一种管路的清洗方法

摘要

一种管路的清洗方法，包括：对所述管路进行第一水洗；对所述第一水洗后的所述管路进行第一酸洗；对所述第一酸洗后的所述管路进行第一碱洗，采用本发明的方法能够减少经该管路中的杂质。

权利要求

1.一种用于转移四氯化钛溶液的管路的清洗方法，其特征在于，包括：对所述管路进行第一水洗，将管路中残留的四氯化钛溶液继续转化为乳胶体，所述第一水洗采用去离子水；

对所述第一水洗后的所述管路进行第一酸洗，以分解乳胶体，采用硫酸溶液进行所述第一酸洗，所述硫酸溶液的质量百分比浓度为大于等于1％且小于等于5％，采用硫酸溶液进行第一酸洗的时间为大于等于5min且小于等于10min；

对所述第一酸洗后的所述管路进行第一碱洗，以中和第一酸洗后管路中的氢离子以及清除乳胶体分解后产生的酸性杂质，采用氢氧化钠溶液进行所述第一碱洗，所述第一碱洗的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为大于等于2％且小于等于10％，采用氢氧化钠溶液进行第一碱洗的时间为大于等于10min且小于等于30min。

2.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，还包括：对所述第一碱洗后的所述管路进行第二酸洗。

3.如权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，还包括：对所述第二酸洗后的所述管路进行第二碱洗；

对所述第二碱洗后的所述管路进行第三酸洗；

对所述第三酸洗后的所述管路进行第二水洗。

4.如权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液进行所述第二碱洗。

5.如权利要求4所述的清洗方法，其特征在于，应用于所述第二碱洗的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为大于等于5％且小于等于15％。

6.如权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，采用硝酸、氢氟酸与水的混合溶液进行所述第二酸洗。

7.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述硝酸、氢氟酸与水的体积百分比为(0.8～1.2):(1.8～2.2):(6.8～7.2)。

8.如权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，采用盐酸溶液、硫酸、硝酸或氢氟酸溶液中的任何一种进行所述第三酸洗。

说明书

一种管路的清洗方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化工工业领域，尤其涉及一种管路的清洗方法。

背景技术

[0002] 四氯化钛(分子式TiCl4)，是常用于生产高纯钛的工业原料。在室温下，四氯化钛保持为无色液体状，很容易和水、空气中的水蒸气发生反应生成盐酸气雾。盐酸是具有强烈腐蚀性，对人体具有极大的危害，对接触的物件也有极大的破坏作用。同时，反应的其他生成物对保证工业应用过程中的质量控制也有不利影响。

[0003] 现有技术中，采用专用储液罐来存储四氯化钛溶液，并且采用与专业储液罐连接的管路实现四氯化钛溶液的转移，可以有效避免四氯化钛溶液在存储和转移过程中与空气接触。为了能够精密的控制四氯化钛溶液的转移量，实现四氯化钛溶液转移的管路的外径和管路内径都很小，其中，管路外径为10～20mm，管路内径为1～5mm。

[0004] 现有技术中，从专用储液罐中转移的四氯化钛溶液生产的高纯钛的纯度偏低。

发明内容

[0005] 本发明解决的问题是现有技术中，从专用储液罐中转移的四氯化钛溶液生产的高纯钛的纯度偏低。

[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种管路的清洗方法，包括：

[0007] 对所述管路进行第一水洗；

[0008] 对所述第一水洗后的所述管路进行第一酸洗；

[0009] 对所述第一酸洗后的所述管路进行第一碱洗。

[0010] 可选的，所述管路清洗方法还包括：

[0011] 对所述第一碱洗后的所述管路进行第二酸洗。

[0012] 可选的，所述管路清洗方法还包括：

[0013] 对所述第二酸洗后的所述管路进行第二碱洗；

[0014] 对所述第二碱洗后的所述管路进行第三酸洗；

[0015] 对所述第三酸洗后的所述管路进行第二水洗。

[0016] 可选的，采用硫酸溶液进行所述第一酸洗，所述硫酸溶液的质量百分比浓度为大于等于1％且小于等于5％。

[0017] 可选的，采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液进行所述第一碱洗和第二碱洗。

[0018] 可选的，应用于所述第一碱洗的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为2％且小于等于10％。

