化学前处理

化学前处理（共12篇）

化学前处理 篇1

1 辉光放电技术的原理

辉光放电技术是基于惰性气体在低气压下的放电原理而发展起来的分析技术。样品本身作为阴极置于光源上, 光源内抽成真空, 在样品上 (阴极) 加负高压500～1 500V, 氩气被击穿, 形成稳定的等离子体。在负高压的作用下, 受到电场加速的高能氩离子轰击样品表面, 处于表面的样品原子获得足以克服晶格束缚的能量, 以原子的形式被溅射出样品的表面, 进入等离子体。由于等离子体内粒子碰撞频繁, 原子的外层电子吸收一定的能量跃迁至更高的能级, 原子处于激发态。激发态的原子并不稳定, 当其返回到基态时, 会释放一定的能量, 即一定波长的光, 不同元素的波长 (特征波长) 各不相同, 与其他高能量的等离子源如ICP相比, 辉光发射光谱以离子为主, 这是由于辉光放电是弱离子化等离子体, 典型的离子化效率只有1%, 带电粒子和电子密度远远小于中性粒子, 因此对于大多数元素, 都是使用中性原子的共振线 (其强度较大) 。

辉光放电属于低气压放电, 具有高度的稳定性、受基体和共存元素的干扰小、谱线锐、自吸收小、背景低、校准曲线范围宽、分析结果精密度高、取样时从外到里一层一层均匀地剥离。辉光放电光源系统有DC光源和RF光源两种, 其中DC光源属于直流放电方式, 用于检测金属材料, RF光源采用射频方式, 用于检测非金属材料。

2 辉光放电光谱仪的主要特点

辉光放电光谱仪具有以下特征:溅射率高达1～5 μm/min, 样品分析时间为2～10 min;可同时检测32个以上元素以及每个元素高达2 000次/s的数据采集频率;较好的空间分辨率和分析结果。可以分析薄层样品, 是一种理想的表面快速分析仪器。

GDS辉光放电光谱仪与其他光谱类仪器相比具有许多优点:①能同时进行成分分析和表面分析;②分析含量范围广 (10-6～1) ;③检测深度范围大 (nm级～300 μm以上) ;④可直接检测固体样品, 不需要对样品进行稀释, 溶解等处理;⑤分析时间短, 给出的信息量大, 一次检测可得到十几个元素的含量。

3 辉光光谱技术的应用

目前, 在铸铁的生产中, 多采用取样急冷, 形成白口化的铸铁, 利用火花直读光谱仪或X荧光光谱仪进行快速分析。文献表明, 利用这些技术分析, 即使是同为白口化的铸铁, 由于显微组织的不同, 也会造成某些元素的分析误差;而对于已经形成不同形态游离碳的灰口化铸铁工件, 更缺乏快速分析的必要手段。利用辉光光谱技术基体效应小的特点, 可以有效地解决上述问题。不仅可以分析白口铁, 还能够分析存在不同形态游离碳的灰口铁, 对于相同化学成分、不同组织结构的铸铁也能准确定量。

辉光放电光谱技术对高含量组分具有分析精度高的特点, 同时利用其基体效应小, 可以将不同组分的不锈钢 (如铬不锈钢、铬镍不锈钢等) 在一个分析方法中完成。尤其能够准确测定中高合金钢中的高含量元素, 精度好, 相对标准偏差小于1%。

利用辉光放电光谱激发能量相对较低的特点, 可以对薄钢板 (0.1～0.3 mm) 进行快速分析。对于表面涂镀层或薄层厚度从0.05 μm～100 μm的金属材料样品而言, 辉光放电光谱仪是理想的快速分析仪器, 分析的结果为定量结果。通过计算机处理可以得到:镀层中主量、微量和痕量元素随深度变化的定量结果, 基板中的元素含量, 镀层的厚度和重量, 镀层的均匀性, 镀层间的界面信息, 表面或界面的玷污情况等信息。

溶样分析法如ICP等具有简单、准确的特点, 但对于基材与镀层含有同一组分的情况, 如磷青铜、镀银铜合金、镀锡板的情况就无能为力了。镀锡板镀层厚度及镀层化学成分与镀锡板的耐蚀性、锡焊性等使用性能密切相关, 但当前普遍采用的镀锡钢板测定方法, 则需要首先溶解镀层再测定镀层成分, 不但过程繁琐、耗时较多, 而且溶样过程中可能引入杂质, 干扰分析。辉光光谱深度分析可以得到样品的涂镀层厚度、结构及镀层成分的深度分布等信息, 因此辉光光谱法用于镀锡钢板分析具有优越性。

辉光放电光谱仪还可应用在金属材料领域之外材料的表面处理技术中, 如物理气相沉积 (PVD) 、化学气相沉积 (CVD) 、离子注入、等离子喷涂等。此外, 随着射频辉光光源定量模式的进一步完善, 辉光放电光谱也将在半导体、陶瓷、玻璃等非金属工业领域得到广泛应用。

4 辉光光谱技术的应用实例

图1是涂层厚度与成分经辉光光谱与化学方法的测试结果。化学方法只能得到涂层的重量 (厚度) 数据, 而辉光光谱则同时给出涂层厚度及涂层各元素随着厚度的分布情况。

热处理是金属加工的常见工艺, 图2显示出铁基上的Ni镀层在退火后, 在材料表面形成合金镀层。显然, 这二者的性能明显不同。而对于这类变化, 通常测试分析方法无法发现。图3则是碳氮化处理后样品测试结果。

采用辉光光谱测试样品后不会对样品组织产生什么影响。涂镀层的质量很大程度受表面预处理左右。采用辉光光谱测试可以对预处理质量进行判断。图4反映了镀锌层预处理存在污染物问题。图中表示在镀锌层和基材间出现高C、H含量。说明该处存在有机物。

综上所述, 辉光放电光谱法是一种无需化学前处理、直接有效的固体分析技术, 可同时检测数十个元素, 可以分析薄层样品, 是一种理想的表面快速分析技术。

化学前处理 篇2

水在热力发电厂的重要性

热力发电厂是一个能量转换的工厂。在锅炉中，燃料的化学能转变成蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变成机械能；在发电机中，机械能转变成电能。在热力发电厂能量转化过程中，水是主要的介质，汽水质量的好坏直接影响着锅炉和汽轮机的安全、经济运行。

水质不良对热力设备有三大危害:

结垢腐蚀积盐

特别是在大容量、高参数的热力设备中，其危害更为显著。实践证明，设备很多事故的发生是与化学工作有关的。炉外水处理炉内水处理循环水处理炉外水处理

天然水中含有很多杂质，即使看起来是清澈透明的，但实际上也不是纯净的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，它能溶解自然界中的许多物质，组成溶解于水的杂质。此外，天然水中还混杂一些不容解于水的杂质。这样的水必须经过一系列处理（除去其对机炉有害的杂质）才能作为锅炉的补给水。叫做炉外水处理。

水中的杂质可以分为下列两类

一、悬浮物和胶体：

二、溶解物质钙离子镁离子钠离子重碳酸根氯离子硫酸根溶解气体

根据水中含盐量的大小，可将水分为四类

（1）低含盐量水，含盐量在200毫克/升以下；（2）中等含盐量水，含盐量在200 ～500毫克/升；（3）较高含盐量水，含盐量在500 ～1000毫克/升（4）高含盐量水，含盐量在1000毫克/升以上。

天然水按总硬度，可分为五类

（1）极软水，硬度在1.0毫摩尔/升以下；（2）软水，硬度在1.0 ～3.0毫摩尔/升；（3）中等硬度水，硬度在3.0 ～6.0毫摩尔/升；（4）硬水，硬度在6.0 ～9.0毫摩尔/升（5）极硬水，硬度在9.0毫摩尔/升以上。

水处理工艺流程

反渗透装置

反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。

渗透是一种物理现象，溶剂（如水）通过半透膜进入溶液或溶剂从稀溶液通过半透膜进入浓溶液的现象称为渗透。如果在浓溶液一边加上适当压力则可使渗透停止，此时的压力称为渗透压。反渗透则是在浓溶液一侧加上比渗透压更高的压力，倒转自然渗透的方向，把浓溶液中溶剂（水）压向半透膜的另一边。因它和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。

反渗透优点

* 连续运行，产品水水质稳定无须用酸碱再生不会因再生而停机节省了反冲和清洗用水以高产率产生超纯水（产率可以高达95%）无再生污水，不须污水处理设施无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施减小车间建筑面积使用安全可靠，避免工人接触酸碱减低运行及维修成本安装简单、安装费用低廉

反渗透的弱点：反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。水的软化和除盐

离子交换处理的方式分成软化和除盐两种。软化即除去水中硬度离子；除盐即除去水中所有阳离子和阴离子。龙发热电DCS分散控制系统一、公司现状

青岛龙发热电有限公司是龙口矿业集团有限公司与青岛胶州建设集团有限公司合资的股份公司,是胶州市集发电、供热为一体的骨干企业。公司创立于2003年12月29日,公司前身为始建于1987年的胶州市热电厂。厂区占地面积13.2万平方米，注册资金16500万元。公司管理机制完善，技术力量雄厚，现有职工140余人，专业技术人员占员工总数的80％以上，现有运行设备三炉二机，以及水处理配套设备二套，供热管道辐射台湾工业园和胶东工业园，发电能力达1.2万千瓦/时，2#炉为2004年建75t/h中温中压循环流化床锅炉；3#炉为2007年建50t/h循环流化床锅炉，；4#炉为2008年建50t/h中温中压循环流化床锅炉；1#机为1989年建6MW中温中压凝汽式设备已提完折旧属国家十一五计划拆除机组，年底就拆除完毕；2#机为2004年建6MW中温中压抽凝式汽轮发电机组，机组额定抽汽量为45t/h,最大抽汽量为56t/h，现运行正常；3#机为2008年建6MW中温中压抽凝式汽轮发电机组，机组额定抽汽量为45t/h,最大抽汽量为56t/h，设备正常备用。

一、DCS控制系统

我们公司三炉二机的控制系统用的都是DCS分散控制系统。DCS控制系统基本包括模拟量控制系统（MCS），是将汽轮发电机组的锅炉、汽机当作一个整体进行控制的系统，炉侧MCS指锅炉主控制系统、锅炉燃料量控制系统、送风控制系统、引风控制系统、启动分离器储水箱水位控制系统及蒸汽温度控制系统；机侧MCS指除氧器压力、水位调节系统、凝汽器水位调节系统；闭式水箱水位调节系统；高、低加水位调节系统及辅汽压力调节系统等。MCS担负着生产过程中水、汽、煤、油、风、烟诸系统的主要过程变量的闭环自动调节及整个单元汽轮发电机组的负荷控制任务。

