磷化工工艺流程

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磷化工工艺流程范文第1篇

关键词：金属制品；隧道式；酸洗磷化

1 概述

钢绞线金属制品是国民经济的一个重要产品，主要原料是金属材料制成的盘条，即长材中的线材，由于热轧过程中产生表面氧化物，严重影响盘条的冷加工工艺，盘条表面的预处理是应用最广泛的一种生产工艺，主要工艺为酸洗、水洗、涂灰、干燥，有关这方面的实验早在19世纪的初期国外已经开始了，在PC低松弛预应力钢绞线生产过程中，盘条的酸洗、磷化是关键工序之一。传统的酸洗、磷化采用敞开式的酸洗、磷化槽，生产效率低、工作环境差。采用隧道式酸洗磷化生产线不仅生产效率高、工作环境好，而且降低操作人员的；生产过程中酸雾的污染是一个严重的问题

2 隧道式酸洗磷化的特点

酸洗磷化工艺由盘条输送、酸洗及漂洗、冲洗及预热、磷化及漂洗、涂石灰及硼化等工艺过程组成。盘条的酸洗磷化是PC低松弛预应力钢绞线生产的关键工序之一，其目的是除去线材表面的氧化膜，为进一步深加工提供合格的坯料。线材表面处理的目的是去除残留酸性物质对基体产生腐蚀；增加载体保证，便于冷加工变形，提高钢丝的表面质量；去除表面有害杂质（包括去涂层），确保钢丝无腐蚀，表面光滑洁净，减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。目前，世界上许多国家采用全封闭自动化控制、连续作业的隧道式酸洗、磷化工艺技术。这种酸洗、磷化生产线的处理槽都封闭在隧道内，统一抽风和排酸雾，隧道内呈微负压，隧道端部设有密封门，仅在上下料时打开，防止酸雾外逸。

该工艺生产线采用环形设计，由上料台，在环形线运行的小车，下料台，工艺槽及电控系统等组成，PLC编程软件和通态组态软件的使用，使隧道式酸洗磷化生产线与传统生产线相比具有生产效率高、工作环境好，操作人员劳动强度低等特点。

3 隧道型往复式酸洗磷化自动生产线工艺、设备介绍――以江西新钢新华公司酸洗磷化自动生产线机组为例

3.1 生产坯料及成品规格

坯料规格：Ф8∽Ф16的盘园；

坯料单重：1700∽2500kg，无重腐蚀，无油污；

钢种：C 0.60-0.90% Mn 0.30-0.90% Si 0.15-0.37% 可含微量铬钒；

成品：酸洗磷化后的Ф8∽Ф16盘园

3.2 隧道型往复式酸洗磷化机组生产工艺流程

3.2.1 盘条输送：采用电磁钩，一次吊运两盘盘元为酸洗磷化线盘条供料系统供料，由盘条供料系统转送料到酸洗线的上料位，等待酸洗吊钩自动取线。

3.2.2 酸洗：五个浓度逐渐升高的盐酸池依次排列，盐酸池温度25-40℃，每个池浸泡5分钟，并且定期进行如下作业以保持盐酸池浓度恰当：将第一个池的酸排放到废酸池中，其它池抽到前一个池中，五号池配新酸。

3.2.3 漂洗、冲洗及预热：处理后的盘元水漂洗24秒，然后冲洗24秒，将池中积存的冲洗水泵送到漂洗池中，漂洗池的水溢流到废水处理系统中去；冲洗后进入温水漂洗1分钟，减少对磷化液的冷冲击。

3.2.4 磷化：采用三个槽，生产时要用两个槽，一个备用，磷化温度70-75度，磷化时间可以为4-5分钟或8-10分钟，时间含起吊后滴水时间。

3.2.5 冲洗：磷化后的盘元用回收的高压水冲洗，如果盘条不挂渣，这道工序可以跳过（集中控制台上可切换），让残留磷进入石灰池。

3.2.6 涂石灰及硼化：一共三个槽，两个石灰池，一个硼化池；时间大约都是1分钟，起吊后在池上停留滴水2分钟即可。

3.3 各种化学原料的消耗见表1，此种酸洗磷化工艺大大降低了各种化工材料的消耗量。

表1 化工材料的消耗

3.4 生产工艺流程简图

见图1

图1生产工艺流程简图

4 应用及发展趋势

随着隧道式酸洗磷化生产工艺在国内的推广，传统的酸洗、磷化工艺，因为生产效率低、工作环境差等因素，正在逐渐被社会淘汰。采用隧道式酸洗磷化生产线不仅生产效率高、工作环境好，而且降低操作人员的劳动强度，生产过程中产生的酸雾的污染也很小。

