氯化钾体系（精选9篇）
氯化钾体系 篇1
0前言
我国开展酸性氯化钾(钠)光亮镀锌研究应用已有40多年,其具有阴极电流效率高(≥90%)、沉积速度快、分散性能好、镀层光亮似镀Cr、施镀操作条件(温度、电流密度)宽的优点而备受欢迎,在国内的市场份额占整个镀锌(碱性镀锌、酸性镀锌)体系的25%~30%,达到约1.3×108L/年;消耗的光亮添加剂约(6.0~8.0)×106t/年。该体系的主光亮剂基本上是苄叉丙酮、邻-氯苯甲醛、苄叉丙酮+邻-氯苯甲醛[1,2],被称为第一~第三代光亮剂。上述芳香醛、酮不溶于水,须先将其用“载体”即以其用量10~15倍的离子型或非离子型表面活性物质如OP-10~OP-21等或聚醇、聚醚先将其充分乳化、磺化,溶解后,再配合辅助剂方可使用,但仍有强烈的、刺激皮肤和眼睛的气味。其次,生产、合成这些载体的过程工序复杂,需高温、高压,不利于安全生产。此外,这些添加剂加入镀液中后,在施镀、清洗、处理镀液过程中,会产生大量难以清除的泡沫;镀锌层亦会因夹杂、吸附这些表面活性物质而产生鼓泡、脆性、与基体工件结合力差等弊病,导致其耐蚀性下降。最后,在对镀液进行处理时,更会产生大量的带丰富泡沫且难以去除的废水,导致严重的污染。
文献[3]首先介绍了水溶性的氯化物镀锌光亮剂,即“第四代”光亮剂,研究亦指出“主光亮剂是水溶性的,非离子型表面活性剂只需维持在阴极上就有足够的吸附量,用量较少”,说明主光剂仍需表面活性剂作载体。
鉴于上述情况,本工作研制出了具有较宽的电流密度和温度范围的新一代氯化钾(钠)镀锌光亮剂;其主光剂以及与之配伍的开缸剂、辅助剂均为水溶性的,不含任何表面活性剂。在使用时可方便地添加、补充到镀液中,不产生泡沫,易清洗,有利于出光、钝化工序的进行;对镀夜的处理简单,不产生泡沫,镀液易过滤,废水排放大幅减少且几乎不产生泡沫;可节约用水50%~60%,还与现有的含表面活性剂载体的光亮剂、辅助剂兼容,可方便地完全替代之。
1 试验
1.1 基础镀液成分
试验镀液的基本成分及操作条件:Zn Cl260~75g/L,KCl(Na Cl)200~230 g/L,H3BO325~30 g/L;p H值4.8~5.8,θ=10~45℃,Jc=0.25~5.00 A/dm2。
1.2 主光亮添加剂的合成
将含有
1.3 测试表征
Hull Cell试验在267 m L的Hull Cell槽中进行,溶液为250 m L;阳极为0号锌板,阴极为100.0 mm×65.0 mm×0.5 mm铜片;I=1.0 A,t=5 min。
小槽电镀试验分别在1 000,2 000 m L玻璃槽中实施,双阳极均为0号锌板,阴极为冷轧薄钢板及其制作的各型工件;θ=10~45℃、Jc=0.25~5.00 A/dm2、t=15~30 min。将镀出并经过出光、钝化、烘干的试样,分别进行锉、锯、反复弯曲180°、200℃烘箱内20 min后取出在自来水中骤冷,观察镀层的韧性以及与基体的结合力。
深镀能力测试在1 000 m L小槽中进行,双锌板阳极;阴极是将1片8 mm×100 mm的黄铜片插入10mm、深100 mm的两端通孔的塑料管内作为测试阴极,测试时Jc=2 A/dm2,t=10 min。
阴极极化行为用8511B型恒电位仪和XY-3086型函数记录仪进行测试。电解池为附带支管的H型玻璃电解池,测试液体积为50 m L;研究电极为1 mm、长5mm的Pt丝;辅助电极为较大面积的锌条(Zn﹥99%);参比电极为Zn/Zn2+;扫描速度为100 m V/s,扫描范围为0.1~-0.8 V。测试温度10~45℃。
2 结果与讨论
2.1 合成主光剂的特点及各添加剂的作用
本主光剂不使用任何表面活性物质作载体,在操作过程中及后处理中不会产生大量泡沫;无刺激性气味,稍有芳香;配合开缸剂、辅助剂使用,在θ=10~45℃、Jc=0.2~5.0 A/dm2内均能得到韧性、整平、白亮的镀锌层;镀后易于钝化处理,钝化膜与镀层的结合力好。
开缸剂Mu主要由含有下列结构的物质等组成:
辅助剂主要由烟酸、肉桂酸、苯并三氮唑等组成,对主光剂起辅助作用,以在高、低电流密度区起弥补光亮、整平作用。
2.2 添加剂在镀锌液中的阴极极化行为
图1为不同镀液条件下的电化学阴极极化曲线。由图看到,与基础镀液(曲线Ⅰ)相比,加入开缸剂Mu后(曲线Ⅱ),Zn沉积的阴极极化曲线明显正移,尤其在中、低电流密度区。这说明开缸剂的加入非常有利于Zn在中、低电流密度区的沉积,使得整个基体上Zn沉积层的厚度趋向于更均匀、一致。而当加入辅助添加剂后(曲线Ⅲ),阴极极化行为和极化度在低电流区稍有降低,在中、高区却明显增大,亦显示了它增加低电流密度区的Zn层厚度、减少中、高电流密度区Zn层厚度、并使Zn镀层趋向于晶体细化的优良性能。当又添加主光剂后(曲线Ⅳ),其与前二者有协同效应,Zn沉积的阴极极化行为和极化度更大;与基础液相比较,此时Zn沉积的极化从低电流密度区的数毫伏增加到中电流密度区的100~200 m V,非常可观;表现为结晶层更光亮、细致、均匀,与Hull Cell试验、小槽电镀试验的结果相互印证。
2.3 各添加剂对镀锌液性能的影响
2.3.1 Hull Cell试验结果
测试时镀液的基本组成和条件同1.2.2。图2、图3为267 m L Hull Cell中的测试结果。
由图2、图3可以看出,因本主光剂是无表面活性剂的,只有3种添加剂共存于镀液中时,方能得到光亮、细致、柔性、分散性好的镀层,且它们适宜的温度范围也较宽。同时,以总电流0.2 A,在30℃下进行Hull Cell测试,无漏镀现象出现,全部光亮,证明其分散性能也很好。
2.3.2深镀能力及镀层性能
在1 000 m L玻璃槽中进行电镀,结果 Ф10 mm、深100 mm的塑料管内8 mm×100 mm的黄铜片全部镀上锌层,其中光亮层占45%,半光亮层占55%,表明其深镀能力很好。
小槽电镀试验镀出的工件,经过出光、钝化、干燥,用锉刀、锯子、弯曲、加热-骤冷等方法破坏性检验,结果均表明镀层韧性及与基体的结合力良好。
2.3.3与“表面活性剂载体+苄叉丙酮(或邻-氯苯甲醛)”体系的兼容性
将本研究的试验镀液与添加武汉某公司的含“载体+苄叉丙酮+邻-氯苯甲醛+辅助剂”的镀锌液混合在一起,在不同条件下,也得到了全光亮的镀锌层。试验表明,研制的添加剂与其他类酸性氯化物镀锌光亮剂可以兼容,并可以替代。而且,由于其不产生泡沫,不夹杂在镀层中,易清洗,可以节约大量用水。
3结论
(1)研制出了无需表面活性剂作载体的水溶性氯化钾(钠)镀锌光亮剂。其特点为电镀进行时、镀后清洗时及镀液处理时不会产生大量的泡沫,工件易清洗、易抛光和钝化;可节约用水50%~60%,利于资源和环境保护。
(2)研制的开缸剂、辅助剂及主光亮剂相互配合作用,可在溶液p H值为4.8~5.8、θ=10~45℃、Jc=0.25~5.00 A/dm2范围内,得到全光亮、韧性、均匀的镀锌层。
(3)研制的添加剂可与现行的氯化钾镀锌体系兼容,无负面影响。
摘要：酸性氯化钾镀锌主光亮剂载体为表面活性物质,常造成镀层质量下降并存在废水处理困难等问题。为此,在不含有任何表面活性剂作载体的酸性氯化钾(钠)镀锌液中进行光亮镀锌研究。在镀液中使用了新研制出的开缸剂、辅助剂和水溶性光亮剂,并运用Hull Cell、小槽电镀以及电化学方法,考察了镀液的各种性能。结果表明,在表面活性剂载体浓度为零的情况下,主光剂在镀液中溶解性能良好;在工艺及操作范围内,可得到均匀、柔性、平整、分散性好、全光亮的镀锌层;可节约用水50%以上,有利于水源、大气和土壤等环境保护;并可与现行的使用表面活性剂载体的镀锌液相互兼容。推荐的镀液成分和操作条件:Zn Cl260~75 g/L,KCl(NaCl)200~250 g/L,H_3BO_325~30 g/L,开缸剂30~40 m L/L(第一次使用时添加),辅助剂12~15 m L/L,光亮剂8~12 m L/L;pH值4.8~5.8,温度10~45℃,J_c=0.25~5.00 A/dm~2。
关键词：酸性镀锌,氯化钾(钠),表面活性剂,载体,水溶性光亮剂
参考文献
[1]储荣邦,沈品华,董愚,等.光亮氯化钾镀锌[M].上海:上海科学技术出版社,1991:24~44.
[2]左正忠,陈永言.WD-87型氯化物镀锌光亮剂的研究[J].表面技术,1989(2):23~28.
[3]沈品华,金瑜,陆建荣.新一代氯化钾镀锌光亮剂LCZ的研制及应用[J].材料保护,2014,47(5):72~73.
