乳化液是目前生產(chǎn)中使用最廣泛的一種切削液囊古。本文介紹了乳化液的組成，特別是它的凈化方法和廢液的回收處理工藝，最后還研討了延長乳化液使用壽命的問題志鹃。

　　近幾年來，我國切削液生產(chǎn)發(fā)展較快泽西，新產(chǎn)品不斷推出曹铃，但歸納起來，它們的基本成分都是由油尝苇、水和各種化學(xué)添加劑配制而成铛只。生產(chǎn)中常用的切削液有切削油、乳化液和水溶液三大類芝杏。切削油潤滑和防銹性好尸校，但冷卻和清洗性較差穴愕，切削時(shí)在切削區(qū)會形成油霧，造成環(huán)境污染替程，同時(shí)油資源消耗多渗蜀，生產(chǎn)成本高。水基切削液的冷卻和清洗性較好撕陈，但防銹性較差历喊。乳化液具有一定的潤滑性、冷卻性生凯、清洗性和防銹性法竭，是目前生產(chǎn)中使用最廣泛的一種切削液。但它的使用壽命短啥葡，廢液多蚣殴，排放時(shí)水質(zhì)污染較嚴(yán)重，因此必須進(jìn)行凈化和廢液回收處理≌＃現(xiàn)就乳化液的組成及其凈化方法岗宣，廢液的回收處理，以及如何延長乳化液使用壽命等問題淋样，介紹如下耗式。

乳化液的組成及其凈化方法

乳化液的組成

　　乳化液是用礦物油、乳化劑（如石油磺酸鈉趁猴、磺化蓖麻油等）及添加劑預(yù)先配制好的乳化油刊咳，加水稀釋而成。因?yàn)橛筒蝗苡谒愕穑瑸榱耸箖烧呋旌下郑员仨毤尤肴榛瘎Ｈ榛瘎┦且环N表面活性劑枫慷，它的分子是由極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)兩部分組成让蕾。前者親水，可溶于水或听；后者親油探孝，可溶于油。把油在水中攪拌成細(xì)粒時(shí)誉裆，乳化劑分子能定向地排列吸附在油水兩界面上迈堂，把油和水連接起來，使分離的細(xì)粒不再因凝聚而浮游在水中捶卧，成為浮濁液耀佣。乳化液中含乳化油少，即濃度低的（如濃度為3%~5%）疲飘，冷卻和清洗作用較好钳雄，適于粗加工和磨削伶段；濃度高的（如濃度為10%~20%），潤滑作用較好匀枪，適于精加工（如拉削和鉸孔等）汞坚。為了進(jìn)一步提高乳化液的潤滑性能，還可加入一定量的氯凿栅、硫梦立、磷等極壓添加劑，配制成極壓乳化液涝露。

乳化液的凈化方法

　　近幾年來研究表明港遇，如將切削液中的雜質(zhì)（如碎屑、砂輪粉末等）從40μm降低到10μm奄容，刀具耐用度可延長1~3倍冰更。由于人們的肉眼看不見小于40μm的微粒，所以當(dāng)切削液中的雜質(zhì)昂勒，尺寸小于20μm，常被人們所忽視舟铜，然而這些不可見的雜質(zhì)對金屬切削加工有著不可低估的影響戈盈。在切削加工時(shí)，它們將進(jìn)入到刀具前刀面與切屑以及刀具后刀面與工件接觸區(qū)的界面上谆刨，產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦塘娶，使切削溫度增加，并使刀具耐用度大大降低痊夭，同時(shí)使加工表面質(zhì)量變差刁岸。因此，目前的研究認(rèn)為她我，無論是精密加工虹曙，還是在鉆削、擴(kuò)孔番舆、鉸孔和鏜孔等普通加工中露您，為了提高刀具耐用度和可靠性，改善零件加工質(zhì)量吗修，均應(yīng)使用凈化的切削液烙欧。此外，清潔的切削液還可防止微生物的生長鼠泊。乳化液的使用壽命短耙侵、易變質(zhì)，與在乳化液中微生物的生長有重要關(guān)系耽坤。在乳化液中微生物的繁殖十分驚人宝庵。乳化液含細(xì)菌量的標(biāo)準(zhǔn)是不超過1000個(gè)/mL肯铣，當(dāng)細(xì)菌繁殖到大于0.1×10⁵~1×10⁶個(gè)/mL時(shí)，乳化液就會變質(zhì)發(fā)臭逞扰，并會污染周圍環(huán)境诉鸯，使空氣中含有硫化氫和二氧化碳等有害氣體，影響工人健康唾浙。保持乳化液的清潔可以將細(xì)菌繁殖降至最低躬挺。

