一、研究背景 鋁材化學(xué)磨砂拋光技術(shù)是在整平光亮技術(shù)和光亮酸蝕技術(shù)的基礎(chǔ)上,成功開發(fā)出的又一項獨家專有技術(shù)。 近幾年來,研發(fā)部門對鋁材陽極氧化前處理各項傳統(tǒng)工藝,如堿蝕、酸蝕、三酸拋光等進(jìn)行了詳細(xì)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn): 1、鋁材亮度:三酸拋光液中,由于硝酸等強(qiáng)氧化劑的存在,使鋁材表面很容易被氧化出一層含致密氧化鋁的鈍化層,據(jù)此形成鏡面,因而三酸拋光最亮;堿蝕無鈍化作用,沒有拋光效果,但卻能保留金屬色;酸蝕最暗,鋁材表面被一層酸蝕灰覆蓋,完全沒有金屬光澤。 2、機(jī)械紋:酸蝕液中,反應(yīng)產(chǎn)物粘附在鋁材表面并填平機(jī)械紋溝底,溝底的鋁材與酸蝕液完全隔絕,反應(yīng)速度幾乎為零,而溝表面的粘附產(chǎn)物較薄,酸蝕液可與鋁材接觸,反應(yīng)可快速進(jìn)行。這樣,溝表面與溝底產(chǎn)生了很大的反應(yīng)速度差,從而實現(xiàn)了最強(qiáng)的去機(jī)械紋能力;堿蝕也具備較強(qiáng)的去機(jī)械紋能力,但利用的是粘性理論,即溝底的鋁離子濃度高于溝表面的鋁離子濃度,決定了溝表面的反應(yīng)速度快于溝底的反應(yīng)速度,從而實現(xiàn)了后車追上前車,消除機(jī)械紋的目的。由于溝底的反應(yīng)速度只是被減緩,而不是象酸蝕那樣被徹底抑制,因而堿蝕去機(jī)械紋能力比酸蝕弱得多,且鋁耗是酸蝕的五倍以上。三酸拋光含有一定濃度的強(qiáng)氧化劑,使鋁材表面產(chǎn)生鈍化膜,因而不具備去機(jī)械紋能力。 3、砂面:酸蝕與堿蝕形成砂面的機(jī)理不同,因而生成的砂粒各異。在酸蝕液中,以陰極相(Mg2Si,AlFeSi等)為中心,與之周邊相鄰的陽極相(純鋁相)被不斷溶解,鋁離子進(jìn)入槽液,形成砂坑;同時,氟離子有可能與一些金屬陽離子絡(luò)合,借助氟作為運載工具,在陰極相析出,形成砂峰;由此可見,陰極相是形成砂粒的砂源,其在合金中的均勻、細(xì)膩的分布程度直接決定酸蝕砂面的外觀質(zhì)量;為此,國內(nèi)很多廠家采用摻復(fù)錠的方法,人為引人雜質(zhì)金屬,形成均勻細(xì)膩的陰極相,從而生產(chǎn)出比僅用純鋁錠漂亮得多的酸蝕砂面材!在堿蝕液中,鋁的反應(yīng)方式略有不同。首先,按原電池原理,陰極相周圍的純鋁相(陽極相)被不斷溶解,形成砂坑;但由于沒有氟離子作為運載工具,陰極相區(qū)域沒有析出,不能形成較尖的砂峰;另外,在堿性條件下,由于沒有象酸性條件下的鈍化反應(yīng)制約,堿蝕反應(yīng)可以毫無障礙地快速進(jìn)行,相鄰砂坑可能連通,形成較大砂坑;因此,堿蝕砂因其砂峰不尖,砂坑過大而遠(yuǎn)沒有酸蝕砂漂亮!三酸拋光是在酸性條件下進(jìn)行,強(qiáng)氧化劑的存在使鋁材表面的鈍化反應(yīng)非常明顯,幾無去機(jī)械紋和起砂能力。 4、綜合成本對比:三酸拋光成本最高。因為滴流時間不能超過40秒,大量的拋光液被帶進(jìn)水洗槽(約400-500Kg/噸材),既增加了廢水處理成本,又使拋光成本非常昂貴,高達(dá)2000-3000元;此外,黃煙的處理需要很大的設(shè)備投資,并需要大量的處理費用;另外,拋光材成品率不高,進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。