氯化钾体系 篇2
【英文名称】PotassiumChlorideSustained-releaseTablets
【拼音全码】LvHuaJiaHuanShiPian(LeJia)
【主要成份】氯化钾缓释片(乐甲)主要成分为氯化钾。
【性状】氯化钾缓释片(乐甲)为糖衣片，除去糖衣后显白色，内含适量赋形剂。
【适应症/功能主治】1.治疗低钾血症各种原因引起的低钾血症，如进食不足、呕吐、严重腹泻、应用排钾利尿药、低钾性家族周期性麻痹、长期应用糖皮质激素和补充高渗葡萄糖等。2.预防低钾血症,当患者存在失钾情况。
【规格型号】0.5g24s
【用法用量】成人每次0.5g～1g，每日2～4次，饭后服用，并按病情需要调整剂量.一般成人每日大剂量6g，对口服片剂出现胃肠道反应者可改用口服溶液，稀释于冷开水或饮料中内服。
【不良反应】1、口服偶可有胃肠道刺激症状，如恶心、呕吐、咽部不适、胸痛(食道刺激)，腹痛、腹泻、甚至消化性溃疡及出血。在空腹、剂量较大及原有胃肠道疾病者更易发生。2、高钾血症。应用过量、或原有肾功能损害时易发生。表现为软弱、乏力、手足口唇麻木、不明原因的焦虑、意识模糊、呼吸困难、心率减慢、心律失常、传导阻滞、甚至心脏骤停。心电图表现为高而尖的T波、并逐渐出现P-R间期延长。P波消失、QRS波变宽、出现正弦波。一旦出现高钾血症，应立即处理。(1)立即停止补钾、避免应用含钾饮食、药物及保钾利尿药。(2)静脉输注高浓度葡萄糖注射液和胰岛素，以促进K+进入细胞，10%~25%葡萄糖注射液每小时300~500ml。每20g葡萄糖加正规胰岛素10单位。(3)若存在代谢性酸中毒，应立即使用5%碳酸氢钠注射液，无酸中毒者可使用11.2%乳酸钠注射液，特别是QRS波增宽者。(4)应用钙剂对抗K+的心脏毒性。当心电图提示P波缺乏、QRS波变宽、心律失常，而不应用洋地黄类药物时，可给予10%葡萄糖酸钙注射液10ml，静脉注射2分钟，必要时间隔2分钟重复使用。(5)口服降钾树脂以阻滞肠道K+的吸收，促进肠道排K+。(6)伴有肾功能衰竭的严重高钾血症。可行血液透析或腹膜透析，而以血透清除K+效果好，速度快。(7)应用袢利尿药，必要时同时补充生理盐水。
【禁忌】高钾血症;尿量很少和尿闭患者。
【注意事项】氯化钾缓释片(乐甲)应吞服，不得咬碎。下列情况慎用：(1)代谢性酸中毒伴有少尿时;(2)肾上腺皮质功能减弱者;(3)急慢性肾功能衰竭;(4)急性脱水，因严重时可致尿量减少，尿K+排泄减少;(5)家族性周期性麻痹;低钾性麻痹应予补钾，但须鉴别高钾性或正常血钾性周期性麻痹;(6)慢性或严重腹泻可致低钾血症，但同时可致脱水和低钠血症，引起肾前性少尿;(6)胃肠道梗阻、慢性胃炎、溃疡病、食道狭窄、憩室、肠张力缺乏、以及溃疡性肠炎者，不宜口服补钾，因此时钾对胃肠道的刺激增加，可加重病情;(7)传导阻滞性心律失常，尤其是应用洋地黄类药物时;(8)大面积烧伤、肌肉创伤、严重感染、大手术后24小时内和严重溶血，上述情况本身可引起高钾血症;(9)先天性肾上腺皮质增生伴盐皮质激素分泌不足。(10)用药期间需作以下随访检查：①血钾;②心电图;③血镁、钠、钙;④酸碱平衡指标;⑤肾功能和尿量。
【儿童用药】尚不明确。
【老年患者用药】老年人肾脏清除K+能力下降，应用钾盐时较易发生高钾血症。用药期间应随访检查血钾。
【孕妇及哺乳期妇女用药】尚不明确。
【药物相互作用】1.肾上腺糖皮质激素尤其是具有较明显盐皮质激素作用者，肾上腺盐皮质激素和促肾上腺皮质激素(ACTH)，因能促进尿钾排泄，合用时降低钾盐疗效。2.抗胆碱能药物能加重口服钾盐尤其是氯化钾的胃肠道刺激作用。3.非甾体抗炎镇痛药加重口服钾盐的胃肠道反应。4.合用库存血(库存10日以下含钾30mmol/L，库存10日以上含钾65mmol/L)、正服用含钾药物和保钾利尿药时，发生高钾血症的机会增多，尤其是有肾功损害者。5.血管紧张素转换酶抑制剂和环孢素能抑制醛固酮分泌，尿钾排泄减少，合用时易发生高钾血症。6.肝素能抑制醛固酮的合成，尿钾排泄减少，合用时易发生高钾血症;此外，肝素可使胃肠道出血机会增多。7.缓释型钾盐能抑制肠道对维生素B12的吸收。
【药物过量】见不良反应的高钾血症。
【药理毒理】钾是细胞内的主要阳离子，其浓度为150～160mmol/L;而细胞外的主要阳离子是钠离子，钾浓度仅为3.5～5mmol/L.机体主要依靠细胞膜上的Na+-K±ATP酶来维持细胞内的K+、Na+浓度差.体内的酸碱平衡状态对钾代谢有影响，如酸中毒时H+进入细胞内，为了维持细胞的电位差，K+释出到细胞外，引起或加重高钾血症.而代谢紊乱也会影响酸碱平衡.正常的细胞内外钾离子浓度及浓度差与细胞的某些重要功能有着密切的关系，包括维持碳水化合物代谢、糖原储存、蛋白质代谢，细胞内渗透压和酸碱平衡，心肌兴奋性和传导性;维持骨骼肌正常张力和神经冲动传导，以及可使肠道、子宫和支气管平滑肌张力上升等。
【药代动力学】钾90%由肾脏排泄，10%由肠道排泄。
【贮藏】密封，在干燥处保存。
【包装】铝塑泡罩包装，每板12片，每盒2板。
【有效期】24月
【批准文号】国药准字H11021124
【生产企业】北京顺鑫祥云药业有限责任公司
氯化钾缓释片(乐甲)的功效与作用氯化钾缓释片(乐甲)治疗低钾血症各种原因引起的低钾血症，如进食不足、呕吐、严重腹泻、应用排钾利尿药、低钾性家族周期性麻痹、长期应用糖皮质激素和补充高渗葡萄糖等。预防低钾血症,当患者存在失钾情况。
氯化钾缓释片服用常见问题
氯化钾缓释片为电解质平衡调节药，其使用方便，口服即可，选用的患者可根据自身疾病情况在医生的指导下调节用药剂量。切勿使用错误及使用过量。那么，氯化钾缓释片可以长期吃吗?
氯化钾缓释片不建议长期吃，氯化钾缓释片可引起胃肠道刺激，高钾血症等严重不良反应，长期吃会加重身体负担。然而，如果是处于临床需要，可以选择其他药物进行辅助或缓解。具体请遵医嘱。正常的细胞内外钾离子浓度及浓度差与细胞的某些重要功能有着密切的关系，包括维持碳水化合物代谢、糖原储存、蛋白质代谢，细胞内渗透压和酸碱平衡，心肌兴奋性和传导性;维持骨骼肌正常张力和神经冲动传导，以及可使肠道、子宫和支气管平滑肌张力上升等。
氯化钾缓释片能治疗低钾血症各种原因引起的低钾血症，如进食不足、呕吐、严重腹泻、应用排钾利尿药、低钾性家族周期性麻痹、长期应用糖皮质激素和补充高渗葡萄糖等。低钾血症的诱因：
1.病史应注意了解有无导致失钾的各种原因，如摄入不足，经胃肠道或肾失钾过多，及造成钾分布异常的各种可能。应注意询问有关用药治疗情况，内分泌疾患及家族病史。
2.体格检查轻度低钾血症患者常无明显的临床症征，可出现全身软弱无力，肢体软瘫，胆反射减弱或消失，严重者有呼吸肌麻痹及心功能障碍m心律紊乱，心脏扩大，甚至心脏停搏入。
氯化钾体系 篇3
近年来,由外墙保温材料的不阻燃而引发的建筑火灾事故频发,给人民生命和财产安全造成了极大的威胁,同时还有大量毒烟生成,造成环境污染。酚醛泡沫作为新一代保温、防火、隔音材料,素有“保温材料之王”的美誉,具有轻质、难燃、低烟、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落、低温环境下不收缩等优点。在各种管道和储罐保温、建筑保温、园艺及农业等领域都有广泛应用[1,2,3,4]。但酚醛泡沫存在易粉化的缺点,研究人员常引入柔性单体来提高酚醛泡沫的韧性,在酚醛泡沫韧性提高的同时其阻燃性也会有不同程度的下降[5]。研究人员将各种阻燃系统引入酚醛泡沫,目的就是为进一步提高其阻燃性。聚磷酸铵作为一种无卤阻燃剂,具有降解温度低、气相和凝聚相两相的阻燃作用以及无污染等优点,已被广泛应用于各种有机材料的阻燃[6,7,8]。然而,无卤阻燃剂的阻燃效能低于卤系阻燃剂[9,10]。为了提高无卤阻燃剂的阻燃效能,膨胀型阻燃系统被广泛地引入聚合物的阻燃改性[11,12,13,14,15,16,17]。此外,作为协效剂,部分金属氧化物和金属盐类被引入膨胀型阻燃系统,并取得了一定的成效[18,19,20,21,22]。在膨胀型阻燃系统中,金属盐类的主要作用是催化磷系阻燃剂降解,使得含磷阻燃剂分解为磷酸、偏磷酸等产物,使其与聚合物降解的中间产物发生酯化反应,以达到提高体系在燃烧时的成炭量、降低体系的起始脱水温度的作用,从而提高体系的阻燃性[23,24,25,26]。
