切削液净化再生初探


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摘要:金属加工过程中免不了要用到切削液,但是,使用切削液能给人们带来优质的产品质量的同时又对环境造成了极大的破坏。我国每年发臭变质的切削液数量巨大,给国家和企业造成了巨大的经济损失。如果有办法能将这些切削液再生,帮助企业实现清洁生产、循环经济、节能环保的目的,同时又符合我国现有的政策及法律法规,这将是包括欧贝克等从事环保事业的公司和热爱环保事业的仁人志士的使命和目标!目前我国市场上已经有部分品牌产品正在净化再生脏切削液。例如,美国马斯达的冷却液再生系统、德国MKR的TYP500、日本CSP工场的浮上油回收装置、中国台湾AMM的切削液再生处理系统、中国大陆地区的无锡欧贝克切削液再生设备,等等。下面以无锡欧贝克环保科技有限公司的切削液再生设备为例来探讨切削液进化再生的问题。

关键词:切削液;净化再生;欧贝克

一、切削液现状

机械制造工业包括汽车工业、机床工具工业、机械通用零部件工业、轴承工业、通用机械工业、重型机械工业、内燃机工业、工程机械工业、文化办公设备制造、模具工业、液压气动密封件工业、制冷空调工业、食品和包装工业、印刷及设备器材工业、环保机械、仪器仪表工业、石油和石油化工设备工业、塑料机械工业、电器工业、农业机械工业等。经过半个多世纪的努力,我国机械制造工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业,确立了在国民经济中的支柱地位,初步成为了世界机械加工的基地。

这些工业的主要加工工艺都涉及到切削、磨削等,其中,切削加工约占机械加工总劳动量的30%-40%,切削液又约占整个金属加工液总量的52%。也就是说,我国目前切削液的使用量非常巨大,相应的排放量也非常多。如果这些切削液都需要经过处理达标排放,需要耗费国家和企业大量的资源和费用,如果不处理进行排放,对环境破坏和对人体造成的损害将是不可估量的。具体主要表现在以下几个方面:

1.恶化水质、危害水资源和饮用水源:切削液中的浮油极易扩散成油膜,覆盖在水体表面,因而会导致水体缺氧,产生恶臭,导致水生生物缺氧窒息而死亡。沉积在水底的油经过厌氧分解将产生硫化氢剧毒物,对水生物的生存造成威胁。由于渗水的作用,切削液这类含油废水可能还会影响地下水的水质。

2.危害人体健康:人类直接摄入切削液中挥发出来的油雾可发生各种中毒症状,受影响的器官有肺、肠胃、肾、中枢神经系统和造血系统。中枢神经系统症状有衰弱、嗜睡、眩晕、痉挛、昏迷,甚至还可能得白血病和破坏免疫系统。据了解,长期与脏切削液接触的人员,骨髓细胞会发生染色体突变。另外,分散在水体中的切削液油珠还会被水生生物粘附或吸附,通过食物链的作用进入到人体,使肠、胃、肝、肾等组织发生病变,危害人体健康。含脏切削液的废水若用于灌溉农田,将使土壤油质化。油类黏附在作物的根茎部,影响作物对养分的吸收,影响农作物生长,造成农作物减产或死亡。油类中一些有毒有害物质也可能被作物吸收、残留或富集在植物体内,最终危害人体健康。

3.污染大气:在水体中脏切削液以油膜形式浮在水面,表面积极大,在各种自然因素作用下,其中一部分组合和分解产物就挥发进入大气,污染和毒化水体上空和周围的大气环境。由于扩散和风力的作用,可以使污染范围扩大。

4.影响自然景观:脏切削液在水体中由于自然力和人为作用,会形成乳化体,这些乳化体常会相互聚成油、湿团块,或黏附在水体中的固体漂浮物上,形成所谓的油疙瘩,形成大片黑褐色的固体块,使自然景观遭到破坏。

二、切削液的主要性能和作用

1.冷却性能。在金属切削加工过程中,所消耗的能量绝大部分都转化成切削热,它不但会使刀具磨损,而且使工件容易产生局部烧伤或发暗,影响工件的表面加工精度及加工质量。所以,切削液必须具有良好的冷却性能。

2.润滑性能。刀具在切削工件的瞬间,通常承受着极大的切削力作用,切削液良好的润滑性能可以减少刀具前面刀与切屑、后面刀与工件表面之间的摩擦与磨损,延长刀具的使用寿命,从而使工件获得良好的加工精度和粗糙度。更重要的是切削液可减少切削过程中产生积屑瘤(即刀瘤)的机会。