盡管堿蝕磨砂消耗的藥劑成本不高,但需要損耗40-50Kg鋁/噸材,約800-1000元,并且還需增加額外廢水處理費用。普通酸蝕磨砂藥劑消耗成本較低,約300元/噸材,鋁耗也很低,約8-10Kg/噸材。從綜合成本考慮,三酸拋光最貴,堿蝕次之,酸蝕最低。 5、外觀質(zhì)量對比:就亮度而言,三酸拋光最亮,堿蝕次之,酸蝕最暗;從砂面來看,酸蝕砂均勻細(xì)膩,堿蝕砂粗大不勻;三酸拋光基本不起砂;同樣,酸蝕去機(jī)械紋的能力是堿蝕的三倍以上,而三酸拋光沒有去線紋能力。 A.<<鋁材光亮酸蝕技術(shù)>>:本項技術(shù)是對酸蝕技術(shù)的深刻改造,既要求保留酸蝕均勻細(xì)膩的砂面,高效徹底的去機(jī)械紋能力,又必須徹底清除酸蝕灰,恢復(fù)金屬色,并具備一定程度的拋光能力。2004年初,光亮酸蝕鋁材已大量上市。 B.<<鋁材整平光亮技術(shù)>>:本項技術(shù)是對三酸拋光技術(shù)的深刻改造,既要求保留三酸拋光的亮度,又必須移植酸蝕去機(jī)械紋和起砂的能力;同時,杜絕黃煙,改進(jìn)滴流,盡可能延長滴流時間,降低藥劑消耗,提高成品率。經(jīng)過不懈努力,鋁材整平光亮技術(shù)基本實現(xiàn)了高亮度、無黃煙、可長時間滴流、低藥劑消耗(約200-250Kg/噸材)、鋁材表面永無流痕和成品率高的技術(shù)優(yōu)勢,并于2002年初成功推向市場。 C.<<鋁材酸性低溫半拋光技術(shù)>>:近年來,生產(chǎn)平光鋁材采用較低成本的堿蝕或酸性低溫拋光等方法,藥劑消耗低,鋁耗低。堿蝕方法有13Kg/噸材的鋁耗,且鋁材亮度不高;酸性低溫拋光方法,如除油,三合一等確實能降低鋁耗,但增加的亮度很有限。鋁材酸性低溫半拋光技術(shù)正是為生產(chǎn)一定亮度的平光材而設(shè)計的一項新穎技術(shù),她保留了三合一的低鋁耗,卻把鋁材的亮度提高到普通堿蝕或三合一所無法迄及的水平。本項技術(shù)難度很大,還在開發(fā)中。 經(jīng)過兩年多的生產(chǎn)運行,發(fā)現(xiàn)鋁材整平光亮技術(shù)仍存在如下缺陷: (1)亮度不夠,僅相當(dāng)于三酸拋光的80%; (2)容易起砂,不能做鏡面材; (3)腐蝕鈦夾具,影響做工業(yè)材。 為此,本公司對自行設(shè)計的整平光亮技術(shù)進(jìn)行了系列改進(jìn), 并于2004初成功推出其換代技術(shù)--鋁材化學(xué)磨砂拋光技術(shù)。 二、產(chǎn)品簡介 鋁材化學(xué)磨砂拋光技術(shù)是在鋁材整平光亮技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,她保留了整平光亮技術(shù)的大部分優(yōu)點,如能起砂、去機(jī)械紋,能以任意時間滴流而沒有流痕和花材、大幅度降低拋光液消耗等,并對其弱點進(jìn)行了深刻改進(jìn),如亮度不夠、不能做鏡面材、腐蝕鈦夾具和不能自動清除鋁材表面殘存拋光黑灰等,這些長期困擾本公司的技術(shù)難題,通過鋁材化學(xué)磨砂拋光技術(shù),得到有效合理的解決。 