有色冶金设备化学清洗中的常见问题及解决对策研究

刘志文

（湖南株冶有色金属有限公司，湖南 常宁 421513）

有色冶金设备主要指的是电炉、烧结炉等生产设备，结构一般比较复杂。在实际运行过程中，有色冶金设备和冶炼产物发生反应并产生化合物是较为常见的一种现象。化合物产生之后直接粘附在有色冶金设备内表面上，长时间会形成污垢或结石，既会影响设备运行速度，还会间接延误产品正常生产进度，这对企业长期发展不利。对此，本文分析有色冶金设备化学清洗中的常见问题，并探讨有色冶金设备化学清洗中常见问题的解决对策，这对有色冶金设备更有效进行化学清洗并提高运行效率具有积极现实意义。

1 化学清洗方法

较常使用的化学清洗方法主要包括三种，分别是循环清洗、开路清洗以及不停运清洗。第一，循环清洗。循环清洗的核心是构建一个循环系统，该系统主要构成要素有清洗泵站和平行排灰管线，其中最关键的环节是将原有的两条平行排灰管线组成回路。在这基础上，加入一定浓度的酸洗液，在灰水管道中循环流动清洗。第二，开路清洗。开路清洗与循环清洗不同的是：使用单条灰管进行开路清洗。先将灰管一端与清洗装置连接，在配液罐中连续配制一定浓度的酸洗液，连续或间歇地注入灰管中。第三，不停运清洗。这种清洗方法的必要条件是灰管正常输灰且保持不停运的状态，再连续注入一定量的酸液，同时注入一定量的输灰管运行清洗缓蚀剂和管道清剥离剂，最后开路清洗。

2 有色冶金设备化学清洗中的常见问题

2.1 安全防护问题

有色冶金设备化学清洗过程中，较为常见的问题之一便是安全防护问题，主要体现在以下几个方面：第一，相关工作人员在进行化学清洗过程中，由于没有严格按照标准使用缓蚀剂，造成缓蚀剂使用不当，最终导致药剂和钢铁发生反应产生氢气，给工作人员带来安全隐患。第二，临时管线的安装问题。工作人员在安装临时管线之前，没有对管线进行严格检查，使得部分管线质量不符合使用标准，出现渗透、漏等情况，由此引发安全隐患。第三，操作环节中的问题。工作人员没有严格按照化学操作步骤进行清洗，任意简化操作流程；工作人员手持瓶子往锅炉中加酸，导致酸液大量溅出，造成人身事故。第四，化学清洗前未对设备和配套设施管道进行严格检查，导致少数部分管道含有的裂缝、漏液等问题被忽视，这不仅会影响正常化学清洗效果，还会给工作人员带来安全隐患。第五，化学清洗现场环境不佳，通风效果不好，电源开关控制箱放置的地方离化学清洗系统比较近，工作人员操作不方便，增加安全风险。第六，工作人员没有佩戴防护眼镜或准备药棉、药品等，安全防护不到位。

2.2 废液处理及排放问题

有色冶金设备化学清洗过程中，较为常见的问题之一便是废液处理及排放问题，主要体现在以下几个方面：第一，废液排放未满足国家规定。有色冶金设备化学清洗后，残余的废液中含有较多有害物质，如果不进行无害化处理，将会污染周边环境资源，影响人们身心健康。就当前实际情况来看，仍有废液排放未满足国家规定的情况发生，导致有害物质被排放，严重影响周边民生生活，对社会发展也会产生一定影响。第二，具有一定特殊毒性的化学清洗药剂未经无害化处理便将其进行排放，导致周边水资源污染严重，危害人们身体健康。工作人员对部分有特殊毒性的化学清洗药剂没有处理完全，使得溶液里依然残存着微凉的毒性，污染水资源，给人们带来安全隐患。第三，碱洗液、酸洗液和钝化液的后处理环节不够到位，溶液排放标准并不完全合格。