本研究选择聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、氯化亚锡(SnCl2)组成膨胀型阻燃体系。通过测试阻燃体系复合酚醛泡沫的极限氧指数(LOI)、燃烧热量释放速率(HRR)、燃烧总热释放量(THR)、有效燃烧热量(EHC)、耗氧量(O2C)、总烟气释放(TSR)、有毒气体释放(COP和CO2P)等研究氯化亚锡的添加量对酚醛泡沫复合材料性能的影响,研究结果将为高性能酚醛泡沫保温材料的研究和应用提供理论和实验依据。
1 实验
1.1 实验原料
苯酚、甲醛溶液(37%,质量分数)、多聚甲醛、氢氧化钠、氧化钙、石油醚、季戊四醇、磷酸、盐酸(36%)、对甲苯磺酸、吐温-80、聚磷酸铵、氯化亚锡等,均为分析纯市售产品。
1.2 实验方法
1.2.1 酚醛树脂的合成
在500mL四口烧瓶内按比例加入一定量的苯酚、37%(质量分数)甲醛溶液和氧化钙,升温至90 ℃,反应30min;反应结束时温度维持在90 ℃,按比例加入第一批的多聚甲醛和催化剂,反应时间60 min;反应结束时温度降低到85℃,按比例加入第二批的多聚甲醛和催化剂,反应时间60min;反应结束时温度降低至75 ℃,按比例加入最后一批催化剂,反应30min,反应结束降温至40 ℃以下出料。
1.2.2 酚醛泡沫制备
将上述制备的酚醛树脂和发泡所需的表面活性剂、混合酸固化剂、APP、PER、SnCl２和发泡剂按比例加到容器内,充分搅拌均匀后,将树脂混合物置于模具中,在70 ℃下发泡固化。泡沫的制备配方如表1所示。
1.3 性能测试及表征方法
1.3.1 泡沫的阻燃性能测试
LOI的测定参照GB/T 2406.1-2008塑料用氧指数法测定燃烧行为第1部分:导则和GB/T 2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验。
1.3.2 泡沫的燃烧性能测试
泡沫的燃烧性能测试参照ISO 5660-1“Reaction to fire tests-Heat release,smoke production and mass loss rate-Part1:Heat release rate(cone calorimeter method)”,实验功率为50kW/m２。
2 结果与讨论
2.1 极限氧指数(LOI)
图1为泡沫的极限氧指数。由图1可知,酚醛泡沫的LOI为42%,阻燃体系复合酚醛泡沫的LOI基本都在73%左右,结果表明制备的复合泡沫都属于是难燃材料(大于27%)[27]。酚醛泡沫的含碳量较高,在燃烧时生成大量的CO、CO2气体,一方面可以稀释燃烧区域的可燃气体和氧气的浓度,另一方面起到覆盖作用(即毯子效应)[28]。同时酚醛泡沫自身成炭率较高,而且在高温下可以分解形成多种交联产物。通常情况下,聚合物材料的阻燃性(如LOI)与其成炭率间存在一定的定量关系,阻燃性越好的聚合物材料,其成炭率就越高[29]。结果表明,阻燃体系复合的酚醛泡沫的LOI随着SnCl2添加量的增加先增加而后降低,但变化幅度不大,基本维持在72.8%~74.5%之间,展现出了良好的阻燃性。当SnCl2添加量为1.5%时,复合泡沫的LOI最大,达到74.5%。
2.2 热释放速率(HRR)和平均热释放(ARHE)
HRR是指单位面积样品在燃烧时释放热量的速率,是评估火灾风险的最重要的参数之一[30]。材料的HRR越大,材料在燃烧时由热裂解产生的挥发性可燃物就越多,火焰的传播速度就越快,那么材料在火灾发生时的危险性就愈大。因此,降低材料的HRR,即降低了材料在火灾中挥发性可燃气体的释放量,有利于控制火焰的蔓延速度[31]。ARHE是指测试样品在受火时间内的平均热释放速率,该参数考虑了测试样品在受火过程中热量释放的累加效应和平均热释放速率,较为客观地反映了测试样品在整个受火过程中的热释放性能[32,33]。
图2为泡沫的HRR曲线。由图2可知,复合泡沫的HRR较纯酚醛泡沫明显降低。纯酚醛泡沫的HRR峰值出现在燃烧20s时,之后逐渐减小,复合泡沫中PF-2和PF-5的HRR峰值出现在燃烧约15s时,PF-1和PF-4的HRR峰值出现在燃烧约20s时,而PF-3的HRR峰值出现在燃烧25s左右时,但所有复合泡沫燃烧大约35s后基本维持不变。结果表明,随着SnCl2的添加量逐渐增大,复合泡沫的HRR变化不大,基本维持在12kW/m2左右。图3是泡沫的ARHE曲线。由图3可知,随着SnCl2的添加量逐渐增大,复合泡沫的ARHE也较纯酚醛泡沫明显降低,尤其PF-3的ARHE为最低。原因可能是APP/PER/SnCl2的添加促进了成炭反应的进行,在聚合物表面形成了一层具有隔热屏障作用的碳化层,阻止了热量由聚合物表面向聚合物内部的传递,因此,APP/PER/SnCl2的添加使得复合泡沫的HRR和ARHE显著降低,尤其当SnCl2的添加量在1.5%时,复合泡沫的热释放速率较低。
2.3 总热释放(THR)
THR是指从开始燃烧到结束单位面积的材料所释放的热量。一般情况下,材料的THR愈大,说明材料在火灾中的危险性就愈大。综合HRR和THR的分析,有助于更加全面、客观地分析评估材料在火灾中的危险性[34]。火灾发生时,若材料燃烧时火焰的传播速度以THR曲线的斜率表示,则THR曲线的斜率愈大,火焰的传播速度就愈快[34]。图4是泡沫的THR曲线。由图4可知,随着燃烧时间的延长,纯酚醛泡沫的THR快速增大,而复合泡沫的THR较纯酚醛泡沫增速较缓。复合泡沫的THR曲线的斜率较纯酚醛泡沫显著降低,说明在火灾发生时,复合泡沫的火焰传播速度较慢,即火灾危险性较小。另外,PF-3的THR曲线的斜率在所有样品中是最小的,说明在火灾发生时,PF-3的危险性是最小的。原因可能是在燃烧过程中,复合泡沫表面形成了一层致密的碳层,致密的碳层阻滞或者延缓了燃烧热量由聚合物表面向内部的传递,因此复合泡沫的THR较小。结果表明,阻燃体系的添加使复合泡沫材料的THR显著降低,且随着SnCl2添加量的逐渐增大,以PF-3的THR为最低。
2.4 比消光面积(SEA)
火灾环境一般都处于高温、缺氧的状态,此时对于火灾中人员及救灾人员的主要危害之一就是由材料不完全燃烧释放的有毒烟气[35]。SEA是表示烟气最常用的参数之一,即在燃烧过程中,单位质量材料燃烧所释放烟气的能力[36]。SEA愈大,说明在燃烧过程中,材料释放的烟量就愈大[37]。图5是复合泡沫的SEA曲线。由图5可知,复合泡沫的SEA较纯酚醛泡沫有所提高,但其烟释放趋势大致相同。结果表明,复合泡沫的SEA较纯酚醛泡沫有所增加,原因可能是,一方面参与燃烧的可燃物的量显著增加(SEA曲线),另一方面阻燃体系的引入导致了体系的不完全燃烧增强。
2.5 有效燃烧热(EHC)及阻燃机理
EHC是指在发生火灾时,单位质量的材料因热降解产生的可燃性挥发成分燃烧所释放的热量,它反映了材料的可燃性挥发成分在气相中燃烧的程度[31]。EHC愈大,说明材料在燃烧时,可燃性挥发成分在气相中燃烧更加充分。此外,将EHC、HRR和SEA结合可以研究阻燃体系对聚合物阻燃的机理。图6是泡沫的EHC曲线。由图6可知,复合泡沫的EHC较纯酚醛泡沫都出现显著降低。这说明阻燃体系的引入,降低了材料受热分解形成的可燃性挥发成分的燃烧程度。结合复合泡沫的EHC、HRR和SEA可知,阻燃体系的引入,显著提高了复合泡沫的阻燃性,使得复合泡沫的可燃性挥发成分的燃烧程度明显降低,说明阻燃体系主要在气相中起作用,阻燃体系对聚合物阻燃符合气相阻燃的机理[38]。
2.6 总耗氧量(TOC)
TOC表示在测试过程中,材料燃烧所消耗的总氧气质量。TOC越大,说明材料燃烧越充分,燃烧释放的热量就越高,则材料在火灾中的危险性就越大。图7为泡沫的TOC曲线。由图7可知,复合泡沫的TOC较纯酚醛泡沫都显著下降,并且变化趋势大致相同。结果表明,阻燃体系的引入,阻滞或延缓了复合泡沫的燃烧,使得复合泡沫的燃烧很不充分,复合泡沫的不完全燃烧致使其TOC显著降低,并且SnCl2的添加量为1.5%时,复合泡沫的TOC最低。
2.7 生烟总量及烟气性质
