成為一個(gè)重要的研究方向。現(xiàn)階段，化工生產(chǎn)線上常用的無(wú)亞硝酸鹽促進(jìn)劑不僅包含羥胺基化合物、過(guò)氧化氫，而且涉及CN4有機(jī)促進(jìn)劑等物質(zhì)。

羥胺基化合物本身是一種內(nèi)部促進(jìn)劑，其能有效減少磷化生產(chǎn)中的污染物。從磷化反應(yīng)過(guò)程來(lái)看，該促進(jìn)劑下，磷化生產(chǎn)的反應(yīng)物是水和硫酸銨，反應(yīng)物對(duì)于環(huán)境影響較小，另外該生產(chǎn)過(guò)程還具有工藝簡(jiǎn)單、易于操作的特點(diǎn)[2]。新時(shí)期，應(yīng)進(jìn)一步降低該工藝的價(jià)格成本，提升羥胺基化合物促進(jìn)劑下環(huán)保型磷化技術(shù)的整體應(yīng)用效果。過(guò)氧化氫是最強(qiáng)氧化劑之一，將其用于磷化生產(chǎn)實(shí)際，能有效地加快磷化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)磷化過(guò)程脫亞硝酸鹽處理。從生成物來(lái)看，使用過(guò)氧化氫后，磷化生產(chǎn)的產(chǎn)物為水，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)毒無(wú)害，生態(tài)環(huán)保效益極為顯著。目前，在鍍鋅板等噴淋生產(chǎn)線上，過(guò)氧化氫磷化技術(shù)的應(yīng)用廣泛。有機(jī)促進(jìn)劑是無(wú)亞硝酸鹽磷化技術(shù)應(yīng)用的重要形式，在使用CN4有機(jī)促進(jìn)劑后，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程具有狀態(tài)穩(wěn)定、易于控制的特點(diǎn)，同時(shí)其生產(chǎn)過(guò)程不需要單獨(dú)的中和劑，形成產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害，生態(tài)效益較為突出。要注意的是，CN4本身是一種懸濁液，其需要單獨(dú)進(jìn)行滴加，該促進(jìn)劑成本稍高于亞硝酸鹽，但明顯低于內(nèi)部促進(jìn)劑，市場(chǎng)應(yīng)用極為廣泛。

（二）無(wú)鎳磷化

在磷化生產(chǎn)中，鎳本身是磷化中的重要成分，其在磷化工藝中的應(yīng)用極為廣泛。規(guī)范使用鎳物質(zhì)，能提升磷化膜的附著能力，這對(duì)于干山磷化膜防護(hù)性能，增強(qiáng)基體材料的防腐能力具有深刻影響;此外，其還能有效提升磷化膜的涂裝性和金屬材料的抗堿性。但不可否認(rèn)的是，鎳本身具有高毒性的特點(diǎn)，并且這種毒性作用會(huì)逐漸積累，當(dāng)鎳物質(zhì)達(dá)到一定積累量時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定的致癌作用?；诖耍诨ど顓⒅?，應(yīng)重視鎳排放的有效控制。在我國(guó)化工生產(chǎn)中，要求將鎳物質(zhì)的排放量控制在1mg/L以下，基于這一要求，應(yīng)重視無(wú)鎳磷化技術(shù)的研究與發(fā)展。在早期無(wú)鎳磷化技術(shù)下，人們多通過(guò)銅或者鈷來(lái)代替鎳的使用，但隨著研究的深入和無(wú)鎳磷化技術(shù)的成熟，現(xiàn)代化工生產(chǎn)中的磷化液也消除了鈷物質(zhì)的使用。將新型無(wú)鎳、無(wú)鈷磷化液用于化工生產(chǎn)，能有效滿足冷軋鋼、電鍍鋅板的生產(chǎn)需要。通常采用無(wú)鎳磷化工藝時(shí)，其磷化的時(shí)間多保持在200s以內(nèi)，且該磷化時(shí)間處于持續(xù)縮短狀體。無(wú)鎳磷化促進(jìn)劑用量多控制在0.9～2.0g/L，磷化溫度多保持在53℃左右。

（三）無(wú)鉻磷化

相比于其他材料，鉻酸鹽本身具有較為優(yōu)良的鈍化性能，其對(duì)于金屬材料的抗腐蝕性能具有較大影響。在傳統(tǒng)磷化生產(chǎn)中，鉻酐、鉻酸鹽等鈍化劑的應(yīng)用較多。但從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，六價(jià)鉻屬于劇毒物，且該物質(zhì)的致癌作用較為明顯，基于此，無(wú)鉻磷化成為環(huán)保型磷化技術(shù)研究的另一個(gè)方向。在無(wú)鉻磷化技術(shù)發(fā)展中，鈍化液的選擇和應(yīng)用至關(guān)重要，目前，除有機(jī)聚合物鈍化液外，無(wú)機(jī)鈍化液也得到了推廣和應(yīng)用。

（四）稀土磷化

稀土磷化是環(huán)保型磷化技術(shù)研究的重要方向，該技術(shù)主要是在磷化生產(chǎn)中添加稀土元素，探究稀土元素使用對(duì)整個(gè)磷化生產(chǎn)的影響。目前，稀土磷化研究不僅包含亞硝酸鈉、鉬酸鈉對(duì)磷化膜影響研究，而且涉及硝酸鑭、硝酸鈰對(duì)磷化膜的影響。使用稀土材料后，能實(shí)現(xiàn)磷化膜的封閉、鈍化處理，有效地減少了有毒有害物質(zhì)的擴(kuò)散，提升了磷化生產(chǎn)的生態(tài)性，環(huán)保性，綜合生產(chǎn)效益較為突出。

環(huán)保型磷化工藝的應(yīng)用對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)具有深刻影響。新時(shí)期，人們只有深刻認(rèn)識(shí)到環(huán)保型磷化技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值有優(yōu)勢(shì)，結(jié)合現(xiàn)階段磷化技術(shù)應(yīng)用狀況，深入研究發(fā)展無(wú)亞硝酸鹽磷化、無(wú)鎳磷化、無(wú)鉻磷化、稀土磷化等技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，這樣才能減少磷化生產(chǎn)中污染物的排放，提升磷化生產(chǎn)的環(huán)保性、生態(tài)性，促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳春曌，高遠(yuǎn)，仲蒙蒙，等.永定河氮磷深度凈化關(guān)鍵技術(shù)及富營(yíng)養(yǎng)化控制集成技術(shù)研發(fā)與示范[J].中國(guó)水利，2021（1）：67-68，41.

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