顺序控制系统SCS是将机组的部分操作按热力系统或辅助机械设备划分成若干个局部控制系统，按照事先规定的顺序进行操作，以达到顺序控制的目的。炉侧顺序控制的范围包括：送风机、引风机、一次风机、空气预热器、炉膛吹灰系统等。机侧顺序控制系统的范围包括：汽机润滑油系统、凝泵、高加、除氧器、递加、真空泵、轴封系统、循环水系统、闭式水系统、汽泵、电泵、内冷水系统、密封油系统、胶球清洗系统等。

锅炉炉膛安全监控FSSS能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控制和连锁装置，使燃烧系统中的有关设备（如磨煤机、给煤机、油枪、火检冷却风机等）严格按照一定的逻辑顺序进行操作或处理未遂事故，以保证锅炉的安全。同时炉膛安全监控系统还具有燃烧管理功能，它通过对锅炉的各层燃烧器进行投切控制，满足机组启停和增减负荷的需要，对锅炉的运行参数和状态进行连续监视，并自动完成各种操作和保护动作，如紧急切断燃料供应和紧急停炉，以防事故扩大.DCS系统的主要技术概述

系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。

DCS控制系统中的一次设备：

热电偶热电阻变送器执行器

数据采集和处理系统（DAS）

数据采集和处理系统采用一体化工作站和WIN CE操作系统为硬件和软件平台，具有高可靠性和高稳定性，简洁而又功能强大的WIN CE操作系统保证了系统不会出现死机现象。采用了电子介质存储器，防止了采用磁盘介质存储器时可能造成的重要数据丢失。各种测量信号通过采集卡和RS232口输送到数据采集和处理系统，进行数据的处理、存储，通过RS232口或公用电话网或无线网络（GPRS或短消息方式），可以将现场数据传输至企业监控中心和环境主管部门，实现数据的远程传输

山东黄岛发电厂，山东省电力企业。坐落在胶州湾西海岸，位于青岛经济开发区内，与现代化大型港口——青岛前湾港毗邻。黄岛发电厂始建于1978年，总装机容量为 670MW。1998年被山东电力集团公司授予“一流电力企业”称号，多次被评为“山东电力先进企业”，跨入国内先进行列。同时，发电厂成立了青岛四海电力实业集团，业务范围包括铸造、机械、化工、渔业等行业，产品畅销国内，远销南韩、加拿大等国。

中国一流火力发电厂---山东黄岛发电厂座落在鸥飞浪涌的胶州湾西海岸，充满生机和活力的青岛经济技术开发区内。全厂原装机总容量为670MW，一期工程安装两台国产 125MW双水内冷发电机组；二期工程安装两台原苏制210MW氢冷发电机组。2000年下半年和2001年上半年，该厂分别对#

3、4机组进行了全面的大修和更新改造，全厂装机总容量达到700MW。

2000年6月，黄岛电厂获得全国造林绿化“四百佳”单位称号，这是山东省10个获此称号的单位之一；成为国内首家通过ISO14001环境管理体系现场认证的火力发电厂。

环保工作

积极承担“双重责任”，探索实践“清洁生产、变废为宝”的循环经济之路，实现了企业污水对外零排放，灰水对外零排放，粉煤灰综合利用率 100％，得到了国家领导人以及中华环保世纪行记者团的高度评价。

安全生产

不断进行管理上的创新是黄岛电厂安全生产屡创新记录的基础。该厂着眼于现有安全管理理念和方式不断“推陈出新”，从细微之处着手抓安全，制定有效的措施和方案使安全管理工作得到动态的、科学而有效的深化、量化、细化和强化。企业的安全例会组织职工代表参加，广泛听取一线职工的意见，为安全生产决策提供第一手材料；充分利用企业的网络资源，积极开发新的安全生产软件，将企业的安全生产管理系统纳入到统一体系，提高了时效性，有效避免了安全生产管理工作的延误，为安全生产提供了新的管理平台；积极与国际先进发电企业的管理接轨，对企业安全管理实施预警制度，即进行红、橙、黄、绿 4等级分级管理，对每个等级进行责任分工；与之相对应，还创新建立了网上“安全在线”预报制度，加强与上级安全主管部门和地方气象服务中心、海洋局等单位的密切联系，随时跟踪掌握国内外安全通报、上级发布的各类安全资讯和本地天气情况等事关企业安全生产的第一手信息资料，对各种不安全事件按照分类等级及时在“安全在线”上预警发布，切实提高企业抗御自然灾害和突发事件的应急能力。

如果说科学管理是“刚性管理”，那么安全文化则是“柔性管理”。多年来，黄岛电厂不断坚持以安全文化强力提升安全管理水平，实施“以人为本”，不断创新安全文化，使安全生产的可控与在控充分落实到各级、各岗位乃至整个职工群体的自觉行动上。安全演讲征文活动、安全警句和安全漫画的征集、“反事故、反违章”大讨论、安全知识竞赛不定期举行；党员值班岗位、党员身边无违章等活动充分带动整体素质的提升；生产现场入口处的“自检镜”让每位进入现场的职工纠风自检；厂房各处设立的安全标志、安全警句和漫画、安全“小贴士”不断警醒每位职工时刻注意安全；总结以往安全生产的经验教训，在各个曾经发生事故的场所都设置了醒目的“事故追忆警示牌”，不断告诫进入生产现场的员工要时刻“关爱生命、关注安全”；此外摸索出设置安全文化栏、网上《安全教育园地》、网上“安全在线”等安全生产寓教于乐的形式。通过这些多层次、全方位、立体化的充满着浓厚文化气息和人文色彩的安全教育活动，使干部职工在潜移默化中实现了“要我安全”到“我要安全”的跨越，也为员工的生命安全铺设了一张思想防护网。

正是通过安全管理和安全文化的不断创新，增强了职工的安全意识和工作责任心，保证了安全生产记录的不断攀高。

化学室节能减排

龙发热电节能减排工作简介

龙发公司始终坚持以科技为先导，全面落实“科学技术是第一生产力”,认真贯彻落实科学发展观，探索循环经济发展模式，努力建设资源节约型、环境友好型企业，积极开展节能减排工作，实施清洁生产，形成了以燃用低热值燃料—热电联产—余热养鱼—粉煤灰制砖—综合治理为主线的循环经济链，取得了良好的经济效益和社会效益，其中，印染废水烟气脱硫项目被列为青岛市节约型社会建设示范项目，获得青岛市工会优秀创新成果三等奖。08年以来，节能减排等工作共计获得政府奖励资金370余万元。

节能减排

1、利用印染废水进行烟气脱硫：充分利用纺织染整工业园排出的PH值高的印染废水，进行烟气脱硫，不仅龙发热电公司受益，园区排污单位、污水处理厂也受益，同时为大气环境也做了贡献，这是一个四赢项目，综合为社会节能462万元。该项目的成功实施，走出了一条电厂与印染企业合作、以废治废的道路，具有广泛的示范效应和推广价值。节能减排

2、采循环流化床锅炉DCS和变频控制改造：对75吨和50吨循环流化床锅炉进行DCS改造及风机、水泵采用变频改造，75吨锅炉改造获得政府节能奖励资金90万，50吨锅炉改造获得政府奖励资金51.92万，改造后提高员工操作水平，自动化水平提高，降低发电标煤耗，变频改造降低了厂用电，年节约标煤7000吨。

节能减排

3、锅炉排渣余热利用：锅炉原来均为人力除渣，工人劳动强度大，污染大，更浪费了炉渣的热能。在不影响正常生产的情况下，对三台锅炉除渣进行了改造，通过盘式冷渣机对高温炉渣中的热量回收利用，既能减少工人劳动强度，改善劳动环境，又能达到节能的目的，投产后效果良好，有效降低了厂区二次污染，经测算年能节约标煤2000多吨。

节能减排

化学性烧伤的急救处理 篇3

无论是酸烧伤或碱烧伤，都必须及时、有效地进行急救处理，以避免和减轻它们的危害程度。

常见化学性烧伤的初步急救处理是：

●硫酸、盐酸、硝酸、蚁酸、醋酸立即用大量水冲洗，再用5％或饱和碳酸氢钠水溶液洗涤中和，然后再用净水冲洗。

●氢氧化钠、氢氧甲氨、碳酸钠、碳酸甲等先用大量水冲洗，再用2％醋酸溶液洗涤中和，然后再用净水冲洗，亦可用2％硼酸水湿敷。

●氯化钾、氯化钠、氢氰酸即用大量水冲洗，再用硼酸水湿敷；或用高锰酸钾水溶液冲洗，再以硫化铵溶液洗涤。

●溴用水洗涤后，再加10％硫代硫酸钠溶液洗涤，然后涂上碳酸氢钠糊剂，或用25％氨水1份、松节油1份、95％酒精10份的混合剂处理。

●铬酸先用水冲洗，再用5％硫代硫酸钠溶液或1％硫酸钠溶液洗涤，然后再用净水冲洗，必要时涂上2％二巯基丙醇软膏。

●氟氢酸立即用大量水冲洗，再用5％碳酸氢钠溶液洗涤或湿敷，然后涂上甘油氧化镁(2:1)糊，或用如意金黄散(中药)调敷之。

●磷如有磷微粒附着在皮肤上，应将该部位浸在水中，并用刷子仔细清除磷微粒，再用1～2％硫酸铜溶液冲洗数分钟，然后以2％碳酸氢钠溶液洗去沉淀的铜，最后用生理盐水湿敷之。

●酚(石炭酸)先用大量水冲洗，再用70％酒精洗涤，然后用硫酸钠溶液湿敷之。

●焦油、沥青(热烫伤)以棉花沾甲苯，清除粘在皮肤上的焦油或沥青，然后涂敷羊毛脂。

●氯化锌、硝酸银用水清洗后。再以碳酸氢钠水洗涤之。

●氧化钙(生石灰)先用植物油清除沾染在皮肤上的石灰微粒，再用2％的醋酸溶液洗涤。

●三氯化钾先用大量水冲洗，再用25％的氯化铵溶液湿敷，然后涂上2％二硫基丙醇软膏。

以上的处理，应立即进行，越早越好。初步处理后再转请医务部门进一步检查治疗。若已造成烧伤，则按烧伤处理。

化学前处理 篇4

钢铁在进行涂装前通常需要进行前处理,包括除油、除锈等工艺,化学前处理方法通常还要在钢铁的表面形成一层化学转化膜,该转化膜既有一定的防腐能力,可以避免零件在喷涂前短暂的时间内返锈,也可以增加零件表面的粗糙度,增强涂料与基底的结合力。目前大部分采用的是磷化工艺,随着节能减排的不断推进,新型无磷转化膜正在悄然取代传统的磷化膜。

