近幾年來，我G切削液生產(chǎn)發(fā)展較快，新產(chǎn)品不斷推出，但歸納起來，它們的基本成分都是由油、水和各種化學添加劑配制而成。生產(chǎn)中常用的切削液有切削油、乳化液和水溶液三大類。切削油潤滑和防銹性好，但冷卻和清洗性較差，切削時在切削區(qū)會形成油霧，造成環(huán)境污染，同時油資源消耗多，生產(chǎn)成本高。水基切削液的冷卻和清洗性較好，但防銹性較差。乳化液具有一定的潤滑性、冷卻性、清洗性和防銹性，是目前生產(chǎn)中使用**廣泛的一種切削液。但它的使用壽命短，廢液多，排放時水質(zhì)污染較嚴重，因此必須進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，廢液的回收處理，以及如何延長乳化液使用壽命等問題，介紹如下。
乳化液的組成及其凈化方法
1. 乳化液的組成 
乳化液是用礦物油、乳化劑(如石油磺酸鈉、磺化蓖麻油等)及添加劑預先配制好的乳化油，加水稀釋而成。因為油不溶于水，為了使兩者混合，所以必須加入乳化劑。乳化劑是一種表面活性劑，它的分子是由極性基團和非極性基團兩部分組成。前者親水，可溶于水；后者親油，可溶于油。把油在水中攪拌成細粒時，乳化劑分子能定向地排列吸附在油水兩界面上，把油和水連接起來，使分離的細粒不再因凝聚而浮游在水中，成為浮濁液。乳化液中含乳化油少，即濃度低的(如濃度為3%～5%)，冷卻和清洗作用較好，適于粗加工和磨削；濃度高的(如濃度為10%～20%)，潤滑作用較好，適于精加工(如拉削和鉸孔等)。為了進一步提高乳化液的潤滑性能，還可加入一定量的氯、硫、磷等極壓添加劑，配制成極壓乳化液。 
2. 乳化液的凈化方法 
近幾年來研究表明，如將切削液中的雜質(zhì)(如碎屑、砂輪粉末等)從40μm降低到10μm，刀具耐用度可延長1～3倍。由于人們的肉眼看不見小于40μm的微粒，所以當切削液中的雜質(zhì)，尺寸小于20μm，常被人們所忽視，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。在切削加工時，它們將進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，產(chǎn)生強烈摩擦，使切削溫度增加，并使刀具耐用度大大降低，同時使加工表面質(zhì)量變差。因此，目前的研究認為，無論是精密加工，還是在鉆削、擴孔、鉸孔和鏜孔等普通加工中，為了提高刀具耐用度和可靠性，改善零件加工質(zhì)量，均應使用凈化的切削液。此外，清潔的切削液還可防止微生物的生長。乳化液的使用壽命短、易變質(zhì)，與在乳化液中微生物的生長有重要關系。在乳化液中微生物的繁殖十分驚人。乳化液含細菌量的標準是不超過1000個/mL，當細菌繁殖到大于0.1×10⁵～1×10⁶個/mL時，乳化液就會變質(zhì)發(fā)臭，并會污染周圍環(huán)境，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。保持乳化液的清潔可以將細菌繁殖降****低。
　