3.清洗性能。金属在加工过程中,油污、细小的切屑、金属粉末和砂轮沙粒等相互粘结,并粘附在工件、刀具和机床上,影响工件的加工质量,降低刀具和砂轮的使用寿命,影响机床的精度。因此,切削液应具备良好的清洗作用,减少细小的切屑及金属粉末等的粘结以利清洗,同时迅速将细小的切屑及金属粉末等及时冲走。

4.防锈性能。金属切削液在使用过程中大部分是水,为锈蚀的产生提供了有利的环境,而金属切削液中的极压剂和某些表面活性剂往往会加剧金属的锈蚀。所以,切削液必须具备一定的防锈性,使工件在加工过程中和加工后的短时间内不产生锈蚀。同时,还可保证切削液循环系统和机床内部不产生锈蚀和腐蚀现象,起到保养设备的功能。

因为金属切削液的组成成分中包含有如表面活性剂、基础油、油性剂和杀菌剂等,加上其与水混合的应用方式特点,要求金属切削液还必须具备良好的抗泡性能、抗菌性能以及低毒或无毒性、硬水适应性、气味柔和等特点。

切削液的主要作用为:切削液在切削加工过程中主要起到润滑、冷却、清洗和防锈作用,干净的切削液可以延长刀具的使用寿命,保证加工零部件的精度,提高加工零部件的表面光洁度,提高切削加工效率等。

三、切削液变质报废的原因

1.金属屑粉末的存在导致切削液变质。在机械加工过程中由于外界物质,如金属碎屑、金属粉末、油污、溶解矿物质和灰尘这些杂质的不断堆积都可导致切削液的分解和失效。

2.油污的存在导致切削液变质。切削液中的油污存在形式有浮油以及溶解在切削液中的分散油、机械乳化油以及溶解油,所有这些油污都可导致切削液变质。特别是分散油、溶解油和机械乳化在切削液中的油污,这些存在切削液中的小油滴是微生物的食物,会导致微生物大量繁殖,最终导致切削液发臭变质。

3.微生物的存在导致切削液变质。细菌和其他有机微生物在含有杂质的切削液中滋生繁衍,它们以切削液中的油污为生存营养。在缺氧的环境中生存的厌氧性细菌,同样会有效破坏切削液。细菌对切削液的直接影响是导致切削液的分解、降低pH值、加快腐蚀、降解切削液中的成分以及降低切削液自身的润滑能力。细菌新陈代谢的产物硫化氢会产生臭味和有害气体,造成环境污染;细菌同样可以使暴露在外面的工人接触到病原体,导致工人的呼吸道感染或皮肤感染等。

四、脏切削液可再生性

切削液使用一段时间后,就会变脏、发臭,直到变质没法使用。如果在切削液变质前及时进行净化再生,清除脏切削液里面的金属屑等固体颗粒、油污以及微生物,让切削液不会变质,这就是再生切削液,让切削液保持干净、保证其性能,达到回用的目的。

根据分析切削液变质原因后得知,金属屑等固体颗粒、粉尘、油污等混进切削液后,使得切削液变脏以及微生物大量繁殖,最终导致切削液没法再使用。如果及时将切削液里面的金属屑、粉尘、油污彻底清除干净,截断微生物生存环境,就能使脏切削液再生,重新净化为干净的切削液。在这个过程中还得保证切削液的有效成分不被破坏和损失,也就是要保证切削液的所有性能不变化,只有这样,才能真正使得脏切削液再生,重新回用。也就是在处理脏切削液时达到上述要求,就能达到切削液再生的目的,也就是切削液可以再生,具有可再生性。

五、切削液净化再生的经济效益和设备效益

(1)帮助企业实现清洁生产、美化企业环境、保护员工的身心健康以及提高员工的工作积极性。

(2)帮助企业节省大量费用。排放1吨切削液,需要支付排污费和切削液的成本费用最起码在1000元以上,而切削液再生设备净化1吨废切削液达到回用要求的使用成本很少,可以忽略不计。

(3)保证和提高工件的加工精度。

(4)改善工件表面的光洁度。

(5)提高切削加工效率、降低成本。

(6)节省配新切削液的水资源,为社会节省水资源。

(7)减少机床故障率,延长机床的使用寿命。

(8)解决因不及时添加杀菌剂或杀菌剂失效导致切削液变质发臭的危险以及过量添加杀菌剂导致腐蚀设备和加工零部件的危险。

(9)减少加工过程中的油烟,回收废油。

六、无锡欧贝克切削液再生设备概况,包括除渣、除油以及除微生物功能

1.除渣过程

(1)切削液先经过金属网过滤系统中的金属网过滤,通过负压将0.5毫米以上的粗金属颗粒拦截在金属网中,而且金属网篮里面的金属颗粒含水量较少;