在火灾发生时,材料的危险性与材料燃烧释放的热量、烟气量及毒性有关。材料燃烧释放的烟雾使得火场的能见度大大降低,不利于火场人员的疏散和救援,同时材料燃烧释放的有毒气体,是处于火灾中的人员及救灾人员的最大威胁。锥形量热仪是模拟实际火情的条件下监测的烟释放动态过程,与材料实际燃烧试验测得的烟释放参数具有较好的相关性。在火灾发生时,酚醛泡沫燃烧释放的烟气总量及有毒气体CO及CO2是评价泡沫材料在火灾中的隐患大小很重要的参数[39]。
生烟总量(TSR)是指在燃烧过程中,单位面积的材料燃烧所释放的总烟量。图8为泡沫的TSR曲线。由图8可知,复合泡沫的TSR较纯酚醛泡沫显著增加,而且TSR的增速也较纯酚醛泡沫快。这说明阻燃体系的引入,在燃烧过程中受热分解释放出的不燃气体稀释或隔离复合泡沫受热分解释放的挥发性的可燃气体,延缓了火焰传播,因此,挥发性的可燃气体的燃烧不充分产生了大量的烟气[40]。结果表明该协同阻燃系统对于降低泡沫的烟释放并没有积极的效应。
COP和CO2P表示材料燃烧时,单位时间内释放的CO和CO2的质量。图9为泡沫的COP曲线。由图9可知,随着SnCl2添加量的逐渐增加,复合泡沫的COP逐渐增大,当SnCl2的添加量不高于1.5%时,复合泡沫的COP在燃烧75s之前较纯酚醛泡沫有所增加,而后出现明显的降低;当SnCl2的添加量为3%时,复合泡沫的COP虽然较纯酚醛泡沫有所降低,但基本与纯酚醛泡沫持平;当SnCl2的添加量高于3%时,复合泡沫的COP已经超过了纯酚醛泡沫。图10为泡沫的CO2P曲线。由图10可知,复合泡沫的CO2P较纯酚醛泡沫显著降低。结果表明,阻燃体系的引入一定程度上可以降低复合泡沫的有毒气体释放,并且以SnCl2添加量不高于1.5%为宜。
2.8 阻燃体系复合泡沫燃烧后的残留物图像
图11为泡沫燃烧后的残留物图像。由图11可知,纯PF泡沫残留物表面出现了大量裂纹,并有收缩现象发生。随着阻燃体系中SnCl2添加量的增加,残留物的表面碳化层开裂程度逐渐增强,但没有发生残留物的收缩现象,并且当SnCl2添加量为5.0%时,残留物的表面碳化层开裂程度最为严重。原因可能是APP/PER/SnCl2的引入,使得泡沫燃烧后表面形成一层均匀、连贯的碳化层,阻滞或延缓热量由燃烧区泡沫的表面向内部传递,保护底层材料的进一步燃烧,因此,泡沫燃烧后残留物表面的碳化层的结构变化反映其阻燃性能。结果表明,当SnCl2添加量为1.5%时,残留物的碳化层表面较为均匀,此时APP/PER/SnCl2的阻燃效果较好。
3 结论
(1)阻燃体系复合酚醛泡沫的氧指数显著提高,随着SnCl２添加量的增大,复合酚醛泡沫的极限氧指数基本都维持在72.8%~74.5%的范围内,展现出良好的阻燃性。
(2)复合泡沫的HRR、AHRE、THR、EHC、O2C、TOC、COP和CO2P显著降低,但是SEA和TSR显著提高。APP/PER/SnCl2主要在气相中起阻燃作用,阻燃机理符合气相阻燃的机理。
氯化钾体系 篇4
即FeCl3过量时，KI还会有剩余，或者，KI过量时，FeCl3依旧有剩余。
在上述两种设计中，要考虑，是检验KI方便，还是检验FeCl3方便。很明显，检验FeCl3方便，用KSCN溶液。
所以，取少量FeCl3溶液，加入过量的KI溶液，充分反应后，再滴加KSCN溶液，溶液出现血红色。说明，即使KI大大过量，Fe3+也不可能完全反应。
氯化钾镀锌的生产应用现状 篇5
氯化钾镀锌作为取代氰化镀锌的较成功工艺之一,得到广泛应用。经30多年应用,不少人仍对其缺乏深入全面的了解,对过去认知的优缺点应作重新审视;生产实践中反映出的不少问题,尚值得讨论。笔者是国内较早采用该工艺者之一。在此,结合个人实践体会,对一些问题提出看法,供同行参考。
1 对工艺优缺点的重新审视
当初推广氯化钾镀锌时对其优缺点有所评述,现经实践检验未必完全正确。现可这样认为,其主要优点有:
(1)镀液呈微酸性,阴极电流效率可高达90%~95%,镀速较快,特别对铸件电镀有利;
(2)镀液组分简单,易于调整;
(3)相对于锌酸盐镀锌,对杂质敏感性低,允许容存量较大且易于处理;
(4)比其他镀锌工艺易获得高亮度镀层,利于蓝白钝化与银白钝化;
(5)镀前除油处理比锌酸盐镀锌要求低。
其原本存在及新暴露出来的主要缺点有:
(1)镀层及钝化层防蚀性能在各种镀锌工艺中处于最差地位。主要原因是为保证阴极极化,镀液中表面活性物质加入量很大,在镀层中的夹附量也很大,镀锌层纯度很差。在发生电化学腐蚀时,因微电池作用,锌的腐蚀加快;钝化层中的有机夹杂也降低了其抗蚀力。故该工艺不适合于防蚀性要求较高的汽车及电器产品镀锌。
(2)钝化层中因有机物夹附过多,蓝白钝化易泛彩、发花、发黄;白钝层易变灰暗,甚至长白灰、白毛;彩钝层色泽很易变淡,彩钝膜附着力远不如锌酸盐镀锌。
(3)过去认为废水处理简单而现在看来因无强配位剂,锌易处理,但废水中大量的表面活性剂成了废水处理的一大负担:即便采用成本高的活性炭处理也几乎无效,排放废水产生让人生厌的大量泡沫、必测指标化学耗氧量CODCr很易超标,阴离子表面活性剂ALS也易超标。
(4)对设备腐蚀性较强,铜极杆等很易生成碱式碳酸铜。
2 主要成分的控制
2. 1 主盐氯化锌
过去追求允许电流密度越大越好,实际不对。由于镀液中无强配位剂(Cl-对Zn2+有微弱配位能力),必须保持适度的浓差极化,因而主盐浓度不能过高。250 mL霍尔槽2 A静止镀,对挂镀有1 cm左右烧焦,对滚镀烧焦2~3 cm,否则镀液分散能力与深镀能力均难达到要求(pH值为5.4~5.8之间时)。
2. 2 导电盐氯化钾
2. 2. 1 含量影响
镀液的电导率越高,分散能力越好,一般深镀能力也越好。镀液的电导率并非随惰性强电解质的导电盐含量增加而线性上升,而有一个驼峰形:含量过高反而因“车流量过大而发生交通不畅”。对氯化物镀锌,氯化钾含量过高还会因盐析现象,表面活性剂析出,轻则镀液浑浊,重则添加剂加入过量时呈油状物浮出。如何确定其实际最佳用量至关重要。
2.2.2 化学分析结果的不可靠性
多年前笔者就处理过一场电镀故障:某厂镀锌车间化验员根据化验结果认为导电盐含量够了;而工艺员认为按化验结果镀不出产品来,还得补加60 g/L。事实上,他们两人都是对的,但没有找到问题的关键。原因是分析方法本身不切合实际:电镀厂都无法分析K+,而是分析Zn2+与总Cl-,先换算出ZnCl2,将剩余Cl-理论折算出KCl。K+会不断带出损耗,而镀前酸洗用盐酸,清洗不净(特别对镀管件)时会大量带入HCl,调低pH值也用盐酸,所以总氯很高而K+太少,并不成比例。而K+含量对镀液电导率影响至关重要(导电性比Na+好),故除新配液外,化验结果都偏高,甚至偏高很多。纯粹靠化验结果调整镀液的工艺员不是一个合格的工艺员。
2.2.3 霍尔槽小电流电镀调整法
先将pH值、ZnCl2与H3BO3含量调至正常,250 mL霍尔槽0.3 A静止镀3 min,清洗后不经出光(出光对镀层的溶解量无法掌控),直接在pH值为1.5左右正常低铬彩钝15~20 s,清洗后用电吹风吹干,良好状态下试片低端应无漏镀且色彩鲜艳。若有漏镀或低区彩钝层乌暗,则试验补加氯化钾至低区色泽鲜艳范围(劣质光亮剂达不到全部色鲜)。注意钝化时试片搅动速度应一致,原因是钝化时搅拌越强烈,成膜越快,镀层溶解量越大。
2.2.4 槽电压判断法
霍尔槽试验直流回路中串接一支读数精确到1 mA的数字式电流表,直流正负极间并接一支读数精确度达1 mV的数字式电压表(均可用数字式万用表),同2.2.3所述先调好镀液其他条件,保持电流在1.0 A电镀,逐渐补加KCl(注意若霍尔槽液位有上升,应吸出镀液至原液位),溶解良好后再镀,至电压表指数最低,累加KCl补加量则为最佳加入量。
2.3 硼酸
不少电镀厂对硼酸的使用有一种误解,认为加了硼酸镀液pH值仍有上升趋势,所以很少补加,甚至一年半载都不加。诚然,镀液并非工作在硼酸最佳缓冲pH值范围内,但其对阴极界面液层的缓冲效果却意义重大:能抑制析氢,扩大允许JC、减少甚至消除镀层产生竖状暗色或亮色条纹。硼酸还具有细化镀层细晶、明显提高光亮性的作用,调整得当时可少用光亮剂。曾有人花几年工夫研究无硼酸工艺,终未成功,无物可替代之。故务必及时补加不断带出损耗的硼酸。
使用硼酸应注意几点:
