有色冶金設備化學清洗中的常見問題及解決對策研究

劉志文

（湖南株冶有色金屬有限公司，湖南 常寧 421513）

有色冶金設備主要指的是電爐、燒結爐等生產設備，結構一般比較復雜。在實際運行過程中，有色冶金設備和冶煉產物發(fā)生反應并產生化合物是較為常見的一種現(xiàn)象?；衔锂a生之后直接粘附在有色冶金設備內表面上，長時間會形成污垢或結石，既會影響設備運行速度，還會間接延誤產品正常生產進度，這對企業(yè)長期發(fā)展不利。對此，本文分析有色冶金設備化學清洗中的常見問題，并探討有色冶金設備化學清洗中常見問題的解決對策，這對有色冶金設備更有效進行化學清洗并提高運行效率具有積極現(xiàn)實意義。

1 化學清洗方法

較常使用的化學清洗方法主要包括三種，分別是循環(huán)清洗、開路清洗以及不停運清洗。第一，循環(huán)清洗。循環(huán)清洗的核心是構建一個循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要構成要素有清洗泵站和平行排灰管線，其中最關鍵的環(huán)節(jié)是將原有的兩條平行排灰管線組成回路。在這基礎上，加入一定濃度的酸洗液，在灰水管道中循環(huán)流動清洗。第二，開路清洗。開路清洗與循環(huán)清洗不同的是：使用單條灰管進行開路清洗。先將灰管一端與清洗裝置連接，在配液罐中連續(xù)配制一定濃度的酸洗液，連續(xù)或間歇地注入灰管中。第三，不停運清洗。這種清洗方法的必要條件是灰管正常輸灰且保持不停運的狀態(tài)，再連續(xù)注入一定量的酸液，同時注入一定量的輸灰管運行清洗緩蝕劑和管道清剝離劑，最后開路清洗。

2 有色冶金設備化學清洗中的常見問題

2.1 安全防護問題

有色冶金設備化學清洗過程中，較為常見的問題之一便是安全防護問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，相關工作人員在進行化學清洗過程中，由于沒有嚴格按照標準使用緩蝕劑，造成緩蝕劑使用不當，最終導致藥劑和鋼鐵發(fā)生反應產生氫氣，給工作人員帶來安全隱患。第二，臨時管線的安裝問題。工作人員在安裝臨時管線之前，沒有對管線進行嚴格檢查，使得部分管線質量不符合使用標準，出現(xiàn)滲透、漏等情況，由此引發(fā)安全隱患。第三，操作環(huán)節(jié)中的問題。工作人員沒有嚴格按照化學操作步驟進行清洗，任意簡化操作流程；工作人員手持瓶子往鍋爐中加酸，導致酸液大量濺出，造成人身事故。第四，化學清洗前未對設備和配套設施管道進行嚴格檢查，導致少數(shù)部分管道含有的裂縫、漏液等問題被忽視，這不僅會影響正常化學清洗效果，還會給工作人員帶來安全隱患。第五，化學清洗現(xiàn)場環(huán)境不佳，通風效果不好，電源開關控制箱放置的地方離化學清洗系統(tǒng)比較近，工作人員操作不方便，增加安全風險。第六，工作人員沒有佩戴防護眼鏡或準備藥棉、藥品等，安全防護不到位。

2.2 廢液處理及排放問題

有色冶金設備化學清洗過程中，較為常見的問題之一便是廢液處理及排放問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，廢液排放未滿足國家規(guī)定。有色冶金設備化學清洗后，殘余的廢液中含有較多有害物質，如果不進行無害化處理，將會污染周邊環(huán)境資源，影響人們身心健康。就當前實際情況來看，仍有廢液排放未滿足國家規(guī)定的情況發(fā)生，導致有害物質被排放，嚴重影響周邊民生生活，對社會發(fā)展也會產生一定影響。第二，具有一定特殊毒性的化學清洗藥劑未經無害化處理便將其進行排放，導致周邊水資源污染嚴重，危害人們身體健康。工作人員對部分有特殊毒性的化學清洗藥劑沒有處理完全，使得溶液里依然殘存著微涼的毒性，污染水資源，給人們帶來安全隱患。第三，堿洗液、酸洗液和鈍化液的后處理環(huán)節(jié)不夠到位，溶液排放標準并不完全合格。

