CN101285186A - 一种电解金属锰表面处理的钝化液及其制备与使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种电解金属锰表面处理的钝化液及其制备与使用方法。本发明钝化液由重量百分比为：3.12％～4.74％的EDTA、2.60％～3.95％的硫酸羟胺、0.52％～2.37％的柠檬酸、1.04％～2.77％的四硼酸钠和余量的水组成。其制备方法中包括分两次加入不同组份(EDTA第二次加入)和热水来进行配制的步骤。其使用方法中包括仅在沥干电解液后，就把电解金属锰放入盛有钝化液的钝化槽中进行表面钝化的步骤。本发明不但能在电解金属锰表面形成具有良好防腐蚀性能的钝化膜，而且该钝化膜中无铬、无磷、无硅，既更加有利于环境保护，也提高了电解金属锰产品的质量，使其具有较高的商品价值和使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电解金属锰表面处理的钝化液及其该钝化液制备与使用方法。
背景技术
由于锰的3d54s2结构，使其易失去两个4s电子，形成更稳定的3d5构型，从而具有较小的第一、第二电离能和较小的原子化焓，因而锰有较高的化学活泼性。又由于刚出槽的电解金属锰表面具有丰富的晶枝结构和较大的比表面积，这就使得电解金属锰在空气中更易被氧化腐蚀而变色，于是就大大降低了其商品价值和使用性能。传统的电解金属锰的防腐处理通常采用铬酸盐钝化处理法，该方法具有操作简单、成本低、耐蚀性高等特点。但是，由于六价铬属极毒致癌物，所以，操作过程中产生的气雾、钝化后的冲洗废水以及钝化废液均要导致严重的环境问题。于是，在对于电解金属锰的无铬钝化研究方面，也有了一些专利。例如：中国专利申请号为200510086577.X的《一种金属锰钝化液及其使用方法》，就公开了一种由磷酸和水组成的钝化液。中国专利申请号为200610018760.0《一种用于电解金属锰表面处理的钝化剂及其制备方法》，就公开了一种由硅酸盐、助溶剂、缓蚀剂、加速剂和水等原料制备而成的钝化剂。中国专利申请号为200610113268.1的《一种金属锰防氧化钝化液及其使用方法》，就公开了一种由磷酸盐、苯并三氮唑、有机胺类物质和水组成的钝化液。然而，在这些钝化液(剂)中，或者含有可能对环境仍然有较大污染的磷酸或磷酸盐等组份，或者因有硅酸盐的存在而影响了电解金属锰本身的质量。
发明内容
本发明的第一目的是，提供一种既能使电解金属锰表面形成一层钝化膜、又有利于环境保护的对电解金属锰表面进行处理的钝化液。
本发明的第二目的是，提供一种制备本发明钝化液的方法。
本发明的第三目的是，提供一种应用本发明钝化液的方法。
为实现第一发明目的，提供这样一种电解金属锰表面处理的钝化液。该钝化液由下列组份及其重量百分比组成：
乙二胺四乙酸二钠 3.12％～4.74％；
硫酸羟胺 2.60％～3.95％；
柠檬酸 0.52％～2.37％；
四硼酸钠 1.04％～2.77％；
其余为水。
为实现第二发明目的，提供这样一种制备本发明的电解金属锰表面处理的钝化液的方法。该方法有如下步骤：
①按照处理电解金属锰表面的钝化液需要量，根据钝化液的组份及其重量百分比，首先准备38℃～50℃的、80％～90％配比量的水；
②把硫酸羟胺、柠檬酸和四硼酸钠加入步骤①准备的水中，混合搅拌、直至完全溶解；
③然后依次把乙二胺四乙酸二钠、38℃～50℃的余量的水加入步骤②得到的溶液中，充分搅拌至完全溶解；
④冷却到室温备用。
为实现第三发明目的，提供这样一种使用本发明的电解金属锰表面处理的钝化液的方法。该方法有如下步骤：
①将达到电解周期后沉积了电解金属锰的阴极板从电解槽中取出，沥干电解液；
②将沥干电解液的电解金属锰放入盛有钝化液的钝化槽中，完全浸没并浸泡10s～60s后，取出电解金属锰并沥干钝化液；
③将钝化后的电解金属锰用35℃～55℃的热水冲洗；
④将冲洗干净的电解金属锰放进烘烤房中，在80℃～110℃的条件下烘干。
在本发明钝化液中，乙二胺四乙酸二钠(商品名EDTA)是在电解金属锰表面形成钝化膜的螯合剂，也即它能在电解金属锰表面形成是螯合物的钝化膜。该螯合物的钝化膜不受水硬度和pH值的影响，性能十分稳定。其中的硫酸羟胺具有优异的促进作用，是较好的室温促进剂，它能够进一步增强电解金属锰表面钝化膜的保护性；硫酸羟胺与四硼酸钠、柠檬酸协同作用后，更可以进一步提高钝化膜的耐蚀性和钝化速度。
与现有技术相比较，本发明中的钝化液不但能在电解金属锰表面形成一层钝化膜而使其具有良好的防腐蚀性能；而且由于在电解金属锰表面的钝化膜中既不含铬、也不含磷，也就更加有利于环境保护。进一步的是，由于本发明的钝化液中不含硅，所以它又能达到降低电解金属锰产品中硅含量的目的，对提高电解金属锰产品的质量十分有利。本发明中的制备与使用方法，为本发明的钝化液发挥应有效能提供了可靠的保证。