(1)根据不同液温控制其含量至近饱和状。硼酸过多的唯一害处是因溶解度小而结晶析出。液温高而含量过多时,冷的工件入槽后可能在表面形成结晶使镀层粗糙;液温低时悬浮于镀液中的细小结晶也造成镀层粗糙。
(2)必须用优质工业品,否则一是效果差,二是溶解性不良。
(3)必须用沸水溶解好后加入。直接将固体倾倒入槽肯定难搅溶。最好勤加少加,一次加入过多时,常因溶解不好,反而使镀层粗糙。
3 关键工艺参数的控制
3.1 镀液pH值
由于阴极电流效率低于阳极电流效率,镀液pH值总呈上升趋势。pH值影响添加剂吸附性能与镀层烧焦范围及镀液电导率。pH值过低害处大:添加剂吸附性能下降,用量大增;阳极溶解加快,Zn2+浓度上升(特别是液温高时);铁杂质积累加快(特别对滚镀)。有人认为用pH计测定时最佳pH值为5.0。用试纸测定结果大约高0.5,且不同厂家生产的试纸测出的误差也可能很大。
笔者主张pH值稍高为好,生产中用上海三爱思公司产5.4~7.0精密pH试纸测定,调到5.8~6.2之间。
3.2 液温
液温受气温及镀液欧姆热影响。对滚镀升温较快(特别当滚筒开孔率不够且装载量过大时)。液温高时,添加剂吸附性能下降,用量及消耗量甚至成倍上升,相应有机杂质增加快、表面活性剂积累快、铁杂质上升快、阳极溶解快、镀层及钝化层质量下降。大陆添加剂生产厂家多年来存在一个误区:为适应低档电镀厂点需求,竞相开发浊点高的“高温载体”。而多年前笔者问过台湾莱德公司负责人:为什么你们的氯化物镀锌添加剂只能用到30 ℃而不开发高温型?回答应很有道理:台湾的氯化物镀锌均设冷冻,液温高后不但添加剂消耗过大且电镀质量不好,最终综合经济效益差。
笔者认为,至少对滚镀液应采用简单的蛇形钛管通冷却水降温,出水用于本来用量就大的清洗水,只增加点一次投资却可长期受益。
3.3 搅拌
氯化物镀锌肯定不能采用空气搅拌。用阴极移动有好处也有坏处:好处是可扩大允许Jk,减轻氢气产生的气流条纹;坏处是会降低浓差极化,深镀能力下降。亲见某单位,镀液本身深镀力就未调好,加阴极移动时孔眼周围镀层发白,停了就正常。实践发现,当彩钝、白钝均无问题时,黑钝化工件上却有亮色条纹,此时加阴极移动则可克服。
3.4 JC的灵活掌握
对非定型挂镀件,不可能计算面积来开电,应灵活掌握:当pH值正常时,逐渐加大电流,至工件尖角突出部位略冒气泡为宜。一点不冒气泡,电流太小,深镀力差;大冒气泡则尖角突出部位烧焦。
4 添加剂的选择及控制
4.1 添加剂的质量问题
氯化物镀锌添加剂远比酸铜、亮镍光亮剂简单得多,随便找个公开配方配来也能用,故生产者多如牛毛,加之低价抢市场,实际质量差别很大,优质的并不多,有些实际不能用。亲见某厂新上6 000 L镀槽镀超市推车大件,赊来的低价添加剂配出来就无法镀,笔者现场观察发现,霍尔槽试片光亮范围很窄,镀层又黄又花又起条纹,本人也无法将劣质添加剂从镀液中分离出来。后来该厂又是加锌粉又加活性炭处理,换用优质添加剂仍不行,最后分文未挣到,亏了6万多元收摊子。
笔者实践经历较多,对任何工艺坚持眼见为实。曾对添加剂主要组分苄叉丙酮、苯甲酸钠、扩散剂NNO(亚甲基二萘磺酸钠)、烟酸等分别用霍尔槽三点法测定其对分散能力的影响,发现除NNO能提高分散能力外,其余都降低分散能力,但NNO却降低阴极电流效率。所以,一个良好配方的组分含量是很考究的。
另一个影响质量的关键是原材料质量。例如,主光剂苄叉丙酮只要质量差,镀层必易灰雾且产生严重条纹。笔者用氯化钾镀锌光亮剂,认为自配价值不大(酸铜与亮镍光亮剂则自配更好用、好调),也是叫生产单位按我指定的原材料供应商供货,单独为我定做的(价高点应属正常),从不用任何劣质化工材料。
质量的另一差异在于辅助光亮剂的选择与配比。笔者公开的加0.04 g/L丁炔二醇能显著提高深镀能力的发现,据说已被一些添加剂生产厂商认同,而折算比例后加入到商品中。
所以,采用一种添加剂前应先作霍尔槽试验确定效果好后再加入大槽,切不可轻信宣传及盲目乱用。
4.2 主光剂的选择
最先都用苄叉丙酮作主光剂,后来发展出苄叉丙酮与邻氯苯甲醛混合型及全邻氯苯甲醛型。用邻氯苯甲醛,光亮剂配制成本低、起光快、光亮性好,但存在至少两大弱点:其一、彩钝层附着力很差,故只适于镀蓝白锌与白锌;其二、邻氯苯甲醛抗氧化性很差,很易在镀液中被氧化为邻氯苯甲酸,镀液不稳定。若氧化除铁后几乎消耗殆尽,应按新开缸量补加。笔者服务过的厂用过混合型,因同一镀槽产品又要镀蓝白锌又要镀彩锌,彩钝后达不到原用户要求的色泽既鲜艳用手指使劲擦也不允许脱膜的高要求,使用不到一星期,借氧化除铁时彻底去除,仍恢复全苄叉丙酮型。
4.3 光亮剂的使用
(1)光亮剂并非万能。充分发挥其作用的前提是镀液组分及pH值等条件调整得当。如氯化钾过少,无论如何补加A剂均达不到良好深镀能力;硼酸过少如前述反映出的诸多问题也不能只靠光亮剂解决。
(2)坚持勤加少加的原则。对于任何光亮剂都适用的这一原则,尽管已宣传了几十年,至今不少厂仍采用“狠吃一顿再饿几天”的办法。对任何滚镀或采用空气搅拌的挂镀,笔者一贯主张采用高位桶、用医用输液件连续滴加的方法,以免质量大起大落。光亮剂过少过多都有害无益。
(3)浓度适中的苄叉丙酮光亮剂,冬天塑料桶底带有大量结晶析出,务必连桶一起置于液温超过80 ℃的热水中泡0.5 h以上,摇匀溶解好后再加,否则上部清液主光剂少而载体多,加入后更易造成表面活性剂积累过多而产生一系列副作用。
(4)用久了的镀液因主光剂电解消耗快而表面活性剂仅因镀层夹附及带出损耗而必然积累过多,用活性炭也无法去除。办法之一是:若仅亮度不足时,可购买优质苄叉丙酮或邻氯苯甲醛,用酒精溶解后在不断搅拌下直接补加入槽中(先试应补加量)。此时因镀液中表面活性剂及载体光亮剂含量早已大于形成胶团、胶束的临界浓度,照样能对苄叉丙酮起分散、增溶作用而使其溶解。
(5)与氰化镀锌相比,氯化物镀锌与锌酸盐镀锌层因夹附有机物,造成镀层变形时影响晶格自由滑移,所以镀层厚度超过20 μm时脆性明显,加之锌本身即为脆性金属,所以不要寄托希望加入所谓“柔软剂”能使镀层柔软起来而胡乱加入。
5 清洗难的问题
氯化物镀锌使用日久后暴露出的另一问题是镀后工件表面吸附的厚层表面活性剂不易清洗干净,给获得优质钝化层带来困难。有人提出镀后、清洗后用热碱水脱膜,再清洗、出光、水洗后钝化。但显然使工艺复杂了、能耗增加,也不适于大件镀锌。也有人提出用高锰酸钾溶液氧化脱膜,但会增加废水处理负担且易使废水色度超标。实际上,直接在1%~2%稀硝酸液中清洗也可。此浓度下出光作用并不明显(出光硝酸温度应达到3%以上),但成本低,便于及时更换,对镀层溶解量小。
6 除铁问题
6.1 铁杂质的影响及判定
氯化物镀锌最易引入Fe2+(特别对滚镀),其与锌在高、中JC区易共沉积,造成钝化不良:彩钝层膜透明度差,易显乌暗;白钝化层易发乌黑而白度不够;蓝白钝化层易泛黄、发花等。
判断镀层中含铁量是否过多的方法很简单:霍尔槽1.5 A,静止镀5 min,清洗后在约3%硝酸中出光,若试片高、中JC区乌黑,则含铁量高,镀液应除铁了。
6.2 除铁方法
因铁在高、中JC区与锌共沉积,故小电流密度电解无效。因铁与锌电位差不大,用锌粉置换几乎无效。
比较Fe2+、Fe3+、Zn2+在100 mg/L与1 mg/L下形成氢氧化物沉淀所需pH值(理论计算值):对Fe2+分别为7.714与8.714;对Fe3+为2.442与3.109;对Zn2+为7.058与8.058。Zn2+比Fe2+先沉淀,可见沉淀Fe3+所需pH值很低。故在生产pH条件下将Fe2+氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3,则可以彻底地除铁。
6.3 氧化剂的选择
试验与生产应用反复证明,用H2O2氧化时,生成的Fe(OH)3沉淀呈胶体状,很难自然沉降分离;而用KMnO4氧化,生成的Fe(OH)3呈大的矾花状,很易自然沉降分离,故氧化剂宜选用高锰酸钾。
6.4 KMnO4除铁程序
一般在除铁同时加锌粉置换Cu2+、Pb2+等重金属杂质且加入锌粉后更有利于Fe(OH)3的沉降。
(1)在不停搅拌下慢慢加入用热水溶解的KMnO4饱和液(KMnO4不易溶完),至镀液呈棕微红色,继续搅拌10 min左右。
