Подбор кислотостойкого пенообразователя

[Meta-Don]

Не можете ли, коллеги, помочь советом по вот такой проблемке.
На металлургических заводах производят травление поверхности металла соляной кислотой в травильных ваннах, но при этом пары кислоты испаряются с поверхности ванны в атмосферу цеха.
Наша фирма занимается разработкой технологического оборудования для металлургии. Для решения этой проблемы мы установили рядом с травильной ванной пеногенератор, из которого каждый час в ванну на поверхность раствора подаётся пена, которая блокирует испарение. В качестве пенообразователя для испытаний мы использовали моющее средство для посуды ФЭЙРИ, т.е. сейчас 1 раз в неделю аппаратчик приготавливает пенообразующий раствор путём смешения 1 кубометра воды с 10 литрами ФЭЙРИ.
В принципе, всё работает хорошо, теперь от ванны пахнет не кислотой, а лимонами или яблоками, но как-то с Фэйри технология смотрится несерьёзно, да и в магазин по 2-3 раза в месяц бегать...
Короче, посоветуйте хороший состав пенообразователей, которые устойчивы в кислотах + с большим содержанием солей двухвалентного железа.
Концентрация кислоты - 5-15%, концентрация железа - 5-10%, температура 25-40оС.
Для справки: - в Фэйри из действующих веществ содержатся: SODIUM LAURETH SULFATE (анионное ПАВ), LAURAMINE OXIDE (неионогенное ПАВ), Полипропиленгликоль.
Может кто-то знает, за что "отвечает" каждый из этих компонентов?
Ведь задача Фэйри - моющее действие, а пена - второстепенное, а в нашем случае моющее действие состава не требуется, а нужно только хорошее вспенивание + высокая стабильность пены + устойчивость к кислоте и солям железа.
Причём нас очень устраивает именно крупноячеистая пена с пузырьками порядка нескольких миллиметров, потому что мелкоячеистая кремообразная пена практически не течёт, что делает невозможным её растекание по поверхности травильного раствора.

Заранее спасибо за советы и идеи.

[avor]

Первые два за образование пены (точнее за моющую способность от жиров). Последние чтобы пена не опадала быстро. Для кислых растворов я бы поссоветовал ПВС вместо него, но тут могут вмешаться ионы железа которые с ПВС могут образовывать комплексы, что пене мешать не должно, но ее вид может быть не эстетичный.

[DNC]

Хорошую пену дает в Фэйри аминоксид (или окись амина) - LAURAMINE OXIDE. Сам по себе (без анионного ПАВ) моет не очень, но для пены самое то. Поэкспериментируйте с ним в разных концентрациях. Дешево и сердито

[Meta-Don]

DNC, был ли у Вас опыт работы с аминоксидом, или Вы это знаете благодаря Вашей высокой квалификации? Везде пишут, что пена получается лучше при использовании нескольких ПАВов. Не окажется ли, что аминоксид будет пениться без лаурета хуже?

[Tokashi]

Хотелось бы узнать важна ли вам стоимость ПАВ, производитель отечественный или зарубежный, критична ли фасовка ПАВ (часто бывает что минимальная фасовка от 50 кг), кроме того разные ПАВы разную высоту пены дают, вам какая высота пены нужна?

[DNC]

Meta-Don, я да работал с аминоксидом. Сам его варил, делал составы на его основе. В том числе для мойки металлических поверхностей. Можете разработать новую смесь и добиваться максимальной пены. Для моих задач было достаточно одного аминоксида. Повторюсь еще раз - пробуйте...

[Meta-Don]

Хотелось бы узнать важна ли вам стоимость ПАВ, производитель отечественный или зарубежный, критична ли фасовка ПАВ (часто бывает что минимальная фасовка от 50 кг), кроме того разные ПАВы разную высоту пены дают, вам какая высота пены нужна?

Нет, стоимость ПАВ особо не важна, производитель - тоже не важен, можно и импортного, фасовка тоже любая подойдёт, по 50 кг. даже лучше, потому что для металлургов 50 кг - это минимальная фасовка, хотя мне для пробы хотелось бы не 50 кг. покупать.
Пену на травильную ванну мы заполняем слоем примерно 10 сантиметров, при площади ванны 6 м2 это по объёму 0,6 м3. Стойкость этого слоя - примерно 1 час.
Пену получаем не на сетке, а простым барботажем через стеклянную мембрану, типа таких, через которые булькают воздух в аквариумах.
Пена получается с относительно крупными ячейками ( 1-3 мм) и относительно влажная, т.е. содержащая значительное количество пенообразующего раствора.
Пробовали пену делать мелкоячеистую и сухую, но за счёт каждого из этих факторов она становится слабоподвижной, т.е. при внесении не растекается по поверхности ванны.
В этом у нас есть определённая проблема: для получения подвижной эластичной пены нам приходится делать её со средней кратностью, что приводит к повышенному расходу раствора и постепенному разбавлению кислоты.
Веществ, увеличивающих стабильность пены за счёт повышения вязкости раствора пока не вводили, думаю попробовать КМЦ, который продаётся для приклеивания обоев.