三、操作方式 化學(xué)磨砂拋光技術(shù)按下述方式安排反應(yīng)槽: 化學(xué)磨砂: 鏡面拋光→ 水洗 →水洗 →保光氧化→ 水洗 →水洗 風(fēng)干: 有機(jī)封孔→ 涼干→ 烘 干 說明: 1.化學(xué)磨砂槽:本槽相當(dāng)于原整平光亮槽,主要功能是在80-120度下對鋁材去機(jī)械紋、起砂和拋光(約相當(dāng)三酸拋光亮度的80%);本槽工作過程中無黃煙,鋁材從本槽取出時,可任意滴流,絕對沒有流痕,也不會花材。 2.鏡面拋光槽:本槽富含強(qiáng)氧化劑,相當(dāng)于三酸拋光槽,能對鋁材進(jìn)行鏡面拋光。與三酸槽相比,本槽具有如下特點: a.近無黃煙:本槽添加有足夠量的煙霧抑制劑,黃煙的分解被抑制到最低限度;由于強(qiáng)氧化劑分解較慢,濃度比三酸槽穩(wěn)定,因此不同批次鋁材的亮度差別比三酸拋光要小得多。 b.亮度增加:三酸拋光的亮度,除了與磷酸濃度、硝酸濃度、溫度有關(guān)外,還與拋光液的含水量有關(guān)。含水量越高,亮度越低;三酸拋光液中磷酸含量高達(dá)80%(磷酸的含水量為15%),相應(yīng)水含量不低于12%;如此高的水含量必然降低拋光材的亮度,同時也為我們提高亮度留足了技術(shù)改造空間。鏡面拋光液在制作過程中,經(jīng)過長時間的高溫濃縮,水含量不足5%,因此鏡面拋光材的亮度明顯提高。 c.可長時間滴流:考慮到三酸拋光反應(yīng)過于劇烈,鋁材離開槽液后,滴流時間不能超過40秒,大量拋光液被帶進(jìn)水洗槽,造成拋光材成本過于昂貴的弱點,鏡面拋光液中添加有足夠量的緩蝕劑,保護(hù)鋁材離開槽液后,可在空中按任意時間滴流而不花材,也沒流痕,由此可節(jié)約拋光液50%以上。 d.自動除灰:摻有一定比例復(fù)錠的鋁材(或拋光液老化)經(jīng)三酸拋光后,表面往往有一層黑灰,一般方法很難除去,嚴(yán)重影響拋光材質(zhì)量;瘜W(xué)磨砂槽和鏡面拋光槽中,均添加有除灰成份,可自動清除拋光灰。 e.成品率高:由于鏡面拋光槽解決了色差、流痕、花材、拋光灰等問題,使得成品率大幅提高,從而降低了成本,提高了生產(chǎn)效率。 3.保光氧化槽:設(shè)置本槽有兩大目的,即對鏡面拋光材進(jìn)行保光化學(xué)氧化和精除灰。 a.保光氧化:保光氧化槽既能生成一定厚度的氧化膜,又能完全保留原有亮度。由于陽極氧化使鏡面拋光材失光,而有些鋁材,如燈飾、機(jī)殼、家什等,不需要厚氧化膜,因此可用保光氧化方法,經(jīng)有機(jī)封孔后,直接出廠,避免失光;另外,鋁材從鏡面拋光到陽極氧化之前,需多道水洗,并有可能在空中或水洗槽滯留,產(chǎn)生點蝕,若先過保光氧化槽,預(yù)制一定厚度的化學(xué)氧化膜,先行保護(hù)起來,從而避免氧化之前在水洗槽中產(chǎn)生點蝕或花材,提高成品率。 b.精除灰:拋光灰的來源有兩種,一是鋁合金中有摻雜,二是拋光液老化。拋光灰用一般方法很難清除,能嚴(yán)重影響拋光材的外觀質(zhì)量。盡管化學(xué)磨砂和鏡面拋光槽中已添加有除灰劑,能清除絕大部分拋光灰,但在某些特殊條件下,仍可能有少量殘留拋光灰。保光氧化槽能徹底清除拋光灰,從而保證拋光材質(zhì)量。 4.有機(jī)封孔槽:本槽是專門為保光氧化槽配備的后處理槽。鋁材經(jīng)保光氧化后,表面已經(jīng)鈍化,形成一層致密氧化層,拋光亮度被完全固定下來,并有一定程度的增亮效果,還需進(jìn)行恰當(dāng)氧化后處理,才能出廠。