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1、(10)申请公布号 CN 103738003 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103738003 A (21)申请号 201310741845.1 (22)申请日 2013.12.27 B32B 15/04(2006.01) B32B 15/092(2006.01) B32B 9/04(2006.01) (71)申请人 中国神华能源股份有限公司 地址 100011 北京市东城区安外西滨河路 22 号神华大厦 申请人 神华准能资源综合开发有限公司 (72)发明人 凌文 赵宇航 王启瑞 王永旺 李世春 孙国才 苗家兵 陈东 (74)专利代理机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司。
2、 11012 代理人 王昭林 崔华 (54) 发明名称 一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里 (57) 摘要 本发明公开了一种用于溶出罐腐蚀防护的复 合衬里， 其特征在于， 所述复合衬里包括在所述溶 出罐的金属基底上依次结合的金属层、 封闭层和 耐酸砖层， 所述封闭层包括环氧树脂粉末和片状 金属材料， 所述耐酸砖与封闭层之间通过无机胶 黏剂层连接， 以阻挡腐蚀介质渗入。在本发明中， 金属层可以起到阳极保护作用或利用各种金属合 金的优异抗腐蚀防护性能 ； 封闭层起到粘结无机 胶黏剂层与金属层的作用， 同时能隔离所述金属 层 ； 而耐酸砖层进一步具有防腐、 隔离以及耐磨 的效果， 上述各层总体配合达到。
3、多重腐蚀防护功 能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103738003 A CN 103738003 A 1/1 页 2 1. 一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里， 其特征在于， 所述复合衬里包括在所述溶出 罐的金属基底上依次结合的金属层、 封闭层和耐酸砖层， 所述封闭层包括环氧树脂粉末和 片状金属材料， 所述耐酸砖层与封闭层之间通过无机胶黏剂层连接， 以阻挡腐蚀介质渗入。 2. 根据权利要求 1 所述的复合衬里， 其特征在于， 。
4、所述金属层通过热喷涂附着在基底 上， 所述封闭层通过热喷涂附着在所述金属层上。 3. 根据权利要求 2 所述的复合衬里， 其特征在于， 所述金属层为铝、 锌或镁的单组分金 属层， 或者为由铝、 锌和镁中的至少两种金属组成的合金层 ; 或者所述金属层为由所述单组分金属层与单组分金属层组成的叠加层、 由所述合金层 与合金层组成的叠加层， 或由所述单组分金属层与所述合金层组成的叠加层。 4. 根据权利要求 1 所述的复合衬里， 其特征在于， 所述片状金属材料为铝、 锌或镁的单 组分金属片， 或者为由铝、 锌和镁中的至少两种金属组成的合金片。 5. 根据权利要求 4 所述复合衬里， 其特征在于， 所述。
5、环氧树脂粉末与所述片状金属材 料的质量比为 2:1-4:1， 所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸为 8-30m。 6. 根据权利要求 5 所述的复合衬里， 其特征在于， 所述环氧树脂粉末与所述片状金属 材料的质量比为 2.5:1-3.5:1， 所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸为 10-20m。 7. 根据权利要求 1 所述的复合衬里， 其特征在于， 所述无机胶黏剂层由无机胶黏剂形 成， 所述无机胶黏剂的液相为硅酸钠溶液或硅酸钾溶液， 所述无机胶黏剂的固态填充物为 氧化铝粉末或二氧化硅粉末。 8. 根据权利要求 7 所述的复合衬里， 其特征在于， 所述无机胶黏剂层的液相为硅酸钠 溶液， 所。