[0019] 可选的，应用于所述第二碱洗的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5％且小于等于15％。

[0020] 可选的，采用硝酸、氢氟酸与水的混合溶液进行所述第二酸洗。

[0021] 可选的，所述硝酸、氢氟酸与水的体积百分比为(0.8～1.2):(1.8～2.2):(6.8～7.2)。

[0022] 可选的，采用盐酸溶液、硫酸、硝酸或氢氟酸溶液中的任何一种进行所述第三酸洗。

[0023] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

[0024] 四氯化钛溶液很容易和空气中的水蒸气发生反应生成盐酸气雾。该盐酸气雾还会与管路内壁的金属成分、杂质成分发生反应。另外，四氯化钛溶液也会与管路内壁的杂质成分发生反应，上述这些反应的反应产物为乳胶体凝固并附着在管路内壁，造成管路堵塞。其中，乳胶体中包含有黄色沉淀物和白色沉淀物。第一水洗一方面可以将管路中的杂质离子大量去除。另外，第一水洗还可以将管路中残留的四氯化钛溶液继续转化为乳胶体，当管路中没有残留的四氯化钛溶液可以转化为乳胶体时，第一水洗还可以将与管路内壁结合不够紧密的乳胶体冲离管路，以达到去除管路中部分残留的四氯化钛溶液的目的。再者，第一水洗还可以将管路内的酸性减弱。

[0025] 对所述管路进行第一酸洗，可以分解与管路内壁结合紧密的所述乳胶体。之后，进行第一碱洗，可以将第一酸洗后管路中的氢离子进行中和。另一方面，还可以将管路中的酸性杂质进行清除。其中，部分酸性杂质包括乳胶体的部分分解产物。经过第一碱洗处理后，与管路内壁结合紧密的乳胶体被去除。采用经过第一碱洗后的管路进行四氯化钛溶液转移时，可以减少向该四氯化钛溶液中引入杂质的量，从而提高后续生产的高纯钛的纯度。

附图说明

[0026] 图1是本发明第一实施例中的管路清洗方法的流程示意图；

[0027] 图2是本发明第二实施例中的管路清洗方法的流程示意图；

[0028] 图3是本发明第三实施例中的管路清洗方法的流程示意图。

具体实施方式

[0029] 经过发现和分析，现有技术中，从专用储液罐中转移的四氯化钛溶液生产的高纯钛的纯度偏低的原因如下：

[0030] 与专业储液罐连接的转移四氯化钛溶液的管路材料为镍钼合金，在不进行四氯化钛溶液转移时，该管路会出现与空气接触的情况。例如，需要对专业储液罐进行维修与维护等操作时，需要对该管路拆卸，这时，该管路会暴露在空气中。随着上述管路拆卸次数的增多和在空气中暴露次数的增多，管路内壁内残留的四氯化钛溶液会与空气中的水蒸气发生反应，生成盐酸起雾，盐酸起雾具有强酸性，能够氧化腐蚀管路内壁。具体为：生成的盐酸起雾会与管路内壁的金属成分、杂质成分发生反应，另外，四氯化钛溶液也容易与管路内壁的杂质成分发生反应，上述这些反应的反应产物为乳胶体凝固并附着在管路内壁，造成管路堵塞。其中，乳胶体中包含有黄色沉淀物和白色沉淀物。

[0031] 当采用附着有乳胶体的上述管路进行四氯化钛溶液转移时，一方面，乳胶体的存在会改变上述管路的内径尺寸，从而影响四氯化钛溶液转移量的精准度；另一方面，虽然，专用储液罐中四氯化钛溶液为高纯四氯化钛溶液，但由于与专业储液罐连接的管路中存在上述乳胶体，使四氯化钛溶液在转移后含有乳胶体残渣等杂质，从而影响转移后的四氯化钛溶液的纯度。因此，应用从专用储液罐中转移的四氯化钛溶液生产的高纯钛的纯度偏低。但是，现有技术中，由于管路内径太小，无法采用敲打磨割的方法清除上述乳胶体。