經(jīng)多種比對,反復(fù)選擇,研發(fā)小組最終決定選用有機(jī)封孔方案,既不影響鏡面材光澤,又能徹底保護(hù)保光氧化槽形成的化學(xué)氧化膜免受指紋、油污等污染。 由化學(xué)磨砂槽、鏡面拋光槽、保光氧化槽和有機(jī)封孔槽組合,可生產(chǎn)化學(xué)磨砂拋光材、機(jī)械噴砂拋光材和平光鏡面拋光材: a.化學(xué)磨砂拋光材:鋁材放入化學(xué)磨砂槽中,80-120度下反應(yīng)5-8分鐘,可去機(jī)械紋、起砂,并獲得相對三酸拋光80%亮度的亮度;反應(yīng)完畢,鋁材從化學(xué)磨砂槽取出,滴流2-3分鐘(滴干為止),直接進(jìn)鏡面拋光槽,100-120度下反應(yīng)1-2分鐘,提高亮度至鏡面,然后取出,滴干(大約2-3分鐘),放入水洗槽;經(jīng)兩道水后 (水洗時間不要太長,以免點蝕),迅速進(jìn)入保光氧化槽,常溫下反應(yīng)15-30分鐘(反應(yīng)時間視對化學(xué)氧化膜厚度要求而定),生成一定厚度的化學(xué)氧化膜,并進(jìn)一步增亮和精除灰;瘜W(xué)氧化膜能保護(hù)拋光材在陽極氧化前的滯留時間內(nèi)不被點蝕,同時降低陽極氧化對拋光材的失光程度;保光氧化后,經(jīng)兩道水洗,可進(jìn)行陽極氧化,完成表面前處理。對許多工業(yè)材或室內(nèi)裝修材而言,保光氧化后,進(jìn)風(fēng)干槽風(fēng)干,再進(jìn)有機(jī)封孔槽,封孔3-5分鐘,然后烘烤20-30分鐘,完成全套表面處理。由于鋁材經(jīng)化學(xué)磨砂槽和鏡面拋光槽取出后都能滴干,藥劑消耗在200-250Kg/噸材內(nèi),比三酸拋光降低一半以上;同時,本技術(shù)設(shè)計為鏡面拋光槽對化學(xué)磨砂槽兼容,鋁材經(jīng)化學(xué)磨砂槽后直接進(jìn)鏡面拋光槽,兩槽之間沒有藥劑損失,實際藥劑消耗為鏡面拋光槽的帶出損失,功能增加,成本反而大幅降低! b.機(jī)械噴砂拋光材:噴砂材直接放入鏡面拋光槽中,100-120度下拋光1-2分鐘后取出,滴干(大約2-3分鐘);兩道水洗后,迅速放入保光氧化槽,常溫下除灰并生成化學(xué)氧化膜,保護(hù)鋁材免受點蝕,并降低陽極氧化失光;最后,經(jīng)兩道水洗,可進(jìn)行陽極氧化或進(jìn)行有機(jī)封孔。 c.平光鏡面拋光材:平光材分為兩種類型,即帶機(jī)械紋的普通平光材和經(jīng)機(jī)械拋光、磨去機(jī)械紋的機(jī)拋平光材。按上述方法,由鏡面拋光槽、保光氧化槽和有機(jī)封孔槽組合,可對這兩類材進(jìn)行鏡面拋光。 三大類材中,化學(xué)磨砂拋光材是一個新的材種,需要鋁材生產(chǎn)和經(jīng)銷商與我們密切配合,共同努力推向市場;噴砂和平光鏡面拋光材由于鏡面拋光槽能力強(qiáng)、保光氧化槽有效降低陽極氧化失光,比相應(yīng)的三酸拋光材亮度高,市場競爭增強(qiáng);拋光槽后配備保光氧化槽,是一項全新的技術(shù)概念,工業(yè)材經(jīng)保光氧化后直接投放市場,完全保留了鏡面拋光的亮度;建筑材經(jīng)保光氧化后,可有效降低陽極氧化的失光程度。 