一种回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种在低温条件下，采用硫酸铵回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法。它解决了现有回收硬质阳极氧化过程中废硫酸工艺过程复杂，成本高，可行性较差等问题。本回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，包括以下步骤：移废硫酸溶液：将硬质阳极氧化处理过程中铝离子超标的废硫酸溶液从硬质阳极氧化槽移入到温度为－５℃～５℃的备用槽中；反应、沉淀：称量硫酸铵固体，将其加入到上述备用槽中与废硫酸中的硫酸铝在温度为－５℃～５℃的条件下充分反应０．５～５小时，从而使反应物硫酸铝铵完全沉淀；移上清液、清除沉淀物。本发明专利技术具有处理成本低，简单方便，处理后的副成品附加值较高，可行性强，设备改造成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种回收阳极氧化过程中废硫酸的方法，尤其涉 及一种在低温条件下，采用硫酸铵回收硬质阳极氧化过程中废硫 酸的新方法。
技术介绍
阳极氧化指的是工件挂在阳极并在特定电解液中发生成膜反 应的电化学过程。硬质阳极氧化是阳极氧化的一种，它使氧化后 的铝合金具有高厚度和高硬度的氧化膜。它采用以硫酸为主的电 解液(有时会添加一些有机多元酸和多元醇来提高氧化膜的性 能)。但随着氧化的进行，因为铝的不断溶解，硫酸中的铝离子不断增加。当铝离子达到15 20克/升时，往往硬质氧化膜的性能 将下降因此需要更换硫酸溶液。而这些硫酸溶液往往是直接排放 到污水处理设备进行处理，从而达到无害化而排放。 一个上规模 的企业的每年排放的废硫酸相当于纯硫酸上百吨，而且在处理这 些废硫酸的过程中消耗的氢氧化钠也有上百吨，这是个巨大的浪 费，如果能够将这些废硫酸回收利用将产生很大的社会经济效益。 现有技术中硬质阳极氧化处理过程中废硫酸的回收利用主要有以下几种方法。方法一在酸性除油和中和等工序中采用废硫 酸，这个方法的废硫酸利用率较低，且硬质阳极氧化一般不采用 酸性除油，它不太适合硬质阳极氧化工艺，并且槽液报废后还是 存在废硫酸排放的问题。方法二利用前处理的碱蚀槽的高浓度 的氢氧化钠和偏铝酸钠和废硫酸中和并重结晶提取其中的硫酸 铝，这个方法的对铝型材行业阳极氧化较有意义，但对硬质阳极氧化行业价值较低；主要因为硬质阳极氧化中往往有昂贵的添加 剂会随处理而丢失，并且硬质阳极氧化工艺中没有碱蚀工序。方 法三加热浓縮废硫酸，并在高温条件下加入硫酸铵，冷却回室 温后滤去结晶出来的十二水硫酸铝铵，再把硫酸回用，这种方法 需要专门的处理系统，并且处理成本相对较高，无法在硬质阳极 氧化行业中得到广泛推广。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术回收硬质阳极氧化过程中硫酸的缺陷， 提供一种在低温条件下，采用硫酸铵回收硬质阳极氧化过程中废 硫酸的新方法；该方法工艺过程简单，成本低，可行性较强。本专利技术的上述技术方案是通过以下技术问题得以实施的一种 回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，该方法包括以下步骤(1) 移废硫酸溶液将硬质阳极氧化处理过程中铝离子超标 的废硫酸溶液从硬质阳极氧化槽移入到温度为-5 °C~5 "C的备用 槽中；(2) 反应、沉淀称量硫酸铵固体，将其加入到上述备用槽中与废硫酸中的硫酸铝在温度为-5 °C~5 "C的条件下充分反应 0.5 5小时，从而使反应物硫酸铝铵完全沉淀；(3) 移上清液、清除沉淀物待上述反应物硫酸铝铵完全沉 淀后，将备用槽中的上清液移回硬质阳极氧化槽中，然后将槽底 的沉淀物硫酸铝铵清除备用。本专利技术通过向低温的废硫酸中加入硫酸铵和其中的废液中的 铝离子(主要以硫酸铝存在)反应生成硫酸铝铵来实现，其中硫 酸铝铵在低温条件下溶解度比较小，可以形成沉淀的白色结晶物。其中硫酸铝铵的溶解度如表1所示表1:硫酸铝铵无水物在水中的溶解度/ (g/ 100gH20)<table>table see original document page 6</column></row><table>注意到o'c时硫酸铝铵的溶解度是相当低的，其饱和溶液相当于溶液中仅仅有2.4g/L的铝离子，多余的铵离子和铝离子按以 下反应方程式进行并沉淀。(NH4) 2S04 + A12 (S04) 3 + 24H20 —2NH4A1(S04)2 12H20 在本专利技术中所采用的备用槽中的温度较低，在-5 °C~5 °C， 从而在该槽中铝离子和硫酸铵反应有利于向无水硫酸铝铵沉淀物 的反应方向进行，这样可以利用废硫酸中的硫酸铝和硫酸铵在低 温中反应生成硫酸铝铵并且使铝离子浓度得到降低，从而废硫酸 得到循环利用，基本达到零排放。