1 磷化工艺

工件浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。按磷化膜的成分可分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。按处理温度可以分为低温型、中温型、高温型等。按磷化膜厚度(磷化膜重)分,可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种[1]。磷化处理是目前钢铁涂装前处理常用的处理方式。但因磷化液中重金属含量较多,废水处理的难度比较大,如果处理不当就会对环境造成污染。当前,磷化处理的研究方向主要是朝着提高成膜质量、节能减排的方向发展。

2 硅烷化处理工艺

硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。

金属表面硅烷化处理的机理:硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物,其基本分子式为:R′(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团,R′是有机官能团。

硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在:

硅烷水解后通过其Si OH基团与金属表面的Me OH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。

一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。一般来说,共价键间的作用力可达700k J,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通过Si OH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜。该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起,形成牢固的化学键。这样,基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。

与传统的磷化处理相比,硅烷化处理具有以下优点:(1)不含重金属和磷酸盐,废水处理简单,可以降低废水处理的成本,减轻环境污染。硅烷化处理沉渣量少,甚至无渣,可以避免因沉渣导致设备维修保养费用及误工费用。(2)不需表调,也不需要亚硝酸盐促进剂等,药剂用量少,可加快处理速度,提高生产效率,也减少了这类化学物质的对环境污染。(3)可在常温下进行,不需加温,减少能源消耗。(4)一种处理液可同时处理铁、铝等材料,不需更换槽液,降低生产成本。

3 陶化工艺

陶化工艺是近两年新兴的一种处理工艺,它是以锆盐为基础在金属表面生成一层纳米级陶瓷膜。陶化剂不含重金属、磷酸盐和任何有机挥发组分,成膜反应过程中几乎不产生沉渣,可处理铁、锌、铝、镁等多种金属。该陶瓷膜可随材质、处理时间的长短、p H值、槽液浓度的不同而呈现多种颜色,非常容易与底材颜色进行区分。采用陶化工艺时,可省掉磷化工艺中的表调工序,减少前处理药剂的消耗。

陶化原理:(1)酸的侵蚀使金属表面H+浓度降低:Fe-2e→Fe2+,2H++2e→2[H]

(2)纳米硅促进反应加速:[Si]:Zr O2+4[H]→[Zr]+2H2O

式中[Si]为纳米硅,[Zr]为还原产物,纳米硅为反应活化体,加快了反应(1)的速度,进一步导致金属表面H+浓度急剧下降,生产的[Zr]成为成膜晶核。

(3)锆酸根的两级离解:H2Zr F6-+H+→Zr F62-+2H+

由于表面的H+浓度急剧下降,导致锆酸根各级离解平衡向右移动,最终为Zr F62-。

(4)锆酸盐沉淀结晶成膜:当表面离解出的Zr F62-与溶解中的金属离子Fe2+达到溶度积常数Ksp时,就会形成锆酸盐沉淀。

锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质,以[Zr]为膜晶核不断堆积,晶核继续长大成为晶粒,无数个经理堆积形成转化膜。

硅烷化处理和陶化处理都可称之为无磷成膜处理,目前市场上还有其它方式的无磷成膜处理方法,这些新技术与硅烷化或陶化处理有很多相似之处,一般都含有微量甚至不含重金属和磷酸盐,不需要表调,可处理多种板材等,处理时间短,可以提高生产效率,在节能减排方面具有相当大的优势,无磷成膜技术必将成为未来钢铁表面化学转化膜的主要处理方式。

4 磷化工艺与无磷成膜工艺对比

5 结语

硅烷化和陶化等无磷成膜技术的应用,使钢铁表面化学转化膜技术发生了重大变革。尽管这些转化膜工艺尚未成熟,与磷化处理相比,在实际生产应用中还存在一些难度,但我们相信,随着技术的不断发展,在不久的将来,这些处理技术一定会逐步取代传统的磷化工艺,或者出现更为先进的处理工艺。

摘要：本文以钢铁涂装前处理为例,着重介绍了化学转化膜如磷化、硅烷化及陶化膜的工艺及发展概况,提出未来的发展方向。

关键词：化学转化膜,磷化,硅烷化,陶化

参考文献

电厂化学水处理浅谈 篇5

大家都能认识到化学水处理在发电厂的重要性，都明白只有对水进行适当的净化处理和严格的监督汽水质量，才能防止造成热力设备的结垢、腐蚀，避免爆管事故；才能防止过热器和汽轮机的积盐，以免汽轮机出力下降甚而造成事故停机，从而保证发电厂的安全经济运行。但是，在思想上这样认识远远不够，重要的是要在行动上重视起来，认真、慎重对待化学水处理工作，否则就无法切实保证发电厂热力设备的安全经济运行。

化学水处理工作比较细致、繁琐，每一项每一步都要认真操作，不能有一丝马虎、侥幸心理。水处理包括补给水处理和汽水监督工作，补给水处理也叫炉外水处理，是净化原水，制备热力系统所需合格质量的补给水，是锅炉合格水质的第一项保障。接着是汽水监督工作，它具有同等重要地位，是改善锅炉运行工况、防止汽水循环不良的安全保障。具体内容包括：

一、对汽包锅炉进行炉水的加药处理和排污，也叫炉内水处理。

锅炉最怕的是结垢，因为结垢后，往往因传热不良导致管壁温度大幅度上升，当管壁温度超过了金属所能承受的最高温度时，就会引起鼓包，甚至造成爆管事故；而炉水若水渣太多，不仅会影响锅炉的蒸汽品质，还有可能堵塞炉管，对锅炉安全运行造成威胁。所以，一方面要加药（ph－磷酸盐）处理，除去水中的钙、镁离子，防止结垢和避免酸性、碱性腐蚀；另一方面，做好锅炉排污工作，只有及时排污，才能避免“汽水共腾”现象，避免汽轮机的损坏。而排污量大小，应根据对炉水指标的要求由化学人员来决定，过小则不安全，过大则不经济，既要顾全大局又要保证水质要求，严格按照运行规程来操作。因此排污工作很重要，是关系到安全经济运行的大事。

二、对给水进行除氧、加药等处理。

它是汽轮机启动中的监督工作，是为了防止给水系统金属的腐蚀，加氨和联胺，既防止游离二氧化碳造成的酸性腐蚀，又防止残留氧造成的氧腐蚀，同时减缓铜铁垢的生成速度。

在实践中，不能照本宣科，要学会灵活运用。如在监控高给的联胺时，不仅仅靠加药泵冲程的大小或频率的高低来控制，还有特殊情况的发生，比如汽机人员倒换给水泵或者加药一次门冻堵、泄露，都会影响测定结果，就要查清具体原因，区别对待处理，而这些都是书本不能学到的，除非在实际工作中遇到，才会积累经验。

三、对组成热力系统其他部分如凝结水、发电机内冷水的质量监督及处理。

电厂化学水处理技术的应用研究 篇6

关键词：化学工艺；水处理；技术

中图分类号： O6.12 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-171-2

0 引言

保护环境已经成为我国经济持续发展的基本国策，因此，污水处理应符合我国的环境保护法规和方针政策。污水处理，特别是工厂废水，经过一道道的处理工序后，再排放到大自然中去或进行再利用是当前世界上的一个重要课题。特别是我国现阶段的环境问题，在经济进入昌盛的时期，对环境问题也越来越重视。电厂，主要是依靠电能来进行日常工作，利用电力设备来进行发电、供电。而电厂中诸多类别的废水是否需要处理，可以根据采集出的样水的pH值、温度、磷酸根含量来测定电厂产生的废水是否需要处理，当数值超过指标时，就需要对废水进行处理再排放。

1 锅炉水的处理

按其来源，天然水分为三类：雨水、地表水和地下水。而锅炉用水按其部位与作用的不同，可分为以下几种：原水、给水、补给水、生产用水、软化水、锅水、排污水和冷却水。而锅炉中对其用水的处理，包括处理设备、处理范围、检测状况等。下面我们从处理设备开始说起。

电厂中锅炉水质处理中的处理设备包括：热力除氧器、全自动加药器、全自动软水器、解析除氧器、常温式海绵铁除氧器等。

而锅炉中水质处理范围主要包括补给水处理、凝结水处理、给水处理、给水加氨和锅内加药处理等四部分。

补给水处理：因蒸汽用途和凝结水的回收程度不同，锅炉的补给水量也不尽相同。凝汽式电站锅炉的补给水量一般低于蒸发量的3%，供热锅炉的补给水量可高达100%。而补给水的处理流程包括：预处理、软化、除盐。

凝结水处理：凝结水是锅炉用水之一，在其循环使用的过程中，也会受到汽轮机凝汽器冷却水泄露和系统腐蚀产物等的污染，也要对凝结水进行处理。凝结水的处理流程：凝结水进行过滤之后，再进行除盐，最后进行除氧。

给水处理：经过软化或除盐的补给水和凝结水，在进入锅炉之前一般要进行除氧。常用的除氧方式包括：热力除氧、真空除氧和化学除氧等。

给水加氨和锅内加药处理：一般要求添加氨或有机胺等用来提高水的pH值，防止酸性水对处理设施中金属部件的腐蚀。

以上大致总结了锅炉水的处理工艺，而随着化学工业的迅速发展，国家和高校对化学工业越来越重视；各种设备的发展；属处理自动化的提高，锅炉水处理也会迅速地发展壮大起大容量、高流速和高效率的新型水处理来。

2 对电厂化学水处理设备的腐蚀应对办法

在进行化学水处理的过程中，除盐、除氧、过滤等工序中都会产生酸性物质，连我们需要处理的废水中都含有大量的酸性物质。这些酸性物质长期积累在设备中，酸会造成对这些设备的腐蚀，有时腐蚀严重会影响正常工作，降低水处理的工作效率。

2.1 电厂化学水处理中的酸

比如水处理时用到的盐酸中含有大量的有机物，如带苯环的卤素取代物，对一般的橡胶会产生强烈的腐蚀效果。对于盐酸类的腐蚀，首先采用的是确定电厂水处理中的化学制剂是否符合要求，若不符合要求造成设备腐蚀应尽早处理。再者对于盐酸管道，要确定池子的内部是否处理干净，确认之后才可加入新的盐酸，在此期间要反复冲刷，确保清理完毕。最后要对各个设备进行逐一排查，将已经被污染的肥料排出，如果已经出现设备被腐蚀的情况，应优先处理，防止腐蚀的设备进行连带反应，对生产产生影响。

