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机械常识

回收金属加工液的过程及结果

时间:2019-01-20 21:33:05   作者:   来源:   阅读:172   评论:0

    现在任何金属加工系统的操作器都有可能重复使用金属加工液。例如,10,000加仑的中心系统,以每分钟1,500加仑的速度再循环金属加工液。如果该系统每天运行16小时,持续250天,则部分这些金属加工液将在一年内重复使用超过35,000次。


    真正的回收利用并不只是平常所说的重复使用。在回收利用过程中,金属加工液被进一步加工处理以移除污染物,然后根据需要添加化学添加剂。值得注意的是,用于金属移除操作的水稀释金属加工液、未稀释的直馏油或其他液体均可回收利用。在某些操作中,水稀释金属加工液只可使用一次,包括温、热锻件、压铸件、亚铁热轧件和最低用量的润滑油金属去除液。这些操作系统并不适用于回收利用。


了解液体失效

    以下是导致金属加工液降解的五种基本失效机理:

  •     受到带正电荷污染物的污染,包括来自硬水的钙和镁以及加工零件的铁、铝和其他活性金属,从而导致乳液丧失稳定性和润湿性。

  •     受到带负电荷的污染物如硫酸盐、磷酸盐和氯化物的影响,可以促进微生物的生长和腐蚀。

  •     杂质油效应,其扰乱表面活性剂的亲水亲油平衡并且还导致微生物的生长。

  •     微生物如细菌和真菌的降解导致添加剂消耗、异味、过滤器堵塞、腐蚀和健康风险。

  •     通过蒸发碱性成分或通过微生物活性释放的酸来降低碱度。

    当金属加工液在制造过程中使用时,这些失效机制将以串联和并联两种失效模式作用于流体。很少只有一种失效机制可以影响流体的稳定性。在某些情况下,流体可能会受到这些失效机制影响而无法回到原始状态,并且任何回收过程都无法改善流体。


回收利用过程

    回收利用系统必须能够处理无法溶解(金属颗粒、砂轮碎片、细菌、真菌)、半溶解(杂油、润滑脂、金属皂)以及可溶解(盐)的污染物。

    为了得到最有效的处理,金属加工液必须转移到一个单独的储层或一系列储层中,这样可以大大减少或消除导致失效机制的污染物。在污染物降至可接受水平后,可以重新调整金属加工液,以提高性能和对微生物的抵抗力。

    第一步是过滤微粒子。过滤最好分两个阶段进行。第一阶段以100微米过滤,第二阶段以25微米过滤。如果微粒具有磁性,则可以在25微米过滤器之后使用磁性分离器。如果被回收的产品是全合成溶液,则可以在第二阶段将其安全地过滤至5微米。

    过滤可以在压力或真空条件下使用折叠式滤芯、袋式过滤器或辊式介质。在所有情况下,避免使用聚丙烯介质,因为它可以吸附金属加工液中的油状成分和消泡剂。接下来是杂油的分离,杂油属于多余的油,已经进入金属加工解决方案。移除杂油有两种有效的策略,一种方法是在储罐中简单倾析,另一种方法是使用离心机。

    倾析需要将过滤的金属加工液倒入储罐中,并静置约24个小时。大部分杂油会分离并浮在面上,可以用传统的方法移除。排放杂油层下大约90%的液体,再次过滤这些液体,然后将其转移到第二个储罐。

    离心时,将过滤后的金属加工液通过液/液高速盘式离心机进行处理,然后将其转移到储罐中。使用离心机对液体进行至少三次处理以有效去除杂油。再次过滤流体,之后将流体转移至第二个储罐。这个过程需谨慎操作,因为部分半合成和油乳化液因延长离心而受损。

    回收利用过程的最后一步是添加产品,测试并进行调整。在第二个储罐中,金属加工液需测试以下参数:浓度、pH值、微生物活性、杂油、污垢浓度、潜在泡沫和特定成分分析。

    当产品等待测试将要完成时,部分杂油可能会继续在储罐中释放。因此,需要一种进一步移除第二个储罐中的杂油的方法。


经回收的金属加工液

    测试完成后,可根据需要添加产品到流体中进行重新调整,使回收的金属加工液恢复到可接受的性能水平。这些添加物包括但不限于酸性或碱性助推剂、灭微生物剂、润滑添加剂、产品添加物、消泡剂、缓蚀剂、清洁促进剂和每种配方独有的特定化合物。