6、述无机胶黏剂层的固态填充物为氧化铝粉末， 所述耐酸砖层为多铝红柱石耐酸砖。 9. 根据权利要求 1-8 中任一项所述的复合衬里， 其特征在于， 所述溶出罐的金属基底 为钢制基底。 10.根据权利要求9所述的复合衬里， 其特征在于， 所述金属层的厚度为50-200m， 所 述封闭层的厚度为 40-120m， 所述无机胶黏剂层的厚度为 40-120m。 权 利 要 求 书 CN 103738003 A 2 1/4 页 3 一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里 技术领域 0001 本发明属于金属表面防护技术领域， 具体涉及一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬 里。 背景技术 0002 粉煤灰酸法提取氧化铝是粉。
7、煤灰资源回收的重要方式之一， 其中用于进行盐酸溶 解粉煤灰反应的溶出器为钢材设备， 由于一直受到盐酸腐蚀， 时间久后容易出现锈穿等现 象， 从而造成设备的损坏， 严重影响生产进程。然而钢结构材料的耐高温高压特性， 是其它 材料如塑料无法取代的， 因而在不影响钢材本身特性的条件下对钢材表面作防腐处理研究 具有非常重要的意义。 0003 溶出器防腐衬里的技术研究由来已久， 报道中大多采用涂层技术对溶出器金属外 壳内部进行单一的腐蚀防护的方法， 如各类镀层、 金属热喷涂涂层、 有机涂料层等， 取得了 一定的防护效果， 然而长时间运行后由于腐蚀以后溶出器中固相物料的磨损， 腐蚀介质仍 能穿透其外防腐层。
8、而侵蚀到金属基材， 难以保证生产的稳定连续。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种用于溶出罐的腐蚀防护复合衬 里， 具有良好的抗酸腐蚀以及耐磨效果， 以提高溶出器的使用寿命。 0005 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案 ： 0006 一种用于溶出罐腐蚀防护的复合衬里， 其特征在于， 所述复合衬里包括在所述溶 出罐的金属基底上依次结合的金属层、 封闭层和耐酸砖层， 所述封闭层包括环氧树脂粉末 和片状金属材料， 所述耐酸砖层与封闭层之间通过无机胶黏剂层连接， 以阻挡腐蚀介质渗 入。 0007 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述金属层通过热喷涂附着在基底上， 。
9、所述封闭 层通过热喷涂附着在所述金属层上。 0008 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述金属层为铝、 锌或镁的单组分金属层， 或者 为由铝、 锌和镁中的至少两种金属组成的合金层 ; 0009 或者所述金属层为由所述单组分金属层与单组分金属层组成的叠加层、 由所述合 金层与合金层组成的叠加层， 或由所述单组分金属层与所述合金层组成的叠加层。 0010 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述片状金属材料为铝、 锌或镁的单组分金属 片， 或者为由铝、 锌和镁中的至少两种金属组成的合金片。 0011 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量 比为 2:1-4:1，。
