一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法技术方案

技术编号:20348016 阅读:26 留言:0更新日期:2019-02-16 10:59
本发明专利技术公开了一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,包括化铣废液分离单元、纳米γ‑AlOOH合成单元、化铣废液再生回用单元和污泥脱水单元。化铣废液通过膜分离器的分离作用后,滤渣送入污泥脱水单元,滤液进入纳米γ‑AlOOH合成单元生成纳米γ‑AlOOH水溶液,水溶液在精密微滤机的作用下得到的块状纳米γ‑AlOOH运送至干燥区得到产品,滤液在补充化铣原料后返还化铣加工槽内进行回用,完成一个回路循环。本发明专利技术同时实现处理化铣废液和铝资源回收的目的。此外,系统在有效降低化铣废液中偏铝酸钠的含量后,经过调质后使其达到化铣液的生产加工要求,实现废水及缓蚀剂的再生回用。本发明专利技术具有生产条件温和、能耗低、资源回收利用和物质的闭环循环等清洁生产的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法
本专利技术涉及锂铝合金化铣加工废液的处理和再生回用
,特别涉及一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,包括废液的处理、再生回用和铝的回收即纳米材料γ-AlOOH的提取。
技术介绍
化学铣切(简称化铣)是一种非传统的加工工艺,通过这种工艺可以在强腐蚀性溶液中加工材料,并且可以加工复杂几何形状和精确尺寸的零部件。其已经广泛应用于现代航空航天工业中钢铁或铝合金产品的制造。对于铝合金多采用以氢氧化钠为主要组分的碱性腐蚀溶液,对锂铝合金进行碱性溶液腐蚀加工时,随着加工次数和时间的增加,溶液中偏铝酸根离子浓度急剧升高,以致达不到化铣精度的要求,失去化铣加工能力,成为化铣废液。锂铝合金化铣废液中还含有大量NaOH(100-240g/L)、AlO2-(70-100g/L),Na2S:(20-40g/L),三乙醇胺:(25-45g/L)和少量重金属离子。其属于强碱性溶液,该废液不仅处理费用高,排出后对环境具有较大的危害,且造成了大量的资源浪费。因此,为了减少资源浪费和保护环境,需要我们探索锂铝合金化铣废液再生循环利用的方法。随着环境问题的加剧和废水排放标准的严格要求,人们在不断探索处理化铣废液的方法。现今对铝合金化铣废液的处理方法和实践应用中,主要有以下方法:1、晶种法:在失效化铣废液中添加氢氧化铝晶种,并控制一定的温度让其发生结晶反应,此过程中温度是结晶过程的重要条件,因此需安装极其复杂和昂贵的温控设备;2、蒸发浓缩法:将化铣废液过滤除去渣滓,用水稀释,再加入晶种,让它发生结晶反应。然后将析出氢氧化铝晶种的溶液进行离心分离,上清液引入回收槽中,对其蒸发浓缩后返回化铣槽中再度使用。此法耗能高、时间周期长;3、用于锅炉烟尘喷淋水的中和方法,调节水的PH值;4、加入H2SO4、HCl制作工业净水剂。以上方法存在反应条件苛刻、反应时间长、能耗高、存在重金属二次污染等缺点,没有得到有效的应用与推广,因此急需找到一种反映条件温和、低能耗、无二次污染的化铣废液处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,通过向锂铝合金化铣废液中添加CTAB和H2O2形成纳米γ-AlOOH沉淀的方法,实现处理化铣废液和同时回收高附加值铝资源的目的。在化铣废液中偏铝酸根大幅降低后,向废液中补充部分原料(NaOH、Na2S、TEOA),使其达到化铣加工要求并回用,实现废水及缓蚀剂的再生回用。以解决化铣废液循环次数低以及处理成本高等现有技术中的问题,且具有废物回收利用、能耗低、清洁生产的优点。