一種緩蝕劑及其應用的制作方法

專利名稱：一種緩蝕劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發明具體的涉及一種緩蝕劑及其應用。
背景技術：
鋼鐵行業中的煉鋼工序大量使用高溫設備，如LF爐、氧槍、副槍、結晶器、連鑄設備等，這些設備目前大多數采用密閉軟水循環冷卻，由于軟水的腐蝕性強，設備長期在高溫條件下和軟水接觸，易發生腐蝕，從而影響換熱效果。因此密閉軟水系統一般需投加緩蝕劑來控制系統腐蝕，并調節PH值在堿性條件下運行。目前，國內諸多企業使用的緩蝕劑配方主要有鉻酸鹽配方、亞硝酸鹽配方、硅酸鹽配方、鉬酸鹽配方和磷系配方等。較老的鉻酸鹽配方雖然緩蝕效果好、價格便宜，但其毒性較大，污染環境，已被國內外禁止使用；經典的亞硝酸鹽配方，由于其致癌作用，使用受到限制；硅酸鹽配方對水質要求較高，控制不好易產生硅酸鹽垢，很難去除[李增補申請的《用于軟水密閉循環冷卻系統的硅系緩蝕劑》(申請號95117456)專利]；鉬酸鹽配方無毒，不污染環境，但成本高，不便推廣使用。而磷系配方一方面由于磷的排放會造成當地水域的富營養化，另一方面，磷系配方常與鋅復配使用，而軟水系統的PH值一般在8-10左右，鋅易沉積，從而失去緩蝕效果，所以在軟水密閉系統不宜采用此配方[王大中等人申請的《閉路循環冷卻水處理的硅系緩蝕劑》(申請號89106699)專利]。當前，國內外軟水密閉系統緩蝕劑的發展方向是開發環境友好型緩蝕劑，因此，諸多藥劑被開發應用到水處理配方中來，稀土元素在水處理中的研究并不多見。有人研究了稀土鈰(IV)離子和鉬酸鈉在鹽酸介質中對冷軋鋼產生明顯的緩蝕協同效應，最大緩蝕率可達90%左右[木冠南，李向紅等，稀土鈰離子和鉬酸鈉在鹽酸溶液中對冷軋鋼的緩蝕協同效應，化學學報，2004，62 (24) =2386-2390]，王煒首次在將稀土元素應用于敞開式循環冷卻水處理配方中[申請號為200510026890的專利《中央空調冷卻水復合水處理劑》]，但稀土元素應用于密閉循環冷卻水系統的配方并未見報道。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一種與現有技術完全不同的緩蝕劑。本發明的緩蝕劑對常用的金屬材質都有很好的緩蝕效果，且可用于密閉循環冷卻水系統的金屬緩蝕；并且其對環境和人體友好。因此，本發明涉及一種緩蝕劑，其包含硼酸鹽，堿金屬鹽和/或堿，稀土元素的鹽，以及多元有機羧酸鹽。其中，所述的硼酸鹽可為本領域常用的硼酸鹽，較佳的為硼酸鈉、硼酸鉀和硼酸鋅中的一種或多種，優選硼酸鈉。所述硼酸鈉較佳的為四硼酸鈉或八硼酸鈉。硼酸鹽的含量可為常規含量，較佳的為質量百分比10-20%。所述的堿金屬鹽可為本領域常用的堿金屬鹽，較佳的為碳酸鈉、碳酸鎂和碳酸鉀中的一種或多種，優選碳酸鈉。所述的堿可為本領域常用的堿，較佳的為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，優選氫氧化鈉。所述的堿金屬鹽和/或堿的含量可為常規含量，較佳的為質量百分比為 25-35% ο所述的稀土元素的鹽可為本領域常用的可溶于水的稀土元素的鹽，其中的稀土元素較佳的為鑭系元素，如鑭、鐠、鈰、釹、釤和釓中的一種或多種，優選鑭、鐠和鈰中的一種或多種。所述的稀土元素的鹽中的陰離子較佳的為硝酸根、硫酸根或碳酸根。總體來講，所述的稀土元素的鹽優選硝酸鈰、硝酸鑭和硝酸鐠中的一種或多種。所述的稀土元素的鹽的含量可為常規含量，較佳的為質量百分比0. 1_10%，更佳的為0. 1-2%。所述的多元有機羧酸鹽為碳原子數在6或7的有機羧酸鹽，較佳的為苯甲酸鈉、檸檬酸鈉、己二酸鈉和葡萄糖酸鈉中的一種或多種。所述的多元有機羧酸鹽的含量可為常規含量，較佳的為質量百分比40-60%。本發明中，較佳的，所述的緩蝕劑中還可包含鉬酸鹽、鎢酸鹽和唑類化合物中的一種或多種。其中，所述的鉬酸鹽可為本領域常用的鉬酸鹽，較佳的為鉬酸鈉、鉬酸鉀和鉬酸銨中的一種或多種，優選鉬酸鈉。所述的鎢酸鹽可為本領域常用的鎢酸鹽，較佳的為鎢酸鈉、鎢酸銨和鎢酸鉀中的一種或多種，優選鎢酸鈉。鉬酸鹽和/或鎢酸鹽的含量可為常規含量，較佳的為0. 5-2%。所述的唑類化合物可為本領域常用的唑類化合物，較佳的為甲基苯駢三氮唑、苯駢三氮唑和巰基苯并噻唑中的一種或多種，優選甲基苯駢三氮唑和/或苯駢三氮唑。