10、 所述片状金属材料的任一维度的最大尺寸为 8-30m ； 进一步优选地， 所述 环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量比为 2.5:1-3.5:1， 所述片状金属材料的任一维 度的最大尺寸为 10-20m。 0012 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述无机胶黏剂层由无机胶黏剂形成， 所述无机 说 明 书 CN 103738003 A 3 2/4 页 4 胶黏剂的液相为硅酸钠溶液或硅酸钾溶液， 所述无机胶黏剂的固态填充物为氧化铝粉末或 二氧化硅粉末 ； 进一步优选地， 所述无机胶黏剂层的液相为硅酸钠溶液， 所述无机胶黏剂层 的固态填充物为氧化铝粉末， 所述耐酸砖层为多铝红柱石耐酸砖。 0013。
11、 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述溶出罐的金属基底为钢制基底。 0014 根据本发明的复合衬里， 优选地， 所述金属层的厚度为 50-200m， 所述封闭层 的厚度为 40-120m， 所述无机胶黏剂层的厚度为 40-120m ； 进一步优选地， 所述金属 层的厚度为 80-150m， 所述封闭层的厚度为 50-100m， 所述无机胶黏剂层的厚度为 50-100m。 0015 与现有技术相比， 本发明的符合衬里的金属层可以起到阳极保护作用或利用各种 金属合金的优异抗腐蚀防护性能 ； 封闭层起到粘结无机胶黏剂层与金属层的作用， 同时能 隔离所述金属层 ； 而耐酸砖层进一步具有防腐、 隔离以。
12、及耐磨的效果， 上述各层总体配合达 到多重腐蚀防护功能。在实际运行中， 由于高温、 磨损及腐蚀的共同作用， 会在耐酸砖层的 局部位置发生点蚀， 形成漏点 ； 浆液一旦流入， 首先会遇到的是无机胶黏剂层， 其具有耐酸 性和耐高温性能， 能够起到阻碍浆料溶液的进一步入侵， 如果设备还需运行无法及时进行 检修， 可能让浆料进一步腐蚀穿透无机胶黏剂层， 接触封闭层， 而封闭层中的片状金属材料 会大量的消耗浆料中的 H+， 减少浆料的腐蚀性， 同时由于浆料的高温性， 会使封闭层中的环 氧树脂粉末发生软化， 在其软化的过程中也会回填到腐蚀出的孔隙， 进一步阻止浆料的进 入， 为设备的运行后检修争取了时间 。
13、； 而金属层起到最后的保障作用， 一旦以上各层全部漏 穿， 由于设备的维修需要对设备采取降温及泄压等先期的操作， 在此过程中， 利用电化学牺 牲阳极保护的原理， 牺牲金属层保护设备， 降低高温高压及强酸介质穿透钢衬造成泄露所 危害的几率， 为其运行提供了有力的安全保障。 附图说明 0016 图 1 为本发明的复合衬里的示意图。 具体实施方式 0017 以下结合附图对本发明进行详细说明， 但需要注意的是， 本发明并不仅限于附图 所示的实施方式。 0018 如图 1 所示， 本发明所提供的用于溶出罐的腐蚀防护复合衬里包括在所述溶出罐 的钢制基底 1 上依次结合有金属层 2、 封闭层 3 和耐酸砖层。
14、 5。 0019 其中， 所述金属层2可以通过多种方式制备到所述溶出罐的钢制基底1上， 比如电 镀或热喷涂等， 考虑到热喷涂快速、 灵活， 优选采用热喷涂工艺， 使金属以一种熔化或半熔 化状态沉积到所述溶出罐的钢制基底 1 上形成金属层 2， 所述热喷涂包括火焰喷涂、 电弧喷 涂和等离子体喷涂， 这些喷涂工艺均为本领域熟知， 这里不再赘述。 0020 所述金属层 2 可以为铝、 锌或镁的单组分金属层 ( 如铝层、 锌层或镁层等 )、 或者 可以为由铝、 锌和 / 或镁组成的合金层 ( 如铝镁合金、 锌铝合金或铝锌镁合金等 )， 或者可 以为多种单组分金属层和 / 或合金层的叠加层 ( 如先喷铝。