2.3 腐蚀问题

有色冶金设备化学清洗过程中，较为常见的问题之一便是腐蚀问题，主要体现在以下几个方面：第一，清洗温度。某种程度上来说，不同清洗药剂，其适用的清洗温度也不相同。清洗温度越高，则化学清洗效果也就越好，但相应的腐蚀程度也会不断加重。第二，清洗流速。清洗流速的大小关系着有色冶金设备化学清洗效果，清洗流速越大，则化学清洗效果也就越好，反之则降低影响清洗效果。但是，较高的清洗流速也会加重清洗药剂对有色冶金设备内表面的腐蚀程度。第三，缓蚀剂。一般情况下，某一缓蚀剂可适用于多种清洗介质，但只有针对特定的清洗药剂和设备，特定的缓蚀剂才能发挥出较高的缓蚀作用。化学清洗过程中，缓蚀剂必须在限定时间内发挥作用，一旦超过这个限定时间，那么缓蚀剂的缓蚀作用也会逐渐下降，从而影响有色冶金设备化学清洗效果。第四，现场监测。现场监测方式一般有两种，一种是依托于监测系统的监测方式，另一种是依托于腐蚀指示片的监测方式。在监测时，如果腐蚀指示片无法和有色冶金设备保持一致，那么也将无法精准反应腐蚀状态，这样一来，无法及时发现腐蚀问题，影响清洗效果。

2.4 清洗药剂的选择问题

有色冶金设备化学清洗过程中，较为常见的问题之一便是清洗药剂的选择问题，主要体现在以下几个方面：第一，对于酸洗液的选择，如果工作人员在这之前没有充分考虑管材、管内污垢和金属氧化物成分等因素，那么将导致酸洗液的性质作用不适用于有色冶金设备。如此一来，不仅不会达到较好的清洗效果，还会加重酸洗液对有色冶金设备内表面的腐蚀程度。另外，工艺的难易程度、成本、毒性等也是重要影响因素。在清洗之前，如果工作人员在选择清洗药剂的时候，仅考虑有色冶金设备的材质、污垢等因素，而忽视清洗药剂本身含有的毒性、操作难易程度等因素，这将增加清洗成本，还会提高操作复杂程度，进而引发安全风险。第二，对于缓蚀剂的选择，如果工作人员在这之前没有充分考虑实际情况，缓蚀剂的用量选择不合适，以及使用方法不适用于目前的清洗情况，导致缓蚀剂无法发挥其本身的缓蚀作用，影响实际清洗效果。而且，缓蚀剂本身的缓蚀作用能够完全发挥，最为关键的还是合理选择清洗介质，将清洗温度控制在较为合适的范围内。如果工作人员忽视这些因素，那么将影响现场清洗效果，还容易带来人身安全隐患。

2.5 化学清洗中关键参数的控制问题

有色冶金设备化学清洗过程中，较为常见的问题之一便是化学清洗中关键参数的控制问题，主要体现在以下几个方面：第一，在化学清洗实际过程当中，清洗温度、清洗时间、正三价铁离子浓度以及清洗终点等参数能否得到有效控制，是有色冶金设备化学清洗能否达到预期效果的重要影响因素。如果工作人员在清洗过程中，忽视参数控制标准，没有对这些参数进行有效的控制。这样一来，不但容易影响清洗效果，而且还会增强腐蚀程度，降低清洗效率。比如，不同清洗药剂，其适用的清洗温度也不同。如果工作人员在清洗时，忽视这些因素，那么将会影响清洗药剂的实效性。第二，清洗终点的判断主要依赖于两点，一个是正三价铁离子浓度区域平衡，另一个是清洗液浓度趋于稳定。但在实际清洗过程中，由于工作人员的疏忽，这两项要素的浓度无法得到有效控制，进而影响工作人员的正确判断，延长清洗时间。

3 有色冶金设备化学清洗中常见问题的解决对策

3.1 安全防护问题的解决对策

关于有色冶金设备化学清洗过程中存在的安全防护问题，主要可以采取的解决对策具体如下：其一，在使用缓蚀剂清洗有色冶金设备内表面上的污垢或结石之前，工作人员事先应当了解清楚缓蚀剂的化学操作流程，及操作过程中应当注意的具体事项。明确操作标准之后，再严格依照步骤流程使用缓蚀剂，有效避免药剂和钢铁发生反应，减少安全隐患。此外，在化学清洗之前，工作人员应当在系统最上方安装一个排气口，这样少量有害气体也能及时排出，减少对人体的危害。其二，管线安装的质量高低程度，关系着有色冶金设备化学清洗这一程序进行是否顺利，同时与有色冶金设备内表面上的污垢或结石等物质的清洗效果也有紧密关联。因此，工作人员在进行化学清洗之前，要严格排查管线以及管线安装的质量问题，一旦发现有泄漏情况发生，应及时进行调整修复，确保管线安装符合使用标准。其三，每一化学操作步骤，都必须严格按照操作规程和要求进行，不得随意更改操作流程；禁止工作人员手持瓶子倾倒酸液。其四，化学清洗前，由专门的工作人员负责检查设备及配套设施管道，技术排查漏液、裂缝等问题，确保有色冶金设备及配套设施管道符合既定标准。其五，加强现场管理，提高现场通风效果，同时将电源开关控制箱放置在距离化学清洗系统较远且操作方便的地方。其六，加强安全教育宣传，督促工作人员配备好防护眼镜、药棉、药品等物品，加强安全防护。