四、技術(shù)特點 化學(xué)磨砂拋光技術(shù)由化學(xué)磨砂、鏡面拋光、保光氧化和有機(jī)封孔四道工序組成,化學(xué)磨砂槽負(fù)責(zé)除油、脫蠟、脫自然氧化膜、去機(jī)械紋、起砂和相當(dāng)三酸80%亮度的拋光;鏡面拋光槽負(fù)責(zé)相當(dāng)三酸120%亮度的拋光;保光氧化槽負(fù)責(zé)增光、徹底清除拋光灰、鈍化拋光材表面、形成氧化膜、避免點蝕和降低陽極氧化的失光程度;有機(jī)封孔負(fù)責(zé)對鏡面拋光材進(jìn)行不失光的氧化后處理,使表面具備防油、防污等自凈化功能。四道工序互相依存,互相配合,組成一套完整且嚴(yán)密的化學(xué)磨砂拋光技術(shù)。本套技術(shù)的核心思想是磨砂材鏡面拋光和平光材鏡面拋光。采用本套技術(shù)可生產(chǎn)下述三大類鏡面拋光材: 1.化學(xué)磨砂拋光材:由化學(xué)磨砂槽、鏡面拋光槽和保光氧化槽組合,可生產(chǎn)用化學(xué)方法去機(jī)械紋、并起化學(xué)砂的拋光材; 2.機(jī)械噴砂拋光材:由鏡面拋光槽和保光氧化槽組合,可生產(chǎn)無機(jī)械紋、帶機(jī)械噴砂的拋光材; 3.平光鏡面拋光材:由鏡面拋光槽和保光氧化槽組合,可生產(chǎn)機(jī)械拋光平光鏡面材和含機(jī)械紋的普通平光鏡面材。 與普通兩酸和三酸拋光相比,化學(xué)磨砂拋光技術(shù)有下述重大技術(shù)突破: 1.首次采用一套完整的四槽組合拋光技術(shù),涵蓋所有拋光材,適用范圍是傳統(tǒng)拋光技術(shù)無法迄及的。兩酸拋光亮度不夠,不適合生產(chǎn)機(jī)械拋光材;三酸拋光不能起砂和去機(jī)械紋,不能做化學(xué)砂面材;本套技術(shù)適合所有氧化材,是一項難得的技術(shù)突破; 2.首次引人化學(xué)磨砂拋光槽,在高溫區(qū)間(80-120度)起砂和去機(jī)械紋,是有別于堿蝕和酸蝕砂面的第三種化學(xué)砂面技術(shù),且兼?zhèn)湎喈?dāng)三酸槽80%的拋光能力,集起砂、去紋和拋光于一槽;
3.首次引人保光氧化槽,把拋光和化學(xué)氧化聯(lián)系起來,有效降低陽極氧化失光。陽極氧化造成拋光材失光,是鋁加工行業(yè)的共識,一般都是在陽極氧化槽本身尋找降低失光的辦法,很難有大的技術(shù)突破。研發(fā)小組首次在陽極氧化槽以外尋找解決失光問題途徑:即借用洗相術(shù)中定影的技術(shù)思路,設(shè)法讓鋁材的拋光亮度先行固定下來,然后再進(jìn)行陽極氧化,有效降低亮度損失。經(jīng)過近三年的潛心研究,終于找到了解決問題的巧妙辦法,即在拋光槽和陽極氧化槽之間設(shè)置保光氧化槽,對拋光材先進(jìn)行不失光(反而增光)的化學(xué)氧化,使鋁材表面生成一層非常致密的化學(xué)氧化膜,將亮度先固定下來,然后再進(jìn)行陽極氧化,有效降低失光;對許多工業(yè)材和室內(nèi)裝修材而言,只需進(jìn)行有機(jī)封孔就可出廠,拋光亮度可100%保留! 4.首次引人有機(jī)封孔材槽,對經(jīng)保光氧化處理的鏡面材進(jìn)行不失光的氧化后處理,既徹底保護(hù)了鏡面效果,又增加了防污功能。 5.首次徹底解決滴流問題,拋光液消耗降低50%以上,成品率大幅提高。流痕是拋光技術(shù)的大敵,噸材400-500Kg的拋光液消耗、成品率不足70%等,均由流痕引起。