所述的唑類化合物的含量可為常規含量，較佳的為2-4%。本發明的緩蝕劑中，還可包含本領域常規的添加劑，如硫酸鈉等。本發明的緩蝕劑的制備可采用常規的物理混合方法，如將各種原料稱量好，依次投加至攪拌釜，攪拌混合均勻即可。本發明進一步涉及上述緩蝕劑在煉鋼密閉循環冷卻水系統中作為金屬緩蝕劑的應用。本發明中，上述各優選技術特征在不違背本領域常識的前提下可任意組合，即得本發明的各較佳實例。除特殊說明外，本發明涉及的原料和試劑均市售可得。本發明的積極進步效果在于1、本發明的緩蝕劑不含亞硝酸鹽、鉻酸鹽、無機磷酸鹽、有機磷酸鹽或硅酸鹽等對環境和人體有害的物質，對環境友好。2、本發明所使用的稀土元素對環境無污染，對于開發稀土元素在水處理中配方中的應用具有十分重要的意義。3、本發明的緩蝕劑對常用的金屬材質，如碳鋼、不銹鋼、紫銅或黃銅等都有很好的緩蝕效果。4、本發明的緩蝕劑可用于密閉循環冷卻水系統的金屬緩蝕。


圖1為效果實施例2中涉及的煉鋼軟水密閉循環冷卻系統工藝流程圖。
具體實施例方式下面用實施例來進一步說明本發明，但本發明并不受其限制。實施例1緩蝕劑配方制備將75mg八硼酸鈉，75mg碳酸鈉，75mg氫氧化鈉，2. 5mg硝酸鑭，150mg苯甲酸鈉，IOOmg檸檬酸鈉，2. 5mg鉬酸鈉，20mg 5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例2緩蝕劑配方制備將60mg四硼酸鈉，IOOmg碳酸鈉，75mg氫氧化鉀，0. 5mg硝酸鐠，150mg苯甲酸鈉，IOOmg葡萄糖酸鈉，4. 5mg鉬酸鈉，IOmg苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例3緩蝕劑配方制備將60mg四硼酸鈉，75mg碳酸鈉，75mg氫氧化鈉，2. 5mg醋酸鈰，150mg檸檬酸鈉，125mg葡萄糖酸鈉，2. 5mg鉬酸鈉，10mg5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例4緩蝕劑配方制備將IOOmg四硼酸鈉，50mg碳酸鈉，IOOmg氫氧化鈉，2. 5mg硝酸鈰，225mg苯甲酸鈉，7. 5mg鎢酸鈉，15mg 5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例5緩蝕劑配方制備將50mg八硼酸鈉，75mg碳酸鉀，50mg氫氧化鈉，5mg硝酸釹，150mg苯甲酸鈉，150mg葡萄糖酸鈉，2. 5mg鉬酸鈉，2. 5mg鎢酸鈉，5mg苯駢三氮唑，1 Omg5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例6緩蝕劑配方制備將IOOmg硼酸鉀，125mg碳酸鉀，50mg氫氧化鈉，IOmg硝酸釤，IOOmg苯甲酸鈉，IOOmg檸檬酸鈉，5mg鉬酸鈉，7. 5mg苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例7緩蝕劑配方制備將75mg四硼酸鈉，IOOmg碳酸鈉，50mg氫氧化鈉，7. 5mg硝酸鑭，200mg苯甲酸鈉，37. 5mg葡萄糖酸鈉，5mg鉬酸鈉，5mg鎢酸鈉，IOmg苯駢三氮唑，IOmg 5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例8緩蝕劑配方制備將50mg八硼酸鈉，75mg碳酸鎂，50mg氫氧化鉀，5mg醋酸鑭，150mg己二酸鈉，150mg葡萄糖酸鈉，2. 5mg鉬酸鉀，2. 5mg鎢酸銨，5mg巰基苯并噻唑，IOmg5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例9緩蝕劑配方制備將75mg硼酸鉀，IOOmg碳酸鉀，50mg氫氧化鈉，7. 5mg硝酸鑭，200mg苯甲酸鈉，37. 5mg葡萄糖酸鈉，5mg鉬酸銨，5mg鎢酸鉀，IOmg苯駢三氮唑，IOmg 5-甲基苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。實施例10
