无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用与回收系统技术方案

无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用与回收系统，所述药剂包括以下组分：三价铁离子溶液2‑4g/L，50％双氧水8‑12g/L，30％盐酸55‑75g/L，68％硝酸70‑90g/L，余量为水。药剂的使用置于三合一平光槽内，工作温度为常温，处理时间为平光材4‑6分钟，拉丝材6‑8分钟，滴流1分钟。本发明专利技术铝合金无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用和其药剂回收系统，极大地提升了铝合金表面质量，是现有普通碱蚀工艺的换代技术，确保无氟无COD，大幅降低废水处理成本，可有效地解决铝合金阳极氧化前处理的氟污染和COD超标的难题，实现阳极氧化线大幅度节水，大大减少企业治污量，降低生产成本，提高功效。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及铝材表面处理
，尤其涉及无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用与回收系统。

技术介绍

铝合金平光前处理工艺已沿用了100多年碱蚀工艺。碱蚀具有铝耗高、碱耗高、碱渣多、工艺难控制、缺陷多、生产成本高、含COD、环境污染大等弊端，早已被业界所公认。标准的碱蚀槽位布置图2所示，1#除油槽、4#碱蚀槽、7#中和槽、11#氧化槽和14#封孔槽为工作槽，每个工作槽配两个水洗槽，加流动水洗待料槽，氧化前处理需要10个槽位，其中4#碱蚀槽为表面处理主要工作槽。铝材经过16个槽位处理后，可包装出厂，完成阳极氧化处理。
碱蚀的目的是去自然氧化膜，进一步除油，增加铝材亮度，或起砂、去纹，做亚光材。碱蚀时铝和碱蚀液发生如下化学反应：
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O(去自然氧化膜)(1)
Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑(整平、起砂)(2)
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaOH(回收碱渣、再生碱液)(3)
2Al(OH)3＝Al2O3·3H2O(槽壁结垢、堵塞管道)(4)
(2)+(3)式，铝材在碱槽反应的本质为
2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑(5)
即铝跟水反应，回收碱渣的同时，可再生全部氢氧化钠。按反应式(2)-(5)，目前采用了两种碱蚀方案，一是不加络合剂的碱回收方案，二是加络合剂的起砂去纹方案。
日本采用的碱蚀工艺，一般碱蚀槽不加添加剂，利用拜耳法，实行碱回收。4#槽配备抽渣系统，当游离碱控制在60g/L、铝离子浓度达到30g/L时，偏铝酸钠分解成氢氧化铝和氢氧化钠，氢氧化铝沉渣由抽渣系统处理，清渣后的清液抽回4#槽，实现碱回收。
意大利采用的碱蚀工艺，在碱蚀槽加添加剂，如山梨醇、葡钠等，利用多羟基化合物中的仲醇基CHOH络合铝离子，反应式为：
C6H14O6+3NaAlO2＝Al3C6H11O9+3NaOH(山梨醇络合铝离子)(6)
3NaC6H11O7+NaAlO2+2H2O＝Al(C6H11O7)3+4NaOH(葡钠络合铝离子)(7)
当铝的溶解和铝离子的带出平衡时，铝离子浓度可达80-120g/L，槽液稳定，不清槽。
日本的工艺，由于采用了碱回收，碱耗低，好清洗，中和槽被前槽碱水消耗相对较少。但要抽渣、铝耗高、不去纹、不能做砂面材，铝材狭窄处易结碱垢。意大利的工艺，不用抽渣；由于铝离子较高，按粘性理论，铝材表面的反应速度大于机械纹沟底的反应速度，可去纹、能做砂面材。但含COD、粘度太高、带出的槽液多、碱耗高、不好水洗、水耗高、中和槽消耗较大。除西飞铝业等少数厂家外，我国大部分铝加工厂采用意大利工艺，但在1#槽和7#槽略有改进。1#除油槽一般添加有5-10g/L左右的氟化氢铵，7#中和槽添加有30-50g/L左右的硝酸，目的是除油和除灰更彻底。
经近百年应用，碱蚀工艺的弊端早已暴露无遗。因此，酸蚀工艺在碱蚀工艺的基础上发展起来，使用了近20年时间。
特别是强调清洁文明生产的今天，这套工艺有以下几方面需要大幅度改进：
1、工艺设计理念不合理。1#和7#为强酸性槽液，4#为强碱性槽液，铝材需从强酸到强碱、再从强碱到强酸进行处理，尽管中间各设置两道水洗槽，也难免串槽，工作槽的药剂互相消耗；
2、工艺复杂，槽位多。氧化槽前面一共10个槽位，3个工作槽，7个水洗槽，过于繁杂；
3、功效低。铝材氧化前要经过10个槽，其中3个工作槽还要占用反应时间，一般一挂材从1#除油槽到10#水洗待料槽需要25-30分钟。耗时长，严重制约了氧化线的产能；
4、工作槽多，化学药剂消耗量大。1#、4#、7#、11#、14#工作槽，总药剂消耗量为100-120公斤/吨材，为处理含这些化学药剂的废水，铝材厂要花更大的成本；
5、水洗槽互相独立，用水量大。11个水洗槽，两两独立，分成5组，5个进水口，5个排水口，总水消耗量为20.0吨/吨材以上，除用水成本外，这些水的处理和排放，都需额外付出成本；