自2005年开始，国家对生产企业的环境保护要求进一步严格，传统的酸洗、磷化工艺已经在逐渐淘汰，2008年宝钢集团南京宝日钢丝制品有限公司（以下简称南京宝日钢丝）从德国STEULER公司引进了这种自动化酸洗及磷化表面处理生产线（简称隧道式酸洗磷化生产线），可生产多种钢种、规格的优质冷镦钢丝和弹簧钢丝，以满足汽车、机械等行业生产紧固件和弹簧的需求，该线材盘卷酸洗自动化生产线年处理能力达14万t，产品质量优异，劳动作业环境优良；2010年新钢新华公司老区低松弛预应力钢绞线搬迁工程实施，除酸洗、磷化工艺生产线淘汰外，其余均整体搬迁，搬迁后采用了先进的无锡隧道式酸洗磷化生产线机组，隧道式酸洗磷化生产线机组投产后，机组产能达到40万吨/年，周边的工作环境大大提高。

5 结束语

通过实践应用证明，隧道式酸洗磷化生产线工艺的应用，机组产能大幅提高，工作环境好，降低操作人员的劳动强度，生产过程中产生的酸雾的污染也很小，值得大力推广应用。

参考文献

[1]付俊薇，魏广民，赵卫国.推拉式带钢酸洗线的特点及其技术发展[J].河北冶金，2005（5）：5-8.

[2]曹清.线材表面预处理生产线工艺探讨[J].金属制品，2007（10）：19-21.

[3]李佳.不锈钢线材盘卷的酸洗工艺[J].轧钢，2007（6）：46-49.

[4]解星原.线材酸洗的全自动化[J].鞍钢技术，1981（11）.

磷化工工艺流程范文第2篇

关键词：氧化磷化；憎水处理；耐蚀性；工艺

中图分类号：J642.9 文献标识码：A

1 概述

磷酸盐处理简称磷化，是将金属零件浸入含有磷酸盐的溶液中进行化学处理，在零件表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜。目前磷化主要用于钢铁材料和铝合金材料。

磷化的方法很多，工业应用主要按磷化温度来分类，分为高温磷化（85℃-98℃）、中温磷化（50℃-70℃）、低温磷化（35℃左右）、常温磷化，也可按磷化溶液成分分为锌盐磷化、锌-钙盐磷化、铁盐磷化、锰盐磷化等。

磷酸盐膜在金属的冷变形加工（如拉关、拉丝、挤压成型等）过程中能较好地改善摩擦表面的性能，延长工具和膜具的寿命。磷酸盐膜又是油漆和涂料的优良底层，无论是普通油漆还是电泳涂漆，磷酸盐膜在提高涂层与基体的结合力和耐蚀性方面起着重要的作用。在汽车、船舶、机械制造以及航空航天工业中，磷化的应用越来越广泛。

磷化膜的主要特征有：

（1）磷化膜本身的耐蚀性并不高，但磷化膜层经过铬酸盐封闭、浸油或涂漆处理后组成的复合膜层对基体金属有着十分良好的保护作用。

（2）磷酸盐膜的孔隙率并不高，大致占膜体积的0.5%-1.5%，但膜层所具有的良好吸附性。包括物理吸附和化学吸附。

（3）磷化膜层还具有不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn）的特性，在钢铁零件渗氮时，常采用镀锡来保护不需要渗氮的部分，为了防止锡在高温时流入渗氮面，要在欲氮化的表面可进行磷酸盐处理。

（4）磷化膜层具有优良的电绝缘性，厚10μm的磷酸盐膜，其电阻约为5×107Ω。

（5）磷化膜是一种无机盐膜层，本身的机械强度不高，有一定的脆性，磷化过程伴有吸氢。

本文介绍的是氧化磷化工艺。氧化磷化处理溶液由磷酸钡和磷酸锌组成，氧化磷化处理可以在没有经过喷砂清理的磨光和抛光表面上获得具有满意防护性能的细晶粒膜层，可以处理复杂形状的零件，如导管、燃料筒等。

2 试验

2.1 试验内容

通过工艺试验，确定氧化磷化工艺参数；通过膜层的厚度、耐蚀性、憎水性等方面的测试，确定憎水剂的种类。

2.2 技术指标

氧化磷化后经过憎水处理后的膜层耐蚀性能达到6h以上。

2.3 工艺流程

装挂除油弱腐蚀氧化磷化干燥憎水处理

3 结果讨论与分析

3.1 氧化磷化工艺参数试验

工艺参数对比试验

从上述参数试验可以看出氧化磷化温度低、时间短，膜层生成速度慢，膜层薄，耐蚀性差；而溶液温度过高或沸腾状态下工作，槽液容易浑浊，膜层易出现严重挂灰，影响膜层的致密性和耐蚀性。