(2)通过滤袋过滤系统中的20微米孔径油水分离过滤袋过滤掉20微米以上的金属颗粒;

(3)通过上述两个过程后,切削液中肉眼可见的金属颗粒基本上能清除干净了,剩下的是微小的溶解在切削液中的细微粉末,然后通过分散油处理系统中的金属颗粒聚集机构将微小粉末聚集为较大颗粒,通过分散油处理系统中金属网筒拦截下来,通过排污系统排出;

(4)最后通过油水分离滤芯聚集机械乳化油系统中的5微米油水分离滤芯进行拦截,彻底清除5微米以上的金属颗粒及粉末,通过排污口排出。

2.除油过程:

(1)切削液集液槽里面的浮油通过防乳化泵抽吸进入设备,直接从设备排油口排出;

(2)袋式除渣系统中带有排油结构,将切削液中的浮油直接排出;

(3)切削液中的分散油通过分散油处理系统快速变为浮油,通过排油口排出;

(4)机械乳化和溶解在切削液里面的杂质油通过油水分离滤芯聚集机械乳化油系统进行聚集,将这些纳米级的微小油滴快速聚集为浮油,通过排油口排出;

(5)最后漏网的油滴通过油水分离滤料精处理系统直接吸收。这样切削液中的杂质油就全部处理干净了。

3.除微生物过程:

根据微生物进入和存在切削液中的两条途径,处理微生物也是通过两条途径:一是通过过滤掉5微米以上的金属颗粒及粉末,从而将粘附在金属颗粒上的微生物一同清理掉;二是切削液中的微生物是以油滴为食物,我们彻底清除切削液中小到纳米级的杂质油时,将这些微生物也一并清除。

4.综合性能说明:

净化再生切削液是欧贝克公司的专利产品、专有技术及专有材料所起的作用,通过市场长时间的检验后,被证明非常有效可靠。此专利既解决了切削液这种含油废水在过滤过程中容易被油堵塞的问题,又解决了设备排油口排出的问题。即在整个过程中,既能彻底清除切削液中的粉尘颗粒、油污和微生物,又能保证切削液中的有效性能不受影响,达到净化再生的要求。

七、无锡欧贝克切削液再生设备的优点

1.除油非常彻底。彻底清除切削液中的杂质油,再生后的切削液中杂质浮油含量低于十万分之一(10PPM),将使用过的切削液还原为新切削液。

2.清渣非常彻底。彻底清除脏切削液里5微米以上的金属屑颗粒和粉末,将黑色的切削液还原为其本色(如乳白色)。根据用户实际情况,精度可选到1微米。

3.除菌能力强。清除脏切削液里的细菌,解决切削液发臭变质问题。

4.占地面积小、操作非常简单。不用电,安全环保,无需专业培训,任何人都可操作。

5.节省费用非常多。节省切削液购买成本,大大减少排污费用,回收废油、金属颗粒,延长刀具使用寿命,提高产品精度,减少机床故障率等。

6.收回投资非常快。一般不超过一年就能收回投资成本。

7.节能减排非常明显、社会效益好。大大延长切削液的使用寿命,甚至无需排放;减少油烟;解决臭味,美化环境,关心员工身心健康。

8.应用范围非常广。除了再生切削液外,还广泛应用于再生磨削液、钻、扩、铰、镗孔等产生的加工液,和清洗零部件产生的清洗液,轧机液等需要净化的含油废水,都可以使这些使用过的含油废水再生为新液,达到回用、节省费用的目的。

9.不影响切削液原有有效性能。再生后的切削液等乳化液其润滑性能、冷却性能、防锈性能、清洗性能等有效成分都不会改变。

10.应用范围广。产品常规流量有50升/小时到3000升/小时的各种规格型号,满足各种规模的机械加工工业企业的使用要求,广泛应用于机床切削液、磨削液、轧机轧制液等乳化液的净化再生。

八、总结

随着现代机械制造业的快速发展,金属切削液的用量迅速增加。研究和推广有效的切削液净化再生设备及废切削液处理新技术,已然成为现代切削液研究的一个重要课题。无锡欧贝克切削液再生设备作为节能型环保设备,它可以达到延长切削液使用寿命,减少废切削液排放的目的,非常符合清洁生产,循环经济的理念。它的研发成功,将给使用单位降低生产成本,降低工件表面粗糙度和提高工件精度,更好地保护了环境,减少了污染物的排放。

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