6、1#槽含氟，妨碍了废水回用；
7、1#和7#槽含氨氮，4#槽含COD，使废水处理的难度雪上加霜。含氟废水不能回用，含COD和氨氮废水又不能排放，厂家陷入处理氟、COD和氨氮的困局。
我国是水资源极度匮乏的国家，每年缺水约为400亿立方米。但工业生产水资源利用效率太低，单位GDP耗水是发达国家的五倍以上；制约铝加工企业发展的瓶颈是水消耗太高，尤其是因此产生的含镍、氟、酚、氨氮和COD等有毒物资的水污染。
氧化线这样的槽位配置，节水和药剂槽交叉消耗是一对矛盾。用水量太少，功能槽的槽液可能串槽，药剂互相消耗。按图2所示传统的水洗方式，节水可能造成串槽，增加药剂消耗，影响产品质量，甚至造成停产。高水耗是由整条氧化线系统设置决定的。如此配置，过度节水，势必造成各功能槽互相串槽。
本专利技术正是针对传统碱蚀工艺复杂、工作槽和水洗槽太多、工效低，药剂用量多、废水排放量大、处理氟及氨氮的成本太高以及效率太低、废品率高的弊端，专门设计的一套全新的铝合金平光处理工艺。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提出无氟无COD三合一平光槽药剂，确保无氟无COD，大幅降低废水处理成本，有效地解决铝合金阳极氧化前处理的氟和COD污染。
本专利技术的另一个目的在于提出无氟无COD三合一平光槽药剂的使用方法，将除油、碱蚀、中和三槽的功能集于一槽，三槽合一，省去了原有碱蚀工艺的2个功能槽。
本专利技术的另一个目的在于提出使用无氟无COD三合一平光槽药剂的回收系统，截留、回用药剂，降低药剂不必要的浪费。
为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用和其药剂回收系统，三价铁离子溶液2-4g/L，双氧水8-12g/L，盐酸55-75g/L，硝酸70-90g/L，余量为水。
更进一步的说明，所述盐酸的质量分数为30％。
更进一步的说明，所述三价铁离子溶液为三氯化铁或硝酸铁或溴化铁。
更进一步的说明，所述硝酸的质量分数为68％。
更进一步的说明，所述双氧水的质量分数为50％。
更进一步的说明，还包括表面活性剂，其含量为0.001g/L。
更进一步的说明，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
使用上述的无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用和其药剂回收系统的使用方法，置于三合一平光槽内，工作温度为常温，处理时间为平光材4-6分钟，拉丝材6-8分钟，滴流1分钟。
使用上述无氟无COD三合一平光槽药剂及其使用和其药剂回收系统的药剂回收系统，所述药剂回收系统包括三合一平光槽和不流动水洗槽子系统，所述不流动水洗槽子系统整体反向串联设置，且其水流动方向的始端设有第一进水口，其终端的出水口通过补水单通阀装置连接于所述三合一平光槽的补水口。
更进一步的说明，所述不流动水洗槽子系统设置有不少于三个不流动水洗槽。
更进一步的说明，所述不流动水洗槽子系统包括：顺序布置的2#不流动水洗槽、3#不流动水洗槽和4#不流动水洗槽；所述4#不流动水洗槽设置有所述第一进水口。
本专利技术的有益效果：
第一，本工艺充分吸取了传统碱蚀使用含氟和COD化学药品的教训，摈弃了沿用多年的氟化镍、氟化氢铵、氢氟酸和还原性有本文档来自技高网...

【技术保护点】
无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：包括以下组分：三价铁离子溶液2‑4g/L，双氧水8‑12g/L，盐酸55‑75g/L，硝酸70‑90g/L，余量为水。

【技术特征摘要】
1.无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：包括以下组分：三价铁离
子溶液2-4g/L，双氧水8-12g/L，盐酸55-75g/L，硝酸70-90g/L，余量为水。
2.根据权利要求1所述的无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：所
述盐酸的质量分数为30％。
3.根据权利要求1所述的无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：所
述三价铁离子溶液为三氯化铁或硝酸铁或溴化铁。
4.根据权利要求1所述的无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：所
述双氧水的质量分数为50％。
5.根据权利要求1所述的无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：还
包括表面活性剂，其含量为0.001g/L。
6.根据权利要求5所述的无氟无COD三合一平光槽药剂，其特征在于：所
述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
7.使用权利要求1-6中任意一项所述的无氟无COD三合一平光槽药剂的使...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊映明，熊晨凯，
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