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案为:一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,其特征在于:所述系统包括化铣废液分离单元、纳米γ-AlOOH合成单元、化铣废液再生回用单元和污泥脱水单元;所述化铣废液分离单元包括化铣废液储存槽、膜分离器;化铣废液储存槽内的化铣废液经管道运输到膜分离器内,通过膜分离器内滤膜的分离作用使滤渣留在滤膜上,滤液进入纳米γ-AlOOH合成单元;所述纳米γ-AlOOH合成单元包括罐式搅拌器、加药箱、纳米γ-AlOOH水溶液储存槽:化铣废液滤液由管道输送到罐式搅拌器后,打开加药箱阀门向罐式搅拌器内加入过氧化氢(H2O2)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液,在罐式搅拌器的搅拌下反应合成纳米γ-AlOOH水溶液并集中储存于纳米γ-AlOOH水溶液储存槽中;所述化铣废液再生回用单元包括滤液调质池、化铣加工槽、精密微滤机;纳米γ-AlOOH溶液由泵和管道输送到精密微滤机,成块的纳米γ-AlOOH由其下部卸料口排出后运送至干燥区干燥,精密滤液输送至滤液调质池,向滤液中补充Na2S、NaOH、三乙醇胺(TEOA)化铣原料,老化1-2天即可回用;所述污泥脱水单元包括污泥收集槽、污泥调质槽和叠螺污泥脱水机;膜分离器内的污泥经管道运送至污泥收集槽,并输送至污泥调质槽,经调质后送入叠螺污泥脱水机,进行泥水分离;所述方法包括如下步骤:a、将锂铝合金化铣废液进行过滤,分出化铣废渣和化铣滤液;b、将步骤a得到化铣废渣(即固体污泥)进行滤干、排净、淋洗、反吹出来后排入污泥储存槽,并向污泥储存槽内加入絮凝剂调质后进行脱水固化处理;脱水固化处理所得的固体滤渣收集并回收处理,脱出的废弃滤液并入污水处理管网按常规污水处理;c、将步骤a得到的化铣滤液加入罐式搅拌器中,并加入CTAB水溶液和H2O2混合,生成纳米γ-AlOOH水溶液;并将纳米γ-AlOOH水溶液送入精密微滤机进行过滤分离,得γ-AlOOH及可再生的滤液,将γ-AlOOH干燥后回收即可;d、将步骤c中的可再生滤液导入滤液调质池中,并中加入适量的Na2S、NaOH、三乙醇胺调质,老化1-2天后返回化铣加工槽内进行回用。进一步的:步骤d中加入的各原料的量,以使加入可再生滤液中的各组分浓度达到化铣液的要求为准。进一步的:本系统中膜分离器内的滤膜为耐碱耐高温的聚醚砜(PES)材质,精密微滤机中的膜组件为耐碱的聚丙烯(PP)材质。进一步的:步骤b中脱水固化后的固体滤渣收集并回收处理,脱出的废弃滤液并入污水处理管网按常规污水处理。进一步的:化铣加工槽内对锂铝合金化铣加工最佳温度为90℃,加工完成后,化铣废液无需冷却即可输送至罐式搅拌器中进行合成反应。进一步的:加入到罐式搅拌器中的十六烷基三甲基溴化铵水溶液的质量浓度为0.75-1t/m3,加药量为1m3CTAB水溶液/m3化铣废液;H2O2加药量为1.69m3(H2O2)/m3化铣废液。进一步的:在膜分离器工作运行时,使其中压力保持在0.35MPa-0.45MPa,精密微滤机对滤管上的滤饼进行快速反吹卸料时,快速通入0.6MPa的压缩气体。本专利技术的优点是:本专利技术结构简单,成本低,有效的实现了化铣废液的再生利用,且同时实现了处理化铣废液和铝资源回收的目的。系统在有效降低化铣废液中偏铝酸钠的含量后,经过调质后使其达到化铣液的生产加工要求,实现废水及缓蚀剂的再生回用。本专利技术具有生产条件温和、能耗低、资源回收利用和物质的闭环循环等清洁生产的优点。此外,化铣加工槽内对锂铝合金化铣加工最佳温度为90℃,加工完成后,化铣废液无需冷却即可输送至罐式搅拌器中进行合成反应,整个系统还具有节能的优点。附图说明图1为本专利技术系统结构图;图2为本专利技术工艺流程图。图中序号说明,1为1号泵;2为运泥斗车;3为叠螺式污泥脱水机;4为污泥收集槽;5为污泥调质池;6为污泥调质池加药口;7为化铣加工槽;8为8号泵;9为化铣废液储存槽;10为膜分离器;11为11号泵;12为罐式搅拌器;13为13号泵;14为AlOOH水溶液储存槽;15为加药流量计;16为CTAB加药箱;17为H2O2加药箱;18为18号泵;19为精密微滤机;20为传送带;21为干燥区;22为22号泵;23为取样为加药口;24为滤液调质池;101为101号阀;102为102号阀;103为103号阀;104为水阀;105为气阀;106为106号阀;107为107号阀;108为108号阀;109为109号阀;110为110号阀;111为111号阀;112为112号阀;113为113号阀;114为114号阀;115为115号阀;116为116号阀;117为117本