镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法及其在线配置技术

镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法及其在线配置，该利用方法包括：反向串联节水操作、镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N‑P复合肥回收操作；其在线配置包括：镍锡废水生成系统、镍锡废水收集系统、镍锡分离系统、磷酸镍回收系统和N‑P复合肥回收系统；本发明专利技术利用在线分类回收方法，借助本设计的在线配置，截留收集着色清洗用的水，回收镍锡固体混合物，转化成镍锡盐着色剂；回收利用处理后的中水，并转化成N‑P复合液体肥料，阻断含镍锡废水对废水处理中心的污染，减少工业危废排放，实现含毒废弃物的资源化循环利用。

【技术实现步骤摘要】
镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法及其在线配置
本专利技术涉及铝材加工
，尤其涉及镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法及其在线配置。
技术介绍
铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用。近年来，铝代铜、铝代木、铝代钢、扩大铝应用范围的趋势更加明显。铝加工业既是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。据统计，欧美发达国家人均年消费铝合金32kg以上，而我国人均只有13kg左右，只是发达国家的三分之一左右，国内铝合金消费还有巨大的增长空间。但是，在经济新常态下，铝加工行业能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的共性问题，突显为制约行业发展的瓶颈和障碍。铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会产生不同程度的废气、废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序产生煲模碱性废液，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。铝业废渣来源1、电解熔铸铝灰铝灰产生于铝及铝合金的电解、熔炼及铸造工序，因铝灰造成的铝总损失量在1-12％。每加工一吨原铝，约产生20-40kg铝灰，铝液直接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时量较多，而再生一吨废铝约产生100-250kg铝灰。铝灰可分为两种：一种是一次铝灰，是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生的浮渣及撇渣，主要成分为金属铝和铝氧化物，铝含量可达15％-70％不等，颜色为白色；另一种是二次铝灰，是一次铝灰提铝回收后的废弃物，铝含量较一次铝灰低，一般呈灰黑色。二次铝灰成分复杂，含有金属铝(5-30％)、氧化铝(30-70％)、二氧化硅和三氧化二铁(5-15％)、钾钠钙镁的氯化物(10-30％)以及氮氟砷等有毒有害成分。以下所称铝灰均指二次铝灰。2016年全国电解铝产量3250万吨，挤压及压延加工铝材产量超过2000万吨，每年全国的铝灰量保守估计在200万吨以上，更有数据认为铝灰总量在600-850万吨。铝灰是一种可再生的资源，具有较高的综合回收利用价值，但一直没得到足够的重视，造成了巨大的资源浪费。同时因铝灰渣中含有氟化物、氨氮、砷等有毒有害物质，被列为危险废弃物，在2016年版《国家危险废物名录》中铝灰的废物类别为HW48，危险特性T(Toxicity)-毒性危险废物。随着经济的发展，废铝灰积蓄量将逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、无害化的方法加以处理，将越来越凸显其对环境的严重威胁。目前我国铝灰的回收尚处于起步阶段，缺乏技术成熟可靠、经济性好的回收方法，铝灰处理回收率低、能源消耗和浪费大，利用途径不多。即便处理后的铝灰内仍含有大量有害物质，还是只能堆场堆存或掩埋处理，具有极大的环境危害性，同时厂家承担着巨大的违法风险。2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税法》规定，铝灰排放企业将要交纳1000元/吨的环境保护税。2、挤压表面处理废水废渣铝加工制品的生产要消耗大量的水，每生产1吨铝材至少消耗15吨水，全行业年生产挤压材2000万吨，排放废水近2.25亿吨，废水处理后产生废渣约150万吨，数量极为惊人。2.1、挤压煲模废液废水废渣铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达200-300g/L，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/L以上、反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式，直接排放进废水中心，与氧化工序产生的废酸中和处理。这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占到企业总渣量的28％左右；同时，大量钠离子进入废水中心，污染中水，彻底断绝中水回用的可能性。煲模液这种粗糙的处理方式，企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。2.2、表面处理废水废渣铝材为增强防腐性和装饰性能，要进行表面处理。常用的表面处理方式有阳极氧化着色、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等。表面处理过程产生大量成分复杂的废水。