2.2 电厂化学水处理中管道腐蚀和酸碱中和池的问题及处理

酸液具有腐蚀性的原因之一是在对溶液进行pH值调节时，酸碱用量不足或酸碱溶液搅拌不均匀造成的。这类问题的处理办法有：对酸碱中和池的建造材料存在一定的渗漏问题，酸碱中和池的设计布局问题两个方面。面对建造材料的问题，各种树脂胶泥的裂缝灌注问题，板材之间粘合度的问题，面对这些问题，要同时注意板材之间的粘合度和结合层的厚度控制问题。在进行修复时，要把已经被腐蚀的板材修复和对周围土层的安全检查，防止已经被腐蚀的土层再度对修复好的板材进行再腐蚀。在设计布局上，将废水单独隔离，不能与其他安全水放置在一起以免发生连带污染。另外，废水池和管道尽量不要进行封闭处理，要用栅栏式的盖板，以便观察池内废水的情况，及时进行处理。

2.3 电厂中用水水质指标

在电厂水处理中，用水的水质指标也是一个重要的问题。从表征水中悬浮物及胶体的指标：①悬浮固体；②浊度；③透明度；而表征水中溶解盐类的指标：①含盐量；②溶解固体；③电导率；④硬度；⑤碱度；⑥酸度；这些指标都能说明用水指标的问题，如水中酸度的是表示水中能用强碱中和的物质的量，用酸度可表示强酸、强酸弱碱盐、弱酸和酸式盐。

2.4 电厂水处理的工作内容

在电厂水处理工作的主要内容大致包括：①净化生水；②高参数机组或直流锅炉的凝结水净化；③对给水的除氧、加药；④锅炉的锅内水处理；⑤冷却水的处理等。而通过基本的工作步骤，了解化学水处理的基本流程，面对管道腐蚀，要对管道进行技术改造。在设计中，就要考虑中和池的排水系统问题，使用吸虹器，但实际操作不简便。所以就改为管道下接止回阀抽水，排水。高位碱槽中氢氧化钠由于浓度高，冬天易凝固洁净，使阴离子交换器不能正常运行，为了解决以上的问题，设计安装中就要考虑到高位碱槽的蒸汽管道，防止氢氧化钠结晶凝固。

3 化学试剂对水处理的作用

3.1 磷酸盐处理

磷酸盐技术是处理汽包炉应用最广泛、最成熟的处理方式。但是随着超负荷的设备运行，磷酸盐处理的锅炉也出现了腐蚀问题。磷酸盐隐藏和再熔现象出现，导致炉水的参数波动。为防止磷酸暂时“消失”的现象，现在采取的工艺是降低磷酸根浓度的处理工艺。采用加入新的化学药剂平衡磷酸盐的方法，把磷酸控制住。而磷酸盐处理的作用主要体现在三个方面：①在我们的日常生活中，经常会出现烧水的壶中出现白色的片状水垢。而炉水中也会出现这样的水垢，为了防止水中的碳酸钙冷却后再在炉壁上形成钙镁水垢，降低水处理的效率，要消除炉水的硬度，减缓其结垢的速度；②水处理中产生的酸性杂质会腐蚀壁管，面对这种情况，要增加炉水的缓冲性，防止发生酸性或碱性腐蚀，增强对杂质的腐蚀抵抗能力；③在过程中产生的蒸汽，里面含有的二氧化硅会改善蒸汽的品质，对汽轮机造成腐蚀，所以在日常的保养过程中也要注意蒸汽的腐蚀作用。

3.2 氢氧化钠处理

除了磷酸盐，氢氧化钠也是为了减缓设备的腐蚀所加入的化学药品。氢氧化钠溶于水，在水中电离出氢氧根和金属钠离子，氢氧根中的氧会跟金属氧化膜最外层的电子吸附，改变溶液界面的结构，提高阳极反应的活化能，降低腐蚀速率；再者，氢氧根离子在吸附过程中把原来吸附在金属表面的水分子层打散，也降低了金属的离子化倾向。而使用氢氧化钠处理具有：降低壁管酸性腐蚀的风险；对炉水有较高浓度的氯化物具有包容性；减缓壁管结构等优点。

4 结束语

电厂化学水处理对环境污染问题中的工厂污水排放问题的解决具有积极的意义，但在其工艺的完善和技术的发展上仍存在问题，需要通过技术上的改善和合理地利用电厂化学水处理系统来完善水处理工艺。在保证电厂的正常工作效率的同时，也要有效地提高电厂水处理的效率，保证电厂经济效益的实现。本文中出现的关于水处理的方案，从实际入手，解决污水处理问题，利用化学工艺，进行详细的比选。但是除了技术工艺之外，也要注意机器设备的升级换代，这跟专业知识水平的提高有着密切的关系，设备合理布置，科学化管理等方面。注意加强原有设施的利用率和使用效率的同时，也要注意水处理的初衷是环境问题，降低能耗成本，还原到我们行使应用的初衷上来，把环保问题提到第一位。

参 考 文 献

[1] 高丽.电厂化学水处理技术发展与应用分析[J].化工管理，2015（08）.

[2] 郭佳晨.燃气电厂化学水处理技术分析与研究[J].山东工业技术，2016（02）.

化学前处理 篇7

1 高位酸槽衬胶层腐蚀及处理方法

电厂化学水处理设备设施是最容易发生腐蚀的设施设备,下图表示的是电厂化学水处理系统的工艺流程,近年来, 在电厂化学水处理系统中,出现了诸多腐蚀问题,高位酸槽衬胶层腐蚀就是其中之一。

高位酸槽衬胶层腐蚀产生的原因有很多,比如水处理系统中的盐酸中含有异常的有机物,如带有苯环的卤素取代物, 对一般的橡胶会产生乳化溶融性破坏作用,从而对高位酸槽衬胶层产生腐蚀作用。

对于这类腐蚀,首先应该确定水处理系统中的化学制剂是否合格,严格按照相应的标准进行材料的采购,以确定材料是否符合生产标准。如果从合成的盐酸厂家进货,则要尽量减少流通的环节,保证水处理系统的盐酸能符合要求。其次对于盐酸管道,要反复冲刷,直到管道中没有油状物,如上图所示,将2号低位酸池的余酸排入到1号低位酸槽,而且要进行细致的检查,对池子的内部进行清理,确认正常之后才能加入新的盐酸进行生产。第三,要对阳床进行相应的检查和碱洗复苏,以排出阳床中的污染物,防止阳床中的污染物对设备产生腐蚀。第四,要将各个设备中已经被污染的原料进行移出,减轻这些工业材料对设备的腐蚀,如果遇到已经有比较严重的腐蚀情况,应该要对设备进行更换,以免对生产过程带来影响。此外,还要给相应的工作人员配备防毒的口罩,做好危害的识别,统一进行处理,防止各种污染物的排放。

2 酸碱中和池以及沟道中的腐蚀问题 以及处理方法

当前有很多电厂都是利用中和池来处理生产过程中排放出来的废酸、废碱液等废料。酸碱中和反应中,如果酸或者碱的含量不足甚至是酸碱的搅拌不够均匀, 都会对溶液的PH值产生影响,从而使得溶液具有较强的腐蚀性。因此要加强电厂化学水处理系统中的酸碱排放沟道以及中和池的腐蚀防护。

对这类腐蚀问题的原因以及处理方式阐述主要有几个方面。首先,当前很多电厂的化学水处理系统中,酸碱废水中和池的材料都是厚度大于30 mm的花岗岩石材或者一些耐酸的防腐蚀材料。这种材料修筑的中和池在材料结合的地方,往往存在一定的渗漏问题。主要是由于对电厂准进行。因此,在电厂化学水处理系统施工过程中对块材施工中各种树脂胶泥的裂缝灌注处理,同时注意块材之间结合层的厚度控制,严格按照相应的施工标准进行施工,可以有效地解决由于块材结合造成的腐蚀渗漏问题。其次,对曾经发生过渗透的酸碱中和池的修复不彻底也很有可能导致设备的腐蚀。在进行修复时,要将被破坏的防腐蚀层进行处理,对酸碱中和池周围的土层进行检查,看是否已经被腐蚀性的溶液浸泡过,对于酸碱中和池的修复,要修复好混凝土的基层之后再开始修复防腐蚀层,要按照一定的顺序进行施工。第三,酸碱中和池设计布局方面的问题。如果设计布局不当,很容易导致酸碱中和池和排污沟发生腐蚀,影响周围的环境和地基,对于这类问题的处理,要从施工和设计的初期就开始控制,在设计布局上,不能将废水池和其他的建筑物紧挨在一起,尽量将废水池做露天的不止,另外, 对于废水池和沟道,尽量不要密封,如果必须要加盖子,则应该使用有一定透气性的水泥盖板,采用栅栏型的盖板,以便对内部的腐蚀可以有比较准确的了解,发现问题时及时进行处理。

3 循环水加酸系统的腐蚀问题和处理 方法

当前的电池化学水处理系统中,循环水加酸系统在一些细节问题的处理上,往往也容易出现一些问题。

首先是循环水加酸系统的材质问题。常见的碳钢材质对酸有一定的耐腐蚀性, 当前很多电厂的化学水处理系统中的水加酸系统也是采用碳钢材质进行制作的, 因为强酸会对橡胶产生腐蚀作用,所以在设备的阀门、法兰等接合面的垫片不能采用橡胶材质的,而应该用铅质或者或聚四氟乙烯垫片,强酸的作用会使得橡胶迅速老化,关于材质的要求比较多,在设施设备的选择和安装的过程中,具体的工作人员应该对材质有一个具体的了解,遵守相应的标准进行施工。其次对于循环水加酸系统的安装工艺问题的处理。由于设备的安装工艺不对,也很有可能会导致设备的泄露造成污染。在设备的安装中,水箱就位后应该灌水进行试验,确认没有问题之后才能将管道连通管。系统中的化学制剂的管道一般都比较细,如果沉降不均匀的话,很有可能会导致管道断裂,出现制剂的泄露。与此同时还应该考虑到管道外部的防锈处理以及保温问题,一旦发现泄露要及时进行处理。第三,对加药的方式要进行控制。有相关规定提出,对于电厂水处理系统的药剂加入最好是采用计量泵的方式进行加药,因为计量系统可以很好地控制循环水加酸的量以及加药的浓度。对循环系统中溶液的PH值进行准确的控制。

