環保型磷化技術的研究現狀及進展

龔言言 李瑞

摘要：磷化技術是化工生產中較為常見的一種技術形態，其能給基體金屬提供保護，延緩技術材料的腐蝕速度。本文在闡述磷化技術應用現狀的基礎上，就環保型磷化技術的研究進展展開分析。期望能加深人們對環保型磷化技術的認知，促進環保型磷化技術的持續、穩定發展。

關鍵詞：環保型;磷化技術;現狀進展

前言

現代工業生產中，磷化技術的應用極為廣泛，其能在化學、電化學反應的基礎上，為基體金屬材料提供保護層，阻斷外界環境對金屬材料的腐蝕破壞。然而結合磷化技術應用狀況來看，傳統的磷化技術在應用中存在一定的環境污染問題，這降低了磷化技術的整體應用效果。新時期，環保型磷化技術得到了快速發展，其有效地滿足了金屬物磷化處理需要，促進了磷化技術的綠色、可持續發展。

一、磷化技術應用現狀

作為常見的化工前處理技術，磷化技術在化工生產中的應用極為廣泛，其能在化學轉換膜處理原理的支撐下，實現金屬材料的防腐蝕保護處理。從實際應用效果來看，磷化技術不僅具有涂漆底層、防銹的作用;而且減摩潤滑、電絕緣、表面裝飾等功能極為突出。通過微孔結構磷化膜的使用，磷化膜與金屬基層有效地結合在了一起，其有效滿足了化工金屬材料加工和應用需要，提升了技術材料的應用 質量，并延長了材料的使用壽命。但是磷化技術的應用仍有一定的缺陷，具體表現在：磷化處理過程本身要使用一定的磷酸鹽，而且處理液中的重金屬物質含量較多，此外亞硝酸鹽或鎳、鉻等促進劑的使用對于人體均有較大危害，這嚴重影響了磷化工藝的生態效益，違背了工業綠色化發展要求。基于此，在可持續發展理念下，應重視環保性磷化工藝的深入研究與應用[1]。

二、環保型磷化技術的研究進展

（一）無亞硝酸鹽磷化

現代工業生產中，對于磷化等前處理技術的應用，應注意實現磷化處理效果與生態環境效益的有機統一。基于這一要求，在磷化技術研究中，去亞硝酸鹽成為一個重要的研究方向。現階段，化工生產線上常用的無亞硝酸鹽促進劑不僅包含羥胺基化合物、過氧化氫，而且涉及CN4有機促進劑等物質。

羥胺基化合物本身是一種內部促進劑，其能有效減少磷化生產中的污染物。從磷化反應過程來看，該促進劑下，磷化生產的反應物是水和硫酸銨，反應物對于環境影響較小，另外該生產過程還具有工藝簡單、易于操作的特點[2]。新時期，應進一步降低該工藝的價格成本，提升羥胺基化合物促進劑下環保型磷化技術的整體應用效果。過氧化氫是最強氧化劑之一，將其用于磷化生產實際，能有效地加快磷化進程，實現磷化過程脫亞硝酸鹽處理。從生成物來看，使用過氧化氫后，磷化生產的產物為水，生產過程無毒無害，生態環保效益極為顯著。目前，在鍍鋅板等噴淋生產線上，過氧化氫磷化技術的應用廣泛。有機促進劑是無亞硝酸鹽磷化技術應用的重要形式，在使用CN4有機促進劑后，整個反應過程具有狀態穩定、易于控制的特點，同時其生產過程不需要單獨的中和劑，形成產物無毒無害，生態效益較為突出。要注意的是，CN4本身是一種懸濁液，其需要單獨進行滴加，該促進劑成本稍高于亞硝酸鹽，但明顯低于內部促進劑，市場應用極為廣泛。

（二）無鎳磷化

在磷化生產中，鎳本身是磷化中的重要成分，其在磷化工藝中的應用極為廣泛。規范使用鎳物質，能提升磷化膜的附著能力，這對于干山磷化膜防護性能，增強基體材料的防腐能力具有深刻影響;此外，其還能有效提升磷化膜的涂裝性和金屬材料的抗堿性。但不可否認的是，鎳本身具有高毒性的特點，并且這種毒性作用會逐漸積累，當鎳物質達到一定積累量時，還會產生一定的致癌作用。基于此，在化工生活參中，應重視鎳排放的有效控制。在我國化工生產中，要求將鎳物質的排放量控制在1mg/L以下，基于這一要求，應重視無鎳磷化技術的研究與發展。在早期無鎳磷化技術下，人們多通過銅或者鈷來代替鎳的使用，但隨著研究的深入和無鎳磷化技術的成熟，現代化工生產中的磷化液也消除了鈷物質的使用。將新型無鎳、無鈷磷化液用于化工生產，能有效滿足冷軋鋼、電鍍鋅板的生產需要。通常采用無鎳磷化工藝時，其磷化的時間多保持在200s以內，且該磷化時間處于持續縮短狀體。無鎳磷化促進劑用量多控制在0.9～2.0g/L，磷化溫度多保持在53℃左右。

（三）無鉻磷化

相比于其他材料，鉻酸鹽本身具有較為優良的鈍化性能，其對于金屬材料的抗腐蝕性能具有較大影響。在傳統磷化生產中，鉻酐、鉻酸鹽等鈍化劑的應用較多。但從生產過程來看，六價鉻屬于劇毒物，且該物質的致癌作用較為明顯，基于此，無鉻磷化成為環保型磷化技術研究的另一個方向。在無鉻磷化技術發展中，鈍化液的選擇和應用至關重要，目前，除有機聚合物鈍化液外，無機鈍化液也得到了推廣和應用。

（四）稀土磷化

稀土磷化是環保型磷化技術研究的重要方向，該技術主要是在磷化生產中添加稀土元素，探究稀土元素使用對整個磷化生產的影響。目前，稀土磷化研究不僅包含亞硝酸鈉、鉬酸鈉對磷化膜影響研究，而且涉及硝酸鑭、硝酸鈰對磷化膜的影響。使用稀土材料后，能實現磷化膜的封閉、鈍化處理，有效地減少了有毒有害物質的擴散，提升了磷化生產的生態性，環保性，綜合生產效益較為突出。

環保型磷化工藝的應用對于現代工業生產具有深刻影響。新時期，人們只有深刻認識到環保型磷化技術應用的價值有優勢，結合現階段磷化技術應用狀況，深入研究發展無亞硝酸鹽磷化、無鎳磷化、無鉻磷化、稀土磷化等技術的應用要點，這樣才能減少磷化生產中污染物的排放，提升磷化生產的環保性、生態性，促進化工產業的綠色可持續發展。

參考文獻

[1]李進，劉豐，金玲，等.金屬磷化物電催化產氫的研究進展[J].廣州化工，2020，48（3）：26-28.

[2]陳春曌，高遠，仲蒙蒙，等.永定河氮磷深度凈化關鍵技術及富營養化控制集成技術研發與示范[J].中國水利，2021（1）：67-68，41.

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