圖1 乳化液的多級過濾裝置 1和8—控制閥 2和5—漩渦分離器 3—溢流閥 4—密封箱 6—液壓泵 7—儲液箱 9—管路 10—磁性分離器 11—過濾箱 12—回收器

　　乳化液的凈化處理就是將它在工作中帶入的碎屑、砂輪粉末等雜質(zhì)及時(shí)去除蛮放。常用的凈化方法有：過濾法和分離法缩抡。過濾法是使用多孔材料，如銅絲網(wǎng)包颁、布質(zhì)網(wǎng)瞻想、泡沫塑料等制成過濾器，以除去在工作時(shí)乳化液產(chǎn)生的雜質(zhì)娩嚼；分離法是應(yīng)用重力沉淀蘑险、慣性分離、磁性分離等裝置岳悟，除去在工作時(shí)乳化液產(chǎn)生的雜質(zhì)佃迄。實(shí)際生產(chǎn)中常將幾種方法綜合使用。圖1所示即是一種乳化液的多級過濾裝置贵少。它不僅制造簡單呵俏，結(jié)構(gòu)緊湊，并且過濾效果好滔灶，能保證乳化液具有較高的清潔度普碎。

　　該裝置由液壓泵6、旋渦分離器2和5（粗濾5拿翠，精濾2）陡顶、磁性分離器10、高壓密封箱4绷冈、過濾箱11弹噩、貯液箱7、溢流閥3及控制閥1和8等組成帐等。工作時(shí)国赫，液壓泵6將乳化液從貯液箱7內(nèi)抽出并壓入到第一級旋渦分離器5內(nèi)，使乳化液中10~25μm的雜質(zhì)被分離出來颤赤，然后充滿整個(gè)密封箱4并使箱內(nèi)產(chǎn)生高壓勉窟。當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，乳化液被壓入到第二級旋渦分離器2內(nèi)暑锈，進(jìn)行精濾凈化處理糊批，并將5~10μm的細(xì)小微粒分離出來拧移。經(jīng)過上述凈化處理后的乳化液便可引向機(jī)床工作區(qū)使用。而使用過的含雜質(zhì)較多的乳化液叛赚，以及從旋渦分離器2和5中產(chǎn)生的沉淀物則通過回收器12的錐體流入到過濾箱11內(nèi)澡绩。經(jīng)過磁性分離處理，將其中含有切屑的雜質(zhì)進(jìn)行初步處理俺附，然后再流回到貯液箱7內(nèi)繼續(xù)使用肥卡。使用中，如需暫時(shí)切斷乳化液的供給（例如要更換加工零件）事镣，只要關(guān)閉控制閥步鉴，乳化液就會通過溢流閥3而流回到貯液箱7內(nèi)，使整個(gè)過濾凈化系統(tǒng)不中斷工作璃哟。

　　據(jù)報(bào)道氛琢，國外還研制出一種利用轉(zhuǎn)子——定子系統(tǒng)作為基礎(chǔ)的乳化液凈化處理裝置（俄羅斯專利發(fā)明號No 1503895），它是根據(jù)流動乳化液在通過變截面的孔時(shí)具有較大壓力降和速度梯度聲空現(xiàn)象原理随闪，故能獲得高度彌散細(xì)小的乳化液阳似，乳化液中的微粒可破碎成0.8~1.2μm蕴掏。據(jù)稱障般，這是凈化乳化液最有效的一種裝置。

廢乳化液的回收處理

　　廢乳化液中含有大量礦物油料（例如配制一噸乳化油需用機(jī)械油600~800kg）及表面活性劑盛杰，過去由于對它的危害性認(rèn)識不足，所以都采用直接排放称痊。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展贼欧，這種含油污水的排放量與日俱增。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)缸日，中國大陸僅機(jī)械工業(yè)廢乳化液的日排放量已逾2億噸勤友。含油污水造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重地影響了水生動植物的生長绝话、農(nóng)業(yè)灌溉和人們的生活用水李联。此外，廢乳化液中的表面活性劑（乳化劑）由于其作用是使礦物油料高度分散在水中狼隶，所以更難清除睬够，而且不少乳化劑有增加致癌物的作用，其危害性比分散的油污更為嚴(yán)重赞约。因此枯瞒，未經(jīng)處理的廢乳化液不得任意排放。廢乳化液的回收處理固弥，既符合環(huán)保要求吻育，又可節(jié)約能源念秧，降低生產(chǎn)成本。

