Способ очистки поверхности

Способ очистки поверхности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИК

09) О1) 504 С 23 G5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изов етений и откРытий (21) 3722440/22 "02 (22) 30.01.84 (46) 30.01.86. Бюл. Ф 4 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского (72) Л. К. Патюк, А. А. Панасевич, Ю. И. Тарасевич, Г. К. Климова и В. П. Максимова (53) 621,7.024(088.8) (56) Спринг С. Очистка поверхности металлов. M Мир, 1966, с. 56-57.

Авторское свидетельство СССР

Р 872600, кл. С 23 G 5/00, 1979. (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ, включающий обработку полимером и диспергированным воздухом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки и возможности использования отработанных продуктов очистки, в качестве полимера используют 2-3Х-ный раствор поливинилового спирта с молекулярной массой 40-80 тыс. и содержанием ацетатных групп 1-5Х а затем проводят обработку в 1,5-3,5 моль/л растворе хлорида натрия или калия при одновременном пропускании через раствор пузырьков воздуха размером 0,3-0,6 мм.

1208093

Изобретение относится к физикохимической очистке поверхности материалов, ивделий и деталей машин от различного рода загрязнений и может быть использовано без ущерба для окружающей .среды во всех областях народного хозяйства, где применяются процессы очистки и обезжиривания различных материалов и изделий..

Цель изобретения — интенсификация процесса очистки и возможность использования отработанных продуктов очистки, снижение образования трудноочищаемых стоков.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Изделия загружают в сетчатую корзину и орошают 2-37. раствором поливинилового спирта (ПВС), для приготовления которого используют спирты с молекулярной массой 40-80 тыс, и содержанием ацетатных групп не более 57. Затем корзинку погружают в ванну, заполненную раствором хлорида натрия или калия концентрацией l 5-3,5 моль/л, и обрабатывают пузырьками воздуха, диспергируемого пористой нерегородкой с размером пор 100-150 мкм, установленной на расстоянии 5-10 см от дна корзины с деталями и образующей с ним воздушную полость. В случае очистки поверхностей от жиросмаэочных и смолистых веществ высокой вязкости раствор подогревают до 5060 С. С целью концентрирования загрязнений в виде компактных шламов в образующийся в процессе продувки раствора пузырьками воздуха слой пены вводят дополнительно раствор ПВС из расчета 0,001-0,005 г

ПВС на 1 г загрязнений. Время обра" ботки поверхности пузырьками воздуха зависит от рода Загрязнений и составляет 0,5-3 мин. После прекращения подачи воздуха сконцентрированные на поверхности раствора загрязнения удаляют из ванны механическим способом, например с помощью сита. Полученный шлам легко отдает воду. После выдержки на сите в течение 5-7 мин его влажность снижается до 30-45%.

С целью утилизации продуктов очистки и частичной регенерации отработанного ПВС подсушенный на сите шлам помещают в емкость из фильтровальной ткани и отжимают жидкие нефтепродукты, которые после отмывки раствора могут быть использованы повторно, сухой остаток, представляющий смесь высоковязких нефтепродуктов, механических примесей и заполимеризовавшегося ПВС может быть использован, например, в качестве топлива, причем часть ПВС может быть вымыта из сухого остатка, теплой пресной водой, а полученный раствор использован повторно для ввода в пенный слой, Пример ° Очистке подверга5

10 лись метизные изделия (болты, гай, ки, прокладки) из стали, фторопласта и алюминия, покрытые смесью машинного масла МС-20 и кварцевого песка. Количество, загрязнений нанесенных в виде пленки, на поверхность изделий площадью 20 см сос20 тавляло, r: масло 0,5, кварцевый песок 1, Метиэы поместили в корзин" ку из проволоки и обработали 27.-ным водным раствором ПВС с молекулярной массой 60 тыс, и содержанием ацетат25 ных групп 27.. Затем корзинку погрузили во флотационную колонку (дном которой служил фильтр Шотта Ф 3), заполненную раствором хлорида натрия концентрации 3 моль/л, в теле прекращения подачи воздуха в колонку плавающий на поверхности раствора студнеобразный шлам собирали ситом. Вес шлама сразу после его сбора составлял 3,1 г, а после выдержки на сите в течение 5 мин уменьшился до 2,2 г. Степень очистки определяли путем отмывки с очищенных поверхностей остаточных эа40 гряэнений гексаном и последующего определения в нем содержания нефтепродуктов и кварцевого песка весовым методом. Контрольные анализы показали, что степень очистки иэделий составила 997, при этом раствор не