2.3 腐蝕問題

有色冶金設備化學清洗過程中，較為常見的問題之一便是腐蝕問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，清洗溫度。某種程度上來說，不同清洗藥劑，其適用的清洗溫度也不相同。清洗溫度越高，則化學清洗效果也就越好，但相應的腐蝕程度也會不斷加重。第二，清洗流速。清洗流速的大小關系著有色冶金設備化學清洗效果，清洗流速越大，則化學清洗效果也就越好，反之則降低影響清洗效果。但是，較高的清洗流速也會加重清洗藥劑對有色冶金設備內表面的腐蝕程度。第三，緩蝕劑。一般情況下，某一緩蝕劑可適用于多種清洗介質，但只有針對特定的清洗藥劑和設備，特定的緩蝕劑才能發(fā)揮出較高的緩蝕作用。化學清洗過程中，緩蝕劑必須在限定時間內發(fā)揮作用，一旦超過這個限定時間，那么緩蝕劑的緩蝕作用也會逐漸下降，從而影響有色冶金設備化學清洗效果。第四，現(xiàn)場監(jiān)測。現(xiàn)場監(jiān)測方式一般有兩種，一種是依托于監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方式，另一種是依托于腐蝕指示片的監(jiān)測方式。在監(jiān)測時，如果腐蝕指示片無法和有色冶金設備保持一致，那么也將無法精準反應腐蝕狀態(tài)，這樣一來，無法及時發(fā)現(xiàn)腐蝕問題，影響清洗效果。

2.4 清洗藥劑的選擇問題

有色冶金設備化學清洗過程中，較為常見的問題之一便是清洗藥劑的選擇問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，對于酸洗液的選擇，如果工作人員在這之前沒有充分考慮管材、管內污垢和金屬氧化物成分等因素，那么將導致酸洗液的性質作用不適用于有色冶金設備。如此一來，不僅不會達到較好的清洗效果，還會加重酸洗液對有色冶金設備內表面的腐蝕程度。另外，工藝的難易程度、成本、毒性等也是重要影響因素。在清洗之前，如果工作人員在選擇清洗藥劑的時候，僅考慮有色冶金設備的材質、污垢等因素，而忽視清洗藥劑本身含有的毒性、操作難易程度等因素，這將增加清洗成本，還會提高操作復雜程度，進而引發(fā)安全風險。第二，對于緩蝕劑的選擇，如果工作人員在這之前沒有充分考慮實際情況，緩蝕劑的用量選擇不合適，以及使用方法不適用于目前的清洗情況，導致緩蝕劑無法發(fā)揮其本身的緩蝕作用，影響實際清洗效果。而且，緩蝕劑本身的緩蝕作用能夠完全發(fā)揮，最為關鍵的還是合理選擇清洗介質，將清洗溫度控制在較為合適的范圍內。如果工作人員忽視這些因素，那么將影響現(xiàn)場清洗效果，還容易帶來人身安全隱患。

2.5 化學清洗中關鍵參數(shù)的控制問題

有色冶金設備化學清洗過程中，較為常見的問題之一便是化學清洗中關鍵參數(shù)的控制問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在化學清洗實際過程當中，清洗溫度、清洗時間、正三價鐵離子濃度以及清洗終點等參數(shù)能否得到有效控制，是有色冶金設備化學清洗能否達到預期效果的重要影響因素。如果工作人員在清洗過程中，忽視參數(shù)控制標準，沒有對這些參數(shù)進行有效的控制。這樣一來，不但容易影響清洗效果，而且還會增強腐蝕程度，降低清洗效率。比如，不同清洗藥劑，其適用的清洗溫度也不同。如果工作人員在清洗時，忽視這些因素，那么將會影響清洗藥劑的實效性。第二，清洗終點的判斷主要依賴于兩點，一個是正三價鐵離子濃度區(qū)域平衡，另一個是清洗液濃度趨于穩(wěn)定。但在實際清洗過程中，由于工作人員的疏忽，這兩項要素的濃度無法得到有效控制，進而影響工作人員的正確判斷，延長清洗時間。

3 有色冶金設備化學清洗中常見問題的解決對策

3.1 安全防護問題的解決對策

關于有色冶金設備化學清洗過程中存在的安全防護問題，主要可以采取的解決對策具體如下：其一，在使用緩蝕劑清洗有色冶金設備內表面上的污垢或結石之前，工作人員事先應當了解清楚緩蝕劑的化學操作流程，及操作過程中應當注意的具體事項。明確操作標準之后，再嚴格依照步驟流程使用緩蝕劑，有效避免藥劑和鋼鐵發(fā)生反應，減少安全隱患。此外，在化學清洗之前，工作人員應當在系統(tǒng)最上方安裝一個排氣口，這樣少量有害氣體也能及時排出，減少對人體的危害。其二，管線安裝的質量高低程度，關系著有色冶金設備化學清洗這一程序進行是否順利，同時與有色冶金設備內表面上的污垢或結石等物質的清洗效果也有緊密關聯(lián)。因此，工作人員在進行化學清洗之前，要嚴格排查管線以及管線安裝的質量問題，一旦發(fā)現(xiàn)有泄漏情況發(fā)生，應及時進行調整修復，確保管線安裝符合使用標準。其三，每一化學操作步驟，都必須嚴格按照操作規(guī)程和要求進行，不得隨意更改操作流程；禁止工作人員手持瓶子傾倒酸液。其四，化學清洗前，由專門的工作人員負責檢查設備及配套設施管道，技術排查漏液、裂縫等問題，確保有色冶金設備及配套設施管道符合既定標準。其五，加強現(xiàn)場管理，提高現(xiàn)場通風效果，同時將電源開關控制箱放置在距離化學清洗系統(tǒng)較遠且操作方便的地方。其六，加強安全教育宣傳，督促工作人員配備好防護眼鏡、藥棉、藥品等物品，加強安全防護。