按工艺划分，阳极氧化工艺(图2)产生的废水废渣有：碱蚀液产生的碱性废水废渣，占总渣量的18％；氧化液产生的酸性废水废渣，占总渣量的25％，着色与封孔液产生的含镍废渣，占总渣量9％；喷涂工艺产生的酸性废水废渣，占总渣量的18％。铝加工企业废水中心铝渣来源细分为：煲模液碱渣占总渣量的28％，碱蚀液碱渣占总渣量的18％，氧化液酸渣占总渣量的25％，着色与封孔液镍渣占总渣量9％；喷涂酸性废渣占总渣量的18％。此外，部分企业生产抛光铝材，产生大量的抛光废渣。废水中心收集的废水，含有Al3+、Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+等阳离子，SO42-、F-、NO3-、NO2-、S2-、Cl-、酒石酸根、葡萄糖酸根、醋酸根等阴离子，以及有机酚、表面活性剂和丙烯酸树脂等有机物等。酸性废水、碱性废水通常是混合中和处理，而含铬废水、含镍废水必须单独处理。近年来氧化电泳材比例下降，但大多数铝材厂还是酸性废水多于碱性废水，酸碱水全部混在一起处理，废水混合后呈酸性，需要投入大量的片碱、石灰及PAC、PAM，产生了大量废渣。废渣中的大量金属铝、酸、碱等有用资源没有得到利用，造成巨大资源浪费。废渣属于危险废物，含有氢氧化铝、氟化物、硫化物、镍盐、苯酚、硝酸盐、亚硝酸盐等多种有毒有害物质，环境危害巨大，不可填埋，具有极大的环境危害性。废水中心处理、固液分离后，中水含有钠离子、铵离子、硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、醋酸根、酒石酸根、硫代硫酸根、氯离子、硫离子、氟离子等，不可回用。当前的环保形势，迫使企业要向节能减排及资源循环利用方向转型发展，但缺乏成熟可靠的技术。实现中水全部回用、废渣零产出、资源利用价值最大化，具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。2016年8月1日起施行的最新版《国家危险废物名录》已将酸性及碱性废水废渣列入名录管理，废物类别分别是HW34、HW35。酸、碱渣、铬渣、镍渣已列入最新版《国家危险废物名录》。《中华人民共和国环境保护法》于2018年1月1日起施行，征收排污税。废水按1.4-14元/T、废渣按1000元/T、危废2000元/T缴税。全行业废水纳税22.5亿元、危废纳税30亿元铝业铝灰铝渣减量化资源化方向1、遵循的原则：减量化控制、无害化处理、资源化利用，必须政府推动、企业主导、第三方市场化配置资源，三力合一，才能取得积极进展；2、源头控制，对各药剂槽分类截留，在线转化，资源化利用，降低废水废渣排放量；3、改进表面处理药剂配方，采用无毒、低毒、易回收、易清除的化学组分取代传统的含Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+、NO2-、NO3-、Cl-、F-、CH3COO-、葡萄糖酸根、酒石酸根、S2O32-等的副产品，从源头做起，降低废水回用和固废无害化、资源化利用的技术门槛；4、加强产学研联合，拓展废渣综合利用的思路和领域，实现综合利用价值最大化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，该方法用于回收着色清洗用水，转化成镍锡盐着色剂。本专利技术还提出镍锡盐着色回收着色剂和中水在线配置，该在线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，包括：反向串联节水操作、镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N‑P复合肥回收操作；(1)反向串联节水操作包括：打开阀14，自来水从15#流动水洗槽进，经单通的阀15反向串联至14#流动水洗槽，并从14#流动水洗槽的槽底流出，经阀1、泵1，泵入着色镍锡废水收集罐；(2)所述镍锡废水截留操作包括：将铝材在13#镍锡盐着色槽中利用着色液着色30s‑15min，起挂滴流至少30s；将着色后的铝材进入14#流动水洗槽清洗至少1min，起挂滴流至少30s，并转至15#流动水洗槽后清洗至少1min，起挂滴流至少30s，其中，铝材在13#镍锡盐着色槽着色后会将着色液中的硫酸镍、硫酸亚锡和酒石酸带入并截留于14#流动水洗槽和15#流动水洗槽，按14#流动水洗槽的pH>3.0和15#流动水洗槽pH>5.5，调整阀14以控制自来水的流量；当pH值满足要求时，固定阀14；(3)所述镍锡废水处理操作包括：打开阀1，开启泵1，将14#流动水洗槽的槽底出水口排出的镍锡废水泵入着色镍锡废水收集罐备用；打开阀2和阀3，关闭阀4，开启泵2，将镍锡废水作为反应液泵入镍锡固体回收罐；打开阀4和阀6，开启泵3和1#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀5，将液氨罐的液氨吸入泵3，利用泵3的高速旋转，充分混合反应液；边添加液氨，边检测反应液的pH值，当pH值达到8.5‑9.0时，关闭阀5，停止加入液氨，继续循环搅拌1小时；开启1#压滤机，打开阀7，关闭阀6和阀8，固液分离镍锡固体和一次滤液；反复喷淋、漂洗镍锡固体10分钟后，回收镍锡固体，一次滤液流入磷酸镍回收罐；(4)所述磷酸镍回收操作包括：关闭阀9和阀11，打开阀8和阀10，开启泵4和2#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀9，将磷酸罐的磷酸吸入泵4，利用泵4的高速旋转，充分混合反应液；边添加磷酸，边检测反应液的pH值，当pH值达到6.5‑7.5时，关闭阀门9，停止加药，继续循环搅拌1小时；开启2#压滤机，打开阀11，关闭阀10，固液分离磷酸镍和二次滤液；反复喷淋、漂洗磷酸镍固体10分钟后，回收磷酸镍产品，二次滤液流入复合肥回收罐；(5)所述N‑P复合肥回收操作包括：打开阀12和阀13，开启泵5，将二次滤液经过滤器过滤后，输送至绿化用地，作为含氮和磷的N‑P复合肥使用，过滤器的滤渣为磷酸镍，留存于磷酸镍回收罐，等待下一次回收。...

