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化抛槽结冰原因及解决办法?
2017-05-16 10:24:17
 三酸结晶
  结冰机理:化抛槽结冰只是一种通俗说法,其实质是溶解于槽液中的正磷酸铝型材析出结晶. 正磷酸铝型材析出的原因是溶解量超过了溶解度,达到了过饱和程度,所以过量溶解的部分就要脱溶析出. 析出的结果是形成正磷酸铝型材晶体. 如果正磷酸铝型材在槽液中只是稍微过饱和的话,就会在槽液中形成细小的树枝状晶体,这些树枝状晶体的枝桠相互交错,就会使槽液的流动性大大降低,槽液变成"粥"样. 如果正磷酸铝型材在槽液中过饱和很多的话,那么在形成树枝状晶体后,结晶还会继续发展. 已有的晶体会长粗和分桠,新的晶体会不断生成,最终使枝桠间的所有空隙全部被填充,这就形成了块状晶体. 这种现象与水结成冰的过程是完全相同的.冬天里,如果水温在0度左右时,水中就会长出一些冰桠子. 如果温度再低些,就会结成冰块.
为什么正磷酸铝型材在槽液中会达到过饱和程度呢? 这是因为溶质在溶剂中的溶解度通常是随着温度的升高而增加的. 当温度较高时溶解度也大,所以有很多正磷酸铝型材溶解在槽液中但仍然没有达到饱和. 而当温度降低时,溶解度也会减小,所以原来已经溶解的正磷酸铝型材就饱和了.这就是化抛槽结冰往往是在槽温降低时发生的原因. 另外,水分蒸发就相当于是溶剂少了,所以化抛槽结冰也经常是在槽液水分蒸发后出现. 还有,通过置换一部分新槽液的办法,使槽液中铝型材的总溶量减少,也可以使槽液中正磷酸铝型材低于饱和,从而避免化抛槽结冰.
  新开的抛光槽结冰是由于加热除水时水分蒸发太多或补充铝型材离子过量造成的,解决办法是适当增加水含量或补充新鲜槽液。
  造成“结冰(结晶)”的原因分析:
  1,化抛溶液“过载”,铝型材离子大幅度提升而造成磷酸及硫酸的铝型材的化合物在次溶液中的溶解度达到饱和,而造成结晶。
  2,溶液长时间高温,造成磷酸硫酸严重脱水,并发生物理化学变化,而形成溶解度较低的磷、硫的偏、亚或焦等存在状态,形成结晶。 3,其他金属杂质,如铁、铜、甚至“铵”的量的增加,形成某种“晶核”,如硫酸铝型材铵(溶解度很低)等,进而形成结晶。以上几种原因往往是交替存在,共同促使,形成结晶。
再者,探讨“结冰(结晶)”的预防方法:可以从下面几个方面着手来避免结晶的发生:
  1,添加适当的铜盐或者市售化抛添加剂,缩短化抛时间,减少铝型材腐蚀进溶液的量,减缓铝型材离子的提升速度.
  2,适当减短化抛后的滴流时间,减少铝型材的滴入,并多带出附着在工件表面上的化抛溶液,进而增加新原料的添加量,来控制溶液中铝型材离子的含量不达到饱和。
  3,避免溶液长时间高温脱水或长时间高温操作,如遇此类情况发生时,可适当添加适量的水,或者补充低浓度硝酸(高温时硝酸消耗速度较平常快),以控制溶液的比重(我用1.74-1.78)来进行现场的管理,比较实用。
  4,尽量避免其他金属杂质的污染,特别是铁。有资料说化抛添加硫酸铵,我对这个方法持怀疑态度,参加有过经验,添加硫酸铵的溶液较不添加的溶液结晶的周期要短很多。
  最后,讨论下“结晶(结冰)”的解决方法:
理论上讲,只要有结晶,就会有反结晶,就是说,只要条件允许,结晶都会溶解的。所以,就算遇到了结晶,也不要担心,并千万不要倾倒掉。
  1,如果结晶现象不是很严重,就是说只有少量的颗粒或浮冰,液位允许时,直接添加部分新料,来溶解结晶。或者(王长明方法)用1:1硫酸(加一瓢硫酸,再加一瓢水),溶解掉后,再添加适量的双氧水,再添加部分新的磷酸和硝酸,加温,试验。
  2,如果结晶比较严重甚至全槽冻结,那只有先把结晶掏出,另置放在不锈钢槽内,重新配料。掏出的结晶经过敞口放置,过一段时间会自己吸水融化一部分,时间越久,融化的越多。也可以按照王长明方法溶解,然后逐步添加进槽,用掉它。
  3,第一和第二的方法,都有可能造成溶液水分过量的情况,具体表现和一般水分过量相同,工件腐蚀点增加,亮度不够等,可以适当高温蒸水,(我一般采用120-130度蒸1-2个小时)。
总之,结晶是每个氧化厂化抛都有可能遇到的现象,不要紧张和惊慌啊,日常操作控制和预防为主。真遇到了,适当处理,即可。

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