(2)将2~3 g/L分析纯锌粉用少量水调成糊状,在不断搅拌下慢慢加入,继续搅拌5 min。注意,锌粉具有还原性,不可与KMnO4同时加入。
(3)自然沉降几小时(不宜过夜,否则锌粉溶解而失去作用)。
(4)虹吸出上部清液,下部含水的较重的沉淀物用悬空的采用过滤布制成的袋式过滤器过滤(用过滤机很容易堵塞)。
(5)过滤后的清液应几乎无色透明,再按1 mL/L量加入30%H2O2,搅拌5 min,还原去除可能残存的KMnO4。注意H2O2不宜加入过多,否则无法加热分解去除过多H2O2(与亮镍液加温不同)。
(6)取处理后的镀液用250 mL霍尔槽调整光亮剂。对邻氯苯甲醛体系,光亮剂氧化破坏大,应补充到足量。
7 加入氯化铵的问题
有人喜欢在氯化钾镀锌液中加入一定量的氯化铵,笔者则持坚决的反对态度。虽然NH+4对Zn2+具有配位作用,有利于提高镀液分散能力与深镀能力,工业品价格也便宜,但其害处很多(笔者用过几年铵盐镀锌,深为头疼):
(1)会造成锌阳极的配位溶解,夏天液温高时Zn2+增加很快,浓差极化太小,镀液分散能力与深镀能力又下降,曾想过多种办法防止Zn2+上升。
有人在氯化钾镀锌液中加入氯化铵后又怕Zn2+上升,所以阳极杆上稀稀拉拉挂了几个锌板。这种做法是欠妥的,实际上不了解阳极分布对镀液分散能力有着重要影响。阳极长些还是短些好、是平均分布还是集中分布好、是多点好还是少点好等,是电镀基础知识,此处无法详述。阳极过少,电力线分布很不均匀,离阳极近的工件或长件的该部分JC大,镀层厚且亮度高;反之亦然。而氯化物镀锌至今未找到可用的不溶性阳极来弥补。对该工艺使用有经验者,阳极都多而密,只要pH值不过低,可长期维持Zn2+含量在较佳范围。
(2)氨氮问题。当初淘汰铵盐镀锌,除Zn2+增加、钝化膜变色(用硫脲与聚乙二醇作光亮剂,与现今氯化物镀锌彩钝色易变淡相反,色变得深而乌暗)外,另一原因是电镀厂无法自行处理废水中的氨氮。其造成水体BOD5升高。造成直接经济损失3亿多元的四川沱江特大污染事件以及害得无锡市人一段时间都用瓶装水的太湖蓝藻事件,其原因均为氨氮超标引起。虽其罪魁祸首为化工废水污染,未点电镀的名,但沱江污染事故后,成都地区不少环保部门已将氨氮列为电镀废水必测指标。稍一超标(15 mg/L)即令停产整治。如何整治?没有其他办法,只能停产。加入镀液中的NH4Cl又无法取出,只能换液不用,换下的镀液又该如何处置?只能乘黑夜无人时偷偷倒掉,任其污染环境。所以,千万加不得氯化铵。
8 结 语
氯化钾生产工艺研究进展 篇6
关键词：氯化钾,生产工艺,研究进展,卤水
我国是一个农业大国,据调查全国84%土地缺钾,钾肥实际产量远不及所需产量,农业生产中因施用的氮、磷、钾比例失调,化肥效益逐步下降。尽管我国钾肥生产量不断增加,但在表观消费量中所占比重仍不足10%[1,2]。我国钾盐可利用矿区主要在青海省,保有储量为2.2亿吨,占全国总储量的94.8%。云南省的保有储量1197.5万吨,仅占总储量的5.1%,四川、甘肃、新疆等则很少[3,4,5]。青海察尔汗盐湖[6,7,8]是我国最大的可溶性氯化物型钾镁盐矿床,总面积5856 km2,也是世界著名的内陆盐湖,储藏着极为丰富的钾、钠、镁、锂、碘、铯等自然资源,总储量达600亿吨,其中氯化钾储量1.45亿吨,占全国已探明储量的97%,居全国首位[9,10]。
在生产氯化钾的工艺中,化学沉淀法、萃取法、溶析法和膜分离法由于具有毒性大、试剂昂贵、流程较复杂、设备要求严格、杂质难分离等缺点,没有在工业生产中普及[11]。本文对工业上主要应用的工艺冷分解-浮选法、反浮选-冷结晶法、热溶结晶法以及由天津大学国家工业结晶技术研究推广的冷却溶析结晶-反应萃取结晶耦合结晶法分别做以介绍。
1 冷分解-浮选法
光卤石冷分解即在常温下加水分解,光卤石的分子式为:KCl·MgCl2·6H2O,实际盐田生产的光卤石是纯光卤石与部分氯化钠、水不溶物的混合物,其分解原理[12,13]为:KCl·
冷分解-浮选法是国外最早传统加工工艺在国内的实现,尽管比国外落后了60多年,毕竟实现了工厂连续的生产,为大规模生产奠定了基础。同时相应实现了光卤石矿的盐田化生产,使原矿质量到产品质量得到了人为的控制。主要方法是将盐田晒制的光卤石矿旱采运至加工厂,经加水分解,在高镁母液中加入十八胺药剂将氯化钾以泡沫形式刮出,经洗涤、分离、干燥得产品[16,17]。
作为传统的氯化钾生产工艺,该工艺有如下的优点:(1)工艺可靠,由于该工艺的开发与研究较早,经过多年来的不断完善,工艺流程已趋于成熟。就浮选本身而言,胺类捕收剂作为氯化钾的捕收剂性能良好,选别效果明显。(2)工艺流程简单,如前所述,冷分解—浮选工艺可以分主要两步:一是光卤石的冷分解,二是分解料浆的浮选。以十八胺作捕收剂,2#油作起泡剂浮选出氯化钾,实现氯化钾与氯化钠的分离,所得粗钾产品经再浆洗涤即得氯化钾成品[18]。但该工艺也有自身的缺陷,主要表现在:(1)系统回收率较低,产品质量不易提高。采用冷分解-浮选法工艺,氯化钾回收率只有40%~50%。氯化钾最高品位在90%~92%之间,该工艺对原矿性质的稳定性要求较高,对工艺操作控制要求严格,操作控制的失误易造成回收率和产品质量的降低,如给矿控制、分解水量控制、浮选操作、浮选药剂等对回收率和产品质量都有影响[19,20]。(2)产品粒度细,不易干燥,该产品粒度为170目(+0.088 mm)占81.09%[21,22]。
2 反浮选-冷结晶法
当原矿光卤石在饱和的浮选介质中加入专用药剂,选择性地增加了细盐(NaCl)表面的疏水性,而不增加原矿中光卤石的疏水性,NaCl粘附在浮选机内的气泡上,上浮到矿浆表面,被刮板刮出,而光卤石则留在矿浆中,脱卤后即得低钠光卤石。低钠光卤石进入结晶器,加水进行分解、结晶,控制其分解条件,使溶液中KCl过饱和,达到常温下使KCl晶体长大的目的,而NaCl则呈不饱和态而留在液相中,经过滤并加淡水洗涤后,即得高品位KCl产品[23,24]。
该法是目前世界上较先进的加工工艺,在中国的钾盐重地察尔汗也经历了近10年的开发阶段,主要方法是将深水盐田光卤石经水采管输至加工厂,加入钠浮选剂,将光卤石提纯,经分离将氯化钠含量低于6%的光卤石在结晶中控速分解,得到的粗钾经洗涤分离干燥后得精钾产品。该工艺在浮选过程中不仅能浮选出大部分氯化钠,还能选出部分水不溶物,提高了氯化钾的回收率和氯化钾质量,生产的氯化钾产品含量高、粒径大、水份低[9,25]。目前,以光卤石为原料制取氯化钾的反浮选-冷结晶法的综合回收指标为:氯化钾产品的品位可稳定控制在KCl≥90%,最高可达95%,氯化钾回收率为59%~62%,氯化钾平均粒径为0.2 mm,水份<3%。缺点是工艺流程复杂,操作控制等不方便,在浮选及结晶的操作过程中精度要求较高[4]。
3 热溶结晶法
光卤石经冷分解及过滤与母液分离后所得固相,其成分主要是氯化钾和氯化钠及少量不溶物。由于氯化钾和氯化钠在不同温度条件下的溶解度存在差异,NaCl的溶解度几乎不随温度变化而变化,而KCl的溶解度却随温度升高而显著增大,这种情况在两盐共饱和时更为显著[26,27]。据此,可通过一定的方法分离出KCl[28]。
热溶结晶法又分全溶结晶法和冷分解热溶结晶法两种。全溶结晶法是将光卤石全部进入热水溶解,再将热溶液冷却结晶出氯化钾。冷分解热溶结晶法是将光卤石矿冷分解即冷溶除去氯化镁,过滤后再热溶。此法较上法可省去一部分能耗,但多一道工序。热溶结晶法的特点是产品纯度高,可达到90%以上甚至98%以上,而且粒度很好,但是能耗大,成本高,设备腐蚀严重,工艺操作也比较复杂。察尔汗地区曾经有一个2万吨的冷分解热溶车间,生产数年,后因成本过高而停产,而约旦使用的主要工艺就是冷分解热溶法[29,30,31]。
4 冷却溶析结晶-反应萃取结晶耦合结晶法