3.2 废液处理及排放问题的解决对策

关于有色冶金设备化学清洗过程中存在的废液处理及排放问题，主要可以采取的解决对策具体如下：其一，废液排放之前，依据国家规定的废液排放标准，判断处理后的废液是否达到排放标准，达到便执行废液排放；对于超过排放标准的碱洗液、酸洗液和钝化液，工作人员要进一步完善后处理环节，直到溶液达到既定标准才能进行排放；对于一些有特殊毒性的清洗药剂，工作人员可以采取相应方式方法，对其进行无害化处理。处理过程中，其他工作人员做好监督工作，直到溶液中无残余毒性，才能将其排放。其二，依照酸、碱洗液的浓度大小，采用不同的废液处理方法，确保废液处理符合标准。一是稀释法。这种方法比较适用于浓度不高的废液。当浓度不高的废液从有色冶金设备中排放时，用较大量的谁冲稀排放，使得混合后进入污水管道的废液PH值固定在6～9之间，悬浮物小于500mg/L。二是中和法。这种方法比较适用于浓度较高的废液。如果排放的废液是盐酸，那么则用烧碱或石灰进行中和；如果排放的废液是碱，那么则用盐酸进行中和，使得混合后进入污水管道的废液PH值固定在7～9之间。在此基础上，再进行适当稀释，便可进行排放。

3.3 腐蚀问题的解决对策

关于有色冶金设备化学清洗过程中存在的腐蚀问题，主要可以采取的解决对策具体如下：其一，清洗前。工作人员在对有色冶金设备进行化学清洗之前，要全面、仔细检查设备的材质及结构。如果设备具有产生缝隙腐蚀、电偶腐蚀这类特征，那么工作人员要对清洗介质进行试验。根据试验结果，选择合适的清洗介质；把控好清洗药品的质量，确保通过试验后再进行清洗；一般采用的是静态试验方式，如果试验结果不理想，那么再重新进行动态试验。其二，清洗中。严格控制清洗温度，使其保持在清洗剂和缓蚀剂允许的最高温度之内；根据清洗泵额定流量值的大小，灵活调整清洗流速，使其稳定在一个较为合理的范围之内；不论工作人员采用的是表面式加热还是混合式加热，都应仔细观察缓蚀剂被稀释的具体情况，再结合观察结果，补充相应数量的缓蚀剂，让缓蚀剂保持在一个较为合适的被稀释状态；工作人员要将清洗时间控制在合理的范围内，比如低于缓蚀剂的缓蚀时效；实时监测清洗液，当发现清洗液中含有较高质量浓度的正三价铁离子时，工作人员应当通过添加还原剂的方式来保持清洗液的还原性特征。

3.4 清洗药剂选择问题的解决对策

关于有色冶金设备化学清洗过程中存在的清洗药剂选择问题，主要可以采取的解决对策具体如下：其一，关于清洗药剂的选择，如果采用的是酸液，那么工作人员最先考虑的因素应该是管线材料、管内污垢、金属氧化物成本等。一般来说，当有色冶金设备内表面上的污垢成分不同时，其选择的酸洗液也不同，具体选择规律是：如果污垢中含有碳酸盐成分，那么可以选用盐酸进行清洗；如果污垢中含有硅酸盐，那么可以将盐酸和氟化钠进行有效融合，之后再进行清洗；如果污垢中含有硫酸盐成分，那么可以先进行碱煮，再用盐酸进行清洗。除此之外，工艺难易程度也是工作人员必须考虑的重要因素之一。比如，盐酸这一酸洗液在有色冶金设备化学清洗过程中应用较为广泛，可以将氧化物快速溶解掉，并且酸洗过后的实际效果比较好，操作简便，既能节约成本，又能达到预期清洗目标。其二，缓蚀剂的主要作用是避免化学清洗药剂对有色冶金设备内表面产生腐蚀作用，从而达到保护有色冶金设备内表面的效果。关于缓蚀剂的选择，工作人员最先考虑的因素应该是清洗介质、温度以及设备材质，其次考虑缓蚀剂是否具有毒害性质。如果某种缓蚀剂的毒害作用较大，那么工作人员应当将其排除。