氧化磷化温度控制在（80～85）℃，处理时间为（10～15）min，能得到质量比较稳定的膜层。经测定氧化磷化膜层厚度为（2～6）μm，增重约6g/m2，膜层呈浅灰至黑灰色，表面均匀光滑，耐蚀性比普通磷化膜略差。

3.2 憎水处理试验

憎水对比试验

该膜层可以增重约（0.45～1.7）g/m2。憎水剂136-41具有硅氢键聚合形成的聚硅氧烷，其耐久性强、憎水角大、斥水性强。经试验，采用憎水剂BH-5和清油Y00-1进行憎水处理后基本都达到了136-41憎水剂的防护效果。

3.3 氧化磷化膜层性能测试

3.3.1 氧化磷化膜层厚度

不同方式测得的膜层厚度

氧化磷化膜层用500倍金相显微镜观察，是由致密层和疏松层组成，致密层较薄，约为膜层总厚度的1/5。氧化磷化膜层的厚度用放大200倍金相法测量膜层厚度作为仲裁数据，与仪器法测得数据基本相同。

3.3.2 耐蚀性

耐蚀性试验：氧化磷化的试片，经过憎水处理后，在氯化钠溶液（30g/l，18℃～30℃）中进行耐蚀性测试。

耐蚀性试验

氧化磷化后未经憎水处理的试验件盐雾试验5h就出现锈蚀，而经憎水处理的试验件盐雾试验11h以后才出现锈蚀，经憎水处理后的试件防护性得到了较明显的提高。

136-41与Y00-1憎水处理后试件对比，经11h均出现锈蚀，耐蚀性能相当，而BH-5憎水液，耐蚀性相对提高更多22h出现锈蚀。以上三种工艺方法浸渍6小时均无腐蚀点的要求，满足设计要求。

结语

4.1 该试验确定了氧化磷化工艺及憎水剂类型。

4.2 氧化磷化+憎水处理后的膜层厚度、耐蚀性达到相关标准的技术要求。

参考文献

磷化工工艺流程范文第3篇

[关键词]有机硅烷偶联剂，表面处理，涂装

中图分类号：TG174.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0069-02

Research Status of Silanization on Metal Surface

ZHONG Zhi-shun， ZHAO Ping，YANG Guo-yi，YANG Ya-peng，LIU Yang

（School of Environmental & Chemical Engineering，Shenyang Ligong University，Shenyang 110195）

[Abstract]Silanization is a novel metal surface treatment technology. Compared with conventional phosphating，silanization is more environmental friendly and energy-saving.The mechanism， advantage & disadvantage of silanizastion on metal surface was briefly presented.The status of the technology research and practical application of silane technology on metal surface pretreatment was reviewed.

[Key Words]Organic Silane Coupling Agents；Surface Treatment；Painting；

0 引言

近几年来，随着人们对环保、清洁生产和持续发展等意识的增强和提高，在涂装前处理工艺方面也与其他领域一样，掀起一场“绿色革命”，研发出一批“绿色表面处理工艺”和“绿色防腐技术”[1]。磷化处理是目前应用最为广泛的涂装前处理工艺，但由于磷化液中含有锌、镍、锰等重金属离子以及磷酸盐和亚硝酸钠等被限制排放的物质，且处理温度较高、废水和废渣的无害化转化过程较为复杂等原因，其应用正面临着日益加大的环保压力。而硅烷处理技术则克服了上述缺点，为涂装前处理领域带来了一场革命性的变革，硅烷前处理技术的处理效果已经与锌系磷化效果相当[2]。

1 硅烷作用机理

硅烷化处理是近年来出现的一种环保型金属表面防护技术.该技术基于一种可以水解的带烷氧基的硅烷试剂（结构通式为：R′nSi（OR″）4-n。其中R′为有机官能团，R″为甲基或乙基），该试剂在含水介质中发生水解生成硅醇SiOH（反应式（1）），并与表面带羟基的金属（Me）发生缩合反应实现成膜（反应式（2））；同时硅醇之间亦可发生相互缩合形成网状结构 （反应式（3）），并对金属起到保护作用[3]。在金属表面成膜结构如图1所示[4]。

（2） Si-O-Me 共价键分子间的结合力很强，所以产品很稳定，从而可以提高产品的防腐蚀能力。

（3） 使用方便，便于控制，槽液为双组分液体配成，仅需控制pH 值和电导率，无须象磷化液那样，要控制游离酸、总酸、促进剂、锌、镍、锰的含量和温度等许多参数。

（4） 优异的环保性能，无有害重金属，无渣，废水排放少，处理容易，如果安装过滤器及离子交换器，可以做到封闭循环使用。

（5） 多种金属处理工艺：冷轧板、热镀锌板、电镀锌板、涂层板、铝等不同板材可混线处理。

（6） 热耗低。硅烷化可在常温下进行，仅冬天需加热到≥15℃，热能消耗大约为10元/km2。磷化处理温度需控制在35～40℃（这是涂装性磷化的最佳温度），以35℃计算，磷化热能消耗大约为50元/km2。