[0032] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种管路的清洗方法，所述管路用于转移四氯化钛溶液，采用本发明的管路的清洗方法，可以清除附着在管路内壁的乳胶体，从而提高四氯化钛溶液的转移量的精准度和减少转移后的四氯化钛溶液中的杂质含量，进而提高利用从专用储液罐中转移的四氯化钛溶液生产的高纯钛的纯度。

[0033] 为使本发明的上述目的和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

[0034] 实施例一

[0035] 首先将用于转移四氯化钛溶液的管路从专用储液罐上拆卸下来。然后执行下列步骤：

[0036] 参考附图1，执行步骤S11，对所述管路进行第一水洗。

[0037] 本实施例中，采用去离子水对所述管路进行第一水洗。

[0038] 去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。在室温下，去离子水可以完全或不完全地去除离子物质。因此，采用去离子水进行第一水洗可以将管路中的杂质离子大量去除。另一方面，第一水洗还可以将管路中残留的四氯化钛溶液继续转化为乳胶体，当管路中没有残留的四氯化钛溶液可以转化为乳胶体时，第一水洗还可以将与管路内壁结合不够紧密的乳胶体冲离管路，以达到去除管路中部分残留的四氯化钛溶液的目的。再者，第一水洗还可以将管路内的酸性减弱。

[0039] 与后续的清洗步骤综合考虑，本实施例中的第一水洗的时间为大于等于10min，时间越长，对管路的清洗效果越好，但是考虑到工艺生产成本、工艺生产效率和后续的清洗操作，第一水洗的时间为10min就可以达到清洗目的。

[0040] 其他实施例中，也可以采用蒸馏水对管路进行第一水洗，蒸馏水可以稀释管路中盐酸的含量，但是，蒸馏水清洗的效果与去离子水相比，效果略差。

[0041] 需要说明的是，第一水洗不能采用自来水。因为，自来水的硬度较高，容易在管路内壁结成水垢。另外，自来水中的杂质离子的含量也较多，会使流经该管路的四氯化钛溶液内增加新的杂质离子。

[0042] 接着，执行步骤S12，对所述管路进行第一酸洗。

[0043] 本实施例中，采用硫酸溶液进行所述第一酸洗。第一酸洗在第一酸洗槽中进行。具体为：将拆卸的管路在酸洗槽中进行浸泡。硫酸溶液可以分解乳胶体。

[0044] 本实施例中，硫酸溶液的质量百分比浓度为大于等于1％且小于等于5％。之所以采用上述浓度的硫酸溶液，是因为，该浓度的硫酸溶液可以将乳胶体分解完全，为后续的清洗操作提供了一个良好的前提，尤其可以使后续的第一碱洗操作将分解后的乳胶体产物去除干净。如果硫酸溶液的质量百分比浓度太大，一方面，硫酸溶液的氧化性和腐蚀性太强，不仅能够将乳胶体分解掉，而且也可以将管壁腐蚀穿。另一方面，操作人员应用浓度太大的硫酸溶液进行清洗操作时，危险系数太高。如果硫酸溶液的质量百分比浓度太小，则硫酸溶液无法对乳胶体进行分解，达不到清洗管路的目的。

[0045] 本实施例中。采用硫酸溶液进行第一酸洗的时间为大于等于5min且小于等于10min。第一酸洗的时间如果太长，工艺生产成本和工艺生产效率太高。第一酸洗的时间如果太短，则硫酸溶液同样不能够将乳胶体进行分解或者完全分解，达不到清洗的目的。即使执行后续的对管路清洗步骤，也达不到清洗的目的。

[0046] 第一酸洗后，采用去离子水对第一酸洗后的管路进行冲洗，以降低管路表面的酸的浓度，使得后续的第一碱洗操作更容易进行。其他实施例中，第一酸洗后，也可以采用蒸馏水进行冲洗。其他实施例中，第一酸洗后，不用去离子水对第一酸洗后的管路进行冲洗，也属于本发明的保护范围。