3.2 廢液處理及排放問題的解決對策

關于有色冶金設備化學清洗過程中存在的廢液處理及排放問題，主要可以采取的解決對策具體如下：其一，廢液排放之前，依據國家規(guī)定的廢液排放標準，判斷處理后的廢液是否達到排放標準，達到便執(zhí)行廢液排放；對于超過排放標準的堿洗液、酸洗液和鈍化液，工作人員要進一步完善后處理環(huán)節(jié)，直到溶液達到既定標準才能進行排放；對于一些有特殊毒性的清洗藥劑，工作人員可以采取相應方式方法，對其進行無害化處理。處理過程中，其他工作人員做好監(jiān)督工作，直到溶液中無殘余毒性，才能將其排放。其二，依照酸、堿洗液的濃度大小，采用不同的廢液處理方法，確保廢液處理符合標準。一是稀釋法。這種方法比較適用于濃度不高的廢液。當濃度不高的廢液從有色冶金設備中排放時，用較大量的誰沖稀排放，使得混合后進入污水管道的廢液PH值固定在6～9之間，懸浮物小于500mg/L。二是中和法。這種方法比較適用于濃度較高的廢液。如果排放的廢液是鹽酸，那么則用燒堿或石灰進行中和；如果排放的廢液是堿，那么則用鹽酸進行中和，使得混合后進入污水管道的廢液PH值固定在7～9之間。在此基礎上，再進行適當稀釋，便可進行排放。

3.3 腐蝕問題的解決對策

關于有色冶金設備化學清洗過程中存在的腐蝕問題，主要可以采取的解決對策具體如下：其一，清洗前。工作人員在對有色冶金設備進行化學清洗之前，要全面、仔細檢查設備的材質及結構。如果設備具有產生縫隙腐蝕、電偶腐蝕這類特征，那么工作人員要對清洗介質進行試驗。根據試驗結果，選擇合適的清洗介質；把控好清洗藥品的質量，確保通過試驗后再進行清洗；一般采用的是靜態(tài)試驗方式，如果試驗結果不理想，那么再重新進行動態(tài)試驗。其二，清洗中。嚴格控制清洗溫度，使其保持在清洗劑和緩蝕劑允許的最高溫度之內；根據清洗泵額定流量值的大小，靈活調整清洗流速，使其穩(wěn)定在一個較為合理的范圍之內；不論工作人員采用的是表面式加熱還是混合式加熱，都應仔細觀察緩蝕劑被稀釋的具體情況，再結合觀察結果，補充相應數(shù)量的緩蝕劑，讓緩蝕劑保持在一個較為合適的被稀釋狀態(tài)；工作人員要將清洗時間控制在合理的范圍內，比如低于緩蝕劑的緩蝕時效；實時監(jiān)測清洗液，當發(fā)現(xiàn)清洗液中含有較高質量濃度的正三價鐵離子時，工作人員應當通過添加還原劑的方式來保持清洗液的還原性特征。

3.4 清洗藥劑選擇問題的解決對策

關于有色冶金設備化學清洗過程中存在的清洗藥劑選擇問題，主要可以采取的解決對策具體如下：其一，關于清洗藥劑的選擇，如果采用的是酸液，那么工作人員最先考慮的因素應該是管線材料、管內污垢、金屬氧化物成本等。一般來說，當有色冶金設備內表面上的污垢成分不同時，其選擇的酸洗液也不同，具體選擇規(guī)律是：如果污垢中含有碳酸鹽成分，那么可以選用鹽酸進行清洗；如果污垢中含有硅酸鹽，那么可以將鹽酸和氟化鈉進行有效融合，之后再進行清洗；如果污垢中含有硫酸鹽成分，那么可以先進行堿煮，再用鹽酸進行清洗。除此之外，工藝難易程度也是工作人員必須考慮的重要因素之一。比如，鹽酸這一酸洗液在有色冶金設備化學清洗過程中應用較為廣泛，可以將氧化物快速溶解掉，并且酸洗過后的實際效果比較好，操作簡便，既能節(jié)約成本，又能達到預期清洗目標。其二，緩蝕劑的主要作用是避免化學清洗藥劑對有色冶金設備內表面產生腐蝕作用，從而達到保護有色冶金設備內表面的效果。關于緩蝕劑的選擇，工作人員最先考慮的因素應該是清洗介質、溫度以及設備材質，其次考慮緩蝕劑是否具有毒害性質。如果某種緩蝕劑的毒害作用較大，那么工作人員應當將其排除。