（7） 废水处理费用少。以国内1条年生产能力为350万m2的空调磷化线为例，其废水处理费用比硅烷化多4.9万元/年。[4，5，6]

2.2 缺点

（1）若没有进一步涂装处理，单独使用硅烷对金属进行防护的效果不好。因它无自修复功能，因此，总的防护效果有限。

（2）硅烷化处理对金属表面前处理和溶液的纯度要求很高，处理前的最后一道水洗必须用纯水洗，否则防腐性会下降。

（3）对于冷轧钢板，因其本身无镀锌层或保护性氧化膜存在，在工序间容易返锈，因此要用二步硅烷偶联剂处理：先用较低浓度的预硅烷处理，再用正常浓度的硅烷溶液处理，这样才能达到较好的耐蚀效果。[7]

3 硅烷化处理工艺

3.1 传统制备工艺

金属表面硅烷化处理的工艺流程较为简单.传统方法为配制一定浓度（硅烷、水、乙醇的比例）的硅烷溶液，在一定温度下熟化数天使用，处理时将金属片投入硅烷溶液，一定时间后取出，然后再经过吹干、固化等流程即可。[9]

一般工业硅烷预处理工艺流程为：除油水洗除锈水洗硅烷处理纯水洗烘干。除油，除锈工艺根据模具基材材质有所变化，但其流程大体不会有所改变。

硅烷预处理取代了传统的表面调整、磷化和钝化工艺，工艺简洁了许多，硅烷处理后烘干（除去水分），直接进行喷粉或喷漆，硅烷涂层固化过程与喷粉或喷漆的烘烤同时完成，烘烤温度需在140 ℃以上，时间20 min 以上。也可以硅烷处理后不水洗直接烘干后喷粉。[2]

3.2 硅烷膜电沉积制备

硅烷膜电沉积制备是通过将金属片作为工作电极电解硅烷溶液从而实现硅烷在其表面吸附，其溶液制备和固化等工艺与传统方法相同。

为获得单纯防护性的硅烷膜，一般选用无官能团的硅烷试剂（如BTSE、BTSPS等），而为了提高基体与有机涂层的结合力，常选用与涂层匹配的带特定官能团的硅烷（如对环氧系列涂层，一般选用γ―GPS等），此功能性硅烷膜也可涂覆在非官能团硅烷膜上，该技术称为两步法成膜工艺（two―step） [8]，得到的双层膜既有一定的耐蚀性，又与有机涂层有较好的结合力。近期又开发出了复合硅炕膜技术，实现一次性制备两类硅烷膜，结果显示复合膜的性能具有协同效应.值得一提的是，Van Ooij研究组开发出在硅烷膜中复合纳米颗粒（Si02、A1203等），以提高膜的耐蚀性与机械性能。[9]

3.3 BTSE电泳硅烷膜实验

就电泳硅烷膜，本课题组进行部分研究，选用BTSE硅烷为原料（产品为南京辰工有机硅材料有限公司生产）配置电泳液，并进行电泳。基体选用铁片，经打磨，除油，除锈，水洗后吹干，置于干燥设备内备用。硅烷电泳液配比为无水乙醇：去离子水：BTSE硅烷=75：25：3，充分搅拌，使用醋酸调节pH至4.1-4.5之间，在35℃下熟化48h。

硅烷膜电泳沉积采用实验室直流电源，阳极采用不溶性金属―铅，试样作为阴极进行电泳，选取电压为2V，3V，4V，5V，6V进行电泳沉积，电泳时间为20min，取出试片后吹干，放入烘箱于100℃下固化15min-20min后取出试片。

3.3.1 CuSO4点滴实验

本实验CuSO4点滴液成分为0.25mol/l 的CuSO4.5H2O，100g/l的NaCl，0.1mol/l的HCl溶液。室温下用注射器将点滴液滴加在试片表面（随机选取试片上4点），观察点滴液颜色变情况，记录下点滴液变红时间，该时间长短能初步可大致反映BTSE电泳硅烷膜耐蚀性。

由表一可以看出，当电泳沉积时，选用电压为4V时，CuSO4点滴液变红时间最长，其耐蚀性最好，初步推断BTSE硅烷在电压为4V是所沉积的硅烷膜最好。（本实验仅仅只是进行了初步探索研究，尚需大量研究）