[0047] 接着，执行步骤S13，对第一酸洗后的所述管路进行第一碱洗。

[0048] 本实施例中，采用氢氧化钠溶液进行所述第一碱洗。第一碱洗在第一碱洗槽中进行。具体为：将去离子水冲洗的管路在第一碱洗槽中进行浸泡。氢氧化钠溶液中的氢氧根离子与第一酸洗后管路中的氢离子进行中和。另一方面，氢氧化钠溶液还可以将管路中的酸性杂质进行清除，该酸性杂质包括乳胶体分解后产生的酸性杂质。

[0049] 本实施例中，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为大于等于2％且小于等于10％。之所以采用上述浓度的氢氧化钠溶液进行第一碱洗，原因如下：该浓度的氢氧化钠溶液不仅能够将硫酸溶液进行充分中和，而且还能够将管路中的酸性杂质去除干净。氢氧化钠溶液清除酸性杂质的过程是一个放热过程，如果氢氧化钠溶液的质量百分比浓度过大，清除酸性杂质的过程的碱槽中的液体会翻滚，甚至会喷出，操作人员会有人身危险。如果氢氧化钠溶液的质量百分比浓度太小，则不会有足够的氢氧根离子与氢离子进行中和，而且还不能够将管路中的酸性杂质清除干净。

[0050] 本实施例中。采用氢氧化钠溶液进行第一碱洗的时间为大于等于10min且小于等于30min。第一碱洗的时间如果太长，工艺生产成本和工艺生产效率太高。第一碱洗的时间如果太短，则不会有足够的氢氧根离子与氢离子进行中和，而且，还不能够将管路中的酸性杂质清除干净，达不到清洗的目的。

[0051] 对管路进行第一碱洗后，采用去离子水对第一碱洗后的管路进行冲洗，以将管路中的氢氧化钠溶液冲洗干净。其他实施例中，也可以采用蒸馏水对第一碱洗后的管路进行冲洗。其他实施例中，也可以不用去离子水对第一碱洗后的管路进行冲洗，也属于本发明的保护范围。

[0052] 其他实施例中，也可以采用氢氧化钾溶液进行第一碱洗，也属于本发明的保护范围。

[0053] 经过第一碱洗处理后，紧密附着在管路内壁的乳胶体基本被去除。采用经过第一碱洗处理的管路进行四氯化钛溶液转移时，可以减少向该四氯化钛溶液中杂质的含量，从而提高后续生产的高纯钛的纯度。

[0054] 实施例二

[0055] 经过进一步发现和研究，第一碱洗处理后的管路表面仍然凹凸不平，凹处是被清除的乳胶体的附着处。凹凸不平的内壁还是会影响四氯化钛溶液的转移量的精准度。另外，氢氧化钠溶液等碱性溶液的粘性较大，第一碱洗处理后，管路内壁会附着一层采用蒸馏水无法去除的粘膜，即使采用去离子水也不容易去除干净。这样，直接采用第一碱洗处理后的管路进行四氯化钛溶液转移时，会向四氯化钛溶液中引入新的杂质。但是，相对于现有技术向四氯化钛溶液中引入的杂质的量，已经少很多。

[0056] 为了能够提高管路中的四氯化钛溶液的转移量的精准度，为了使第一碱洗后的管路内壁不再附有粘膜，能够将管路中的氢氧化钠溶液清洗干净，进一步减少经上述管路转移的四氯化钛溶液时的杂质的含量。发明人进行实施例一的S11至S13的操作步骤后还进行了下列操作：

[0057] 参考图2，接着，执行步骤S14，对所述管路进行第二酸洗。

[0058] 本实施例中，采用硝酸、氢氟酸与水的混合溶液进行所述第二酸洗。第二酸洗在第二酸洗槽中进行。具体操作为：将管路内壁的凸处较多的管路部分浸泡在第二酸槽中，管路内壁的凸处较少的管路部分不需要进行第二酸洗。对于镍钼合金材料的管路，硝酸、氢氟酸与水的混合溶液可以将管路内壁中的凸处进行腐蚀，尽量和所述管路内壁的凹处相平，从而提高管路内壁的平整度。