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,其特征在于:所述系统包括化铣废液分离单元、纳米γ‑AlOOH合成单元、化铣废液再生回用单元和污泥脱水单元;所述化铣废液分离单元包括化铣废液储存槽、膜分离器;化铣废液储存槽内的化铣废液经管道运输到膜分离器内,通过膜分离器内滤膜的分离作用使滤渣留在滤膜上,滤液进入纳米γ‑AlOOH合成单元;所述纳米γ‑AlOOH合成单元包括罐式搅拌器、加药箱、纳米γ‑AlOOH水溶液储存槽:化铣废液滤液由管道输送到罐式搅拌器后,打开加药箱阀门向罐式搅拌器内加入过氧化氢(H2O2)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液,在罐式搅拌器的搅拌下反应合成纳米γ‑AlOOH水溶液并集中储存于纳米γ‑AlOOH水溶液储存槽中;所述化铣废液再生回用单元包括滤液调质池、化铣加工槽、精密微滤机;纳米γ‑AlOOH溶液由泵和管道输送到精密微滤机,成块的纳米γ‑AlOOH由其下部卸料口排出后运送至干燥区干燥,精密滤液输送至滤液调质池,向滤液中补充Na2S、NaOH、三乙醇胺(TEOA)化铣原料,老化1-2天即可回用;所述污泥脱水单元包括污泥收集槽、污泥调质槽和叠螺污泥脱水机;膜分离器内的污泥经管道运送至污泥收集槽,并输送至污泥调质槽,经调质后送入叠螺污泥脱水机,进行泥水分离;所述方法包括如下步骤:a、将锂铝合金化铣废液进行过滤,分出化铣废渣和化铣滤液;b、将步骤a得到化铣废渣进行滤干、排净、淋洗、反吹出来后排入污泥储存槽,并向污泥储存槽内加入絮凝剂调质后进行脱水固化处理;脱水固化处理所得的固体滤渣收集并回收处理,脱出的废弃滤液并入污水处理管网按常规污水处理;c、将步骤a得到的化铣滤液加入罐式搅拌器中,并加入CTAB水溶液和H2O2混合,生成纳米γ‑AlOOH水溶液;并将纳米γ‑AlOOH水溶液送入精密微滤机进行过滤分离,得γ‑AlOOH及可再生的滤液,将γ‑AlOOH干燥后回收即可;d、将步骤c中的可再生滤液导入滤液调质池中,并中加入适量的Na2S、NaOH、三乙醇胺调质,老化1‑2天后返回化铣加工槽内进行回用。...

【技术特征摘要】
1.一种锂铝合金化铣废液的处理回用系统及方法,其特征在于:所述系统包括化铣废液分离单元、纳米γ-AlOOH合成单元、化铣废液再生回用单元和污泥脱水单元;所述化铣废液分离单元包括化铣废液储存槽、膜分离器;化铣废液储存槽内的化铣废液经管道运输到膜分离器内,通过膜分离器内滤膜的分离作用使滤渣留在滤膜上,滤液进入纳米γ-AlOOH合成单元;所述纳米γ-AlOOH合成单元包括罐式搅拌器、加药箱、纳米γ-AlOOH水溶液储存槽:化铣废液滤液由管道输送到罐式搅拌器后,打开加药箱阀门向罐式搅拌器内加入过氧化氢(H2O2)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液,在罐式搅拌器的搅拌下反应合成纳米γ-AlOOH水溶液并集中储存于纳米γ-AlOOH水溶液储存槽中;所述化铣废液再生回用单元包括滤液调质池、化铣加工槽、精密微滤机;纳米γ-AlOOH溶液由泵和管道输送到精密微滤机,成块的纳米γ-AlOOH由其下部卸料口排出后运送至干燥区干燥,精密滤液输送至滤液调质池,向滤液中补充Na2S、NaOH、三乙醇胺(TEOA)化铣原料,老化1-2天即可回用;所述污泥脱水单元包括污泥收集槽、污泥调质槽和叠螺污泥脱水机;膜分离器内的污泥经管道运送至污泥收集槽,并输送至污泥调质槽,经调质后送入叠螺污泥脱水机,进行泥水分离;所述方法包括如下步骤:a、将锂铝合金化铣废液进行过滤,分出化铣废渣和化铣滤液;b、将步骤a得到化铣废渣进行滤干、排净、淋洗、反吹出来后排入污泥储存槽,并向污泥储存槽内加入絮凝剂调质后进行脱水固化处理;脱水固化处理所得的固体滤渣收集并回收处理,脱出的废弃滤液并入污水处理...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏砾宏綦毓文蔡炜李润东刘祚希
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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