4 硅烷处理国内外应用情况

从2003年第一条家电生产线使用硅烷前处理工艺以来，硅烷前处理工艺已经从实验室研究阶段走向了大规模工业化生产阶段，行业涉及各个领域，包括家电、汽车零部件、普通工业、卡车、功能车等。[10]目前，硅烷处理已在中国、德国、英国、瑞典、芬兰、丹麦、法国、葡萄牙、美国、巴西、澳大利亚、新西兰、印度尼西亚、泰国、印度等国家广泛应用。而汽车是防腐要求最高的产品，整车生产线可以使用，其它生产线更可以放心使用了。[4]

（1）德国凯密特尔公司和美国依科公司的硅烷表面处理技术已在欧洲和美国获得广泛应用。2003 年，硅烷化处理技术在德国宝马汽车公司进行了试验测试结果达到了宝马的测试指标随后硅烷化处理技术在欧美一些国家的汽车公司进行了整车或车身零部件的测试。[11]2010年9月，在印度詹谢普的TATA公司的一条卡车生产线开始使用硅烷前处理工艺。目前该工艺已经逐步进入到轿车整车车身涂装生产阶段。PSA（标致雪铁龙）公司是目前使用Oxsilan9831产品（凯密特尔化学品公司硅烷处理技术产品）最多的汽车公司。其2009年7月在法国雷诺的生产线最早开始使用Oxsilan9831产品，每天生产500～700个车身。2010年9月和2011年4月在西班牙的马德里和Vigo的生产线分别开始使用Oxsilan9831产品。[10]

（2）迄今为止，在中国的家电、汽车零部件等行业已有十几家企业开始应用硅烷处理技术。其中海尔公司就有11 条生产线在使用硅烷产品，其中一条生产线已经与阴极电泳配套；沈阳曙光汽车的天成生产线，2009 年2 月开始使用硅烷产品，至今已有2 年，情况良好。[4]我国第一条使用Oxsilan9831产品的大型整车涂装线已于2013年1月在武汉神龙汽车公司三工厂投产，使用情况良好。[10]

5.结语

硅烷技术是预处理技术的最新发展方向，它具有环保、节能、操作简便、成本低等磷化技术无可替代的优点。并且硅烷化处理技术经过了十余年的发展，已经积累了丰富的经验，工艺和技术已经日渐成熟。目前，我国有较多单位也在研究开发各种硅烷及其表面处理技术，也已引进，销售国外的硅烷产品。但是相对而言，以硅烷试剂处理金属表面的研究国外已有40 年的历史，20世纪90年代中后期，美国辛辛那提大学的Van Ooij 教授对不同硅烷、处理液浓度、酸度、温度等条件进行了大量研究，并申请了一系列的工艺专利，才开始在小范围工业生产中应用。而国内则对这方面的涉及较少，且大多是作为其他有机涂料的辅助剂进行研究。但是面对一场涂装预处理的技术革命，起步早晚并不是最为重要的因素，只要广大研究者锲而不舍，相信一定会迎头赶上的。

参考文献

[1] 王锡春.硅烷在涂装前处理工艺中的神奇应用.[J]上海涂料.2010，48（3）：24-28

[2] 陈慕祖，张茹.硅烷技术在涂装过程中的实际应用及管理.[J]现代涂料与涂装，2012，15（9）：16-18

[3] 张为民，胡吉明.硅烷膜的阴极电化学辅助沉积及其防护性能.[J]金属学报，2006，42（3）：296-298

[4] 陈慕祖.涂装预处理技术的革命性变革.[J]上海涂料，2011，49（3）：36-38

[5] 唐春华.金属表面涂装前处理硅烷化技术.[J]电镀与环保，2011，31（4）：29-31

[6] 张茹，李江华.硅烷前处理与电泳配套的涂装工艺.[J]表面技术，2009，38（2）：87-88

[7] 方景礼，方欣.无磷涂装预处理新工艺.[J]电镀与涂饰，2001，30（4）：77-79

[8] 威姆（W.J.vanOoij），傅德生，傅原.硅烷偶联剂在金属上的应用.[J]表面技术，1999：，28（4）：37-40

[9] 刘，胡吉明，张鉴清，曹楚南.金属表面硅烷化防护处理及其研究现状.[J]中国腐蚀与防护学报，2006，26（1）：59-63

[10] 陈慕祖.Oxsilan前处理技术在大型轿车涂装线的应用.[J]上海涂料，2013，51（7）：39-41

[11] 张晓杰.铝合金硅烷化处理工艺.[J]城市建设理论研究（电子版），2013，（20）

基金项目

辽宁省大学生创新创业训练计划项目（201210144022）；沈阳理工大学大学生创新创业训练计划项目（2012HH025）.