經(jīng)近三年的刻苦研究,研發(fā)小組找到了一類強(qiáng)力緩蝕劑,在鋁材表面形成一層有機(jī)保護(hù)膜,滴流時能有效隔離拋光液,使鋁材免受流痕之苦;瘜W(xué)磨砂槽和鏡面拋光槽中都添加有抗流痕的緩蝕劑,鋁材取出后可任意滴流,絕對沒有流痕,也不花材。 6.首次徹底解決拋光材掛灰問題,進(jìn)一步提高亮度。拋光材所掛黑灰,普通方法很難徹底清除,直接影響亮度。研發(fā)小組找到了一種特殊的除灰劑,直接添加到化學(xué)磨砂和鏡面拋光槽中,拋光的同時自動除灰,非常巧妙地解決了拋光材掛灰問題! 二、槽液管理 化學(xué)磨砂拋光技術(shù)各項優(yōu)異功能得以實現(xiàn),是化學(xué)磨砂槽、鏡面拋光槽、保光氧化槽、有機(jī)封孔槽和陽極氧化密切配合的結(jié)果,各槽恰當(dāng)?shù)牟僮髦笜?biāo)是體現(xiàn)技術(shù)特征的關(guān)鍵。為此,研發(fā)小組對各項管理指標(biāo)進(jìn)行了精心設(shè)計。 1.化學(xué)磨砂槽: 開槽 :開槽液 1.8T/立方米 溫度: 80-120度 時間: 5-10分鐘 滴流 :2-3分鐘(滴干為止) 添加 :補(bǔ)充添加液至液位 ,分析控制指標(biāo):無 2.鏡面拋光槽: 開槽 :開槽液1.8T/立方米 溫度 :100-120度 ,時間: 1-2分鐘 ,滴流 :2-3分鐘(滴干為止) 添加: 分為適合做磨砂-鏡面拋光組合材的添加料A和單做 ,鏡面拋光材的添加料B,按不同的方式添加: 添加料A: 按磨砂槽添加量的30%添加 添加料B: 按鏡面槽的液位添加 ,分析控制指標(biāo):硝酸 80-120g/l 3.保光氧化槽: 開槽:硝酸(68%) ,450g/l(68%) ,開槽劑 225g/l 溫度: 常溫 時間:工業(yè)材 10-20分鐘 ,建筑材 10-20分鐘 ,滴流 2-3分鐘 添加:硝酸(68%) 20Kg/噸材 ,保光劑 10Kg/噸材 ,分析控制指標(biāo):無 4.有機(jī)封孔槽 開槽液0 .97T/立方米 ,封孔溫度 常溫 ,封孔時間 3-5分鐘 ,滴流時間 2-3分鐘(滴干為止) ,添加數(shù)量 3-5Kg/噸材(補(bǔ)充添加液至液位) ,涼干時間 10-15分鐘 ,烘烤溫度 130-150度 ,烘烤時間 30分鐘 5.陽極氧化槽: 硫酸 180-220g/l ,溫度 15-20度 ,時間 15分鐘 ,電流 2.5安培/平方分米 在拋光過程中,槽液被不斷消耗。控制槽液濃度最方便的方法是記錄原槽液高度,經(jīng)常補(bǔ)充槽液,使槽液達(dá)到原來液位。根據(jù)經(jīng)驗,每添加10L槽應(yīng)同時加入0.75L硝酸(1420kg/m3)。硝酸濃度應(yīng)保持在3.5-6.5體積%范圍內(nèi),工件才能獲得光亮的表面,而又不產(chǎn)生點腐蝕。 一、硝酸含量 (一)、試劑制備 全部試劑都應(yīng)是分析級的。所用的磷酸密度為1750kg/m3。 1、硫酸鐵溶液制備 小心地向約700mL蒸餾水中加50mL濃硫酸。冷卻后,添加約250gFeSO4﹒7H20,攪拌到完全溶解。加入蒸餾水到1L,充分混勻,倒入干凈、干燥且能嚴(yán)密密封的瓶內(nèi)。每月標(biāo)定一次。 2、標(biāo)準(zhǔn)磷酸-硝酸溶液制備 由滴定管或安全吸管向500mL容量的燒瓶內(nèi)加25mL 60%的硝酸,加入磷酸到500mL為止。