金属表面处理中常用的酸性清洗剂有哪些酸（有机酸与无机酸）
常用的酸性清洗剂有哪些酸（有机酸与无机酸）用于酸洗的有机酸种类较多，常用的有氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸、EDTA等。用有机酸清洗，成本略高，所需温度较高，时间也较长。但有机酸腐蚀性小，溶垢作用除了来自酸电离产生的H 外，往往还依赖于酸根离子的络合或螯合作用，使除垢能力加强。(1) 氨基磺酸 氨基磺酸(NH2SO3H) 是中等强度的酸，固体，性能稳定，不毒性小，使用安全方便。其特点是不挥发，不产生酸雾，在水中溶解性好，清洗生成物亦易溶于水，不含卤素离子，对金属腐蚀性小。氨基磺酸在使用时应加热到一定温度，使其在氧化铁溶解前分解为硫酸氢键，但其70摄氏度时会发生潮解，高温时还会水解，因此使用温度不宜高于60摄氏度。氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性，氨基磺酸与钙、镁垢反应剧烈。通常工业上使用7%~9%水溶液作清洗剂，在60摄氏度以下温度除钙、镁垢，在lh内可将90%的钙、镁垢转变成可溶性盐而去除。反应式为：氨基磺酸可以单独使用，也可和其他组分共同使用，其多数金属盐在水中溶解度较高，不会在清洗液中沉淀。氨基磺酸对金属腐蚀性小，是唯一可用作镀锌金属表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸可去除船舶用锅炉中的水垢。具体做法是先配成由89%氨基磺酸、6%柠檬酸及5%二乙基硫脲组成的固体。再配制成10%浓度的水溶液，在60摄氏度温度下清洗。加入缓蚀剂后可用于清洗碳钢、不锈钢、铜及其合金设备，尤其适用于清除钙、镁碳酸盐垢，目前主要应用于清洗管道和热交换器。氨基磺酸和氯化钠混合，可缓慢生成盐酸，能较好溶解铁垢。通常工业上使用7%~10%浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂。在10%氨基磺酸清洗液中加入0.25%缓蚀剂Laan-826，在60摄氏度温度下清洗金属设备，缓蚀率达99.4%。以90%氨基磺酸，5%~6%柠檬酸，0.25%Lan-826缓蚀剂配成强酸性粉剂，使用时再配制成浓度为5%~10%的溶液，在60摄氏度温度下对制药厂的多效蒸馏水机进行循环酸洗，去污效果好，对设备腐蚀率低。(2) 乙酸 这是一种一元有机弱酸，熔点16.7摄氏度。由于对金属腐蚀性低，其工易溶，故适于清洗水垢和铁锈，特别是对黄铜和对晶间腐蚀敏感的材料适合用乙酸清洗。(3) 羟基乙酸 酸性比乙酸稍强，对锈垢的溶解能力大于乙酸，而对金属基体的腐蚀却远小于HCI、H2SO4。因此羟基乙酸主要用于清除超临界锅炉和其他锅炉过热部分的Fe3O4氧化皮。国外常用2%羟基乙酸和1%甲酸混合作清洗剂，在82~104摄氏度条件下循环流动清洗，对铁锈和氧化皮效果较好。(4) 草酸 即乙二酸，是一种无色晶状固体。在有机酸中酸性较强。其很多盐难溶于水，如钙盐、镁盐，故不宜在硬水中使用。但对铁锈有较好溶解能力，因此可用于铁锈的去除，但不能用于去除碳酸钙垢。草酸对金属有腐蚀作用。钢铁在常温下被草酸缓慢腐蚀，但在加热时则能生成草酸铁保护膜，阻止腐蚀继续进行。铝、镍、铜、不锈钢材料对草酸有较好的耐蚀性，而Sn、Zn在其稀溶液里耐蚀。(5)柠檬酸 柠檬酸酸洗是在锅炉大型化情况下发展起来的一种酸洗技术。因柠檬酸不含氯离子，不会引起应力腐蚀破裂，一般用于火电厂炉前系统和过热器的清洗。在清洗过程中用得最多，它溶解氧化铁和氧化铜。一方面是因为溶液的酸性可以促进氧化铁的溶解，另一方面柠檬酸对铁有络合作用能把氧化铁除去，但是络合物难溶解。如果用含氨的柠檬酸溶液，就能生成溶解度很大的柠檬酸亚铁铵和柠檬酸高铁铵复盐，除去氧化铁。