50 содержал загрязнений, Состав раствора ПВС.

В промышленности ПВС получают путем омыления поливинилацетата, т.е, 55 путем замещения функциональных ацетатных групп поливинилацетата гид роксильными ОН-группами. В зависимости от степени омыления поливинилЗ0 чение 1 мин изделия обрабатывали пузырьками воздуха продуваемого

1через колонку с постоянной скоростью 0,5 л/мин. Одновременно в образующийся на поверхности слой пены

35 вводили 0,3 мл 27 раствора ПВС. Пос1208093

10

20

45 ацетата конечный продукт (ПВС) может содержать в своей молекуле различное количество ацетатных групп °

Например, согласно ГОСТ 107-79-69 выпускаются марки ПВС, содержащие от 0,08 до 27 мас.Ж ацетатных групп.

В описываемом техническом решении авторы используют ПВС содержащие в своей молекуле 1 — 5 мас.Ж ацетатных групп, причем молекулярная масса указанных спиртов находится в пределах от 40 до 80 тыс . (молекулярная масса производимых ПВС равна от 5 до 100 тыс.) ° . Обоснование пределов по молекулярной массе используемых спиртов и содержание в них ацетатных групп представлено в табл. 1.

Из представленных данных видно, что при использовании спиртов, содержащих менее IF, и более 5 ацетатных групп, степень очистки поверхностей снижается. Это связано с уменьшением адгезионной способности образующихся дисперсий ПВС. Нижний предел по содержанию ацетатных групп ограничен также возможностями производ- ства.

Результаты определения пределов содержания хлоридов щелочных металлов (11аС1) в растворе приведены в табл. 2.

Из представленных данных видно, что при увеличении концентрации электролита выше 3,5 моль/л степень очистки снижается. Уменьшение степени очистки связано с тем, что в растворах с концентрацией более 3,5 моль/л электролита ПВС быстро высаливаетсй и образует слишком жесткие ассоциаты, которые обладают малой адсорбционной и адгезионной активностью по отношению к загрязнениям. Концентрация NaCl ниже 1,5 моль/л дает недостаточную степень очистки.

Сравнительные результаты проведения очистки предлагаемым и известным способами даны в табл. 3.

В табл. 4 приведены примеры очистки поверхностей при различной скорости продувки воздуха через пористые перегородки с различным диаметром пор.

Из приведенных данных видно, что максимальная степень очистки достигается в случае обработки поверхности пузырьками размером 0,4 мм, причем пузырьки должны всплывать в режиме свободного движения. В случае обработки поверхности пузырь",ками, диаметр которых меньше или больше предлагаемых размеров (0,30,6) мм, или в случае продувки воздуха со скоростью, превышающей свободное движение пузырьков, степень очистки падает.

Для достижения максимального эффекта очистки поверхностей пред" лагаемым способом поверхность. необходимо обрабатывать пузырьками размером 0,3-0,6 мм, причем последние должны всплывать в режиме свободного движения.

Из представленных данных видно, что в случае очистки деталей предлагаемым способом скорость и качество очистки не зависит от количества очищенных изделий и остаются постоянными (0,5-3 мин и 97-99,5Ж) в каждом из последующих циклов. В связи с тем, что в процессе очистки поверхности загрязнения полностью удаляются из раствора, срок службы рабочих растворов продливается до полной их физической выработки, что исключает образование вредных сто« ков.