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 圖1 乳化液的多級過濾裝置

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)及時去除。常用的凈化方法有：過濾法和分離法。過濾法是使用多孔材料，如銅絲網(wǎng)、布質(zhì)網(wǎng)、泡沫塑料等制成過濾器，以除去在工作時乳化液產(chǎn)生的雜質(zhì)；分離法是應用重力沉淀、慣性分離、磁性分離等裝置，除去在工作時乳化液產(chǎn)生的雜質(zhì)。實際生產(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。它不僅制造簡單，結構緊湊，并且過濾效果好，能保證乳化液具有較高的清潔度。
該裝置由液壓泵6、旋渦分離器2和5(粗濾5，精濾2)、磁性分離器10、高壓密封箱4、過濾箱11、貯液箱7、溢流閥3及控制閥1和8等組成。工作時，液壓泵6將乳化液從貯液箱7內(nèi)抽出并壓入到**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，然后充滿整個密封箱4并使箱內(nèi)產(chǎn)生高壓。當壓力達到一定值后，乳化液被壓入到第二級旋渦分離器2內(nèi)，進行精濾凈化處理，并將5～10μm的細小微粒分離出來。經(jīng)過上述凈化處理后的乳化液便可引向機床工作區(qū)使用。而使用過的含雜質(zhì)較多的乳化液，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)。經(jīng)過磁性分離處理，將其中含有切屑的雜質(zhì)進行初步處理，然后再流回到貯液箱7內(nèi)繼續(xù)使用。使用中，如需暫時切斷乳化液的供給(例如要更換加工零件)，只要關閉控制閥，乳化液就會通過溢流閥3而流回到貯液箱7內(nèi)，使整個過濾凈化系統(tǒng)不中斷工作。
據(jù)報道，G外還研制出一種利用轉子——定子系統(tǒng)作為基礎的乳化液凈化處理裝置(俄羅斯****號**503895)，它是根據(jù)流動乳化液在通過變截面的孔時具有較大壓力降和速度梯度聲空現(xiàn)象原理，故能獲得高度彌散細小的乳化液，乳化液中的微?？善扑槌?.8～1.2μm。據(jù)稱，這是凈化乳化液**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械油600～800kg)及表面活性劑，過去由于對它的危害性認識不足，所以都采用直接排放。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，這種含油污水的排放量與日俱增。據(jù)不完全統(tǒng)計，中G大陸僅機械工業(yè)廢乳化液的日排放量已逾2億噸。含油污水造成的環(huán)境污染日益嚴重，嚴重地影響了水生動植物的生長、農(nóng)業(yè)灌溉和人們的生活用水。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，所以更難清除，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重。因此，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，既符合環(huán)保要求，又可節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。#p#分頁標題#e#
1. 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→廢水排放或供再循環(huán)使用。廢乳化液處理的關鍵工藝是要使油水分離，即破乳。也就是要將乳化液中的油滴，從水的包圍中分離出來，并使油滴相互聚集，然后借助于重力分離作用，使油、水分離開來。
o 廢乳化液的破乳方法 
廢乳化液的破乳方法，主要有酸化法和聚化法兩種。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。由于在目前的乳化液配方中，多數(shù)選用陰離子型乳化劑(如石油磺酸鈉、磺化蓖麻油)，所以遇到酸就會破壞，乳化生成相應的有機酸，使油水分離，而酸中氫離子的引入，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%，濃度為37%；如果采用廢酸時，則酸的用量應適當加大。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)，以達到乳化液破乳的目的。酸化法的優(yōu)點是油質(zhì)較好，成本低廉，水質(zhì)也好，水質(zhì)中含油量一般在20mg/L以下，化學耗氧量(COD)值也比其它破乳方法低；其缺點是沉渣較多。聚化法的優(yōu)點是投藥量少，一般工廠均有條件使用，但油質(zhì)較差。
　

1.傳動機構 2.甩油盤 3.活塞泵 4.容器 5.油罐 6.斜槽 圖2 去除浮油的裝置

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、12.泵 11.破乳箱 圖3 廢乳化液回收處理流程示意圖

o 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，它是利用浸在液體中旋轉著的甩油盤2來實現(xiàn)的。浮油黏附在盤上，利用刮板把油刮下來并沿著斜槽6流聚到油罐5中，然后用活塞泵3再將油從罐5中抽出并輸送到容器4中，甩油盤的旋轉是通過傳動機構1來實現(xiàn)的。
2. 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。它是由貯液箱1、去除浮油裝置2、貯酸槽3、電凝器4、破乳箱11、貯油罐6和9，以及水箱5等組成。工作時，將使用過的廢乳化液先匯流集中到貯液箱1內(nèi)，靜置一段時間，使其中的雜質(zhì)(如碎屑、砂輪粉末等)沉淀于箱底，部分懸浮在液面上的油層利用去除浮油裝置2使其導入到貯油罐9內(nèi)。沉淀過的乳化液用泵12吸入到破乳箱11內(nèi)，而在吸管入口處應裝有銅絲網(wǎng)過濾器。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，以調(diào)整PH值(酸鹼值)，并促使油、水分離，而飄浮在箱11中液面上的浮油用去除浮油裝置2也導入到貯油罐9中，然后用油泵8將其從罐9內(nèi)吸出并送到貯運罐中。在破乳箱中破乳后的液體再用泵10輸送到電凝器4中，通過壓縮空氣的攪拌使其中油料成懸浮凝結狀被分離出來，并將它引入到貯油罐6內(nèi)，而沉渣可從電凝器4的下端排出。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，合格后即可排放。
根據(jù)GB3551規(guī)定，工業(yè)污水排放標準須符合如下要求：
PH值為6~9，化學耗氧量(COD)<100mg/L，含油量<10mg/L，懸浮物500mg/L。如取水樣化驗仍達不到排放要求，可將水再通入放置有活性碳的吸附塔內(nèi)，利用活性碳吸附，去除水中有機污染物質(zhì)，但用聚沉法處理一噸污水，要用20 kg活性碳，很不經(jīng)濟。因此，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。所謂篩馀就是不符合一定規(guī)格的小煤粒。活性小煤粒具有比活性碳更大的表面積，故其吸附效果比活性碳更為理想。
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，就會變質(zhì)發(fā)臭，為了保證乳化液的質(zhì)量及延長的使用壽命，乳化液應隨用隨配，不宜久藏。乳化液應置放在室內(nèi)或有擋陽的地方，溫度應保持在2℃～27℃，貯液箱上要加蓋，以防灰塵等雜質(zhì)落入，影響使用質(zhì)量。
　