3.5 化学清洗中关键参数控制问题的解决对策

关于有色冶金设备化学清洗过程中存在的化学清洗中关键参数控制问题，主要可以采取的解决对策具体如下：其一，清洗前及清洗阶段。有色冶金设备化学清洗过程中，工作人员对清洗时间、清洗温度、正三价铁离子浓度、清洗终点等关键参数的控制效果，直接关系着化学清洗实际成效。在进行化学清洗之前，工作人员要先通过试验的方式，来确定这些关键参数。在化学清洗过程中，工作人员要注意控制清洗温度，无机药剂清洗温度尽量控制在55℃～65℃之间；有机柠檬酸清洗温度尽量控制在90℃～98℃之间。化学清洗时间一般有个较为固定的标准范围，即4～6个小时，最长不超过12个小时。如果有色冶金设备内表面的污垢比较多，比较厚，那么工作人员可以适当延长清洗时间。如果监测到正三价铁离子浓度较大时，那么工作人员可以通过添加还原剂的方式来避免不良影响出现。其二，清洗后阶段。关于清洗终点的判断依据，工作人员可以从以下两点着手：一是当正三价铁离子浓度趋于平衡时，那么工作人员可以停止清洗；二是当清洗液的浓度相对稳定时，那么说明这是清洗终点。

4 有色冶金设备化学清洗应关注的要点

4.1 做好化学清洗系统隔绝工作

关于有色冶金设备化学清洗应关注的要点，主要有化学清洗系统的隔绝工作，具体实施方法如下：化学清洗之前，列出隔绝清单，包括与清洗没有关联的系统、阀门、热工仪表等构件；制定详细的永久、临时系统的化学清洗操作卡；做好清洗前系统冷、热态的捉漏工作，确保清洗介质流向的正确性，介质接触的可靠性。同时，工作人员严格执行化学清洗重要停工待检点，在这之前，清洗公司、施工调试方以及管理公司、监理和业主要前往现场进行确认，确认无误之后才能执行。另外，应急事故的防范工作也比较重要，工作人员要根据以往经验，制定应急预案，尤其是针对现场清洗管道泄露问题，应该有具体的防治措施，避免发生安全问题。

4.2 重视化学清洗后有色冶金设备的保养和清理工作

关于有色冶金设备化学清洗应关注的要点，主要有化学清洗后有色冶金设备的保养和清理工作，具体实施方法如下：第一，重视化学清洗后有色冶金设备的保养工作。有色冶金设备化学清洗结束后到启动前的这个时间段，最长不能超过20天。如果超出20天，那么相关工作人员应当做好有色冶金设备的后续保养工作。而且，施工单位要把握好清洗时间，尽量将其控制在20天之内。第二，重视化学清洗后有色冶金设备的清理工作。工作人员结合清洗时间、清洗部位，适当做好沉积物的清理工作。另外，工作人员在清洗过程中，要抛弃“重清洗，轻环保”的理念，坚持可持续使用原则，把握好清洗力度，控制好清洗时间、温度等重要参数，在达到清洗目标的同时，也要重视资源的节约和环保工作。

5 结语

综上所述，对于有色冶金设备化学清洗过程中较为常见的安全防护、废液处理及排放、腐蚀等方面的问题，工作人员在对有色冶金设备进行化学清洗时，要做好个人安全防护以及保证操作的安全性；严格按照国家规定，结合废液浓度大小，选择合适的处理方法，使得废液达到国家规定的废液排放标准；结合实际情况，科学选择清洗药剂；把控好清洗药品的质量，确保通过试验后再进行清洗；根据实际清洗情况，灵活调整清洗时间、清洗温度，使清洗过程中的关键参数被控制在较为合格的范围内。由于文章篇幅限制，本文关于有色冶金设备化学清洗中的常见问题及解决对策研究还不够深入、完善，未来阶段应当持续关注有色冶金设备化学清洗的相关研究动态，丰富研究经验，以弥补本文研究不足。