緩蝕劑配方制備將IOOmg硼酸鋅，125mg碳酸鈉，50mg氫氧化鈉，IOmg硫酸鈰，IOOmg苯甲酸鈉，IOOmg檸檬酸鈉，7. 5mg(5mg)鉬酸鈉，2. 5mg硫酸鈉，7. 5mg苯駢三氮唑，溶解于IL水中，即為本發明緩蝕劑。對比實施例去除硝酸鑭，余同實施例1的配方效果實施例1 A3碳鋼、紫銅掛片腐蝕試驗試驗水質取某鋼鐵廠煉鋼軟水密閉循環冷卻系統補水，分析數據如下pH 7. 1 濁度:7NTU 總硬度:8mg/L 總鐵0. 2mg/L參照國家標準GB/T18175-2000，采用上述實施例1_4及對照實施例的緩蝕劑和實驗水質在實驗室進行旋轉掛片試驗，在恒溫水浴鍋中，40°C 士 1°C，轉速75轉/分，運行72小時進行腐蝕試驗，實驗結果見下表表1藥劑緩蝕率測試效果
權利要求
1.一種緩蝕劑，其特征在于其包含硼酸鹽，堿金屬鹽和/或堿，稀土元素的鹽，以及多元有機羧酸鹽；所述的多元有機羧酸鹽為碳原子數為6或7的有機羧酸鹽。
2.如權利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于所述的硼酸鹽為硼酸鈉、硼酸鉀和硼酸鋅中的一種或多種。
3.如權利要求2所述的緩蝕劑，其特征在于所述的硼酸鈉為四硼酸鈉或八硼酸鈉。
4.如權利要求1 3任一項所述的緩蝕劑，其特征在于所述的硼酸鹽的含量為質量百分比10-20% ο
5.如權利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于所述的堿金屬鹽為碳酸鈉、碳酸鎂和碳酸鉀中的一種或多種；所述的堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。
6.如權利要求1或5所述的緩蝕劑，其特征在于所述的堿金屬鹽和/或堿的含量為質量百分比25-；35%。
7.如權利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于所述的稀土元素的鹽中的稀土元素為鑭、鐠、鈰、釹、釤和釓中的一種或多種。
8.如權利要求1或7所述的緩蝕劑，其特征在于所述的稀土元素的鹽中的陰離子為硝酸根、硫酸根或醋酸根。
9.如權利要求1或7所述的緩蝕劑，其特征在于所述的稀土元素的鹽為硝酸鈰、硝酸鑭和硝酸鐠中的一種或多種。
10.如權利要求1或7所述的緩蝕劑，其特征在于所述的稀土元素的鹽的含量為質量百分比0. 1-2%。
11.如權利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于所述的多元有機羧酸鹽為苯甲酸鈉、檸檬酸鈉、己二酸鈉和葡萄糖酸鈉中的一種或多種。
12.如權利要求1或11所述的緩蝕劑，其特征在于所述的多元有機羧酸鹽的含量為質量百分比40-60%。
13.如權利要求1所述的緩蝕劑，其特征在于所述的緩蝕劑中還包含鉬酸鹽、鎢酸鹽和唑類化合物中的一種或多種。
14.如權利要求13所述的緩蝕劑，其特征在于所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀和鉬酸銨中的一種或多種；所述的鎢酸鹽為鎢酸鈉、鎢酸銨和鎢酸鉀中的一種或多種。
15.如權利要求13或14所述的緩蝕劑，其特征在于所述的鉬酸鹽和/或鎢酸鹽的含量為 0. 5-2%。
16.如權利要求13所述的緩蝕劑，其特征在于所述的唑類化合物為甲基苯駢三氮唑、苯駢三氮唑和巰基苯并噻唑中的一種或多種。
17.如權利要求13或16所述的緩蝕劑，其特征在于所述的唑類化合物的含量為2% -4%。
18.如權利要求1所述的緩蝕劑在煉鋼密閉循環冷卻水系統中作為金屬緩蝕劑的應用。
全文摘要
本發明公開了一種緩蝕劑，其包含硼酸鹽，堿金屬鹽和/或堿，稀土元素的鹽，以及多元有機羧酸鹽；所述的多元有機羧酸鹽為碳原子數為6或7的有機羧酸鹽。本發明還公開了上述緩蝕劑在煉鋼密閉循環冷卻水系統中作為金屬緩蝕劑的應用。本發明的緩蝕劑對常用的金屬材質都有很好的緩蝕效果，且可用于密閉循環冷卻水系統的金屬緩蝕；并且其對環境和人體友好。
文檔編號C23F11/08GK102560501SQ20101059013
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者王煒 申請人:上海洗霸科技股份有限公司