पिक्लिंग (धातु)

पिक्लिंग धातु की सतह का व्यवहार है जिसका उपयोग लौह धातुओं, तांबे, मूल्यवान धातुओं और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से दाग, अकार्बनिक प्रदूषक और जंग या मिल स्केल जैसी अशुद्धियों को हटाने के लिए किया जाता है। इस प्रकार पिक्लिंग लिकर नामक घोल, जिसमें सामान्यतः अम्ल होता है, जिसका उपयोग सतह की अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सामान्यतः विभिन्न स्टील निर्माण प्रक्रियाओं में स्टील को डीस्केल करने या साफ करने के लिए किया जाता है।

प्रक्रिया
धातु की सतहों में अशुद्धियाँ हो सकती हैं जो उत्पाद के उपयोग या आगे की प्रक्रिया जैसे धातु प्लेटिंग या पेंटिंग को प्रभावित कर सकती हैं। इन अशुद्धियों को साफ करने के लिए सामान्यतः विभिन्न रासायनिक समाधानों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और सल्फ्यूरिक अम्ल जैसे सशक्त अम्ल सामान्य हैं, किन्तु विभिन्न अनुप्रयोगों में विभिन्न अन्य अम्ल का उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त धातु की सतहों की क्लीनिंग के लिए क्षारीय घोल का उपयोग किया जा सकता है। समाधानों में सामान्यतः वेटिंग एजेंट और संक्षारण अवरोधक जैसे योजक भी होते हैं। यदि स्केलिंग की आवश्यकता नहीं है तो पिक्लिंग को प्रायः अम्ल क्लीनिंग भी कहा जाता है।

विभिन्न हॉट वर्किंग प्रक्रियाएं और उच्च तापमान पर होने वाली अन्य प्रक्रियाएं सतह पर विवर्णन ऑक्साइड परत या स्केल छोड़ देती हैं। स्केल को हटाने के लिए वर्कपीस को पिक्लिंग लिकर के बर्तन में डुबोया जाता है। कोल्ड रोलिंग ऑपरेशन से पहले, हॉट रोल्ड स्टील को सामान्यतः पिकलिंग लाइन से निकाला जाता है जिसके प्रयोग से सतह के स्केल को समाप्त किया जा सकता है।

इस प्रकार स्टील निर्माण में उपयोग किया जाने वाला प्राथमिक अम्ल हाइड्रोक्लोरिक अम्ल है, चूंकि सल्फ्यूरिक अम्ल पहले अधिक सामान्य था। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल सल्फ्यूरिक अम्ल की तुलना में अधिक मूल्यवान है, किन्तु यह आधार धातु के हानि को कम करते हुए बहुत तीव्रता से घुलता है। स्वचालित स्टील मिल में एकीकरण के लिए गति आवश्यकता है जो 800 फीट/मिनट (≈243 मीटर/मिनट) तक की गति से उत्पादन करती हैं।

इस प्रकार 6% से कम या उसके सामान्य मिश्र धातु पदार्थ वाले कार्बन स्टील को अधिकांशतः हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक अम्ल में मिलाया जाता है। 6% से अधिक मिश्र धातु पदार्थ वाले स्टील को दो चरणों में पिक्लिंग चाहिए और अन्य अम्ल का उपयोग करना चाहिए, जैसे फॉस्फोरिक अम्ल, नाइट्रिक अम्ल और हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल जंग- और अम्ल-प्रतिरोधी क्रोमियम-निकल स्टील्स को पारंपरिक रूप से हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक अम्ल के बाथ में पकाया जाता है। अधिकांश तांबे की मिश्रधातुओं को तनु सल्फ्यूरिक अम्ल में पिक्लिंग किया जाता है, किन्तु पीतल को सोडियम क्लोराइड और सूट के साथ मिश्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक अम्ल में पिक्लिंग किया जाता है।

आभूषण बनाने में, सोल्डरिंग और एनीलिंग के समय तांबे और स्टर्लिंग चांदी को गर्म करने के परिणामस्वरूप बनने वाली कॉपर ऑक्साइड परत को हटाने के लिए पिक्लिंग का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार पतला सल्फ्यूरिक अम्ल पिक्लिंग वाला बाथ पारंपरिक रूप से उपयोग किया जाता है, किन्तु इसे साइट्रिक अम्ल से परिवर्तित किया जा सकता है।

इस प्रकार अम्ल पिकलिंग से निकलने वाली शीट स्टील मध्यम उच्च आर्द्रता की वायुमंडलीय स्थितियों के संपर्क में आने पर ऑक्सीकरण कर देती है। इस कारण से, वायु में नमी में अवरोध उत्पन्न करने के लिए आयल की पतली फिल्म या इसी तरह की जलरोधी कोटिंग लगाई जाती है। इस आयल फिल्म को पश्चात् में विभिन्न निर्माण, प्लेटिंग या पेंटिंग प्रक्रियाओं के लिए हटा दिया जाना चाहिए।

