铝合金碱蚀工作原理

铝表面都有一层自然氧化膜(约0.01~0.05m),因此,碱洗过程首先是自然氧化膜的溶解,即自然氧化膜与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,其化学反应方程式如下:
Al2 O3+2NaOH-2NaA1O3+H2O             (3-1)
单纯进行式(3-1)反应,理论上不应有气体析出,但在实际生产中,由于铝表面的自然氧化膜很薄,反应很快就完成,所以铝材放入碱槽液后似乎气体立即析出,其实该过程是两个化学反应接连发生的结果。第二个反应即是基体铝与氢氧化钠水溶液的反应,生成偏铝酸钠并放出氢气,化学反应方程式如下:
2Al+2NaOH+2H20--2NaAIO2+3H2 A
实际上,整个化学反应过程还不是如此简单地完成,在强碱性的水溶液中,偏铝酸钠还会发生如下的水解反应:
2NaAlO2+4H2O- 2Al(OH)3Y+2NaOH
反应(3-3)是可逆反应,从反应方程式可知:增加氢氧化钠浓度,会使反应向生成偏铝酸钠方向移动,即可以抑制水解产物氢氧化铝的产生。因此在偏铝酸钠不断增加的情况下必须不断提高氢氧化钠浓度。当不能有效抑制氢氧化铝产生时,在槽壁、热交换器及空气搅拌管道上,会形成相当坚硬的白色沉淀结块,形成壳垢,这是氢氧化铝发生脱水反应(3-4)的结果。
2AI(OH)3--Al2O3+3H2O                                              (3-4)
一旦氢氧化铝发生脱水反应,将无法再用提高氢氧化钠浓度的办法消除白色壳垢(Al2O3)。在工业化大生产中,抑制偏铝酸钠发生水解,避免坚硬的白色壳垢产生,常有如下两种方法。
①采用碱洗槽液回收装置,降低槽液中偏铝酸钠浓度。也可以说降低铝离子浓度,使得偏铝酸钠浓度约3倍于铝离子浓度
②在氢氧化钠溶液中加入所谓长寿命碱洗添加剂,提高偏铝酸钠的临界水解浓度。