作者简介

钟智顺（1991-），男，浙江人，本科生.

通讯作者

磷化工工艺流程范文第4篇

    我们对我校化学工程与工艺专业近五年来的招生率和就业率进行了统计和分析。近5年来的第一志愿的平均报考率约为26%,就业率约为95%。低的报考率说明学生对该专业的认识不足或缺乏兴趣和自信,而高的就业率说明化工行业对该专业的需求量较大。从生源的招生率来看,重庆的约占65%,外地约占35%。从就业的人员从事行业的统计数据来分析,从事化工行业的约占70%,其他行业的约占30%。从就业率的地域分布来看,在重庆工作的约占75%,在其他省份工作的约占25%。从上述分析数据可看出:一方面是大部分学生为调剂生,存在对专业兴趣不足或缺乏专业自信,因此,必须在第一个实践性教学环节-认识实习中激发学生的专业兴趣和培养学生对化工行业的热情及专业自信心;另一方面,我校培养的化工人才绝大部分服务于本地,因此,我校化学工程与工艺专业担负着为重庆化工行业输送工程性技术人才的重任。

    2全国同类高校的化学工程与工艺专业认识实习的现状

    目前,全国高校的认识实习时间几乎都安排在学习专业课之前,安排为期一周的认识实习,旨在使学生初步了解专业内容,增强学生对各种化工企业的感性认识,激发学生学习后续专业课程动力和兴趣,以增强学生对后续要学习的化工原理、分离工程、化工工艺学和化工设计等专业课程有初步的认识。但普遍存在认识实习的时间短,经费有限等问题,认识实习仅体现于单纯的现场参观实习。我校在大一结束的夏季学期安排了为期1周的认识实习,由指导老师带队参观西南地区的大中型化工企业和研发机构,同样由于实习经费和时间有限,学生只能看、问、听不能动手操作。对于尚未接触专业课的大学生来说,这种走马观花的认识实习显得生疏且抽象,学生只能看到表面的企业生产情况、工艺流程与设备,无法深入理解化工是我市的支柱产业之一,更不能激发他们对化工行业的热情和兴趣,进而导致我校化工专业大部分调剂学生对专业的积极性降低等实际问题。对2006、2007和2008届化工专业的学生在认识实习后进行座谈会交流,50%以上的学生认为这种认识实习效果一般,甚至有近5%的学生认为实习效果甚微。因此,面临招生就业的新形势,如何提高认识实习效果与实习效率是急需解决的课题。

    3我校化学工程与工艺专业认识实习的改革与探索

    3.1强化校企产学研合作实习基地

    基于重庆长寿天然气化工产业园区,涪陵化肥化工产业园区和万州盐化工产业园区三大化工基地的地域特色优势和发展,地方高校培养的化工应用型人才大部分会服务于重庆的地方支柱产业,因此,我们选择了具有地方特色的产学研合作基地,既让学生深入了解重庆化工产业的发展,同时也解决了实习经费有限和工厂不愿接收大规模学生实习等问题。选择的特色产学研合作基地如下:一是与我校开展合作共建工程技术研究中心的江津德感工业园区的“重庆三峡油漆股份有限公司”和万州盐化工园区“重庆大全新能源有限公司”等,二是我校科技特派员下乡入园进企的涪陵李渡工业园区的“中化重庆涪陵化工有限公司”和“巫山天地农业开发有限责任公司”等,三是与我校专家开展科技攻关合作的北碚产业科技园区的“重庆仪表材料研究所”、长寿化工园区的“重庆紫光化工股份有限公司”和“重庆博赛矿业(集团)股份有限公司”等,四是与我校开展广泛科研合作的科研院所“重庆化工研究院”和“重庆化工设计研究院”等。这不但使我们与各单位确定了稳定的合作关系,实习过程不会敷衍应付。企业指导老师也会因为校企合作认识到自己是实习工作的负责人员,会更加积极主动地参与实习,并愿意与学生交流,热心回答学生所提出的问题,取得较好的实习效果。

    3.2打造专业的认识实习的师资队伍

    学校选派教师深入实习基地或相关企业和从企业中选聘具有较高理论水平和素质的技术人员作为实习指导教师,提高教师的实践能力,为实习教学提供重要的保证条件。如为了让学生更好地了解无机化工工艺学“合成氨”的生产工艺流程,我们邀请了建峰化工有限公司的技术总工为我们讲解空分、气化、净化、合成等四个工序,充分理解原料气如何制备和净化,合成氨反应塔的结构及能量综合运用与节能减排。在学习有机化工工艺学时,我们派送了教师去紫光化工有限公司挂职学习蛋氨酸等有机产品的生产工艺,再进行认识实习的指导。通过打造专业的师资队伍,认识实习的效果明显增强。