冷却溶析结晶-反应萃取结晶耦合结晶法由天津大学国家工业结晶技术研究推广中心自主开发。该工艺原理是:以一定的降温速率将高温溶浸液降温,同时在适当的时候加入高镁母液,使其中的氯化钾和氯化镁结合成光卤石析出,待温度降至设定终点温度时,再经过沉降分离、过滤脱卤得到固液两相,固相作为下一步反应萃取结晶的原料,液相用来提取卤块。由于冷却溶析结晶得到的固相产品中含有光卤石和少量氯化钠,其各项性质与光卤石比较相似。当KCl、NaCl、MgCl2三盐共存时,MgCl2的溶解度较高(37.46g MgCl2/100g H2O),所以光卤石与水反应产生的MgCl2全部进入液相;而KCl的溶解度较低,在光卤石溶解后的溶液中具有一定的过饱和度,使KCl结晶析出,因此,光卤石与水的反应萃取结晶过程包括复盐光卤石溶于水发生分解反应及在光卤石的水溶液中氯化钾达到过饱和而析出晶体这样两步反应的复杂过程。该工艺改变传统的将光卤石原料和分解液一次性混合为在室温下将冷却溶析结晶固体产品以一定的速率缓慢加入到分解液中,溶液中的氯化镁的含量会随着固体原料的加入而增加,由相图可知,在氯化钾的饱和溶液中溶液中氯化镁含量的增加又利于氯化钾的析出,这也为反应萃取结晶过程的氯化钾的结晶析出提供了推动力。应用这种工艺可以得到粒度较大、纯度较高、符合国家工业一级要求的氯化钾产品[32,33],而且在能耗方面会比传统工艺低很多。该工艺现在处在实验室研究阶段,还未进行工业化,但为以后的工业化奠定了基础[4]。
氯化钾镀锌光亮剂配方设计探讨 篇7
钢铁电镀锌防腐蚀性能较好,生产成本低廉,操作方便,易于实现[1]。目前,国内电镀锌按镀液可分为4大类: 氰化物镀锌、无氰碱性镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌,其中氯化物镀锌工艺在电镀行业的应用比例约为25% ~ 40% 。氯化物镀锌主要为氯化钾镀锌,其主光亮剂的发展历经了第一代的苄叉丙酮、第二代的邻氯苯甲醛以及多醛类衍生物[2],并由油溶性演变为水溶性,但这类产品市场应用不多; 现阶段( 即第三代) 所用的主光亮剂多为苄叉丙酮与邻氯苯甲醛的组合。氯化物镀锌工艺发展至今,在光亮剂配方设计方面基本已无秘密可言[3,4],其主要成分包括表面活性剂、苯甲酸钠、苄叉丙酮、邻氯苯甲醛、烟酸等[5]。其中各种物质的选择与复配、各种成分在电镀过程中所起的协同作用非常重要,它既决定了光亮剂质量的高低,也决定了镀锌层质量的优劣[6]。为此,本工作优选了苄叉丙酮和邻氯苯甲醛混合使用的最佳复配比例,以获得性能良好的氯化钾镀锌层。
1 氯化钾镀锌光亮剂的配方设计
20世纪80年代初,以苄叉丙酮为主光亮剂的组合光亮剂因效果优良而迅速取代了原有的氯化铵 -氨三乙酸体系用于酸性镀锌,但该体系浊点较低( 基本不超过40℃) ,冬季好用、夏季难用,挂镀好用、滚镀难用。脂肪醇聚氧乙烯醚经磺化后得到淡黄色黏稠状物质,如R - O - ( CH2CH2O)n- SO3Na,( 此处R = C7~ C18,n = 7 ~ 30[7]) ; 或用烷基酚聚氧乙烯醚经顺酐磺化得到无色黏稠物质,如R - C6H4O - ( CH2CH2O)n- SO3Na,( 此处R = C8~ C12,n = 10 ~ 30[7]) 。将其作为载体,单一或复配用于氯化钾镀锌光亮剂,使浊点达到60℃以上,本公司研发的0515,OCT -15和OCT -20等相关产品浊点甚至可达到75℃以上,无论滚镀还是挂镀,一年四季均适用。
早期的氯化钾镀锌光亮剂除含有载体和主光亮剂外,还含有苯甲酸钠、苄叉丙酮和亚甲基二萘磺酸钠以及对氨基磺酰胺、肉桂酸、苯并三氮唑和烟酸等成分,低电流密度区光亮度较好,深镀能力极佳。但载体使用量过大时,容易造成有机物夹杂,镀锌层易变色,且经钝化处理后的钝化膜易脱落。
氯化钾镀锌光亮剂的配方设计首先要选择和确定载体以及主光亮剂,载体在配方中的用量通常占整个光亮剂的1 /3以上,其余为主光亮剂和辅助光亮剂。载体过少会带来一系列问题,如镀层不够透亮、添加剂消耗量过大、高电流区会出现烧焦等。
1. 1 载体的选择及用量
用于配制氯化钾镀锌光亮剂的载体大体分为3类: 脂肪醇类、烷基酚类和萘酚类,代表性产品分别有本公司的OS -15( 脂肪醇类) 、OCT -20( 烷基酚类) 和OCT -15( 萘酚类: C10H8 - O - ( CH2CH2O)n- SO3Na,n = 12 ~ 24) 。
脂肪醇类载体为高中低兼顾的载体; 烷基酚类载体主要起到乳化作用,同时可使镀层更加均匀; 萘酚类载体主要起到提高深镀能力的作用,适用于对深镀能力要求较高的氯化钾镀锌工艺。
从用户的实际生产要求出发首先要选择合适的载体,所选择的载体可以是单一的,也可以是复合型载体。依据成本和效果综合考虑,确定载体的最佳用量,然后确定苄叉丙酮、邻氯苯甲醛或二者混合用量,最后再筛选辅助光亮剂的用量。配制氯化钾镀锌光亮剂时,苄叉丙酮与载体的比值应为1∶10; 配制辅助光亮剂时,苄叉丙酮与载体的比值应为1∶ ( 5 ~ 8) ; 苄叉丙酮适用范围一般在0. 2 ~ 0. 5 g /L; 邻氯苯甲醛也是如此。冬季时主光亮剂会出现苄叉丙酮结晶的现象,此时需要用大量酒精进行增溶。
除市面上常见的辅助光亮剂外,还存在特殊辅助光亮剂。如本公司的低区光亮型中间体MSO( 含硫杂环衍生物) ,能有效提高低区光亮度,并有一定的除杂功能,很好地保持了槽液的稳定性,是氯化钾滚镀锌的最佳辅助光亮中间体。
1. 2 配方应用
1. 2. 1 单独以苄叉丙酮作主光亮剂
以苄叉丙酮为主光亮剂的组合光亮剂以其极佳的光亮性和整平性而迅速地在酸性镀锌中广泛应用。但由于所使用的载体浊点较低,从而造成了冬季好用、夏季难、挂镀好用、滚镀难用; 并且苄叉丙酮本身会析出过多的结晶物。典型配方中,主光亮剂: 载体250 g /L,苄叉丙酮60 g /L,乙醇200 g /L; 柔软剂: 载体300 g /L,苯甲酸钠70 g /L,烟酸5 g /L。
1. 2. 2 单独以邻氯苯甲醛作主光亮剂
以邻氯苯甲醛为主光亮剂的组合光亮剂出光速度快,镀锌层更白亮,占据了钾盐镀锌的大部分市场。该组合光亮剂为主光亮剂和柔软剂双组分,添加量为主光亮剂1. 0 ~ 2. 0 mL /L,柔软剂16 ~ 20 m L/L,而且应先加入柔软剂后再加入主光亮剂邻氯苯甲醛为好。这是主光亮剂因为加入到镀液中后,很容易被氧化成邻氯苯甲酸而失去光亮作用。从长期生产使用情况看,镀液中的邻氯苯甲醛在20℃以下时被氧化为邻氯苯甲酸的速度较慢,而在30℃以上时较快。夏季配槽时由于气温较高,如果把主光亮剂和柔软剂一并加入到槽内搅拌溶解,隔天使用就得不到全光亮的镀锌层,而出现发乌发暗的现象。此时,需要补加至少一半以上的光亮剂才能获得全光亮的镀锌层。这也是邻氯苯甲醛作为主光亮剂最大的弱点。
溶解邻氯苯甲醛比溶解苄叉丙酮所需载体的量少得多,邻氯苯甲醛与载体的比例为1∶ ( 6 ~ 7) 就能满足生产要求。若使用得当,镀液中有机残留物要比苄叉丙酮为主光亮剂时少得多,镀锌层的有机物夹杂也较少,不易造成钝化膜变色。根据上述情况,设计了如下配方:
主光亮剂中,载体350 g /L,邻氯苯甲醛130 g /L,苯甲酸钠20 g /L,乙醇200 g /L; 柔软剂中,载体300g / L,苯甲酸钠80 g / L,烟酸5 g / L。
1. 2. 3 苄叉丙酮与邻氯苯甲醛联合作主光亮剂
苄叉丙酮与邻氯苯甲醛复配使用不仅减少了载体的用量,更弥补了邻氯苯甲醛被氧化而失效的缺点,且在钝化过程中也不会造成钝化膜脱落。在添加剂中苄叉丙酮和邻氯苯甲醛的消耗程度是不一样的,通过试验证实苄叉丙酮和邻氯苯甲醛的比例为1∶3较为恰当,既能平衡消耗,又可以获得良好的施镀效果。其配方实例如下:
主光亮剂中,载体300 g /L,苄叉丙酮20 g /L,邻氯苯甲醛60 g /L,苯甲酸钠20 g /L,乙醇200 g /L; 柔软剂中,载体300 g /L,苯甲酸钠80 g /L,烟酸5 g /L。
2 小 结
酸性氯化钾镀锌的载体也在不断地研究和发展,以获得更高的耐蚀性、耐温性和乳化性,甚至提高均镀能力。但是,当前的载体严格说来都还属于表面活性剂,有一定的缺陷: 在生产的过程中清洗、排放废水会带来大量泡沫,并且耗水过多。下一代氯化钾镀锌添加剂的研发方向大致为提高深镀能力和高低电流密度区的均一性,同时提高低区亮度,而又不影响镀层脆性,且能节约用水,利于环境保护。
参考文献
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[6]黄美玲,吴育中,莫烨强,等.酸性氯化钾镀锌液中柔软剂含量与消耗速率的测定[J].材料保护,2009,28(6):40~42.