除碳器本体及风道的腐蚀问题和处理方法

除碳器在长期的使用过程中,其内部的衬胶层会老化,开始出现裂纹,因此加重了水处理系统中的溶液对除碳器的本体以及风道的腐蚀,严重时还可能导致除碳器的本体穿孔。

处理这类腐蚀问题,需要对除碳器的本体内部出现的腐蚀进行打磨,将原来的旧胶层进行清楚,露出金属的表面,并且对金属表面进行清理,保证清洁。然后用干净的毛刷对已经处理过的表面进行防腐涂层的涂刷,待防腐涂层干以后再刷一层。对除碳器中已经老化的部件要进行处理,用干净的抹布处理清理各个部件的表面,然后涂刷防腐涂层。对于已经腐蚀的风道,要将风道和除碳器本体之间进行连接的部分切除,重新焊接风道与除碳器本体连接的附件。

4 结语

电厂化学水处理技术探析 篇8

锅炉在电厂运行中发挥着非常重要的作用, 所以为了保证锅炉运行的正常, 需要对锅炉水进行净化处理, 避免自然水中的物质与锅炉内的物质起反应, 从而导致结垢、腐蚀的情况发生。一旦锅炉内存在着结垢及腐蚀的情况, 极易导致爆管事故及汽轮机停机事故的发生。因此现在随着机组参数和容量的加大, 电厂化学水处理也发生着较大的变化。一些先进的水处理技术和材料的产生及应用, 有效的推动了电厂化学水处理技术的发展。

1 锅炉补给水处理

长期以来对于锅炉的补给水处理都是采用混凝与过滤的方法来进行, 在一些大型的电厂内澄清处理设备多数以加速搅拌澄清池为主, 其不仅易于操作, 同时具有反应快和出力大的特点。而随着变频技术的发展, 在混凝处理当中变频技术的应用, 对于水质量的提高起到了积极的作用, 同时也有效的减少了劳动强度, 降低了人工成本。对于滤池的改进, 最先采用的过滤技术是以粒状材料为滤料进行的, 其从慢滤池、快滤池发展到多层滤池阶段, 对于预处理水质的改善起到了积极的作用。但在水质、截污能力和过滤速度等方面粒状材料具有较大的局限性, 无法满足化学水处理的要求。在这种情况下, 纤维材料的应用, 使一些新型过滤设备得到不断的研制出来, 并在电厂中进行应用, 纤维材料由于其材质柔软、表面积大, 在过滤过程中具有较强的吸附、截污及水流调节的能力, 很好的解决了粒状材料在水处理上的局限性, 取得了相当好的效果。当前纤维材料产品主要有纤维球过滤器、胶囊挤压式纤维过滤器、压力板式纤维过滤器等。

在锅炉补给水预脱盐处理技术方面, 经过多年来的科学技术的发展, 当前反渗透技术占据主要的位置, 能够很好的满足大机组在预脱盐处理方面的要求, 其不受原水水质的影响, 对于水中的有机物和硅具有非常好的去除率, 而且反渗透技术可以将水中百分九十以上的离子去除掉, 可以很好的减轻下一道工序的负担, 从而使酸、碱废液的排放量得到降低, 所排放的废水中含盐量较少, 使电厂在废水排放过程中有效的保护了环境。而在除盐处理方面, 混床的作用仍不可忽视, 其在除盐技术上具有其他技术所无法替代的作用, 当前的填充床电渗析器有效的将电渗析和离子交换除盐技术有效的结合起来, 这是一种高效的精脱盐工艺, 不需要树脂再生剂, 而只通过H2O电离的H+和OH-即可充当再生剂的作用, 从而完成树脂的再生, 根本不不需要酸、碱等药剂的参与, 同时还能够很好的去除掉弱电离子。

2 锅炉给水处理

当前对于一些新建机组在锅炉给水的处理上主要采用氨和联氨的挥发性进行处理, 而当水质稳定以后才可以利用中性和联合处理的方式。长期以来在锅炉给水的处理上我国都采用除氧剂和除氧器等方式来进行, 而且处理技术也较为成熟。但在当前国外一些发展国家普遍使用的氧化性化学运行方式锅炉给水进行处理, 其效果较好, 其方法是创造氧化还原气氛, 即使在低温条件下也能形成保护膜, 从而起到防止腐蚀的发生, 这种方法有效的降低了药品的使用量, 使清洗的周期延长, 有效的降低了运行的成本。但此种方法需要使用高纯离的给水, 而且在我国还处于研试阶段, 还没有成熟的经验。

3 锅炉炉水处理

长期以来对于锅炉炉水的处理技术都使用炉内磷酸盐处理技术, 此技术在全世界范围内也得到广泛的应用。该技术能够得到长期广泛应用的最主要原因是由于以前的锅炉参数较低, 而在炉水中常常存在着大量的钙镁离子, 在这种情况下, 锅炉内就非常容易结垢, 所以向锅炉内投入大量的磷酸盐, 这样水中的硬度就能够去除掉, 所以利用磷酸盐处理技术不仅起到了较好的除垢效果, 同时防腐效果也非常明显。但随着锅炉参数不断的提高, 磷酸盐的“隐蔽”现象越来越严重, 由此引起的酸性腐蚀也越来越多。而在另一方面, 高参数机组的锅炉补给水系统已全部采用二级除盐, 凝结水系统设有精处理装置。这样, 炉水中基本没有硬度成分, 磷酸盐处理的主要作用也从除硬度转为调整p H值防腐。因此, 近10年来, 人们又提出低磷酸盐处理与平衡磷酸盐处理。低磷酸盐处理的下限控制在0.3~0.5mg/L, 上限一般不超过2~3mg/L。平衡磷酸盐处理的基本原理是使炉水磷酸盐的含量减少到只够与硬度成分反应所需的最低浓度, 同时允许炉水中有小于1mg/L的游离Na OH, 以保证炉水的p H值在9.0~9.6的范围内。

4 凝结水处理

目前绝大部分300MW及以上的高参数机组均设有凝结水精处理装置, 并以进口为主, 其再生系统的主流产品是高塔分离装置与锥底分离装置。但真正能实现长周期氨化运行的精处理装置并不多, 仅有厦门嵩屿电厂等少数几家, 嵩屿电厂混床的运行周期在100天以上, 周期制水量达50万t以上。当前由于对环境保护意识的提高, 电厂无论是从经济的角度出发还是从环保的角度出发, 在精处理系统的发展上都将以实现氨化运行为其发展方向。同时电厂为了使设备布置更加合理, 使工艺得以进一步优化, 并从投资方面考虑, 对于电厂原有的公用设系统都需要尽可能的进行利用, 同时更便于对设备进行集中化的管理, 程控装置和再生装置都宜安装在锅炉补给水侧。另一方面, 具有过滤与除盐双重功能的粉末树脂 (POWDEX) 精处理系统也逐步得到应用。

5 循环水处埋

循环水处理技术可以有效的提高水的利用率, 降低运行成本, 使电厂的经济效益得以实现, 而且循环水的多次利用, 也有效的减少了废水的排放量, 对电厂的环境效益也起到了积极的作用。所以对于当前我国大部分电厂来讲, 积极开发冷却水的循环回用和水质稳定技术是非常关键的, 这是加强水处理技术的重点, 在循环水浓缩倍率方面我国与发达国家还存在着一定的差距, 所以应该加大研究力度, 从而提高循环水的重复利用效率, 减轻对环境和水体的二次污染。

6 废水处理

目前, 国内大型的电厂工业废水处理的布置基本套用宝钢电厂的废水处理模式, 即采用废水集中汇集, 分步处理的方式。一般采用以鼓风曝气氧化、p H调整、混凝澄清、污泥浓缩处理等为主的工艺。但这种处理方式的缺点是对水质复杂且变化范围大的来水的处理难度较大, 并影响到废水的综合回收利用。近年来, 两相流固液分离技术逐步得到应用, 该技术采用一次加药混凝、在一个组合设施内完成絮凝、沉淀、澄清、浮渣刮除和污泥浓缩等工艺过程, 使水中的泥沙、悬浮固体物、藻类悬浮物和油在同一设施内分离出来。该处理技术提高了出水水质, 降低了处理成本, 扩大了回用范围。

7 结束语

锅炉给水的水质对于电厂热力系统运行的安全性和经济性具有较大的影响, 自然水由于没有经过净化, 所以水中含有较多的杂质, 这种水一旦进行热力系统极易导致结垢及腐蚀的情况发生, 所以没有经过处理的水是不允许进行热力循环系统运行的, 只有经过化学净化处理的水, 且达到锅炉给水才能进行使用, 这对保证热力设备的运行的稳定性具有极其重要的作用。

参考文献

[1]锅炉水处理实用手册[M].第二版.

[2]工业锅炉水处理技术[M].北京:气象出版社.

化学前处理 篇9

关键词：镁合金,化学镀镍,前处理,活化,形貌

0 前 言

镁合金具有密度小、比强度高,铸造性能、阻尼性能、电磁屏蔽性能优良及可回收等特点,并广泛应用于航空航天、交通工具、光学仪器、电子通讯、计算机等行业。但镁合金化学性质活泼,易与空气中的氧反应,且在潮湿大气、含硫气氛、海水及其他含Cl-的介质中腐蚀严重,极大地限制了镁合金的发展及应用[1,2,3,4,5]。因此,通过表面处理的方法提高镁合金的耐蚀性颇为重要,其中,镁合金表面化学镀镍不但可提高耐腐蚀性能,还可提高耐磨性,有着非常广阔的应用前景[6,7]。镁合金化学镀镍工艺主要有两种:传统的DOW和直接化学镀镍。前者要经过浸锌和氰化镀铜打底后再镀镍,工艺复杂且对环境危害大;而后者是近年来研究发展的方向[8]。目前大都是采用铬酸酸洗,再经高浓度HF活化,最后化学镀镍[9]。此工艺的缺点是生产时会产生大量污染环境的Cr6+,因而,在镁合金表面直接进行化学镀镍仍然比较困难,尤其是需要特殊的前处理工艺。针对目前存在的问题,本工作研究了不同的前处理工艺对AZ91D镁合金表面化学镀镍的影响,以筛选出更适合于AZ91D镁合金表面直接化学镀镍的前处理工艺。

1 试 验

1.1 试验材料

材料采用铸造镁合金AZ91D,其化学成分(质量分数)为:8.50%～9.50% Al、0.45%～0.90% Zn、0.17%～0.40% Mn,主要杂质元素(质量分数):≤0.004%Fe、≤0.050%Si、≤0.025%Cu、≤0.001%Ni、其他金属杂质每种≤0.010%,余量为Mg。