且生成的硫酸铝铵并不是无用 的废物，它可以作为絮凝剂代替污水处理和或净化水处理的硫酸 铝或聚合氯化铝来使用，具有很大的成本优势。在上述的回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，步骤(1) 中所述的硬质阳极氧化的工艺条件如下述所示硫酸(H2S04)-铝离子(A1,温度电流密度电压时间搅拌150 250g/L 2 15g/L-5 5。C 2. 0 4. OA/dm2 0 100V 30 40min 压缩空气强烈搅拌。在上述的回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，步骤(1) 中所述的备用槽中设有冷却管道，所述的废硫酸溶液通过冷却管 道由硬质阳极氧化槽移入备用槽中。本专利技术在低温下加入硫酸铵 使硬质阳极氧化废硫酸中的铝离子生成硫酸铝铵白色结晶沉淀实现硫酸的回收利用。由于硬质阳极氧化本身带有低温冷却系统， 因此仅需在备用槽设置冷却管道就可以实现反应物硫酸铝铵的沉 淀，不需要采用专门的处理系统，处理成本较低。在上述的回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，步骤(2)中所述的硫酸铵和废硫酸中硫酸铝的摩尔比为1 2: 1。从上述 的反应方程式可以看出硫酸铵和废硫酸中硫酸铝的摩尔比为1: 1，但是为了使铝离子沉淀完全，需要加入过量的硫酸铵，在回收 的上清液中除了纯硫酸以外还含有少量的铵离子，经过试验证明 它不会影响硬质氧化的品质。但如果硫酸铵的过量添加会增加处 理成本。在上述的回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，步骤(3) 中所述的上清液通过冷却管道移回硬质阳极氧化槽中，所述的冷 却管道中设有滤网。处理后的上清液中可能还含有硫酸铝铵溶液， 在温度更低的冷却管道内结晶易于析出，因此，作为优选，在上 述的冷却管道中加过滤网进行过滤。综上所述，本专利技术具有以下优点-(1) 本专利技术回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法处理成本很低，处理lm3的硫酸溶液只需要36kg的硫酸铵，相当于节约 220kg的浓硫酸和用于污水处理的250kg的氢氧化钠和得到用于 水处理的十二水硫酸铝铵250kg。(2) 本专利技术回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法设备改造 成本很低，只需在备用槽中设置冷却管道和过滤网即可实现废硫 酸的回收利用，可行性强。(3) 本专利技术回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法简单方 便，处理得到的副成品附加值较高。具体实施例方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明；但是本专利技术并不限于这些实施例。实施例按表2进行实验。其中实施例l、 2、 3为实验室进 行的试验，实施例4为车间现场的试验结果。实施例1、 4为完全 反应的硫酸铵的添加量，实施例2为硫酸铵不足量，实施例3为 硫酸铵过量。表2:本专利技术的试验过程实例<table>table see original document page 8</column></row><table>实施例1从车间取5升经过硬质阳极氧化处理过程中铝离子已经超标 的硫酸溶液通过冷却管道由硬质阳极氧化槽移入到温度为-5 5 "C的备用槽中，其中硬质阳极氧化的工艺条件如下述所述150 250g/L 2 15g/L -5 5°C 2. 0 4. 0A/dm2 0 100V 30 40min搅拌 压縮空气强烈搅拌。 经过化验确定其中的铝离子浓度是15.51 g/1。用1升的容量 瓶取样1升，通过计算称取37.9g的硫酸铵放入备用槽中，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收硬质阳极氧化过程中废硫酸的新方法，该方法包括以下步骤：（１）移废硫酸溶液：将硬质阳极氧化处理过程中铝离子超标的废硫酸溶液从硬质阳极氧化槽移入到温度为－５℃～５℃的备用槽中；（２）反应、沉淀：称量硫酸铵固体，将其加入到上述备用槽中与废硫酸中的硫酸铝在温度为－５℃～５℃的条件下充分反应０．５～５小时，从而使反应物硫酸铝铵完全沉淀；（３）移上清液、清除沉淀物：待上述反应物硫酸铝铵完全沉淀后，将备用槽中的上清液移回硬质阳极氧化槽中，然后将槽底的沉淀物硫酸铝铵清除备用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐存荣，诸葛毅，胡雪灵，
申请(专利权)人：浙江苏泊尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]