廢乳化液的回收處理工藝

　　廢乳化液回收處理的工藝過程大致為：廢乳化液的集中→去除雜質(zhì)→破乳→取油→水質(zhì)凈化→取水樣化驗(yàn)→廢水排放或供再循環(huán)使用布疼。廢乳化液處理的關(guān)鍵工藝是要使油水分離摊趾，即破乳。也就是要將乳化液中的油滴游两，從水的包圍中分離出來砾层，并使油滴相互聚集，然后借助于重力分離作用器罐，使油梢为、水分離開來。

廢乳化液的破乳方法

　　廢乳化液的破乳方法轰坊，主要有酸化法和聚化法兩種铸董。酸化法就是往廢乳化液中加入酸（如鹽酸或硫酸）。所加入的酸可利用工業(yè)廢酸肴沫。由于在目前的乳化液配方中粟害，多數(shù)選用陰離子型乳化劑（如石油磺酸鈉、磺化蓖麻油）明因，所以遇到酸就會破壞脏貌，乳化生成相應(yīng)的有機(jī)酸，使油水分離扭皿，而酸中氫離子的引入站绑，也有助于破乳的過程。酸的用量是待處理乳化液重量的0.2%澄锉，濃度為37%季佣；如果采用廢酸時(shí)，則酸的用量應(yīng)適當(dāng)加大驮屑。聚化法就是在廢乳化液中添加鹽類電解質(zhì)（如0.4%氯化鈣）和凝聚劑（如0.2%明礬）溪茶，以達(dá)到乳化液破乳的目的。酸化法的優(yōu)點(diǎn)是油質(zhì)較好论稠，成本低廉徊极，水質(zhì)也好，水質(zhì)中含油量一般在20mg/L以下经融，化學(xué)耗氧量（COD）值也比其它破乳方法低狡秋；其缺點(diǎn)是沉渣較多。聚化法的優(yōu)點(diǎn)是投藥量少吸占，一般工廠均有條件使用晴叨，但油質(zhì)較差。

圖2 去除浮油的裝置 1—傳動機(jī)構(gòu) 2—甩油盤 3—活塞泵 4—容器 5—油罐 6—斜槽 圖3 廢乳化液回收處理流程示意圖 1—儲液箱 2—去除浮油裝置 3—儲酸槽 4—電凝器 5—水箱 6、9—儲油罐 7—液壓泵 8—油泵10兼蕊、12—泵 11—破乳箱

去除浮油的方法

　　圖2所示為從乳化液的液面上去除浮油的一種裝置初厚，它是利用浸在液體中旋轉(zhuǎn)著的甩油盤2來實(shí)現(xiàn)的。浮油黏附在盤上孙技，利用刮板把油刮下來并沿著斜槽6流聚到油罐5中产禾，然后用活塞泵3再將油從罐5中抽出并輸送到容器4中，甩油盤的旋轉(zhuǎn)是通過傳動機(jī)構(gòu)1來實(shí)現(xiàn)的牵啦。