【技术特征摘要】
1.镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，包括：反向串联节水操作、镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N-P复合肥回收操作；(1)反向串联节水操作包括：打开阀14，自来水从15#流动水洗槽进，经单通的阀15反向串联至14#流动水洗槽，并从14#流动水洗槽的槽底流出，经阀1、泵1，泵入着色镍锡废水收集罐；(2)所述镍锡废水截留操作包括：将铝材在13#镍锡盐着色槽中利用着色液着色30s-15min，起挂滴流至少30s；将着色后的铝材进入14#流动水洗槽清洗至少1min，起挂滴流至少30s，并转至15#流动水洗槽后清洗至少1min，起挂滴流至少30s，其中，铝材在13#镍锡盐着色槽着色后会将着色液中的硫酸镍、硫酸亚锡和酒石酸带入并截留于14#流动水洗槽和15#流动水洗槽，按14#流动水洗槽的pH>3.0和15#流动水洗槽pH>5.5，调整阀14以控制自来水的流量；当pH值满足要求时，固定阀14；(3)所述镍锡废水处理操作包括：打开阀1，开启泵1，将14#流动水洗槽的槽底出水口排出的镍锡废水泵入着色镍锡废水收集罐备用；打开阀2和阀3，关闭阀4，开启泵2，将镍锡废水作为反应液泵入镍锡固体回收罐；打开阀4和阀6，开启泵3和1#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀5，将液氨罐的液氨吸入泵3，利用泵3的高速旋转，充分混合反应液；边添加液氨，边检测反应液的pH值，当pH值达到8.5-9.0时，关闭阀5，停止加入液氨，继续循环搅拌1小时；开启1#压滤机，打开阀7，关闭阀6和阀8，固液分离镍锡固体和一次滤液；反复喷淋、漂洗镍锡固体10分钟后，回收镍锡固体，一次滤液流入磷酸镍回收罐；(4)所述磷酸镍回收操作包括：关闭阀9和阀11，打开阀8和阀10，开启泵4和2#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀9，将磷酸罐的磷酸吸入泵4，利用泵4的高速旋转，充分混合反应液；边添加磷酸，边检测反应液的pH值，当pH值达到6.5-7.5时，关闭阀门9，停止加药，继续循环搅拌1小时；开启2#压滤机，打开阀11，关闭阀10，固液分离磷酸镍和二次滤液；反复喷淋、漂洗磷酸镍固体10分钟后，回收磷酸镍产品，二次滤液流入复合肥回收罐；(5)所述N-P复合肥回收操作包括：打开阀12和阀13，开启泵5，将二次滤液经过滤器过滤后，输送至绿化用地，作为含氮和磷的N-P复合肥使用，过滤器的滤渣为磷酸镍，留存于磷酸镍回收罐，等待下一次回收。2.根据权利要求1所述的镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，13#镍锡盐着色槽中，硫酸亚锡的浓度控制为6-12g/L，硫酸镍的浓度控制为20-30g/L，硫酸的浓度控制为15-20g/L，酒石酸的浓度控制为8-10g/L，pH控制为0.8-1.0，温度控制为20-25℃，处理时间控制为30s-15min，电压控制为14-16V。3.根据权利要求1所述的镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，所述镍锡废水处理操作中，镍锡固体包含氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体，向回收的镍锡固体中，添加纯水、锡粉和硫酸，转化成硫酸亚锡和硫酸镍；硫酸添加适当过量，反应终点为pH达到＝0.8-1.0；在(纯水重量/固体混合物重量)＝3和锡粉适当过量的条件下，沉淀和过滤反应液，得到硫酸亚锡和硫酸镍混合的不饱和溶液和滤渣；该不饱和溶液pH值＝0.8-1.0、含量低于饱和点且可制作液体镍锡盐着色剂；滤渣为锡粉，留存于反应器中，等待下一次反应。4.根据权利要求3所述的镍锡盐着色回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，所述镍锡废水处理操作中，利用硫酸亚锡和硫酸镍配置出液体镍锡盐着色剂，先滴定硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液含量，然后按(硫酸镍浓度/硫酸亚锡浓度)＝2.5和(硫酸镍浓度/酒石酸浓度)＝25/8，调整药剂配比，将硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液转化成液体镍锡盐着色剂，直接添加进13#镍锡盐着色槽。5.根据权利要求4所述的镍锡...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊映明，
申请(专利权)人：佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44