柠檬酸的学名为2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸，是一种有机酸络合剂，常被简写为H3Cit，其结构式为C3H4(OH)(COOH)3 ·H2O或H3C6H5O7，无色斜方形晶体，有可口的酸味，易溶于水。柠檬酸是一个三元酸，在水溶液中存在多级可逆电离平衡。在溶液中柠檬酸根(C6H5O7)3-的浓度受溶液pH值的影响很大，pH值越大溶液中柠檬酸根离子浓度也越大。柠檬酸根离子对各种金属离子的络合能力是不同的，络合能力越高所需柠檬酸根离子浓度越小，生成的络合离子也越稳定。柠檬酸根离子对铁离子的络合能力比对铜离子强，当溶液中含有少量柠檬酸根离子时，即可发生把铁离子隐蔽起来的络合作用，而只有在pH值较高，柠檬酸根离子较多时才能与铜离子很好络合。因此当设备中同时存在铁锈和铜锈时可以将pH值控制在3.5，使容易被络合的铁离子形成柠檬酸亚铁铵和柠檬酸铁而被去除，还可以防止Fe(OH)3沉淀产生，在铁化合物被去除之后再调整pH=9，提高柠檬酸根离子浓度，络合铜离子去除铜锈。柠檬酸和柠檬酸根与铁离子发生的反应是络合反应，所以柠檬酸清洗是一种络合剂清洗，它能溶解铁的氧化物。因此化学清洗中常被用于去除铁锈，为加快清洗速度，常保持较高温度，为防止酸对金属的腐蚀还加入缓蚀剂。如在90摄氏度，pH=3.5的3%柠檬酸溶液中加入0.1%的Lan-826缓蚀剂，碳钢和合金钢的腐蚀速率都降到lmm/a 以下。由于柠檬酸单铵有一定酸性，可以与碳酸钙水垢反应促使其溶解，所以也可以用于去除金属表面的水垢柠檬酸清洗的成本较高，在工业上主要用于奥氏体钢材或锈垢是单纯氧化铁的设备的清洗。(6) 乙二胺四乙酸(EDTA) EDTA分子中有六个可与金属离子形成配位键的原子，它能和许多金属的离子形成稳定而易溶于水的螯合物，因此可用于金属化合物垢的清诜，其清洗溶解金属锈垢不是靠H 的作用，而是靠酸根(Y4-) 离子的螯合作用。乙二胺四乙酸在室温下溶解度不大，为提高清洗效果，清洗温度常提高到100摄氏度以上，还使用其二钠盐(Na2H2Y)。EDTA 对Fe3 的螯合能力强于Ca2 、Mg2 ，因而在较低pH 值条件下即可与Fe3 完全螯合。一般溶解铁锈垢时控制pH≤9.5，而清除碳酸盐垢时，则要控制pH>10。由于EDTA价格昂贵，清洗成本高，通常只在不能使用HC1清洗的特殊场合才使用。(7) 有机酸固体清洗剂 这是一种由有机酸缓蚀剂和其他助剂构成的清洗剂。最常用的有机酸有柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚马来酸(PMA)、聚丙烯酸(PAA)、羟基亚乙基二磷酸(HEDP)。有机酸对金属腐蚀性小。污染小、清洗安全。因此国内外贵重工业设备如船舶、铁路机车车辆锅炉都采用这类清洗剂，其效果良好，只是价格较高。固体清洗剂适用于清洗碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等水垢和铁锈，有较好的效果。(8) 有机膦酸 可用作酸洗剂的有机膦酸主要有羟基亚乙基二膦酸（HEDP)、氨基三甲基次磷酸(ATMP)、乙二胺四甲基次磷酸(EDTMP)等。这些有机磷酸均有螯合金属离子的作用、实际上都是螯合清洗剂。如HEDP有优异的络合能力，当其浓度为1%~5%时除锈效果与HC1相近，清洗后金属表面光洁，性能优于HCl。以上各种酸常用于工业清洗，但在选择上有如下经验。1.碳钢设备的碳酸钙垢应用盐酸或硝酸，而锈垢则主要用盐酸或硫酸。2.不锈钢设备氧化物垢和二氧化硅垢主要选用硝酸-氢氟酸。3.多材质的设备应选用不含氯离子的硝酸、氨基磺酸或柠檬酸。
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