    一个关键的考虑因素是使用强大的设备来实现这种回收策略。例如,可以通过金属加工液中的添加剂组合来腐蚀部分塑料,例如与石油混合的胺。用于泵密封件和隔膜泵的一些弹性体在某些金属加工液存在时也会降解。与流体制造商核实以确保回收系统的构成材料与回收过程中使用的金属加工液兼容是至关重要的。

    系统中所用的水分硬度必须为或低于每升20毫克(以碳酸钙表示),氯化物低于15 mg/L。这样的水质并不常见,因此,必须进行水预处理。反渗透和去离子是生产适用于金属加工操作水分的最有效方法。这两种水净化系统可以整合到整体回收系统的主控制面板中。

    在处理和适当的化学添加之后,回收的金属加工液可再次用于机器中。它可以通过架空管道或油底壳车转移。如果使用架空管道,不得使用镀锌管,因为部分金属加工液中的胺类会溶解镀锌涂层。这种化学反应会添加锌到回收的金属加工液中,从而对其稳定性造成不利影响。在许多情况下,规格40的黑钢管和规格80的CPVC管适用于金属加工液的输送。与金属加工液制造商核实以确定可接受的材料。

回收金属加工液的过程及结果

现状核查

    由于流体的失效主要发生在加工环境中,因此在转移到回收系统时已经失去了一些性能属性。回收系统不太可能使流体恢复至其原始状态,这意味着失效率仅仅是降低了而不是消除了。

    处理和回收利用通常会减少30%以下的新金属加工液的购买量。但同样的,废金属加工液的运输也会减少。废物运输费用的减少有助于抵消回收设备的资金成本。

    移除生产过程中流入液体的所有污染物是不可能的。在与某类油乳液相关的杂油中,尤其如此。大部分杂油在某种程度上可溶于乳液产品。因此,高速离心机或倾析并不能在所有情况下有效去除杂油。而在某些情况下,离心机可能会无意中去除金属加工液中所需的组分。

    回收金属加工液可能无法提供与新流体相同的工具寿命。这是由于掺入杂油和其他污染物无法通过回收方法完全去除。

回收金属加工液的过程及结果

其他考虑因素

    如果所用的水未经去离子或反渗透预处理,则由于水相的选择性蒸发,氯化物浓度将升高。氯化物自然存在于世界上大多数水域。当氯化物含量超过130 mg/L时,铁合金成分会发生腐蚀。

    在氯化物含量为700mg /L的情况下,腐蚀就一定会发生。目前还没有从金属加工液中去除氯化物的实用方法。不要混淆市政当局为含有可溶性氯化物(如氯化钠)的饮用水(次氯酸钠或氯气)消毒所添加的氯气。

    将细菌和真菌控制在每毫升100微生物以下的水平对于维持适合回收的干净流体至关重要。正确使用灭微生物剂和杀真菌剂对于延长流体稳定性是必要的。一些国家对甲醛——缩合物杀生物剂的使用存在担忧和不断变化的法规,因此微生物控制的化学物选择很少。

    另一个问题是安全技术说明书以及金属加工液在制造环境中对工人造成的实际危害。考虑到金属加工、杂油(及相关添加剂)、细菌、真菌、杀菌剂和杀菌剂添加物(如需要)以及内毒素所产生的污染物,很难真正评估回收液体对健康的影响。当这些化学物质进入流体混合物时,单个的化学物质最有可能相互作用。通过热量和压力进一步放大的潜在反应和副反应是不可估量的。

回收金属加工液的过程及结果

    对于一个想要减少产品消耗和废旧金属加工液运走量的行业来说,这意味着什么?

    第一步是找到一种能够抵抗硬水和机加工金属相互作用降解的生物稳定液。其次是建立一个具有高自动水平化和连续测量系统的强大回收系统。 第三,考虑回收金属加工液寿命的现实终点。

    通常情况下,将流体的寿命延长1.5年在技术上是可行的。然而,超过1.5年的流体寿命可能会产生额外的危害,这些危害在审查所有相互作用的化学品的综合安全数据表时不会立即显现出来。长久看来,暴露在金属加工液中的操作员的健康和安全是第一位。


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