輕輕搖動,精心混勻,貯于陰涼處。有效期為90天。 (二)、分析步驟 硝酸含量分析步驟如下: (1)精確地量出5.0mL標(biāo)準(zhǔn)磷酸--硝硫溶液,倒入干燥的250mL的杯內(nèi),并加入100mL磷酸,輕輕搖動,加熱到40-45℃, (2)用硫酸鐵溶液滴定,直到溶液呈穩(wěn)定的黃褐色, (3)在接近滴定終止時,溶液中會產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡,以略帶紅色的褐色煙逸出。當(dāng)無煙逸出時,滴定終止。令A(yù)(mL)為所用的硫酸鐵溶液體積。 取5.0mL槽液,置于干凈、干燥的250mL的杯內(nèi),按上述程序用硫酸鐵滴定。設(shè)所用硫酸鐵溶液體積為B(mL)。 (三)、計 算 槽液中濃度為60%的硝酸含量(體積%)為: 5B/A 二、 鋁含量 取一份槽液,加入緩沖液,再添加過量的EDTA(乙二胺四乙酸二鈉),使其產(chǎn)生Al-EDTA絡(luò)合物。未絡(luò)合的過量EDTA,可用硫酸銅溶液滴定。然后加入足量的氟化鈉,使Al-EDTA絡(luò)合物分解,再用標(biāo)準(zhǔn)硫酸銅溶液滴定分解的EDTA,該滴定就是測定鋁的濃度. (一)、標(biāo)準(zhǔn)溶液制備 所用的全部試劑都應(yīng)是分析試劑級的。 1、0.1mol/L硫酸銅溶液制備 稱取24.97g CuS04.5H2O,溶于蒸餾水,再加1-2滴濃硫酸,然后倒入1L的容量瓶內(nèi),加蒸餾水至1L標(biāo)度處,充分混勻即得0.1mol/L硫酸銅溶液。 2. 0.1 mol/LEDTA溶液制備 稱取37.2g有2個結(jié)晶水的乙二胺四乙酸二鈉鹽,溶于蒸餾水,然后倒入1L的容量瓶內(nèi),用蒸餾水稀釋到lL,充分混勻即得0.1mol/LEDTA溶液。 3、 吡啶基-偶氨酚(PAN)指示液(0.1標(biāo)準(zhǔn)量/體積) 稱取1g PAN,溶于100mL工業(yè)甲醇變性酒精中,即得a-吡啶基-偶氨苯酚指示液。 4、緩沖溶液 將500g醋酸銨溶于蒸餾水中,加20mL冰醋酸,以蒸餾水稀釋到1L即得緩沖溶液。 (二),分析步驟 鋁含量測定分析步驟如下: (1) 用吸管吸取5.0mL槽液,置于100mL標(biāo)準(zhǔn)燒杯內(nèi),使滴管內(nèi)溶液完全流盡; (2) 用蒸餾水稀釋至近100mL,充分混勻,冷卻,加蒸餾水至液位 ; (3) 用滴管吸取上述溶液10mL,滴入600mL燒杯內(nèi),稀釋到350-400mL; (4) 加2mL緩沖液與25mL0.1mol/L的EDTA溶液。溫?zé)岷蠹尤?.0mLPAN指示劑; (5) 加熱至沸騰,再冷卻至60℃,用標(biāo)準(zhǔn)0.1mol/L的硫酸銅溶液滴定。溶液由綠色變到深藍(lán)色時,滴定終止; (6)加1-2g氟化鈉,使Al-EDTA絡(luò)合物分解,再加熱至沸點,然后冷卻到60℃,用0.1mol/L硫酸銅溶液滴定游離的EDTA,至藍(lán)色為終止。設(shè)所用的0.1mol/L硫酸銅溶液為Z(mL); (三)、計 算 槽液中鋁含量為 :5.4Z(g/L) 1 . 化學(xué)磨砂槽 1)、開槽 濃度 1.8T/立方米 ,單價 7元/Kg(工業(yè)材用藥劑為9元) ,成本 1.26萬/立方米 2)、添加 藥劑消耗 200-250Kg/噸材 ,單價 7 元/Kg(工業(yè)材用藥劑為9元) ,成本 1400-1750元/噸材 2. 