1.2 前处理工艺及化学镀镍工艺

化学镀镍工艺的流程为:碱性脱脂→酸洗→碱洗→活化→化学镀镍(各步后水洗)。碱性脱脂:40 g/L NaOH、20 g/L Na2CO3 、30 g/L Na3PO4 、3 mL/L OP - 10、60～70 ℃、8～10 min。酸洗:(1)125 g/L CrO3、110 mL/L HNO3(68%)、室温、40～60 s;(2)200 mL/L H3PO4(85%) 、1 g/L 钼酸钠、40～45 ℃、时间≤1 min。碱洗:80 g/L Na4P2O7、20 g/L Na2CO3、30 g/L NaNO3 、70～80 ℃、 8～10 min。活化:(1) 380 mL/L HF(40%)、室温,5～10 min;(2)50～150 g/L K4P2O7、30～40 g/L Na2CO3、4～8 g/L NaF、60～90 ℃、5～20 min;(3)150～200 g/L H3PO4(85%)、80～100 g/L NH4HF2、室温、1～3 min;(4)130～160 mL/L 含少量HF的活化液、室温、5～10 min。

化学镀镍溶液主要组成及工艺条件:10 g/L NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O、23 g/L NaH2PO2、8 g/L NH4HF2、30 mL/L NH3·H2O、 pH=6.5～6.0、83～85 ℃、1.0～1.5 h。

1.3 试验方法

采用OLYMUS - BX51M型金相显微镜观察金相组织;用GSM - 530型电子显微镜和附带的LINK ISIS能谱分析仪观察试样的表面形貌,并进行表面成分分析;通过HXZ - 1000型显微硬度计测试镀层的硬度;采用划格试验法测试镀层结合力;在FY - 06E型盐雾试验箱中对镀层进行中性盐雾试验,测其耐蚀性;通过D/MAX 2200PC自动X射线衍射仪对镀层进行物相分析。

2 结果与讨论

2.1 前处理工艺对化学镀镍层的影响

AZ91D镁合金组织中存在着α相(Mg)和β相(Mg17Al12),导致了化学镀镍前处理的特殊性。而前处理液的成分、浓度、温度、时间等的不同导致处理后不同的表面状态,并直接关系到化学镀镍层的质量[10]。

2.1.1 酸洗(1)活化(1)后的镁合金形貌

图1a～图1c分别为AZ91D镁合金经酸洗(1)、经酸洗(1)+活化(1)以及酸洗(1)+活化(1)+化学镀镍后的表面形貌。

由图1a可知,镁合金经酸洗(1)即铬酸酸洗后表面呈凹凸丝状。这是由于AZ91D镁合金基体中的α相的电极电位为-1.73 V, β相的电极电位为-1.00 V[11,12],在铬酸溶液中可能会发生选择性腐蚀,即α相腐蚀较快, β相腐蚀缓慢。同时,α相和β相之间也会形成腐蚀电池,所以镁合金表面的α相逐渐被腐蚀成深坑,β相则会相应凸出于α相。对酸洗后表面(图1a)上的“黑点”(A)和“白点”(B)及活化后表面(图1b)上的“黑点”(C)和“白点”(D)进行EDS分析,结果见表1。

注:—表示元素含量极低,超出仪器检测限。

由表1可知,酸洗(1)后的表面由Mg、Al、Cr、O及少量Zn元素构成。B处Al含量明显高于A处,所以B处可能是腐蚀缓慢的β相, A处则为腐蚀较深的α相。当镁合金经活化(1)即高浓度的HF活化时,镁合金表面生成不溶性的氟化膜[13],并含有一定量的氧元素。由此可推知,此氟化膜并不致密,而是夹杂部分氧化物(如MgO)的MgF2、AlF3膜。比较活化后D处和C处元素含量发现,活化后C处的Mg、F元素稍高于D处。主要原因可能是在酸洗过程中腐蚀严重的A点处露出了较多的Mg,活化时与HF反应会更充分,得到的氟化膜也更致密。另外,由于β相不是Mg和Al简单的结合,酸洗过程中腐蚀较轻而呈“凸”状,与HF反应生成的氟化膜难以达到均匀,还可能会由于应力不均而产生微裂纹,在裂纹处被空气氧化为少量MgO和Al2O3,整体表面呈不均匀的颗粒状(见图1b)。

化学镀镍时,由于活化后的表面凹凸不平,凸起地方的MgO率先溶解并露出基体Mg,从而发生置换反应并沉积出有催化活性的Ni粒子,Ni粒子逐渐长大成凸起的胞状颗粒,然后再逐渐生长并扩展,得到的依然是凹凸不平的镀层(见图1c)。由此可见,要获得平整的镀镍层首先必须要获得一个均匀的酸洗表面和活化表面。

2.1.2 酸洗(2)活化(1)后的镁合金形貌

图2a～图2c分别为AZ91D镁合金经酸洗(2)、酸洗(2)+活化(1)以及酸洗(2)+活化(1)+化学镀镍后的表面形貌。

经酸洗(2)后的表面呈黑色(图2a),几乎全是附着的酸洗灰。通过碱洗可把这些灰完全除去,裸露出新鲜的Mg,再经活化(1)活化后得到了鳞片状的氟化膜。鳞片之间有缝隙(图2b),但表面要比图1b平整。由此得知,酸洗(2)没有对镁合金造成过腐蚀。活化后的表面经EDS分析仍有少量的O元素,所以活化后的表面仍然是夹杂氧化物的氟化膜。经酸洗(2)、活化(1)后的化学镀镍层表面(图2c)要比经酸洗(1)、活化(1)后的化学镀镍层表面(图2a)更平整。试验发现,经活化(1)后的镁合金在镀液中需经一定时间后才发生沉积反应,其原因是碱洗后的新鲜Mg基体经活化生成了较厚的氟化膜,其中的氧化物要比经酸洗(1)、活化(1)处理后的少。因此,在镀液中活性中心粒子出现迟缓。如果缩短活化时间,相同条件下得到的氟化膜较薄,Mg基体在镀液中会发生腐蚀而鼓泡,使结合力变差。因此,采用酸洗(2)处理的试样比较平整,但HF活化时间要适当控制。

2.1.3 酸洗(2)活化(2)后镁合金的形貌

图3a和图3b分别是镁合金经酸洗(2)+活化(2)及酸洗(2)+活化(2)+化学镀镍后的表面形貌。

从图3a可以看出,镁合金经活化(2),即焦磷酸盐碱性活化液处理后,表面生成了开裂的块状物,且有不少坑,这与活化(1)处理后的表面形貌(图1b、图2b)明显不同。对酸洗(2)+活化(2)后的表面、“块”(E)和“坑”(F)进行EDS分析,结果见表2。

由表2可知,活化(2)后的表面含元素P,由P、O原子百分比分别计算出面、E点、F点上的P、O原子个数比为1.0 ∶6.4、1.0 ∶7.0、1.0 ∶14.0,这三个比值都大于2 ∶7(P2Oundefined的原子个数比)和1.0 ∶4.0(POundefined的原子个数比),表明活化(2)后的表面除了有P的含氧酸盐外,还含有Mg、Al、Zn的氧化物,且占大多数。由此推知,此活化液主要是焦磷酸盐参与了反应,氟化物只是抑制Mg的腐蚀,因而活化后其表面含F很少,含O很多,这种膜对Mg基体不能提供良好的保护,从而使其在镀液中遭到严重的腐蚀。

2.1.4 酸洗(2)活化(3)后的镁合金形貌

图4a和图4b分别是镁合金经酸洗(2)+活化(3)后和经酸洗(2)+活化(3)及化学镀镍后的表面形貌。

从图4a可看出,镁合金经活化(3),即磷酸 - 氟化氢铵溶液活化后,其表面呈不均匀颗粒状,不同于活化(1)和活化(2)处理后的表面。从图4b可看出,经酸洗(2)、活化(3)及化学镀镍后表面凹凸明显。其主要原因是活化液中的磷酸对Mg基体腐蚀严重,而氟化氢铵与Mg、Al反应只生成少量的氟化物,起腐蚀抑制作用,但难以形成均匀致密的氟化膜来避免Mg基体在镀液中的腐蚀。

2.1.5 酸洗(2)活化(4)后的镁合金表面形貌

图5a和图5b是镁合金经酸洗(2)+活化(4)后的表面形貌和经酸洗(2)+活化(4)及化学镀镍后的表面形貌。

由图5a可看出,镁合金经酸洗(2)及活化(4)后的表面呈颗粒状,这与活化(1)后的表面结构近似,但要比(1)的更均匀。从图5b可看出,镁合金经酸洗(2)+活化(4)及化学镀镍后镀层表面的胞状颗粒大小要比图1c、图2c、图3b和图4b中的均匀,且相互结合更加紧密,因而镀层十分平整光亮,无孔隙。这主要是酸洗时Mg基体没有遭到严重的腐蚀,碱洗过程中溶液不与基体的α相反应而与β相的Al反应,使Mg基体表面得到拉平,再加上适当的活化而获得一层比较均匀的氟化膜。对其表面进行EDS分析,结果见表3。

由表3可知,不同位置处的O含量趋于一致,且比活化(1)(HF)处理后的表面O含量高,而比分别经活化(2)、活化(3)处理后的表面O含量低很多,F的含量较高。此外,经酸性(2)+活化(4)处理后的表面含氧化物较少,所以氟化膜更致密,足以保护基体在镀液中免遭腐蚀。

综上分析可知,镁合金经酸洗(2)、活化(4)后得到的活化表面最均匀,由此获得的镍镀层较理想。

2.2 化学镀镍层的性能

对镀镍层进行X射线衍射分析,结果见图6。由图6可见,镀镍层的衍射曲线上没有十分尖锐的衍射峰,仅在2θ=45°附近出现一个较大的馒头峰,表明镀镍层呈非晶态结构。由于非晶态原子排列长程无序,不存在晶界,具有各向同性结构,因而不会产生晶界导致的腐蚀,可大大减少腐蚀几率[14,15]。

对镀镍层的硬度进行测试,其平均硬度值为300 HV。用划刀对镀镍层的结合力进行划格试验,结果表明结合力良好。镀镍层的耐蚀性采用盐雾法进行测试,耐蚀时间达96 h。

3 结 论

(1)目前采用的铬酸酸洗直接化学镀镍工艺对镁合金腐蚀较严重,且具选择性,易造成表面凸凹不平,用HF活化后经化学镀镍得到的镀层不平整,而使用酸洗(2)处理后的表面则比较均匀平整,经HF活化和化学镀镍后得到的镀层有明显改善。