हानि
इस प्रकार अम्ल क्लीनिंग की सीमाएं हैं क्योंकि इसकी संक्षारकता के कारण इसे संभालना कठिन है, और यह सभी स्टील्स पर प्रयुक्त नहीं होता है। कुछ मिश्रधातुओं और उच्च-कार्बन स्टील्स के लिए हाइड्रोजन उत्सर्जन समस्या बन जाता है। अम्ल से निकलने वाला हाइड्रोजन सतह के साथ प्रतिक्रिया करता है और इसे भंगुर बना देता है, जिससे दरारें पड़ जाती हैं। इस प्रकार व्यवहार योग्य स्टील्स के साथ इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, वांछित पिक्लिंग दर सुनिश्चित करने के लिए अम्ल सांद्रता और समाधान तापमान को नियंत्रण में रखा जाना चाहिए।

अपशिष्ट उत्पाद
इस प्रकार पिक्लिंग का स्लज पिक्लिंग से निकलने वाला अपशिष्ट उत्पाद है, और इसमें अम्लीय रिंस जल, लौह क्लोराइड, और धात्विक लवण और अपशिष्ट अम्ल सम्मिलित होते हैं। संयुक्त राज्य पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा व्यय की गई पिक्लिंग लिकर को हैजर्डस अपशिष्ट माना जाता है। स्टील प्रक्रियाओं से पिक्लिंग स्लज को सामान्यतः चूने (खनिज) के साथ अप्रभावी कर दिया जाता है और लैंडफिल में समाप्त किया जाता है क्योंकि ईपीए अब इसे अप्रभावी करने के पश्चात् हैजर्डस अपशिष्ट नहीं मानता है। चूने को निष्क्रिय करने की प्रक्रिया व्यय किए गए अम्ल का पीएच बढ़ा देती है। अपशिष्ट पदार्थ अपशिष्ट निर्धारण के अधीन है जिससे यह सुनिश्चित किया जा सके कि कोई विशेषता या सूचीबद्ध अपशिष्ट उपस्थित नहीं है। 1960 के दशक से, हाइड्रोक्लोरिक पिकलिंग स्लज को अधिकांशतः हाइड्रोक्लोरिक अम्ल प्रणाली में व्यवहारित किया जाता है, जो कुछ हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और फेरिक ऑक्साइड को पुनः प्राप्त करता है। शेष को अभी भी निष्प्रभावी किया जाना चाहिए और लैंड फिलिंग में नियंत्रित किया जाना चाहिए या अपशिष्ट प्रोफ़ाइल विश्लेषण के आधार पर हैजर्डस अपशिष्ट के रूप में प्रबंधित किया जाता है। इस प्रकार नाइट्रिक अम्ल पिक्लिंग के उप-उत्पाद उर्वरक प्रोसेसर जैसे अन्य उद्योगों के लिए विपणन योग्य हैं।

विकल्प
इस प्रकार स्मूथ क्लीन सर्फेस (एससीएस) और एको पिक्ड सर्फेस (ईपीएस) नवीनतम विकल्प हैं। एससीएस प्रक्रिया में, सतह ऑक्सीकरण को इंजीनियर अपघर्षक का उपयोग करके हटा दिया जाता है और प्रक्रिया आयल फिल्म या अन्य सुरक्षात्मक कोटिंग की आवश्यकता के बिना सतह को पश्चात् के ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी बना देती है। ईपीएस अम्ल पिक्लिंग के लिए अधिक प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन है। अम्ल पिक्लिंग रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करता है जबकि ईपीएस यांत्रिक साधनों का उपयोग करता है। अम्ल पिक्लिंग की तुलना में ईपीएस प्रक्रिया को पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है और यह कार्बन स्टील को उच्च स्तर का जंग प्रतिरोध प्रदान करता है, आयल कोटिंग लगाने की आवश्यकता को समाप्त करना जो अम्ल-पिकल्ड कार्बन स्टील के लिए ऑक्सीकरण में अवरोध के रूप में कार्य करता है।

वैकल्पिक विधियों में यांत्रिक क्लीनिंग भी सम्मिलित है जैसे अपघर्षक ब्लास्टिंग, ग्राइंडिंग ,वायर ब्रशिंग, हाइड्रोक्लीनिंग और लेजर क्लीनिंग आदि। यह विधियाँ सामान्यतः पिक्लिंग जैसी साफ़ सतह प्रदान नहीं करती हैं।