    3.3开展三大化工园区的专家大讲堂

    围绕重庆的化工产业发展,为更好地让学生了解重庆化工产业链布局,邀请三大化工园区的管委会领导和实习工厂总工程师及车间技术高工来校讲学,使学生更好地了解实际工业生产,减少现场实习的盲目性。为了让学生更好地理解“天然气化工”的产业发展和高附加值精细化学品和高分子化学品产业,邀请长寿化工园区管委会主任来我校讲学,让学生理解石油化工、天然气化工、氯碱化工、生物质化工、精细化工和新材料产业的布局及相互关系,深入理解“产业项目一体化、环境保护一体化、公用工程一体化、物流配送一体化、管理服务一体化”等可持续发展观和循环经济理论,构建学生工程思维。为让学生理解“磷化工”产业在我市经济发展中的作用和地位,邀请了中化重庆涪陵化工有限公司的总工程师给学生介绍磷化工产业的概况、发展历程、市场动态,并详细讲解各车间的工业原理、工艺流程、生产设备及本专业领域最先进的新技术、新工艺、新材料、新设备、研究热点以及市场前景。这些大讲堂激发了学生的求知欲,增强对其所学专业的使命感和责任感,从而增加了他们学习专业知识的动力。

    3.4引入现代CAE技术

    在学生看、问、听的实习过程中,学生无法了解各种反应器、换热器、精馏塔和泵等设备的内部结构的,这对学生学习后续的专业课程,如化工原理、化学反应工程、分离工程和化工工艺学,是非常不利的。基于这方面的考虑,我们做了两方面的准备。一是准备了专门的实习课件,课件中包含了大量的实物照片(原料,反应工艺和产品分离和输送)、实景录像(具体流体输送、搅拌、精馏、吸收和干燥等单元操作)等,课件真实、形象、生动地展示出离心泵、搅拌反应器、精馏塔和换热器等设备的内部结构,并让学生对尚未学到的化工单元操作原理、典型设备结构和操作有所了解。二是我们建立了计算机仿真实习系统,将认识实习工厂的具体产品的生产工艺(如合成氨制气、净化、合成工艺),所涉及的单元操作(吸收、干燥和精馏等),典型设备(离心泵、反应器、精馏塔和换热器等)作为主要内容,对生产工艺进行模拟,让学生在计算机上模拟工业过程,对制气、净化、合成等工艺的管件、阀件和控制仪表进行操作,对工艺参数进行控制和调节,进行开、停车及事故处理等各种仿真操作。这些计算机辅助教学技术可激发学生的学习兴趣,增强学生思考问题、解决问题的能力,培养学生的创新能力。

    3.5强化认识实习教学管理与指导

    加强实习教学管理与考核有利于提升学生的认识实习效果,让学生意识到化工工业生产过程不仅仅是需要先进的化工技术,更重要是的是理解化工生产过程是严谨而有序的,监管是严格科学的。我们要求学生在实习过程中需严格按照工艺操作规程和工艺要求,认真做好实习记录,不得有丝毫松散与马虎。每一个工段实习结束,开展了现场技术人员与学生、教师的研讨会,引导学生在认识实习过程中大胆怀疑,提出问题、分析问题和解决问题。实习结束,我们开展了认识实习的交流会,启发学生思维,培养在生产实践中的创新观念和创新能力。实习结束时需要提交实习报告(包括实习时间、地点、工厂概况、实习车间的主要设备与工艺流程图、产品的生产原理和工艺流程草图、三废处理和环境保护、实习心得体会和合理化建议)。

磷化工工艺流程范文第5篇

关键词：排土工艺；安全改善；降低成本

1 前言

磷矿是我国重要的战略资源，它既是制取磷肥和生产黄磷、磷酸及其他多种磷制品的重要化工矿物原料，也是保障食品安全的重要物质，又是精细磷化工的物质基础，在国民经济和社会发展中具有重要的地位和作用。本文主要以云南滇东北某磷矿类型为载体，阐述露天开采中采取适当的安全改善措施减少外排土方量以确保后续土地复垦方案经济效益最大化。

2 矿床工程地质条件

2.1 矿层特征

本文某磷矿属大型浅海相沉积的磷块岩矿床，主矿层赋存于下寒武统梅树村组中谊村段地层中，含矿层总厚19.64m，自下而上连续产出K1～K4共四层磷块岩矿，其中构成工业矿床的有K2、K4二层，矿体呈层状产出，层位稳定。