[0059] 本实施例中，所述硝酸、氢氟酸与水的体积百分比为(0.8～1.2):(1.8～2.2):(6.8～7.2)。硝酸、氢氟酸与水的体积比必须严格按照上述比例进行配置，否则，会出现下列情况：会出现管壁被腐蚀穿的情况或是管路内壁的凸处没有被有效的腐蚀等情况。

[0060] 本实施例中，第二酸洗的时间为大于等于5min且小于等于15min。第二酸洗的时间如果太长，工艺生产成本和工艺生产效率太高。第二酸洗的时间如果太短，管路内壁的平整度不能有所改善。

[0061] 第二酸洗后，管路的内壁的平整度大大提高。之后，采用大量的去离子水对管路进行冲洗，将管路中残留的硫酸根离子、钠离子、硝酸根离子、氟离子、氢离子和氢氧根离子冲洗去除，之后，将大量去离子水冲洗的管路应用于四氯化钛溶液的转移。

[0062] 实施例三

[0063] 发明人再次发现和分析，硝酸和氢氟酸不容易被大量的去离子水去除干净，也就是说，大量的去离子水对硝酸和氢氟酸的去除效果不好，而且，去离子水的用量会很多。为了更好的去除硝酸和氢氟酸，并且节省去离子水的用量。发明人在执行实施例二的步骤S11至S14的操作后，对第二酸洗的管路还进行下列操作：

[0064] 参考图3，接着，执行步骤S15，对所述第二酸洗的管路进行第二碱洗。

[0065] 本实施例中，对管路进行第二酸洗后，仍然采用氢氧化钠溶液对管路进行第二碱洗。第二碱洗在第二碱洗槽中进行。具体为：将管路在第二碱洗槽中进行浸泡。氢氧化钠溶液与氢氟酸和硝酸进行中和。

[0066] 本实施例中，应用于第二碱洗的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为大于等于5％且小于等于15％。之所以采用上述浓度的氢氧化钠溶液对管路进行第二碱洗，是因为，该浓度的氢氧化钠溶液可以将硝酸和氢氟酸完全中和，并且，不会腐蚀管路，另外，在上述两条都保证的前提下，安全性相对较高。如果氢氧化钠溶液的质量百分比浓度太大，氢氧化钠溶液与硝酸和氢氟酸反应的过程是一个放热过程，碱槽中的液体会翻滚，甚至会喷出，操作人员会有人身危险。如果氢氧化钠溶液的质量百分比浓度太小，氢氧化钠溶液清除硝酸和氢氟酸的效果不佳。

[0067] 本实施例中，采用氢氧化钠溶液进行第二碱洗的时间为大于等于1min且小于等于5min。第二碱洗的时间如果太长，工艺生产成本和工艺生产效率太高。第二碱洗的时间如果太短，氢氧化钠溶液清除硝酸和氢氟酸的效果不佳。

[0068] 接着，采用去离子水对第二碱洗后的管路进行冲洗，以降低管路表面的氢氧化钠溶液的浓度，使管路跟容易进行后续的第三酸洗。其他实施例中，也可以采用蒸馏水对第二碱洗后的管路进行冲洗。其他实施例中，也可以不用去离子对第二碱洗后的管路进行冲洗，也属于本发明的保护范围。

[0069] 其他实施例中，也可以采用氢氧化钾溶液进行第二碱洗，也属于本发明的保护范围。

[0070] 接着，执行步骤S16，对所述管路进行第三酸洗。

[0071] 本实施例中，采用盐酸溶液进行所述第三酸洗。第三酸洗在第三酸洗槽中进行。具体为：将第二碱洗后的管路在第三酸洗槽中进行浸泡。如果不进行第三酸洗，氢氧化钠溶液碱性溶液的粘度较大，从而会使第二碱洗后的管路的内壁上会附着一层粘膜，进而会污染流经该管路的四氯化钛溶液的纯度。采用盐酸中的氢离子与氢氧化钠溶液中的氢氧根离子进行中和，以将氢氧化钠溶液去除干净。

