化學氧化

化學氧化，是指利用化學氧化劑將污染物轉化為穩定、低毒性或無毒性的物質的過程。常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、次氯酸鹽、氯氣、二氧化氯、高錳酸鉀和芬頓試劑等。該方法可應用於石油類碳氫化合物、苯、酚類、苯系物、含氯有機溶劑、多環芳烴、農藥等在環境中長期存在且難以被生物降解的污染物質的修復。影響修復效率的因素主要包括土壤特性、污染物理化性質、氧化劑濃度以及應用條件等。化學氧化處理法可適用於原位或異位處理土壤、淤泥、沉積物及其他固體，也適用於原位處理地下水。

例如鋁及鋁合金一般用添加鉻酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽的碳酸鈉溶液，銅徠及銅合金用含有氧化劑的苛性鈉溶液，而碳鋼則用加硝酸鹽的苛性鈉溶液。

1常用方法 2常見故障

常用方法

鹼性溶液氧化法

此法所用溶液的典型配方見下表1的序號1。氧化膜鈍化后呈金黃色，厚度約0.5~1μm，膜質軟，疏鬆，耐蝕能力較差。操作中應注意：

（1）新配製的溶液在80℃下使用時，可在10min內完成處理。溶液經長時間使用后，氧化能力減弱時，可以提高使用溫度，否則需延長處理時間。

（2）氧化后的工件應立即用冷的流動水沖洗乾淨，再進行鈍化處理，以使氧化物穩定並中和殘留的鹼液。

表1 鋁及其合金化學氧化溶液配方及工藝條件

組分名稱	序號
	1	2	3	4	5	6
	含量/(g/L)
磷酸	——	50~60m/L	——	——	——	——
鉻酐	——	20~25	3.5~6	——	4	——
氟化氫銨	——	3~3.5	——	——	——	——
氟化鈉	——	——	——	60×10	1	——
磷酸氫二胺	——	2~3.5	——	——	——	——
硼酸	——	1~1.2	——	——	——	——
鐵氰化鉀	——	——	——	——	0.5	——
氫氧化鈉	2~3	——	——	30×10	——	——
重鉻酸鈉	——	——	3~3.5	——	——	——
氟化氫鈉	——	——	0.8	——	——	——
碳酸鈉	50~60	——	——	——	——	56
鉻酸鈉	15~20	——	——	——	——	19
硅酸鈉	——	——	——	——	——	0.75~4.5
操作條件
ph	——	1.5~2.2	1.5~3	——	——	——
溫度/℃	80~100	30~36	30	80	30~35	88~100
時間/min	5~10	3~6	3	7	0.5	8~10

鈍化處理可在含鉻酐20g/L的水溶液中，在室溫下浸5~15s，然後用冷的流動水沖洗乾淨，在50℃下烘乾。烘乾溫度不超過50℃，否則將降低耐蝕能力。

（3）氧化后應儘快進行塗裝，間隔時間不宜過長，一般要求氧化處理后的24h內進行塗裝，否則將影響塗層結合力。

磷酸-鉻酸鹽法

磷酸-鉻酸鹽法又稱阿羅丁氧化法，用此法生成的氧化膜厚度約3-4μm，為無色到帶彩虹的藍色，與基體結合牢固，比鹼液氧化膜緻密，較耐磨，工件經處理后尺寸無明顯變化。其溶液配方及工藝條件見表1的序號2.

磷酸-鉻酸鹽法成膜包括三個過程：鋁的溶解，氧化膜的生成；磷酸鹽膜的成長。當鋁件浸入溶液時，首先發生鋁的溶解，由於溶液中存在氟離子，它與Al 形成鉻離子，使鋁的溶解繼續進行，同時，被溶解的鋁的新鮮表面，受鉻酸作用而鈍化，表面很快生成緻密的薄膜，阻滯了鋁的繼續溶解，而磷酸鹽則在氧化膜上沉積。影響膜層質量的主要因素有：

（1）鉻酐在溶液中作為氧化劑，溶液若不含鉻酐，腐蝕性加強，難於成膜，但含量過高又會使膜層質量變差，宜控制在20~25g/L。

（2）磷酸是成膜的主要組分，含量低於50mL/L和高於80mL時，形成的膜層都較薄，耐腐蝕性能較低。

（3）氟化氫銨徠是活化劑，促進膜的生成和緻密。含量低於1.5g/L時，溶液不能成膜，含量達到3g/L時，溶液能生成耐蝕性最好的膜層。含量過高時，生成的膜層疏鬆。

（4）硼酸用於控制溶液的氧化反應速度和改善膜層的緻密性。

（5）溫度溫度對膜層質量有重要的影響，在溶液組成正常的條件下，操作溫度有決定作用，低於20℃時，形成的薄膜，耐腐蝕性能力差，而高於40℃時，形成的膜疏鬆。

（6）時間氧化所需時間與溶液的氧化能力和操作溫度有關。新配溶液氧化能力較強，且操作溫度較高時，氧化所需時間較短，否則需適當延長氧化時間。

（7）封閉處理磷化膜是多孔隙的，為提高其抗蝕能力，需進行封閉處理。

鉻酸鹽氧化法

此法與阿羅丁法相似，但形成的膜層較薄，厚約0.5μm。溶液配方及工藝條件見表1的序號3.此法一般在室溫下使用，處理時間為10s到6min之間。氧化膜的顏色因合金成分和氧化時間不同而異，由無色透明到彩虹黃色和深棕色。當膜層與空氣接觸時，六價鉻將從膜內滲出，對金屬裸露的部位起保護作用。

低濃度氟化物處理

低濃度氟化物處理獲得的膜層很薄，可作為塗裝的底層，其溶液的配方及工藝條件見表1的序號4。

常見故障

表2 鋁及其合金化學氧化常見故障及糾正方法

序號	故障現象	產生原因	糾正方法
1	沒有氧化膜或膜層很薄	表面清晰不徹底溶液中硼酸含量過高	加強表面清洗工作調整硼酸含量
2	工件氧化后表面有亮點或條紋	表面有油污痕迹合金成分不均勻	加強除油清洗用細砂紙打磨后重新進行氧化
3	工件夾持、弔掛處發黑	工件與夾具的絕緣不良	改善工件與夾具間的絕緣
4	氧化膜層疏鬆	溶液中含氟化物過多溶液中含磷酸過高溶液中含硼酸過低	分析槽液中各組分的含量並調整至工藝要求範圍
5	改善工件與夾具間的絕緣	出光不良	加強出光處理，可用硝酸加氫氟酸作出光溶液

化學氧化

化學氧化

常用方法

常見故障

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