(2)经酸洗(2)、碱洗和不同的活化工艺后,通过化学镀镍的结果比较表明,在酸洗(2)缓和处理的基础上,通过碱洗使基体表面得到拉平,再经过合适的活化工艺(4),获得的镀层表面状况、结构及性能均比较理想。

化学教学必须处理好三个关系 篇10

一、应试教育和素质教育的关系

素质教育不仅是其他学科的教育任务, 也是化学学科的任务。作为高中化学教师, 首先要转变观念, 端正教育思想, 充分认识素质教育在学生成长过程中的重要作用, 时刻不忘自己肩负的素质教育这一神圣的历史使命, 自觉摆脱应试教育的束缚, 使自己的教学实践实现由应试教育向素质教育的转变。

其次, 自觉地把素质教育纳入自己的教学实践, 在备课、上课、实验等各个环节中积极培养学生的各种素质。要认真落实教学大纲规定的化学教学的三大任务, 即对学生进行思想品德教育, 传授化学基础知识, 培养学生的各种能力。在教学实践中应充分发掘化学教材中的有利因素和德育资源, 对学生进行爱国主义教育和辩证唯物主义教育, 培养学生的爱国情感和促进他们辩证唯物主义世界观的形成。

二、高考和会考的关系

高中化学学科涉及高考和会考两次统考, 学校领导、家长、学生对此都十分重视。作为教师来说, 当然也不会等闲视之。会考与高考既有区别, 又有联系。

作为教师来说, 应该一视同仁, 不应有所偏废。否则, 都是不可取的。由于高考成绩的好坏, 对教师个人声誉和切身利益关系极大, 在现实工作中, 有少数教师往往出现重视高考, 忽视会考的倾向, 这是不符合素质教育精神的, 也是应加以纠正的。

高中化学教师, 既要注意提高全体学中的化学素质, 又要重点培养一批有志于化学专业的人才。在这样双重任务的要求下, 对于大部分学生, 教师应该让他们掌握必须掌握的化学知识, 使之能够顺利地通过会考:对于一小部分将来想从事化学专业的学生, 除了要让他们掌握大纲中要求掌握的化学知识外, 还应该拓宽他们的知识面, 培养他们对化学的浓厚兴趣以及娴熟的化学技能, 使他们能够在知识和技能上同步提高, 做到融会贯通。至于那些极少数学习有困难的同学, 教师更应该耐心帮助他们补缺补差, 使之能顺利通过会考。只有这样, 才能让每个学生都感觉到, 学习化学并不是一件很难的事, 化学教师才能够在潜心研究和把握大纲的基础上, 根据所教班组学生的实际情况, 调动学生的学习积极性, 激发学生自觉主动学习化学的兴趣, 从而使大面积提高中学生的化学素质成为可能。

三、化学竞赛与大面积提高的关系

区、市级的各年级化学竞赛每年都有, 它的目的是培养和选拔化学尖子, 并为参加更高一级的竞赛输送优秀的选手。虽说能够入围的学生是很少, 但是作为教师则应看到它的重要作用。一是参加竞赛可以培养学生的拼搏精神和竞争意识。

随着改革开放步伐的加快, 社会竞争变得越来越激烈, 为使学生适应今后“优胜劣汰, 适者生存”的竞争社会, 能在竞争社会中生存和发展, 不被淘汰, 就必须尽早培养学生的进取精神和竞争意识。化学竞赛中强手如林, 要想在竞赛中出成绩, 得名次, 积极进取顽强拼搏是不可缺少的先决条件。每一次竞赛都给每一位参赛者一次公平竞争的机会, 为那些对化学有很高热情的学生提供了展示自己才华的舞台。作为化学教师应尽自己的最大努力, 创造条件鼓励学生去参加竞赛, 去拼去争, 争取成为胜利者。而竞赛从表面看来, 似乎与大面积提高学生素质毫无关系, 因为竞赛毕竟是少数学生的事。但实际上, 由于要对参赛选手作高质量的培训, 教师自身的素质也会在培训学生的过程小得到提高。这样, 教师在课堂教学中就会显得更得心应手, 教学手段就会越加多样有效, 对于教学大纲的把握也会更加牢固。

正确处理化学教学中的思维定势 篇11

关键词：化学教学；思维定势

中图分类号：G633.8 文献标识码：A文章编号：1002-7661（2011）03-0156-2

思维定势是—种心理准备，指的就是先于一定活动而指向一定活动出动力状态。通俗地讲，就是人们在认识过程中的一种思维“惯性”现象。为了抑制思维定势的消极作用，促进思维定势的正迁移，教学过程中教师应加强学生的思维训练，培养学生的创造性思维。

在教育心理学中就是学生根据已有感性认识去解决命题时既定的心理准备。这种心理状态形成的思维定势，可表现出两个方面的作用：一方面，在合适的条件下，能迅速地联想出旧知识和技能，使人解决问题的思维活动更敏捷、更省力，也就是思维定势的正迁移，即积极作用；而另一方面，由于思维定势按某种固定的思路考虑问题，使学生对面临的问题常盲目搬用已有的经验思维，表现出思维的惰性和呆板性。正是这种旧思维“先人为主”影响着新的概念的形成和建立，阻碍着对新知识的理解，使学生形成知识的负迁移，产生消极影响，造成学习上的困难，挫伤学生的积极性。

在物理学中，物体都有保持原有运动状态的特征，也即惯性。人的思维，也有像类似的特征，即保持原有某种思维状态的趋向，因而思维定势随时随地都有可能在任何人的思维过程中存在，是无法消除和避免的。但关键要看怎样充分发挥思维定势的积极影响，克服消极影响，正确掌握知识，深入理解知识，灵活运用知识。

一、建立良好的思维定势，正确应用思维定势。

让学生建立良好的思维定势，可使学生熟练、迅速、正确地处理和解决面临的问题；如讲实验室气体制法时，随着各种气体的出现，我们有意识逐步培养和建立这样一个思维定势：

有了这样一个定势，一但遇到没有讲过制法的新气体，学生较容易照此思维来思考—些问题，例如：有H2、02、S02、C02、CH4、NH3、CH2 CH2、HCl、C12、CO等十种气体，其中可用排水法收集的气体有 ，可用向上排空气法收集的气体有可用向下排空气法收集的气体有 。这十种气体中H2、02、CH4、CH2 CH2、CO可用排水法收集，因为他们既不溶于水也不与水反应。S02、C02、HCl、C12能溶于水或反应，密度比空气大，则可用向上排空气法、H2、CH4、NH3可用向下排空气法，因为它们的分子量都小于空气的平均分子量。

要建立并正确使用思维定势，必须以正确理解和牢固掌握基本概念和基本知识为前提，特别是利用思维定势处理和解决一些新问题更是要如此。同时更重要的是通过这些思维定势的形成，对一般科学方法应用于化学研究的过程也要形成一定的思维定势。只有这样才能从根本上加速知识的正迁移，真正达到举一返三，触类旁通的目的。

二、克服思维定势的消极作用，培养正确的思维方法。

思维定势虽然有许多积极方面的作用，但任何事物都有两面性，思维定势也不例外，存在很多消极作用，因而我们可以从以下几个方面着手，克服其负面影响，发展学生的思维，培养学生正确的思维方法。

1、教师的教要突破思维定维

教师在教学过程中起着主导作用，教法的优劣直接影响到学生的思维方法。因此。在教学中我们要敢于突破一些教学模式和习惯，改变这种单一的教师实验学生看。教师讲学生听，学生做教师改的教学结构和教学方法。我认为，正是由于教师在教法上的思维定势才严重禁锢了学生思维的发展，造成学生机械地、呆板地利用已有的思维定势来对待面临的问题；这样势必造成错误。因此在教法上，教师应采取灵活多样的方法，从不同的角度，用不同的形式进行教学。如教师对新课的导入，问题的提出，内容的讲解可以变换不同的方法。这样，一方面可以提高学生的兴趣，另一方面有助于帮助学生突破思维定势。

2．提倡发散性思维

教學中教师切忌常用某种固定的解题思路与方式方法。因为这样久而久之容易形成学生的思维定势。其消极作用常表现为：解题习惯于机械模仿，只用一法得解就心满意足。终究势必造成思维的单一性、呆板性。故教师应注意培养学生发散性思维，提倡一题多解：—题变解。如：在SO2的混合气体中，O2占25％(质量比)，求混合气体在标准状况下的密度。

思路一：先将S02和O：的质量比换算成分子数之比，再求混合气体的平均分子量。应用气体摩尔体积和平均分子量计算密度：

思路二：令混合气体体积为1L，设其总质量为。则密度即为x旷I，根据O：与SO：物质的量之和等于1／22．4mol，用气体的物质的量列方程用代数法求解：

思路三：将S02’和O：质量比换算成物质的量比，应用阿伏加德罗定律，从相同状况下气体的物质的量比等于体积比，求得1L混合气体中S02和02各占的体积，再从它们的体积可以算出它们的质量而求得1L混合气体密度：设1L混合气体中02占x升，S02占(1—x)升，依题意得

像这样通过多种解法的对比，将学到的知识有机的串联起来，利于知识的巩固、深化和运用，同时也要讲究效率，从中选择最优方法。但是—题多解不仅仅是简单追求解题途径的多少，而要力求通过求同——求异——高一层次求同的思维训练，启发学生抓住主要矛盾，突破固定不变的解题模式，使思维活动既有一定的广度又有较好的灵活性，从而拓宽解题思路，提高分析演绎应变能力。

3．克服生搬硬套，灵活运用所学知识点。

学生思维常常会因受到某些规律、理论、公式等根深蒂固的影响，在解决问题时，忽略这些规律、理论、公式的使用范围及其特例，生搬硬套。教师在教学中，不要轻易告诉学生过“死”的解题方法和模式，即使是推导或总结出的规律和公式，也要引导学生理解透彻其化学含义，弄清它们的涵盖范围和成立的知识环境，同时还要配合多样化的习题训练。教师向学生提出的问题要灵活、富于变化和思考性，既要使学生运用已学公式和原理，也要能引导学生动脑筋，积极探索。只有这样才能逐步克服思维活动的惰性和刻板性。

如：20摄氏度时40gNaCl放人l00g水中，溶液的百分比浓度是多少?(20摄氏度，NaCl溶解度为31.5克。)这类问题，学生常容易简单套用百分比浓度的计算公式，这是多次运用公式所形成的思维定势，忽略了隐含条件氯化钠不能完全溶解，而盲目套用公式。

