环保型磷化技术的研究现状及进展

龚言言 李瑞

摘要：磷化技术是化工生产中较为常见的一种技术形态，其能给基体金属提供保护，延缓技术材料的腐蚀速度。本文在阐述磷化技术应用现状的基础上，就环保型磷化技术的研究进展展开分析。期望能加深人们对环保型磷化技术的认知，促进环保型磷化技术的持续、稳定发展。

关键词：环保型;磷化技术;现状进展

前言

现代工业生产中，磷化技术的应用极为广泛，其能在化学、电化学反应的基础上，为基体金属材料提供保护层，阻断外界环境对金属材料的腐蚀破坏。然而结合磷化技术应用状况来看，传统的磷化技术在应用中存在一定的环境污染问题，这降低了磷化技术的整体应用效果。新时期，环保型磷化技术得到了快速发展，其有效地满足了金属物磷化处理需要，促进了磷化技术的绿色、可持续发展。

一、磷化技术应用现状

作为常见的化工前处理技术，磷化技术在化工生产中的应用极为广泛，其能在化学转换膜处理原理的支撑下，实现金属材料的防腐蚀保护处理。从实际应用效果来看，磷化技术不仅具有涂漆底层、防锈的作用;而且减摩润滑、电绝缘、表面装饰等功能极为突出。通过微孔结构磷化膜的使用，磷化膜与金属基层有效地结合在了一起，其有效满足了化工金属材料加工和应用需要，提升了技术材料的应用 质量，并延长了材料的使用寿命。但是磷化技术的应用仍有一定的缺陷，具体表现在：磷化处理过程本身要使用一定的磷酸盐，而且处理液中的重金属物质含量较多，此外亚硝酸盐或镍、铬等促进剂的使用对于人体均有较大危害，这严重影响了磷化工艺的生态效益，违背了工业绿色化发展要求。基于此，在可持续发展理念下，应重视环保性磷化工艺的深入研究与应用[1]。

二、环保型磷化技术的研究进展

（一）无亚硝酸盐磷化

现代工业生产中，对于磷化等前处理技术的应用，应注意实现磷化处理效果与生态环境效益的有机统一。基于这一要求，在磷化技术研究中，去亚硝酸盐成为一个重要的研究方向。现阶段，化工生产线上常用的无亚硝酸盐促进剂不仅包含羟胺基化合物、过氧化氢，而且涉及CN4有机促进剂等物质。

羟胺基化合物本身是一种内部促进剂，其能有效减少磷化生产中的污染物。从磷化反应过程来看，该促进剂下，磷化生产的反应物是水和硫酸铵，反应物对于环境影响较小，另外该生产过程还具有工艺简单、易于操作的特点[2]。新时期，应进一步降低该工艺的价格成本，提升羟胺基化合物促进剂下环保型磷化技术的整体应用效果。过氧化氢是最强氧化剂之一，将其用于磷化生产实际，能有效地加快磷化进程，实现磷化过程脱亚硝酸盐处理。从生成物来看，使用过氧化氢后，磷化生产的产物为水，生产过程无毒无害，生态环保效益极为显著。目前，在镀锌板等喷淋生产线上，过氧化氢磷化技术的应用广泛。有机促进剂是无亚硝酸盐磷化技术应用的重要形式，在使用CN4有机促进剂后，整个反应过程具有状态稳定、易于控制的特点，同时其生产过程不需要单独的中和剂，形成产物无毒无害，生态效益较为突出。要注意的是，CN4本身是一种悬浊液，其需要单独进行滴加，该促进剂成本稍高于亚硝酸盐，但明显低于内部促进剂，市场应用极为广泛。

（二）无镍磷化

在磷化生产中，镍本身是磷化中的重要成分，其在磷化工艺中的应用极为广泛。规范使用镍物质，能提升磷化膜的附着能力，这对于干山磷化膜防护性能，增强基体材料的防腐能力具有深刻影响;此外，其还能有效提升磷化膜的涂装性和金属材料的抗碱性。但不可否认的是，镍本身具有高毒性的特点，并且这种毒性作用会逐渐积累，当镍物质达到一定积累量时，还会产生一定的致癌作用。基于此，在化工生活参中，应重视镍排放的有效控制。在我国化工生产中，要求将镍物质的排放量控制在1mg/L以下，基于这一要求，应重视无镍磷化技术的研究与发展。在早期无镍磷化技术下，人们多通过铜或者钴来代替镍的使用，但随着研究的深入和无镍磷化技术的成熟，现代化工生产中的磷化液也消除了钴物质的使用。将新型无镍、无钴磷化液用于化工生产，能有效满足冷轧钢、电镀锌板的生产需要。通常采用无镍磷化工艺时，其磷化的时间多保持在200s以内，且该磷化时间处于持续缩短状体。无镍磷化促进剂用量多控制在0.9～2.0g/L，磷化温度多保持在53℃左右。

（三）无铬磷化

相比于其他材料，铬酸盐本身具有较为优良的钝化性能，其对于金属材料的抗腐蚀性能具有较大影响。在传统磷化生产中，铬酐、铬酸盐等钝化剂的应用较多。但从生产过程来看，六价铬属于剧毒物，且该物质的致癌作用较为明显，基于此，无铬磷化成为环保型磷化技术研究的另一个方向。在无铬磷化技术发展中，钝化液的选择和应用至关重要，目前，除有机聚合物钝化液外，无机钝化液也得到了推广和应用。

（四）稀土磷化

稀土磷化是环保型磷化技术研究的重要方向，该技术主要是在磷化生产中添加稀土元素，探究稀土元素使用对整个磷化生产的影响。目前，稀土磷化研究不仅包含亚硝酸钠、钼酸钠对磷化膜影响研究，而且涉及硝酸镧、硝酸铈对磷化膜的影响。使用稀土材料后，能实现磷化膜的封闭、钝化处理，有效地减少了有毒有害物质的扩散，提升了磷化生产的生态性，环保性，综合生产效益较为突出。

环保型磷化工艺的应用对于现代工业生产具有深刻影响。新时期，人们只有深刻认识到环保型磷化技术应用的价值有优势，结合现阶段磷化技术应用状况，深入研究发展无亚硝酸盐磷化、无镍磷化、无铬磷化、稀土磷化等技术的应用要点，这样才能减少磷化生产中污染物的排放，提升磷化生产的环保性、生态性，促进化工产业的绿色可持续发展。

参考文献

[1]李进，刘丰，金玲，等.金属磷化物电催化产氢的研究进展[J].广州化工，2020，48（3）：26-28.

[2]陈春曌，高远，仲蒙蒙，等.永定河氮磷深度净化关键技术及富营养化控制集成技術研发与示范[J].中国水利，2021（1）：67-68，41.

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