15、后喷锌、 先喷锌然后再喷铝镁合 金、 还可以是先喷锌后喷铝再喷铝镁合金等 )， 具体可根据基底的防护需要进行选择。当腐 蚀介质侵蚀时会首先与所述金属层 2 反应。本发明的金属层 2 厚度优选为 50-200m ； 进 说 明 书 CN 103738003 A 4 3/4 页 5 一步优选为 80-150m。 0021 所述封闭层 3 包括环氧树脂粉末和片状金属材料 （图中未示出） ， 以阻挡腐蚀介质 渗入所述金属层2。 所述封闭层3同样通过热喷涂方式附着在所述金属层2上， 比如利用喷 枪将环氧树脂粉末和片状金属材料的混合物喷涂到所述金属层 2 上。所述封闭层 3 的厚度 优选为 40-120m。
16、， 进一步优选为 50-100m。 0022 在一个优选实施方式中， 所述片状金属材料为锌片、 铝片或镁片， 或者为它们的合 金片。喷涂时， 熔融的粉末涂料可以快速浸渗到热喷涂层的空隙中， 获得良好的封闭效果， 而其中的片状金属材料不仅可以提高涂层的密实度， 其较大面积还可以阻碍腐蚀液继续下 流， 消耗酸性溶液， 使深入到此的酸性溶液的腐蚀性下降， 同时由于此时浆料溶液已经渗透 了一段的距离， 在这个距离区间内浆料内腐蚀性曾梯度衰减， 溶液的最前端由于不断的消 耗反应， 腐蚀性最弱， 如果得不到外部因素的及时补充， 腐蚀就会停止。 其中， 所述片状金属 材料的任一维度的最大尺寸优选为 8-30。
17、m， 进一步优选为 10-20m， 可以通过机器加工 研磨得到 ； 所述环氧树脂粉末与所述片状金属材料的质量比优选为 2:1-4:1， 进一步优选 为 2.5:1-3.5:1。 0023 所述耐酸砖层 5 与封闭层 3 之间通过无机胶黏剂层 4 连接。所述耐酸砖层 5 可以 符合 GB/T8488-2001 规定的任何适合的耐酸砖， 所述无机胶黏剂层由无机胶黏剂形成， 所 用无机胶黏剂的液相可以是硅酸钠溶液或硅酸钾溶液， 所用无机胶黏剂层的固态填充物为 氧化铝粉末或二氧化硅粉末。所述无机胶黏剂层 4 厚度优选为 40-120m， 进一步优选为 50-100m。在一个优选实施方式中， 所述无机胶。
18、黏剂的液相为硅酸钠溶液， 固态填充物为 氧化铝粉末， 所述耐酸砖层 5 的材料优选为多铝红柱石耐酸砖， 多铝红柱石材料的耐酸砖 能起到隔绝腐蚀介质， 增硬耐磨、 耐腐的作用， 通过无机胶黏的膨胀系数及相容性的匹配连 接， 实现强度与防护的统一。 0024 实施例 0025 1） 制备金属层 ： 如图 1 所示， 首先清理所述溶出衬里的钢制基底表面， 具体地， 先用丙酮清洗试样表面， 然后用 30 目棕刚玉对试样进行喷砂预处理， 喷砂完成后用干净 的压缩空气吹去表面的灰尘和碎屑 ； 待清理完毕后， 采用 DPT2303 型电弧喷涂装置喷涂 向所述溶出衬里的钢制基底表面喷涂铝金属层 2， 喷涂的参。
19、数为 ： 电压 30V 32V， 电流 140A 160A， 空气压力 0.16MPa 0.17MPa， 喷枪与工件垂直， 喷涂距离为 200mm， 喷涂厚度 40-60m。 0026 2） 制备封闭层 ： 采用 DPT2303 型电弧喷涂装置喷涂由质量比为 3:1 的环氧树脂 粉末与锌片所组成的封闭层 3， 喷涂的参数为 ： 电压 20V 22V， 电流 100A 120A， 空气压 力 0.16MPa 0.17MPa， 喷枪与工件垂直， 喷涂距离为 200mm ； 喷涂完成后， 在 180烘烤 10min。 0027 3） 制备耐酸砖层 ： 将浓度为 30wt% 的硅酸钠溶液与氧化铝粉末按质量比为 3:1 的 比例配置无机胶粘剂， 然后涂抹至所述封闭层 3， 涂抹完毕后迅速安放多铝红柱石材料的耐 酸砖层 5， 室温下放置 24 小时， 在 80下放置 2 小时， 在 120下放置 2 小时。所述无机胶 黏剂层 4 的厚度为 70-90m。 0028 利用制备有腐蚀防护复合衬里的溶出罐进行粉煤灰酸溶反应， 经检侧， 酸性浆料 溶液pH6， 对金属层 2 基本不具有腐蚀性威胁。 说 明 书 CN 103738003 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103738003 A 7 。