鏡面拋光槽 1)、開槽 濃度 1.8T/立方米 ,單價 7元/Kg(工業(yè)材用藥劑為9元) ,成本 1.26萬/立方米 2)、添加 藥劑消耗 200-250Kg/噸材 ,單價 7 元/Kg(工業(yè)材用藥劑為9元) ,成本 1400-1750元/噸材 3. 保光氧化槽(不包括硝酸開槽及添加成本) 1)、開槽 保光劑 225g/l ,單價 30元/Kg ,成本 6750元/立方米 2)、添加 藥劑消耗 10Kg/噸材 ,單價 30元/Kg ,成本 300元/噸材 4.有機(jī)封孔槽 1)、開槽 濃度 0.97T/立方米 ,單價 30元/Kg ,成本 2.91萬/立方米 2)、添加 藥劑消耗 3-5Kg/噸材 ,單價 60元/Kg ,成本 180-300元/噸材 。 目前,現(xiàn)有的鋁材陽極氧化前處理方法主要包括堿蝕磨砂、堿蝕平光、普通酸蝕磨砂、光亮酸蝕磨砂、三酸拋光等幾種技術(shù)。與上述幾種技術(shù)相比,經(jīng)化學(xué)磨砂拋光技術(shù)處理過的鋁材,表面平整、無紋、細(xì)砂、高亮度,更加美觀;瘜W(xué)磨砂拋光技術(shù)與其它處理技術(shù)相比有下述優(yōu)勢: a.堿蝕磨砂:堿蝕磨砂作為一種傳統(tǒng)處理技術(shù),一直存在著腐蝕時間長(約15分鐘)、鋁耗高(約50公斤)、堿耗高(約50公斤),廢水處理量太大等弊端。不僅如此,盡管付出如此高昂的代價,堿蝕砂面鋁材表面還是砂粒太粗,機(jī)械紋不能完全除掉。因此,堿蝕砂面技術(shù)對模具要求非常高,一套模具大約只能擠壓八噸材;瘜W(xué)磨砂拋光技術(shù)既具有去紋時間短(6-10分鐘)、鋁耗低(8-10公斤)的優(yōu)點,又具備起砂快的能力,還配備拋光功能,使得鋁材表面細(xì)砂、無紋、高亮度。 b.酸蝕磨砂:酸蝕磨砂技術(shù)具有去機(jī)械紋能力強(qiáng)、起砂快、鋁耗低的優(yōu)點,但由于鋁材經(jīng)酸蝕處理后,表面附著大量酸蝕灰,不得以仍須過堿蝕槽和中和槽,以便清除部分酸蝕灰;盡管如此,還殘存著一些十分頑固的酸蝕灰,使鋁材表面發(fā)暗,并且污染著色槽和電泳槽;瘜W(xué)磨砂拋光技術(shù)不僅保留了酸蝕去機(jī)械紋能力強(qiáng)、起砂快、鋁耗低的優(yōu)點,而且少量拋光灰已有技術(shù)徹底清除。經(jīng)化學(xué)磨砂技術(shù)處理的鋁材,是目前最為亮麗的砂面拋光材。 c.三酸拋光:三酸拋光具有亮度高,工藝簡單的優(yōu)點,但藥劑消耗較大(約500Kg)、不能去機(jī)械紋、不能起砂是其明顯不足。;瘜W(xué)磨砂技術(shù)既能起砂、去機(jī)械紋,又能進(jìn)行鏡面拋光,使鋁材增亮至鏡面;此外,由于徹底解決了滴流問題,藥劑消耗也不足三酸拋光的一半。 d.光亮酸蝕:光亮酸蝕具有去紋能力強(qiáng)、起砂快、鋁耗低、鋁材光亮等諸多優(yōu)點,且成本適中,已得到市場的廣泛認(rèn)可。化學(xué)磨砂拋光具備光亮酸蝕的所有優(yōu)點,且亮度要高得多,但成本也高出一倍。隨著消費水平的提高,化學(xué)磨砂拋光材可能成為光亮酸蝕砂面材的換代產(chǎn)品。
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