Meta-Don, я да работал с аминоксидом. Сам его варил, делал составы на его основе. В том числе для мойки металлических поверхностей. Можете разработать новую смесь и добиваться максимальной пены. Для моих задач было достаточно одного аминоксида. Повторюсь еще раз - пробуйте...

DNC, спасибо за ответ и за Ваши рекомендации, они мне очень помогли.

[bishop]

В Фейри не только Окись Амина+ СЛЕС, там еще кое что есть из пав, что влияет на пену.
Регулярно работаю со всем этим. Все упирается в вопрос себестоимости пенообразователя.
Лично мне пара СЛЕС с Окисью не нравится.
Пробуйте варианты СЛЕС+Диэтаноламид жирных кислот, для контроля за ячейкой пены можете и окись добавлять. С окисью осторожней, когда ее много она погасит пену на анионке - в моих составах было так.
Есть и другие варианты с А-ПАВ, правда подороже.

[Meta-Don]

А можете ли посоветовать какие-то уже готовые композиции, которые можно купить. Собственно, у нас сейчас при использовании Фэйри есть такие недостатки:

1. Пенообразующий раствор приготавливается в кубовом пластиковом контейнере путём разбавления водой 10 литровых бутылочек Фэйри. Этого раствора хватает на неделю работы, поэтому бутылочки приходится закупать в большом количестве. Поэтому мне нужна альтернатива Фэйри с его бутылочками, в противном случае придётся договариваться с производителем Фэйри об отпуске состава в канистрах или бочках.

2. Я предполагаю, что Фэйри является не лучшим пенообразующим средством, т.к. он разрабатывался производителем как моющее средство. Поэтому хочу услышать от специалистов, не могут ли они мне посоветовать более подходящее готовое пенообразующее средство, если такое имеется.
Может быть есть какие-то готовые составы с большей пенообразующей способностью и стабильностью пены?

3. Было бы очень хорошо, если бы стабильность получаемой нами пены повысилась - сейчас слой пены 10 см. разрушается полностью примерно за 1 час. Из пеногенератора мы подаём на поверхность травильной ванны мокрую пену с кратностью около 100, чтобы она могла растекаться по поверхности. Через 1-2 минуты из находящейся на поверхности ванны пены вытекает 80-90% жидкости, т.е. она высыхает до кратности 500-700 и становится малоподвижной. Далее подсохшая пена постепенно разрушается.
Осушение пены и снижение её подвижности является для нас негативным фактором.
Как Вы думаете, добавление КМЦ (в каком количественном диапазоне?) понизит скорость осушение пены? Выбор КМЦ определён только возможностью купить его в строительном магазине. Или есть значительно лучшие варианты?

[bishop]

Попробуйте различные пенообразователи для пенобетона - готовое средство. Есть продукты с разной стабильностью пены и т.п.

[Meta-Don]

Я над этим думал, но предположил, что у пенообразователей для пенобетона должны быть свойства, противоположные требующимся мне: - пена для пенобетона должна быть жёсткая, т.е. не эластичная, чтобы держать вес бетона, а нам нужна эластичная и растекающаяся.
Кроме того, для пенобетона делают очень мелкоячеистую кремообразную пену, а нам нужна крупноячеистая, осуществляющая барьерную защиту.
Да и по кислотности у этих материалов противоположные свойства: у бетона - щелочная, в травильной ванне - кислая.
Впрочем, если ничего лучше не найду, то попробую эти.

[chemist-s]

А в пожаротушении какая пена?

[bishop]

Пенообразователь для пожаротушения содержит фтор, не знаю правда в каком виде.

[Meta-Don]

Пробуйте варианты СЛЕС+Диэтаноламид жирных кислот, для контроля за ячейкой пены можете и окись добавлять.

А как окись влияет на ячейку? Если можно, чуть подробнее.