利用农药含钾废渣制备氯化钾 篇8
本工作利用X射线荧光光谱仪 (XRF) 和XRD仪对农药含钾废渣的成分进行分析, 并采用热解及钙盐沉淀法对农药含钾废渣在不同条件下进行处理, 筛选出最佳的实验条件, 回收得到高纯度的KCl。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
农药含钾废渣取自四川某农药厂;无水Cacl2、Ca (OH) 2:分析纯。
A x i o s型波长色散型X射线荧光光谱仪 (XRF) 、X’Pert PRO型XRD仪:荷兰帕纳科公司;Spectrum One型FTIR仪:美国PE仪器公司;GSL1200X-6型管式炉:杭州久力烘箱制造有限公司;113YT-GW型气体流量计:杭州易格司科技有限公司;25型酸度计:北京联合科仪科技有限公司;PF-1型氟离子选择性电极:北京优恩特科贸有限公司。
1.2 实验方法
含钾废渣制备KCl实验流程见图1。将一定量含钾废渣放入管式炉, 控制空气流量, 稳定10 min后以一定升温速率经程序升温至一定温度, 热解一段时间后, 冷却, 称量。用水溶解热解后的废渣, 加入Ca (OH) 2固体并搅拌, 调节溶液p H, 再加入Ca Cl2固体, 调节m (Ca2+) ∶m (F-) , 搅拌30 min后, 静止一段时间, 使Ca F2沉淀完全, 过滤, 将滤液浓缩, 当滤液中KCl质量分数达到56%~60%时, 停止加热, 冷却至室温, 在80℃条件下蒸发结晶, 再加入蒸馏水溶解, 重复过滤、浓缩、蒸发、冷却的过程, 最后得到KCl产品, 称量, 计算KCl产率。
1.3 分析方法
KCl产品的纯度及质量等级按照GB/T 7118—2008《工业氯化钾》进行测定[7];含钾废渣残留率 ( (处理后废渣剩余质量/废渣初始质量) ×100%) 及KCl的产率均采用称重法进行测量;p H采用酸度计测定;氟离子的浓度用氟离子选择性电极进行测定。
2 结果与讨论
2.1 含钾废渣的成分分析
含钾废渣成分见表1。含钾废渣XRD谱图见图2。由表1可见, 废渣中含有大量的Cl、K和F元素, 在不考虑有机物的情况下, 钾和氯的含量已达到了79.6%。结合图2可知, 6个峰均是KCl的标准峰, 说明该含钾废渣中的K和Cl元素主要以KCl的形式存在。
2.2 热解反应的影响因素
2.2.1 升温速率对含钾废渣残留率的影响
当空气流量为3.0 m3/min、热解终温为600℃、终温保持时间为90 min时, 升温速率对含钾废渣残留率的影响见图3。由图3可见:不同升温速率下含钾废渣残留率的曲线大致相同, 但是随着升温速率的增加, 曲线逐渐向高温区移动, 这是由于升温速率的增大造成热滞后效应, 即达到相同的温度时, 升温速率越高, 试样在此温度下的停留时间越短, 从而导致反应程度降低[8]。此外, 升温过快, 造成热量分布不均匀, 使得含钾废渣内部的温度低于表面温度, 会极大抑制农药含钾废渣颗粒内部有机物热解反应的进行, 致使曲线向高温区移动[9]。但最终残留量基本相同, 可见, 在热解过程中的主要影响因素是热解温度而不是升温速率。因此, 实验选择最佳的升温速率为20℃/min。
2.2.2 热解终温和终温保持时间对含钾废渣残留率的影响
当升温速率为20℃/min、空气流量为3.0 m3/min时, 热解终温和终温保持时间对含钾废渣残留率的影响见图4。
由图4可见:随着终温保持时间的延长, 3个热解终温下的含钾废渣残留率逐渐减小。这是由于含钾废渣的传热系数较小, 短时间内, 热量传递不充分, 含钾废渣中有机物的热解不完全, 有机物的去除率较低, 而随着终温保持时间的延长, 含钾废渣内部热量充分传递, 含钾废渣残留率下降幅度明显增大[10];当终温保持时间大于90 min后, 含钾废渣残留率变化不明显;当热解终温为600℃时, 含钾废渣残留率最小。这是因为当热解终温为500℃时, 一些大分子有机物未达到分解温度难以分解;当热解终温为700℃时, 废渣中的KCl开始熔化, 进而对废渣中的有机物形成包裹, 阻碍其进一步分解, 使得含钾废渣残留率的下降幅度不明显。因此确定该实验的最佳热解终温为600℃, 最佳终温保持时间为90 min。
2.2.3 空气流量对含钾废渣残留率的影响
当升温速率为20℃/min、热解终温为600℃、终温保持时间为90 min时, 空气流量对含钾废渣残留率的影响见图5。由图5可见:随着空气流量的增加, 含钾废渣残留率先减小后增大, 这是由于氧的存在会促进热解反应的进行[11];当空气流量为3.0 m3/min时, 反应达到平衡状态, 含钾废渣残留率最小, 有机物去除率最大;当继续增大空气流量时, 会带走管式炉的一部分的热量, 热解温度下降, 导致含钾废渣残留率增加, 有机物分解不完全。所以, 空气流量以3.0 m3/min为宜。
2.3 热解处理结果
在最佳实验条件下热解含钾废渣, 热解前 (a) 及热解后 (b) 的含钾废渣的FTIR谱图见图6。
由图6可见:含钾废渣热解前的试样中含有机物;而热解后含钾废渣的FTIR谱图中仅有水的O—H伸缩振动峰和弯曲振动峰, 这就说明了经过热解处理之后含钾废渣中有机物完全分解。
2.4 钙盐沉淀除氟的影响因素
2.4.1 溶液p H对F-去除率的影响
当m (Ca2+) ∶m (F-) 为3.0时, 溶液p H对F-去除率的影响见图7。由图7可见:随着溶液p H的增大, F-的去除率逐渐增大;当溶液p H为8时, F-的去除率达98%。其原因是在酸性条件下, H+与F-形成HF、HF2-等阻碍了F-的去除, 当p H过高时, Ca2+与OH-形成Ca (OH) 2, 使Ca2+浓度降低[12]。
2.4.2 m (Ca2+) ∶m (F-) 对F-去除率的影响
为控制溶液p H, 必须限制Ca (OH) 2的加入量, 但又必须保证Ca2+有一定甚至很大程度的过剩。为解决这一对矛盾, 实验采取Ca (OH) 2和Ca Cl2联合处理[13]。Ca Cl2的加入不但提高同离子效应, 同时在碱性条件下, Ca Cl2也是一种混凝剂, 加快Ca F2的产生。当溶液p H为8时, m (Ca2+) ∶m (F-) 对F-去除率的影响见图8。
由图8可见, 随着m (Ca2+) ∶m (F-) 的增大F-的去除率逐渐增大, 当m (Ca2+) ∶m (F-) 大于3.0时, F-的去除率保持不变。这是因为在反应过程中形成的Ca F2沉淀是一种细微的结晶 (粒径小于3μm的颗粒占60%左右) , 根据斯托克斯公式, 细小微粒的沉降速度与颗粒粒径的平方成正比, 所以Ca F2的自然沉降速度很慢, 达到平衡所需要的时间较长, 为使反应加快, 需加入过量的Ca2+, 由上可知, 实验选择m (Ca2+) ∶m (F-) 为3.0。
2.5 产品成分分析
产品KCl的成分测定结果见表2。由表2可见, 产品KCl符合国家I级优等品标准, 其产率为70.6%, 纯度为98.2%。
3 结论
利用热解及钙盐沉淀法对农药含钾废渣进行处理, 制得高纯度的KCl。在热分解法去除有机物时, 当升温速率为20℃/min、热解终温为600℃、终温保持时间为90 min、空气流量为3.0 m3/min时, 废渣中的有机物完全分解;钙盐沉淀法除氟的最佳条件为溶液p H为8、m (Ca2+) ∶m (F-) 为3.0, F-的去除率达到98%, 最终得到KCl产品的产率为70.6%, 产品纯度为98.2%, 符合国家I级优等品标准。
摘要：利用热解及钙盐沉淀法对农药含钾废渣进行处理, 制得高纯度的KCl。通过管式炉反应器对农药含钾废渣中有机物的去除进行了研究, 探讨了升温速率、热解终温、终温保持时间及空气流量对热解过程的影响, 并对钙盐沉淀法除氟过程的溶液pH及m (Ca2+) ∶m (F-) 进行了确定。实验结果表明:当升温速率为20℃/min、热解终温为600℃、终温保持时间为90 min、空气流量为3.0 m3/min时, 废渣中的有机物完全分解;钙盐沉淀法除氟的最佳条件为溶液pH 8, m (Ca2+) ∶m (F-) =3.0, 氟离子的去除率达到98%;最终得到KCl的产率为70.6%, 产品纯度为98.2%, 符合国家I级优等品标准。
静脉滴注氯化钾的临床护理方法 篇9
1 资料与方法
1.1 临床资料
我院2006年1月~2007年1月住院术后行静脉输注氯化钾致局部严重疼痛的患者90例。男性63例, 女性27例, 年龄在18~69岁。全部病例均为意识清楚, 感知觉、语言表达能力正常的患者, 输注部位均为手背静脉, 滴速2~3ml/min, 均无静脉药液渗漏发生。
1.2 方法
1.2.1 血管的选择
两组的患者意识清楚, 取平卧位, 采取前臂手背粗直、弹性好, 易于固定的血管, 避开皮肤破溃部位以确保穿刺成功, 一针见血。
1.2.2 药物的选择
两组均用10%葡萄糖500ml建立静脉通道以确保液体滴入通畅无渗漏。之后在10%葡萄糖500ml液中加入15%氯化钾10ml, 滴速控制在30~40滴/min。
1.2.3 处理方法
在出现局部疼痛后, 应给予常规减慢输液速度, 并向病人解释说明输入钾离子可能引起不适疼痛, 但可耐受。实验组将患者前臂屈肘, 手放于胸前, 同时在穿刺上方5cm近心端的肢体用某公司生产的一次性消痛敷料 (术后宁) 贴在穿刺部位的上方疼痛处, 敷料面积为5cm×4cm。
1.2.4 判断标准
疼痛分级的标准:四点口述分级法 (VRS4) 此法将疼痛分为四级, 一级无痛、二级轻微疼痛、三级中度疼痛、四级剧烈疼痛。每级为1分, 便于病人理解, 但不精确, 缺乏灵敏度。适用于临床。
2 结果
见表1。
3 讨论
临床上利用静脉滴注氯化钾进行补钾的患者较普遍, 也是外科补液中最常用的药物, 而静脉补钾引起的局部疼痛现象也是临床上的常见现象, 是护士在护理病人中经常遇到的问题。氯化钾致痛原因在于钾离子本身是一种致痛离子, 进入组织后作用于神经末梢感受器, 使其去极化引起疼痛;同时钾离子也可直接刺激血管内膜产生刺痛感, 使支配血管的神经兴奋, 引起血管收缩甚至产生痉挛。常用的解决方法是减慢输液速度, 但却因此增加了输液时间而影响疗效且给患者带来不便。余涛毅采用丁卡因和硝酸甘油外敷处理静脉补钾疼痛, 收到良好的效果, 但消耗药物较多且丁卡因有引起过敏反应的危险, 硝酸甘油经皮肤吸收可能对血压有影响。陈明慧等通过加入10%NaCl于葡萄糖氯化钾溶液中可预防或减轻疼痛, 效果显著, 但在液体内常规多加氯化钠可能影响病情, 特别是水肿、高钠患者, 势必加重体内水钠潴留, 很难在临床普及推广。本研究通过抬高穿刺部位, 其作用是为了使血管内药物回流速度加快, 降低局部血管内药物的浓度, 同时将一次性消痛敷料 (术后宁) 贴在穿刺部位上方, 降低痛觉兴奋性, 消除血管痉挛, 缓解疼痛, 增加舒适, 由于术后宁主要由透气性能良好的无纺布及中药蟾酥、细辛、冰片、薄荷等组成, 其中蟾酥、元胡均有活血行气、消炎止痛的功效;细辛主要成分中含挥发油;其麻醉效果与1%普鲁卡因接近, 作用于皮肤表面有良好的镇痛作用;冰片、薄荷气味芬芳, 芳香走串局部能兴奋循环, 具有消炎止痛的功能, 从而抑制了钾离子的作用, 能有效解除氯化钾所致的疼痛刺激。
因此, 在静脉滴注氯化钾时将静脉输液补钾的肢体抬高并同时将一次性消痛敷料 (术后宁) 贴在穿刺部位上方的方法操作方便, 效果显著, 在临床使用中未见皮肤发红、瘙痒等不良反应, 是缓解静脉补钾疼痛较好的方法。
参考文献
[1]余涛毅, 李飞娥, 刘道燕.地卡因和硝酸甘油外敷减轻静脉补钾局部疼痛的观察[J].解放军护理杂志, 2001, 18 (4) :10-11.