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用混酸进行硝化的工艺中,硫酸不参加反应,最后硫酸将作为废酸被分离出来。硝化废酸中一般含油2%~5%硝酸,50%~60的硫酸,由于产品不同,硫酸浓度不同。废酸中还有硝基化合物。废酸贮罐可用水玻璃硅质耐酸胶泥砌衬耐酸砖板,因硅质耐酸胶泥无论对硝酸、硫酸还是对硝基化物都是耐蚀的。
1、耐酸胶泥
硅质胶泥材料有一种是以钾水玻璃为粘合剂的KPI胶泥。KPI耐酸灰中固化剂为缩合磷酸铝盐,与钾水玻璃作用,生成硅酸铝胶凝体,将硅质填料胶凝在一起,称为具有良好耐酸性能的胶结剂。水玻璃中的钾与硫酸作用生成硫酸钾,结晶细,胶泥密实,抗渗透性好。KPI耐酸灰由吉林化工研究院研制成功,目前我国河南沁阳河北承德等地都有生产,钾水玻璃数2.6~2.8。
另一种就是钠水玻璃胶泥,其耐酸灰中的固化剂为氟硅酸钠和一些其他改进助剂,填料可为辉绿岩粉、长石粉、陶瓷粉、石灰粉、细度140~320日,耐酸度98%以上。氟硅酸钠加入量为水玻璃的15%,在耐酸灰中约占6%~7%。耐酸灰各地都有生产,北方有秦皇岛耐酸材料厂的牌号为1G-1#耐酸灰具有代表性。
水玻璃耐酸胶泥中的水玻璃(硅酸钠)与固化剂氟硅酸钠起反应,生成硅酸凝胶,硅酸凝胶将填料胶凝在一起,成为坚硬的固体材料,反应式如下:
上述反应的快慢,即胶泥的固化速度与施工环境的温度、水玻璃的模数、密度有密切关系。
温度越高反应速度越快。当在温度30℃以上的夏季,胶泥的初凝时间约为0.5h左右,所以在夏季施工时胶泥每次配制要少,随用随配,否则一次配制过多,用不了固化后布恩那个再用造成浪费。当温度低于15℃时,胶泥初凝时间可达3~4h。如低于10℃,则不能施工。最佳施工温度在20℃以上。
作为防腐材料的水玻璃的模数为2.6~2.8,如果模数高于3,二氧化硅含量过高,固化速度快,但胶泥强度低。如果模数低,如低于2时,固化速度很慢,不能正常施工。
2、衬里的养护及热处理
水玻璃硅质耐酸胶泥砌衬的耐酸砖板衬里,施工完后必须经自然养护,一般在室温下养护2~3天,使胶泥初步固化,并具有一定的强度,然后再进行热处理。
热处理过程为:30~40℃下保持6h,再在60℃左右保持18h,然后自然降温。进行热处理的目的,就是使胶泥充分固化,使反应进行得跟完全,因为胶泥中生成的硅酸混凝越多,胶泥强度越高,同时耐细算和耐水性越好(硅酸凝胶在沸腾的水中溶解仅为0.04%)。
如果热处理的温度过高,硅酸凝胶进一步脱水生成二氧化硅,衬里强度会受到影响,同时增加孔隙率。如果衬里使用温度过高,需进行热预应力处理,即在料液存在下,逐渐缓慢升温,使具有泡胀性的预应力胶泥缓慢泡胀,当达到所需的温度与压力时,再停止升温。这样经预应力处理的衬里不容易被破坏。在使用过程中只要温度、压力不超预应力处理参数范围,衬里就不会破坏。
3、衬里的酸化处理
水玻璃耐酸胶泥砖板衬里的酸化处理是必不可少的一道工序。水玻璃耐酸胶泥虽然过养护、热处理,但仍存在没有参加反应的水玻璃,这些水玻璃溶于水,甚至空气中的水分、二氧化碳等也可使胶泥粉化、破坏。因此,水玻璃耐酸胶泥砌衬的砖板衬里最后必须进行酸化处理,中和没有反应的水玻璃,生成硅酸凝胶。酸化处理可用40%的硫酸进行;酸化处理反应如下:
没有参加反应的水玻璃与硫酸作用生成带有10个结晶水的硫酸钠和硅酸凝胶(氢氧化硅)。酸化处理一般处理2~3次,每隔4h处理一次。
4、大型废酸贮池的防腐施工
大型废酸贮池基体是普通钢筋混个凝土池。防腐措施是用硅质水玻璃耐酸胶泥砌衬耐酸瓷砖版。为了防止硅质胶泥的渗透对普通混凝土基体的腐蚀,采用双酚A型不饱和聚酯树脂能耐50%以下浓度的硝酸,对60%浓度的硫酸耐蚀性也很好,所以用它做玻璃钢防渗隔离层,用水玻璃耐酸胶泥砌衬耐酸瓷砖或瓷板,在生产时间中得到很好的应用。
文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网
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