下面结合具体实施方式及其实施例，对本发明作进一步说明。
具体实施方式
一种电解金属锰表面处理的钝化液。该钝化液由下列组份及其重量百分比组成：
乙二胺四乙酸二钠 3.12％～4.74％；
硫酸羟胺 2.60％～3.95％；
柠檬酸 0.52％～2.37％；
四硼酸钠 1.04％～2.77％；
其余为水。
结合对方案中所披露的本发明钝化液中各组份的作用的了解、及对本发明优越性的了解，本领域的技术人员根据上述组份及其百分比含量，已经能够制备出具有本发明优越性的钝化液了。下面对本发明所采用的制备方法作进一步披露。
一种制备本发明的电解金属锰表面处理的钝化液的方法。该方法有如下步骤：
①按照处理电解金属锰表面的钝化液需要量，根据钝化液的组份及其重量百分比，首先准备38℃～50℃的、80％～90％配比量的水；
②把硫酸羟胺、柠檬酸和四硼酸钠加入步骤①准备的水中，混合搅拌、直至完全溶解；
③然后依次把乙二胺四乙酸二钠、38℃～50℃的余量的水加入步骤②得到的溶液中，充分搅拌至完全溶解；
④冷却到室温备用。
用本发明提供的制备方法，能够更有效的加速各组份的溶解，缩短该钝化液的制备时间。
在制备好本发明的钝化液后，本领域的技术人员也能够根据其掌握的使用方法来使用本钝化液。下面对本发明所采用的使用方法作进一步披露。
一种使用本发明的电解金属锰表面处理的钝化液的方法。该方法有如下步骤：
①将达到电解周期后沉积了电解金属锰的阴极板从电解槽中取出，沥干电解液；
②将沥干电解液的电解金属锰放入盛有钝化液的钝化槽中，完全浸没并浸泡10s～60s后，取出电解金属锰并沥干钝化液；
③将钝化后的电解金属锰用35℃～55℃的热水冲洗；
④将冲洗干净的电解金属锰放进烘烤房中，在85℃～110℃的条件下烘干。
在步骤②中，事先不用水洗去电解液而直接钝化，能够有效防止活性很高的刚出槽的电解金属锰在水洗过程中被氧化；步骤③采用热水冲洗，能够有效防止刚出槽的电解金属锰因热胀冷缩而脱板，同时还可用热水洗去电解金属锰表面残留的电解液及杂质。这种使用方法尤其适用于在工厂里的实际应用。
显然，根据以上对钝化液、制备方法及使用方法的披露，本领域的技术人员已经能够完全实现本发明了。因此，以上具体实施方式也是以下各例的总述，在以表格形式披露的以下各例中，与本总述相同的内容不赘述。
为更加容易理解，现以表格形式披露中的实施例2为例，再次以叙述形式进行披露。
在实施例2中，首先在容器中装入45℃的热水8Kg；然后，加入硫酸羟胺0.3Kg、柠檬酸0.1Kg和四硼酸钠0.15Kg；待充分搅拌溶解后，再加入乙二胺四乙酸二钠(EDTA)0.35Kg，接着加入40℃热水1.3Kg，充分搅拌至完全溶解后得到总量为10.2Kg的钝化液。冷却到室温待用。
将达到电解周期后沉积了金属锰的阴极板从电解槽中取出；沥干电解液后，放入装有上述待用钝化液的钝化槽中，完全浸没并浸泡20s后取出；接着用45℃的热水冲洗；冲洗干净后，放进100℃的烘烤房内烘干(当然，冲洗干净后立即放进烘烤房、或沥干水分之后再放进烘烤房均是可以的)。最后，得到具有较高商品价值和使用性能的其表面有银白色的螯合物钝化膜的电解金属锰。
Claims (3)
1、一种电解金属锰表面处理的钝化液，其特征在于，该钝化液由下列组份及其重量百分比组成：
乙二胺四乙酸二钠 3.12％～4.74％；
硫酸羟胺 2.60％～3.95％；
柠檬酸 0.52％～2.37％；
四硼酸钠 1.04％～2.77％；
其余为水。
2、制备权利要求1所述电解金属锰表面处理的钝化液的方法，其特征在于，该方法有如下步骤：
①按照处理电解金属锰表面的钝化液需要量，根据所述钝化液的组份及其重量百分比，首先准备38℃～50℃的、80％～90％配比量的水；
②把硫酸羟胺、柠檬酸和四硼酸钠加入步骤①准备的水中，混合搅拌、直至完全溶解；
③然后依次把乙二胺四乙酸二钠、38℃～50℃的余量的水加入步骤②得到的溶液中，充分搅拌至完全溶解；
④冷却到室温备用。
3、使用权利要求1或2所述电解金属锰表面处理的钝化液的方法，其特征在于，该方法有如下步骤：
①将达到电解周期后沉积了电解金属锰的阴极板从电解槽中取出，沥干电解液；
②将沥干电解液的电解金属锰放入盛有所述钝化液的钝化槽中，完全浸没并浸泡10s～60s后，取出电解金属锰并沥干钝化液；
③将钝化后的电解金属锰用35℃～55℃的热水冲洗；
④将冲洗干净的电解金属锰放进烘烤房中，在85℃～110℃的条件下烘干。
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