[0072] 需要说明的是，相对于硝酸和氢氟酸，采用去离子水更容易将盐酸去除干净，而且，去除硝酸和氢氟酸的去离子水的用量会少很多，以节省工业成本。

[0073] 本实施例中，应用于第三酸洗的盐酸溶液的质量百分比浓度为大于等于0.5％且小于等于2％。之所以采用这个区间浓度的盐酸的原因如下：上述区间浓度的盐酸不是很浓，不仅能够将第二碱洗后管路表面附着的氢氧化钠溶液清除干净。而且，后续操作中，采用去离子水并且在去离子水用量不是很多的情况下，就可以将管路上的上述区间浓度的盐酸去除干净，以节省工业成本。再者，此区间浓度的盐酸的安全系数较高，方便操作人员进行使用。如果盐酸的质量百分比浓度太大，后续工艺中，去离子水不容易将太浓的氢氟酸去除干净。如果盐酸溶液的质量百分比浓度太小，去除氢氧化钠溶液的效果不佳。

[0074] 本实施例中。采用盐酸溶液进行第三酸洗的时间为大于等于20min且小于等于30min。第三酸洗的时间如果太长，工艺生产成本和工艺生产效率太高。第三酸洗的时间如果太短，去除氢氧化钠溶液的效果不佳。

[0075] 当然，其他实施例中，也可以采用硫酸、硝酸或氢氟酸溶液中的任何一种酸进行第三酸洗，也属于本发明的保护范围，只是，清洗效果没有盐酸好。

[0076] 接着，执行步骤S17，对所述第三酸洗后的管路进行第二水洗。

[0077] 之后，采用大量的去离子水对管路进行冲洗，将管路中残留的硫酸根离子、钠离子、硝酸根离子、氟离子、氢离子、氢氧根离子和氯离子冲洗干净。其他实施例中，第二水洗也可以采用蒸馏水，但是，如前所述，蒸馏水的清除效果没有去离子水的效果好。

[0078] 因此，经过第二水洗的管路应用于四氯化钛溶液的转移，可以将第三酸洗后的管路去除干净，应用经过第二水洗的管路进行四氯化钛溶液的转移时，可以进一步的减少四氯化钛溶液的杂质含量。

[0079] 本实施例中，采用S11至S17步骤的管路转移四氯化钛溶液时，不仅可以提高四氯化钛溶液的转移量的精准度，还可以减少四氯化钛溶液中杂质的含量。

[0080] 需要说明的是，为了进一步提高去除乳胶体和清洗管路的效果，为了进一步提高管路的平整度。可以将步骤S11至步骤S17的操作过程在超声波的条件下进行。其中，超声波的频率为大于等于25Hz且小于等于29Hz，可以使得去除乳胶体和清洗管路的效果最佳。其他实施例中，不进行超声波的清洗操作，也属于本发明的保护范围。

[0081] 接着，执行步骤S18，采用洁净布对第二水洗后的管路进行擦拭。

[0082] 洁净布对第二水洗后的管路进行擦拭，可以去除粘附在管路内壁的颗粒杂质和其他不溶于去离子水的粘附物，更进一步减小对流经该管路的四氯化钛溶液的污染。

[0083] 其他实施例中，对第二水洗后的管路不采用洁净布进行擦拭也属于本发明的保护范围。

[0084] 接着，执行步骤S19，将洁净布擦拭过的管路浸泡在酒精、异丙醇或是丙酮中进行进一步清洗。目的如下：一方面，防止管路中存水，从而防止管路内部生锈。另一方面，将所述管路组装至专用储液罐前，避免管路内有空气存在，从而防止流经上述管路的四氯化钛与空气再反应。

[0085] 其他实施例中，将步骤S18与步骤S19进行调换，也属于本发明的保护范围，只是清洗效果没有不进行调换的情况好。

[0086] 其他实施例中，也可以不将洁净布擦拭后的管路在酒精、异丙醇或是丙酮内浸泡，也属于本发明的保护范围。

[0087] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。