矿区地层为一单斜构造，矿层层位稳定，矿层与地层界线一致。区内矿段地形受切割影响，矿层沿地形等高线三面出露，露头线不规则，大致呈“n”字形。

2.2 矿区工程地质条件

矿区为单斜构造区，矿体赋存于碳酸盐类沉积岩中，呈北浅南深的埋藏态势，围岩的岩体结构类型以层状结构为主但矿区地层岩性较复杂，断裂构造发育，工程地质岩组的物理力学性不均一。其工程地质勘探的复杂程度属层状岩类、弱岩溶化可溶岩类型组成的中等类型。矿区工程地质条件较利于矿床的露天开采，但应采用正确的开采顺序和采用合理边坡角，并加强采场边坡管理、防止局部边坡破坏产生安全事故。

3 开采设计参数

根据采场块段范围内地形地貌条件，开采技术条件、矿体的赋存特征及顶底板、夹层岩石等特点，结合矿体局部埋藏不深，覆盖层不厚等因素，经比较，采用山坡露天开采方式开采。采场技术参数见表1。

经过计算，采区范围内采剥生产消耗费，原矿直接成本估算费用为26.68元/吨。

该矿山设计一处排土场，距离开矿段超过3公里，原设计方案中剥离11.7万m3岩土全部外排，矿山实施开采后，根据要求，为满足设计单位对今后方案提取参数的要求，公司工程技术人员重新调整开采施工组织设计思路，将该区段表层第四系腐殖土全部剥离，在采区附近征荒地，临时堆放，然后通过改变生产剥离排土工艺流程，加大内排土方量，经过实践取得一次降低生产成本的成果。

4 生产剥离排土工艺流程分析

矿山排土地点在采区外的大龙窝窝外部排土场，随着开采深度的推进，剥离运输距离越来越远，设备运行效率不能充分发挥。在不断探索内外排土场相结合减少运距、提高运输设备效率、降低剥离成本的同时，还进一步进行排土工艺技术研究探讨，研究排土场稳定性及排土场复垦规划等问题，通过排土作业工序的优化，达到了减少剥离汽车运输量的目的。

4.1 历年排土中有以下问题

（1）排土运距较长：2012年剥离量主要集中在干龙包包1～6勘探线，距外排土场较近，排土运距1.0公里左右。2013年采剥地点在干龙包包6～12勘探线，距外排土场较远，生产效益低，成本较高。

（2）没有全面规划开采顺序：通过数据分析及现场运行情况发现，采场没有进行全面规划，而是哪里好采往哪里采，结果造成采场混乱，没有内排空间不得不往大龙窝窝外排土场，采用汽车运输土方的情况。

4.2 改善排土工艺流程

在生产实践中，对采场内排土场排土方案进行设计、规划，充分考虑排土场容量、排土场与采场的相对位置、地形条件及其对环境的影响，利用倾斜矿层，矿石采出后留下的采空区地形平缓，坡度不大，采用覆盖式多台阶排土方案，沿作业平台边缘设置限位土挡，优化排土参数。改善后的生产剥离流程如下：

4.3 改善对策实行情况

（1）施工中综合考虑质与量、排土程序和排土进度均衡的情况下，采空区尽量做到有效接应直排的土方工程量。同时，提前做好排土作业优化，实施前做到采场整体规划、排土方案设计，分别计算剥离量及可实现的内排量，做到心中有数，统筹安排。

（2）工程技术员经常到现场督促检查、指导采剥技术工作，通过不断查找差距，持续对生产过程改进，巩固采场已初步具备的安全标准化成果。台阶高度、安全平台、运输道路宽度、排土场边坡角等符合矿山安全标准要求。为采空区实施内排提供了良好的作业条件，保证了内排在空间上的基本要求，使内排工作得以安全进行。

（3）采用挖掘机与推土机、装载机配合，实施采空区内排，剥离运距从2.0km缩短到不足50米的内排剥离运距。

4.4 成果分析

通过对该矿段开采结束后经济指标对比，排土工艺安全改善后取得阶段性成果如下：

经济效益

（1）节省运费：计划西一采区到干大龙窝窝内排土场共排土11.7万m3，实际腐殖土运输到临时堆场量3.04万m3，减少汽车运输量8.66万m3。按照承包剥离短运价格3.4元/ m3计算，内排节约的运费，计算如下：

内排运费节约=内排土量×短运价格 =8.66万m3×3.4元/ m3≈29.44万元

（2）节省油耗：根据采区历史统计资料。汽车倒土3公里以内实际油耗 0.35L/m3，以此计算节约油料如下：

节约生产油料费=剥离量×柴油单价×剥离油料单耗）=8.66万m3×7.37元L×0.35L/m3≈ 22.34万元

（3）减少排土场安全管理人员1人，节约人员成本2.16万元。

以上三项合计节约生产成本53.94万元。降低开采成本7.79元/吨。

5 结束语