Таким образом, данный способ по сравнению с известным позволяет уве" личить скорость очистки в 2-8 раз, повысить степень очистки поверхностей на 7-9F увеличить утилизацию загрязнений на 83-89Х, а также исключить образование. стоков, содержащих вредные для окружающей среды, трудноуправляемые (полифосфаты натрия, эмульгированные нефтепродукты, ПАВ) вещества.

1208093 аблица 1

Характеристика ПВС (2X-ный раствор) LiC1 NaC1 КС1

Содержание ацетатных групп, Ж, MgC1q СаС1 мол. масса, тыс.

60 80 82 50 (65 98

55

98 55

60

99 99 50

80

100

60

60

60

7 55 93 94 50

18 55 85 87 50

60

50

0,08 67 98,1 98,3 55

60

О, 05 63 96 97,6 60

Таблица 2

Количество отмытых загрязнений, Количество загрязнений, перешедЖ ших в раствор, X моль/л

NaCl, 3 4 3,5

3 4 3,5

60 75. 80 80 82 55 60

80 97 98 95 99 13 3

80 98 99,5 96 99,7 10 2

81 98 99 5 97 99,8 10 2

15, 15 15

Концентраци растворов ПВ (мол. масса

40 тыс. АЦГ

2X), Ж

Степень очистки при концентрации раствора 3 моль/л, Е

70 99 99,3 50

65 93 95 50

68 99,5 99,5 50

65 99 99 50

60 97 88 50

1208093

Таблица 3

r I

Состав рабочего раствора r/ë

1 2 3 4 5

Предлагаемый способ

Масло МС-20

Кварцевый песок

Натрий хлористый 150

0,5

1 99,5 99,3 99 99,3 99 99 99 99 98 98

Масло консервационное НГ-203

1,5

ПВС 0,2 3 98 97 98 98 98 98 97 97 97 97

Кварцевый песок

Иэвестный способ

Натрий фосфорНОКИСЛЫй ОДНО- эамещеннъ|й 12 2 98 96

Масло МС-20

0 5

91 85 80 20 18 15 15 13

Натрий фосфорнокнслый двухэамещенный 12

4 99 97 92 86 81 22 21 16 16 15

8 99 97 93 88 83 23 21 )7 17 16

Кварцевый песок 1

Синтанол ДС-10 3

Поролон 6 10 99 96 93 88 85 23 21 17 )7 )6

Масло консервацнонное НГ-203 1,5

2 97 95 90 84 79 10 8 7 5 5

4 98 97 9) 85 82 12 IO 8 6 6

8 98 97 91 87 83 12 )О 8 7 7

16 99 97 92 87 83 12 10 В. 7 7

Кварцевый песок

Таблица 4

Скоро продув воздух см /м

Диаметр

100

Свободное дви- 0,2 кение

200

ЭОО.

400

60+15

Всплытие цепоч- 0,2 кой

0,25

500

600 Барботащ 0 5

Количество загрязнений, нанесенных на 20 см очищаемой поверхности в какдом цикле очистки, r

Время очистки, мин

Степень очистки поверхности в канцон

ИЭ ПОСЛЕДУММЦНХ циклов

Количество утилизированных 3RIôряэнений в ха%дом

ИЭ ПОСЛЕЩЧОЩИХ ЦИКЛОВ очистки, Х

l 2 3 4 5

1208093.Про олжение таб

0,7

87

100

Свободное дви" жение .

200

93,3 2

0,4

400

500! 00+20 600

Всплытие цепочкой

0,4

96 6

95 . 6

93 6

90 6

0,5

700

800

Варботаж

0 7

Свободное движение

900

0,9

100

Ф

200

300

0,8

400

94 . 6

500

150ф20

600

700

800 Всплытие кой

900 1,0

90 6

89 6 цепоч- 0,9

1,0

1000 Варботаж

ВНЯИПИ 3аказ 184/35 тираж 877 Подписное

Филиал ППП "Патент" r.Óæãoðîä ул.Проектная 4