廢乳化液回收處理裝置

　　圖3為廢乳化液回收處理流程的示意圖亚情。它是由貯液箱1、去除浮油裝置2哈雏、貯酸槽3楞件、電凝器4、破乳箱11裳瘪、貯油罐6和9土浸，以及水箱5等組成。工作時(shí)熟央，將使用過的廢乳化液先匯流集中到貯液箱1內(nèi)交豪，靜置一段時(shí)間，使其中的雜質(zhì)（如碎屑冗宠、砂輪粉末等）沉淀于箱底善占，部分懸浮在液面上的油層利用去除浮油裝置2使其導(dǎo)入到貯油罐9內(nèi)。沉淀過的乳化液用泵12吸入到破乳箱11內(nèi)抄蔬，而在吸管入口處應(yīng)裝有銅絲網(wǎng)過濾器遮英。破乳箱供乳化液破乳用，為此須從貯酸槽3中注入鹽酸或硫酸音共，以調(diào)整PH值（酸鹼值）憾侮，并促使油、水分離瓤梦，而飄浮在箱11中液面上的浮油用去除浮油裝置2也導(dǎo)入到貯油罐9中，然后用油泵8將其從罐9內(nèi)吸出并送到貯運(yùn)罐中啊沟。在破乳箱中破乳后的液體再用泵10輸送到電凝器4中辙使，通過壓縮空氣的攪拌使其中油料成懸浮凝結(jié)狀被分離出來，并將它引入到貯油罐6內(nèi)茶宵，而沉渣可從電凝器4的下端排出危纫。經(jīng)電凝器處理后的凈水引入到容器5中，然后用液壓泵7輸送到其它循環(huán)容器內(nèi)供再循環(huán)使用或取水樣化驗(yàn)乌庶，合格后即可排放种蝶。

　　根據(jù)GB3551規(guī)定，工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)須符合如下要求：

　　PH值為6~9，化學(xué)耗氧量（COD）<100mg/L螃征，含油量<10mg/L搪桂，懸浮物500mg/L。如取水樣化驗(yàn)仍達(dá)不到排放要求盯滚，可將水再通入放置有活性碳的吸附塔內(nèi)踢械，利用活性碳吸附，去除水中有機(jī)污染物質(zhì)魄藕，但用聚沉法處理一噸污水内列，要用20 kg活性碳，很不經(jīng)濟(jì)背率。因此话瞧，一般工廠里都用篩馀物質(zhì)——活性煤，作為水質(zhì)凈化吸附劑蛇筷。所謂篩馀就是不符合一定規(guī)格的小煤粒鹅媒。活性小煤粒具有比活性碳更大的表面積贿叉，故其吸附效果比活性碳更為理想晕忙。

延長乳化液使用壽命的方法

　　乳化液使用壽命短，如不妥善管理净纬，就會變質(zhì)發(fā)臭膛画，為了保證乳化液的質(zhì)量及延長的使用壽命，乳化液應(yīng)隨用隨配打洋，不宜久藏癞亩。乳化液應(yīng)置放在室內(nèi)或有擋陽的地方，溫度應(yīng)保持在2℃~27℃剥跃，貯液箱上要加蓋绪痘，以防灰塵等雜質(zhì)落入，影響使用質(zhì)量笙寻。

注：菌數(shù)單位 × 106個(gè)/mL 表1 水的硬度對乳化液中細(xì)菌繁殖數(shù)的影響

　　配制乳化液時(shí)應(yīng)先將水放在配制桶內(nèi)钱雷，再根據(jù)濃度要求將乳化油慢慢注入水中，一邊注入吹零，一邊攪拌罩抗，使其形成均勻的乳化液。水溫不應(yīng)過低灿椅，否則容易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象套蒂。應(yīng)注意的是，目前不少操作者在配制乳化液時(shí)茫蛹，都是先用桶到倉庫內(nèi)領(lǐng)取乳化油操刀，然后直接放水稀釋烁挟，這樣不易使乳化油在水中攪拌均勻，難以保證質(zhì)量骨坑。配制乳化液時(shí)還應(yīng)注意水質(zhì)硬度撼嗓，水的硬度通常用每升中所含硬度礦物質(zhì)碳酸鈣的mg數(shù)表示，即用ppm表示卡啰，水的硬度應(yīng)在100~200ppm之間静稻。硬度過大的水不但會影響乳化液的穩(wěn)定性和防銹性，并會加快細(xì)菌的繁殖匕冠，見表1胚僧。為此，需進(jìn)行軟化處理逾族。如可加入洗滌蘇打NaCO₃．10H₂O或采用蒸餾水渡厦。國外常用凈水來配制乳化液。凈水實(shí)際上是去離子水床斜。用去離子水配制的乳化液审鸿，在使用中沒有殘留物，不腐蝕機(jī)床和工件好侈，而且乳化液不易變質(zhì)超茎，使用壽命長。但價(jià)格較貴瞻聪，主要用于精密加工等有特殊要求的場合标霎。