3.5 化學清洗中關鍵參數(shù)控制問題的解決對策

關于有色冶金設備化學清洗過程中存在的化學清洗中關鍵參數(shù)控制問題，主要可以采取的解決對策具體如下：其一，清洗前及清洗階段。有色冶金設備化學清洗過程中，工作人員對清洗時間、清洗溫度、正三價鐵離子濃度、清洗終點等關鍵參數(shù)的控制效果，直接關系著化學清洗實際成效。在進行化學清洗之前，工作人員要先通過試驗的方式，來確定這些關鍵參數(shù)。在化學清洗過程中，工作人員要注意控制清洗溫度，無機藥劑清洗溫度盡量控制在55℃～65℃之間；有機檸檬酸清洗溫度盡量控制在90℃～98℃之間?；瘜W清洗時間一般有個較為固定的標準范圍，即4～6個小時，最長不超過12個小時。如果有色冶金設備內表面的污垢比較多，比較厚，那么工作人員可以適當延長清洗時間。如果監(jiān)測到正三價鐵離子濃度較大時，那么工作人員可以通過添加還原劑的方式來避免不良影響出現(xiàn)。其二，清洗后階段。關于清洗終點的判斷依據，工作人員可以從以下兩點著手：一是當正三價鐵離子濃度趨于平衡時，那么工作人員可以停止清洗；二是當清洗液的濃度相對穩(wěn)定時，那么說明這是清洗終點。

4 有色冶金設備化學清洗應關注的要點

4.1 做好化學清洗系統(tǒng)隔絕工作

關于有色冶金設備化學清洗應關注的要點，主要有化學清洗系統(tǒng)的隔絕工作，具體實施方法如下：化學清洗之前，列出隔絕清單，包括與清洗沒有關聯(lián)的系統(tǒng)、閥門、熱工儀表等構件；制定詳細的永久、臨時系統(tǒng)的化學清洗操作卡；做好清洗前系統(tǒng)冷、熱態(tài)的捉漏工作，確保清洗介質流向的正確性，介質接觸的可靠性。同時，工作人員嚴格執(zhí)行化學清洗重要停工待檢點，在這之前，清洗公司、施工調試方以及管理公司、監(jiān)理和業(yè)主要前往現(xiàn)場進行確認，確認無誤之后才能執(zhí)行。另外，應急事故的防范工作也比較重要，工作人員要根據以往經驗，制定應急預案，尤其是針對現(xiàn)場清洗管道泄露問題，應該有具體的防治措施，避免發(fā)生安全問題。

4.2 重視化學清洗后有色冶金設備的保養(yǎng)和清理工作

關于有色冶金設備化學清洗應關注的要點，主要有化學清洗后有色冶金設備的保養(yǎng)和清理工作，具體實施方法如下：第一，重視化學清洗后有色冶金設備的保養(yǎng)工作。有色冶金設備化學清洗結束后到啟動前的這個時間段，最長不能超過20天。如果超出20天，那么相關工作人員應當做好有色冶金設備的后續(xù)保養(yǎng)工作。而且，施工單位要把握好清洗時間，盡量將其控制在20天之內。第二，重視化學清洗后有色冶金設備的清理工作。工作人員結合清洗時間、清洗部位，適當做好沉積物的清理工作。另外，工作人員在清洗過程中，要拋棄“重清洗，輕環(huán)?！钡睦砟?，堅持可持續(xù)使用原則，把握好清洗力度，控制好清洗時間、溫度等重要參數(shù)，在達到清洗目標的同時，也要重視資源的節(jié)約和環(huán)保工作。

5 結語

綜上所述，對于有色冶金設備化學清洗過程中較為常見的安全防護、廢液處理及排放、腐蝕等方面的問題，工作人員在對有色冶金設備進行化學清洗時，要做好個人安全防護以及保證操作的安全性；嚴格按照國家規(guī)定，結合廢液濃度大小，選擇合適的處理方法，使得廢液達到國家規(guī)定的廢液排放標準；結合實際情況，科學選擇清洗藥劑；把控好清洗藥品的質量，確保通過試驗后再進行清洗；根據實際清洗情況，靈活調整清洗時間、清洗溫度，使清洗過程中的關鍵參數(shù)被控制在較為合格的范圍內。由于文章篇幅限制，本文關于有色冶金設備化學清洗中的常見問題及解決對策研究還不夠深入、完善，未來階段應當持續(xù)關注有色冶金設備化學清洗的相關研究動態(tài)，豐富研究經驗，以彌補本文研究不足。