4．利用迁移规律，设置一定陷井，防止思维定势负迁移。

所谓迁移是指已获得的知识、技能甚至方法和态度对学习新知识、新技能的影响，它也有正负之分。正迁移表现为原有储存于大脑的信息对新知识的促进作用，负迁移则表现为已有经验对新知识学习的干扰作用。如：

把PH值为5的强酸溶液稀释1000倍后溶液的C(H+)是原来的：

A．约1／1000倍B．约1／100倍C．约100倍D．约1000倍

此题学生在解答中常因思维定势的作用而产生错误，稀释为原来的1000倍，浓度变为原来的1／1000倍。教师应在讲清溶液中C(H+)包括溶剂水电离产生的H+和溶质酸电离产生的H+两部分之和这一实质后，引导学生注意思维的逻辑性和严密性。

5．鼓励创造性思维，突破思维惰性。

教学中常会遇到一些学生面对变化的新问题，不满足于书本或教师的—般办法喜欢标新立异，独树一帜，力图闯出一条新的路子来。若是对深入理解教材具有一定价值的，应鼓励其送礼造性思维，即使是一星半点的闪光，亦让其发扬光大，必要时，还可发动全班学生进行深入探究，从而有效打破思维定势的平衡，使思维向积极方向移动。如把1摩／升的氯化铝溶液75毫升和2摩／升的NaOH溶液120毫升相混合，可得Al(OH)3沉淀多少克？此题通常用物质的量进行求解，但由于有多步反应，过量计算，算法繁琐。课上有学生提出能否根据该反应的离子方程式，直接抓住沉淀Al(OH)3是由Al3+和OH—的量来决定的关系进行计算。此时教师应感觉到创造的火花在闪光，及时抓住机会，板出两个关键的离子反应式，边作画龙点睛式的启迪，并发动全班学生对此讨论，集体推导出可溶性铝盐在过量强碱中沉淀量的计算公式：nAl(OH)3=4n(Al3+)—n(OH—)。当然该公式早有人得出，但教师在此时此刻无须点破，以保护学生积极性。

电化学水处理技术综述 篇12

一、概述

1、电化学处理技术的概念

电化学处理技术是在外加电场的作用下, 在电化学反应器内, 通过化学反应、电化学过程或物理过程, 产生大量的自由基, 利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解。[1]

2、电化学水处理基本原理

污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化从而被减少或去除, 分为直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原被去除;间接电解是利用电化学反应过程中产生的中间产物为催化剂或反应剂, 使污染物转化为毒性更小的物质。

二、电化学水处理技术

电化学水处理技术目前已经广泛应用于处理化工、染料、生物制药等行业产生的废水。常见技术有电絮凝-气浮法、电化学氧化法、电渗析法、内电解法等。

1、电凝聚-气浮法

电凝聚-气浮法:可溶性金属电极如铁、铝, 放入处理水, 通入直流电, 污染物在电极上发生电化学反应, 阳极材料发生溶解, 失去电子生成金属离子, 离子在溶液中水解、聚合, 生成有絮凝作用的胶体产生凝聚作用, 使一些胶态杂质絮凝沉淀;同时, 阴极水电解产生H2, 阳极水电解析出O2产生大量的气泡, 气泡与悬浮颗粒接触粘附一起上浮, 将污染物去除。

化学反应式 (Al为例) [2]:阳极:Al-3e-→Al3+

Al3++3 (OH) -→Al (OH) 3———碱性条件

Al3++3H2O→Al (OH) 3+3H+———酸性条件

同时:2H2O→2O2+4 H++4 e-

阴极:2H2O+2 e-→H2+2 OH-

该法优点是效果好、设备简单、操作方便且占地面积小;缺点是阳极金属材料消耗大, 能耗量大, 经济效益不够理想, 应用上存在限制。该法的发展关键是发掘理想的电极材料、改善电源技术, 以降低电能与材料的消耗。

2、电化学氧化法

电化学氧化法:有机废水中加入直流电, 废水中的有机物容易发生氧化还原反应, 加入直流电使其结构与化学性质发生了改变, 使污染物毒性减弱甚至消失, 增强污染物的可降解性。该法分为直接氧化过程和间接氧化过程。

3、直接氧化法

直接氧化法:污染物在阳极表面氧化转化成毒性较低或易降解物质, 甚至无害化, 达到消减污染物的目的。直接氧化过程污染物吸附到阳极表面, 失去电子最终被氧化去除。该法有两个途径:电化学转化、电化学燃烧。

电化学转化:有机物未被完全氧化, 电极表面产生活性中间产物参与氧化污染物, 将吸附在电极表面的污染物直接氧化降解成小分子;电化学燃烧:有机物彻底的氧化为稳定无机物, 使有机物完全矿化为CO2和H2O。

4、间接氧化法

间接氧化法:阳极上氧化反应产生具有强氧化作用的活性物种, 阳极产物间接氧化处理水中的污染物, 最终达到氧化降解处理污染物的目的。

间接阳极氧化分两类:

一类是利用可逆氧化还原对间接氧化降解有机物。悬浮在水中的氧化还原物质在电化学过程中失去电子被氧化成高价态物质, 高价态物质发生一系列反应, 氧化降解有机物最终又被还原成原价态物质, 这一过程循环往复氧化去除有机物, 为可逆过程。常用的电对为:Co (Ⅲ) /Co (Ⅱ) 、Ag (Ⅱ) /Ag (I) 、Fe (Ⅲ) /Fe (Ⅱ) 。

另一类是利用电化学反应中产生的一些中间产物 (如·OH、OCl-、H2O2、O3等) 参与氧化污染物, 从而去除污染物。这类为不可逆过程。

该法优点是有较强的氧化能力, 消耗化学药剂少, 既在一定程度上发挥了阳极氧化作用少, 又利用了产生的氧化剂, 因此处理效率大为提高, [3]缺点是其电耗教高。

5、电吸附法

根据电化学理论, 在电极与电解质溶液的两相间施加低于溶液的分解电压时, 电荷会在极短距离内重新分布、排列。作为补偿, 带电电极会吸引溶液中的带相反电荷的离子, 界面剩余电荷的变化将引起界面双电层电位差的改变, 从而形成紧密的双电层, 并在电极和电解液界面存储电荷。[4]

电吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其他物质。处理水中的盐类大多都是以离子状态存在的, 而水处理中电吸附技术其基本原理就是通过施加外加电压形成静电场, 使带电离子向带有相反电荷的电极方向移动, 并通过控制对双电层的充电和放电, 改变双电层处的离子浓度, 使离子在双电层内富集, 从而降低了溶液本体的浓度, 实现了对水溶液中低浓度有机物和其他物质的分离。

该法具有耐受性好、特殊离子去除效果显著、对颗粒污染物低、抗油类污染、操作及维护简便、运行成本低等优点。

6、电渗析法

电渗析是一种膜分离技术, 将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极间, 将其隔开, 组成除盐的淡化和浓缩系统, 外加电场作用下, 以电位差为动力, 利用离子交换膜的选择透过性, 使溶液中的离子作定向迁移, 用膜分离技术把电解质分离出来, 使溶液得到浓缩和淡化。

该法优点是药剂耗量少、能耗低、机械化、对环境污染小、设备简单, 预处理简单;缺点是在运行过程中容易结垢。

7、内电解法

内电解法也称微解法其原理是:按组成原电池的基本条件, 将两种活泼性不同的金属或石墨用导线连接插入电解质溶液中形成原电池, 周围的空间形成电场。外加电场的作用下, 水中带电的污染物分子移向与之相反电荷的电极, 吸附在电极表面发生氧化还原反应, 降解成小分子物质。同时, 电极反应的产物和水中污染物发生氧化还原反应, 产生吸附、絮凝沉淀等, 达到进一步去污的目的。

该法优点是不消耗能源, 可提高难降解物的可生化性, 能用于脱色、去除多重污染剂成分。缺点是反应速率较慢, 处理水量少, 反应柱易堵塞。

三、实际应用实例

电化学法在我们的生活当中有着很多成功的运用实例, 下面分析用内解法处理印染废水的一个实例。

上海某一大型的印染企业, 每天产生的混合污水约3500m2。BOD5约400 mg/L, CODcr约1700mg/L, 色度700倍, 固体悬浮物浓度约500mg/L。污水的水量大, 色度深, 成分复杂, 出水不均匀, 对周围环境的污染很大, 不达排放标准。

经过工艺员分析比较, 采用了微电解加厌氧及二级活性污泥法处理工艺。经三个月运行, 监测出水数据为:BOD5为24mg/L, CODcr为96mg/L, 色度40倍, 固体悬浮物浓度为59mg/L, 取得了良好的处理效果。[5]

其微电解处理:以铁屑和其中所含碳为电极, 污水为电解质, 形成原电池。原电池阳极发生氧化反应, 阴极发生还原反应, 产生的反应物具有强氧化还原能力, 电极产物新生态H活性极高能氧化污水中的染料等有机污染物, 使其结构形态发生变化, 破坏发色基团, 具有脱色的作用;阳极溶出的Fe2+有强还原能力, 使污水中氯代芳香族有机物还原脱氯, 含磺酸基的芳香族有机物还原成酚类有机物。Fe2+是很好的混凝剂, 污水在有氧条件下Fe2+很容易发生反应:4Fe2++8OH-+O2+2H2O4Fe (OH) 3生成胶体絮凝剂Fe (OH) 3, 其吸附能力强于一般水解产生的Fe (OH) 3。它将废水中的染料粒子等胶凝, 形成以Fe3+为胶凝中心的絮凝体, 挟裹、捕集和吸附悬浮的胶体共沉。

四、结语

电化学法在治理污水中具有许多优势, 该法一般无需添加化学用剂, 可较好的避免二次污染, 占地面积少, 操作简便, 污泥量少;但其一直未被广泛利用主要是由于其反应过程复杂、电极材料消耗大, 处理效率不高。但随着电力工业发展, 电化学理论不断完善、新型电极材料研究不断深入, 以及与其他方法的联用, 电化学水处理法未来必将拥有广阔的前景。

参考文献

[1]杨少斌, 费学宁, 吴奇, 等.电化学处理技术及其在印染废水处理中的应用[j]中国环境管理干部学院报, 2007;17 (3) :79-82

[2]曲久辉, 刘会娟.水处理电化学原理与技术[M].北京:科学出版社, 2007:1-459

[3]林海波, 伍振毅, 黄卫民等.工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向[J].化工进展, 2008, 27 (2) :223-229.

[4]zhang Dengsong, Shi Liyi, Fang Jianhui。et a1.Preparationand desalination lxvfonmnce of multiwall carbon nanotubes.Mater Chem Phys, 2006, 97:415-419