　　乳化液應(yīng)注意日常的維護(hù)與管理，要定期對水質(zhì)椎崎、系統(tǒng)清潔度和系統(tǒng)液量進(jìn)行檢測铡说。系統(tǒng)清潔度對乳化液性能穩(wěn)定十分重要，系統(tǒng)清潔主要是除油污缰犁。由于在生產(chǎn)過程中會帶走部分乳化液淳地，所以每天要及時(shí)補(bǔ)充新液，使系統(tǒng)總液量不變帅容。補(bǔ)液時(shí)颇象，應(yīng)注意倒入液槽的位置要低、速度要慢并徘。必須指出夯到，乳化液要經(jīng)常不斷地循環(huán)使用，停機(jī)較長時(shí)間不工作的乳化液（如五一和十一國慶節(jié)放長假）饮亏，仍需定時(shí)進(jìn)行循環(huán)（至少應(yīng)隔3~4天，開動液壓泵一次）阅爽、攪拌或通入空氣路幸；或加殺菌劑、補(bǔ)充添加劑等，以防止乳化液中厭氧菌大量繁殖简肴，導(dǎo)致乳化液變質(zhì)晃听。

　　工作的乳化液還要定期檢測和調(diào)整它的濃度和PH值。乳化液的濃度通常為5%~15%尚羽。濃度過高泡沫多呛米，成本也高，刺激皮膚拌驻，冷卻性差洒已；濃度過低，則防銹性牲晤、抑制細(xì)菌能力和潤滑性都變差受贫。導(dǎo)致濃度下降的原因很多，如水質(zhì)的硬度高碍逐、乳脂和油脂析出浴蝉、細(xì)菌污染、乳化劑消耗薪丐、乳化液不穩(wěn)定等冗腐，視情況須及時(shí)加以調(diào)整。乳化液的PH值應(yīng)呈中性或略帶鹼性脱睛，即PH值應(yīng)為7~9蚊患。當(dāng)PH值小于6時(shí)，乳化液就不穩(wěn)定修噪，會起腐蝕作用查库。如果PH值下降，可加一些NaOH或蘇打黄琼，但不能加得太多樊销。如果PH值上升，則應(yīng)添加一些新配制的乳化液脏款。研究表明围苫，當(dāng)PH值由12~14下降到8~9時(shí)，此時(shí)乳化液中細(xì)菌繁殖極快撤师，應(yīng)加入殺菌劑（如亞甲二氯化酚剂府、乙二胺四酯酸EDTA等）。殺菌劑用于乳化液中剃盾，僅起一種沖擊性殺菌作用腺占，所以要定期反覆使用，大約一個(gè)月左右加一次痒谴。但經(jīng)常使用同一種殺菌劑衰伯，亦會造成細(xì)菌的抗藥性蜻赃。

　　為了延長乳化液的使用壽命，還可采用集中供液的方法善王。所謂集中供液就是將多臺濕式加工的钥币、使用相同的切削方式和材料的，每臺機(jī)床上各自獨(dú)立的乳化液供給裝置带蔬，合并為一個(gè)供給系統(tǒng)嘁老，如圖4所示。

圖4 乳化液集中供給示意圖 L—乳化液集中供給凈化裝置 L1—含雜質(zhì)乳化液流 L2—深化乳化液流 C—內(nèi)循環(huán) M1拐扛、M2…Mn—機(jī)床

　　集中供液由于采用了大循環(huán)醉镇、大流量、大行程液體回流丝板，所以乳化液的熱量散發(fā)快窒汤，供液系統(tǒng)溫度低，并且在周末和節(jié)假日等停工期間還設(shè)有內(nèi)循環(huán)（見圖4中C回路）吓篙，使大流量的乳化液能不間斷地流動杉硅，有效地抑制了細(xì)菌的生長，同時(shí)也易于對乳化液的性能指標(biāo)（如PH值深怕、濃度以及泡沫等）實(shí)現(xiàn)自動控制杏死，確保乳化液的質(zhì)量。此外捆交，集中供液也便于污液的集中凈化處理淑翼，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。中國大陸上海大眾汽車有限公司發(fā)動機(jī)廠對乳化液采用集中供液后品追，使乳化液的平均壽命比單機(jī)分散供液時(shí)提高了2.5倍玄括，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但集中供液一次性投入的成本較高肉瓦。

　　實(shí)踐證明遭京，乳化液只要正確供給、配制泞莉、存放哪雕、保管和殺菌，它的使用壽命即可大大延長鲫趁。

戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所　葉 毅
淮陰工學(xué)院　葉偉昌

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