[Синистр]

К чему такие сложности - пеногенератор, постоянная подпитка ванны пеной...
В качестве противоиспарителя эффективно работает органическая жидкость, вроде гидрированного керосина.
Мы на травильном использовали антииспаритель Antivapor.
Один раз на поверхность ванны (13,5 на 2,5 м) заливается бочка антииспарителя - и ванна работает 7-9 месяцев до истощения травильного раствора без проблем.

[Meta-Don]

К чему такие сложности - пеногенератор, постоянная подпитка ванны пеной...
В качестве противоиспарителя эффективно работает органическая жидкость, вроде гидрированного керосина.
Мы на травильном использовали антииспаритель Antivapor.
Один раз на поверхность ванны (13,5 на 2,5 м) заливается бочка антииспарителя - и ванна работает 7-9 месяцев до истощения травильного раствора без проблем.

Хм-м-м... Мне бы Ваши объёмы !
У нас в каждом из 4-х цехов примерно по 30 ванн травления, корректировка концентрации кислоты (слив части травильного раствора и долив кислоты и воды) делается раз в неделю, а раз в полгода - ванна сливается полностью и со дна удаляется шлам.
Про антииспаритель Antivapor, если это идёт речь не о другом одноимённом продукте, я видел информацию на Металл-Экспо-2010, его выпускают итальянцы, а продают словенцы через российскую фирму.
Его принцип действия - за счёт введения ПАВ происходит уменьшение размера пузырьков водорода, а по замыслу разработчиков мелкие пузырьки выносят в воздух существенно меньше аэрозоля, чем крупные.
Но тот Антивапор, который я смотрел, был довольно дорогой, и при этом он не наносился на поверхность, а вводился в травильный раствор в концентрации примерно 2%. У нас получилось, что на 30 ванн в цехе нужно затрачивать около 1 миллиона рублей в месяц. На это руководство не пойдёт - предложит лучше противогазы купить

Уточните, пожалуйста, Антивапор и гидрированный керосин - это одно и то же, или разное?

Вы применяете тот Антивапор, про который написал я, или какой-то другой?

Как себя показал гидрированный керосин? Не остаётся ли он при вытаскивании металла на его поверхности? Не воняет ли в цехе керосином? Какова его пожароопасность?

[Синистр]

Совершенно верно - Антивапор производит итальянская фирма "Соприн". Он действительно распределяется по поверхности травильного раствора (в воде нерастворим), поэтому говорить о 2%-ном содержании его некорректно. Запаха он не имеет, вынос его со стальными изделиями не наблюдается.
Температура вспышки его выше 72 С, поэтому проблем с пожарниками у нас не было (я теперь там не работаю).
Отбор части травильного раствора можно проводить с глубины ванны, а не с поверхности. Поэтому антииспаритель вполне прослужит до замены ванны.
А у вас в травильный растывор ингибитор не добавляется, раз говорите о выделении пузырьков водорода?

[Meta-Don]

Ингибитор на ваннах используется, но выделение водорода иногда всё-равно есть, потому что есть более активные к растворению марки стали, и есть менее активные, а ингибитор льют из расчёта "средняя температура по больнице - 36,6".

Кстати, мне на выставке дилер Соприн говорил, что Антивапор действует по другому принципу, чем пишете Вы.
С его слов, антивапор является ПАВом и отвечает за резкое уменьшение размера выделяющихся пузырьков водорода.
По их утверждению, крупные пузырьки, лопающиеся на поверхности, существенно больше выносят в атмосферу аэрозоля, чем мелкие. Вот они и борются с крупными.

[Синистр]

В присутствии хорошего ингибитора (того же соприновского Ironsave) травления стали практически не происходит и водород не выделяется. По их нормам допускается передержка стали в ваннах травления до 48 часов.
Впрочем, не собираюсь рекламировать какого-то производителя. Есть ещё Хенкель , Хервиг - весьма достойные компании... к сожалению, российские производители сильно отстали.
А с механизмом действия антивапора вас кто-то обманул...
Он все-таки по поверхности травильного раствора плавает... именно благодаря ему у нас в цехе при наличии 8 ванн с 72кубами травильного раствора каждая запах солянки практически не ощущается.

[Meta-Don]

А с механизмом действия антивапора вас кто-то обманул...

На счёт того, кого из нас обманули, есть сомнения...
Вот посылаю сканированную рекламу Антивапора, которую Soprin раздавала на выставке. Там однозначно говорится, что Антивапор воздействует именно за счёт уменьшения пузырьков выделяющегося водорода.

сканирование.jpg