表1水的硬度對乳化液中細菌繁殖數(shù)的影響
乳化液濃度	稀釋水	經(jīng)過天數(shù)
		0	1	2	3	4
1:25	蒸餾水	0.1	2.8	4.5	8.6	9.1
	軟水72ppm	0.1	14.7	10.2	13.2	15.9
	硬水700ppm	0.1	10.5	16.3	21.0	33.4
注：菌數(shù)單位×106#p#分頁標題#e#

配制乳化液時應先將水放在配制桶內(nèi)，再根據(jù)濃度要求將乳化油慢慢注入水中，一邊注入，一邊攪拌，使其形成均勻的乳化液。水溫不應過低，否則容易產(chǎn)生結塊現(xiàn)象。應注意的是，目前不少操作者在配制乳化液時，都是先用桶到倉庫內(nèi)*取乳化油，然后直接放水稀釋，這樣不易使乳化油在水中攪拌均勻，難以保證質(zhì)量。配制乳化液時還應注意水質(zhì)硬度，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，水的硬度應在100~200ppm之間。硬度過大的水不但會影響乳化液的穩(wěn)定性和防銹性，并會加快細菌的繁殖，見表1。為此，需進行軟化處理。如可加入洗滌蘇打NaCO3．10H2O或采用蒸餾水。G外常用凈水來配制乳化液。凈水實際上是去離子水。用去離子水配制的乳化液，在使用中沒有殘留物，不腐蝕機床和工件，而且乳化液不易變質(zhì)，使用壽命長。但價格較貴，主要用于精密加工等有特殊要求的場合。
乳化液應注意日常的維護與管理，要定期對水質(zhì)、系統(tǒng)清潔度和系統(tǒng)液量進行檢測。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。由于在生產(chǎn)過程中會帶走部分乳化液，所以每天要及時補充新液，使系統(tǒng)總液量不變。補液時，應注意倒入液槽的位置要低、速度要慢。必須指出，乳化液要經(jīng)常不斷地循環(huán)使用，停機較長時間不工作的乳化液(如五一和十一G慶節(jié)放長假)，仍需定時進行循環(huán)(**少應隔3～4天，開動液壓泵一次)、攪拌或通入空氣；或加殺菌劑、補充添加劑等，以防止乳化液中厭氧菌大量繁殖，導致乳化液變質(zhì)。
　

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、M2…Mn.機床 圖4 乳化液集中供給示意圖

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%。濃度過高泡沫多，成本也高，刺激皮膚，冷卻性差；濃度過低，則防銹性、抑制細菌能力和潤滑性都變差。導致濃度下降的原因很多，如水質(zhì)的硬度高、乳脂和油脂析出、細菌污染、乳化劑消耗、乳化液不穩(wěn)定等，視情況須及時加以調(diào)整。乳化液的PH值應呈中性或略帶鹼性，即PH值應為7～9。當PH值小于6時，乳化液就不穩(wěn)定，會起腐蝕作用。如果PH值下降，可加一些NaOH或蘇打，但不能加得太多。如果PH值上升，則應添加一些新配制的乳化液。研究表明，當PH值由12～14下降到8～9時，此時乳化液中細菌繁殖極快，應加入殺菌劑(如亞甲二氯化酚、乙二胺四酯酸EDTA等)。殺菌劑用于乳化液中，僅起一種沖擊性殺菌作用，所以要定期反覆使用，大約一個月左右加一次。但經(jīng)常使用同一種殺菌劑，亦會造成細菌的抗藥性。
為了延長乳化液的使用壽命，還可采用集中供液的方法。所謂集中供液就是將多臺濕式加工的、使用相同的切削方式和材料的，每臺機床上各自獨立的乳化液供給裝置，合并為一個供給系統(tǒng)，如圖4所示。
集中供液由于采用了大循環(huán)、大流量、大行程液體回流，所以乳化液的熱量散發(fā)快，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有內(nèi)循環(huán)(見圖4中C回路)，使大流量的乳化液能不間斷地流動，有效地抑制了細菌的生長，同時也易于對乳化液的性能指標(如PH值、濃度以及泡沫等)實現(xiàn)自動控制，確保乳化液的質(zhì)量。此外，集中供液也便于污液的集中凈化處理，保護生態(tài)環(huán)境。中G大陸上海大眾汽車有限公司發(fā)動機廠對乳化液采用集中供液后，使乳化液的平均壽命比單機分散供液時提高了2.5倍，取得了顯著的經(jīng)濟效益。但集中供液一次性投入的成本較高。
實踐證明，乳化液只要正確供給、配制、存放、保管和殺菌，它的使用壽命即可大大延長。