铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺制造技术

铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，包括药剂回收系统和两个流动水洗槽；所述药剂回收系统包括碱性三合一磨砂槽和不流动水洗槽子系统；不流动水洗槽子系统通过第一阀门与碱性三合一磨砂槽反向串联设置；不流动水洗槽子系统包括第一不流动水洗槽和第二不流动水洗槽，两者反向串联设置，且第二不流动水洗槽沿水流动方向的始端还设有补水口和第三阀门；两个流动水洗槽反向串联设置，且沿水流动方向的始端设有进水口，终端的出水口连接于第二不流动水洗槽的补水口；本发明专利技术提出的铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺具有废水零排放、减少废渣、药耗低、节约用水，不结垢堵塞，实现碱液和氢氧化铝在线回收的特点。

Alkaline pretreatment of three in one and alkali recovery and aluminium hydroxide on-line recovery process for aluminium pretreatment

Aluminum alkaline pre-treatment and three aluminum hydroxide lye regeneration and online recovery process, including chemical recovery system and two flow washing groove; the medicament alkaline recovery system includes three in one slot and scrub the flow of washing trough system; washing trough system does not flow through a first valve and a three groove reverse frosted alkaline series set no flow; washing trough system includes a first flow washing tank and second flow washing bath, two reverse series set, and the second washing tank does not flow along the water flow direction of the starting end is also provided with a water inlet and third valves; two flow reverse washing tank arranged in series, the beginning and the direction of water flow along the water inlet the water outlet is connected to the second terminal, no flow washing tank water inlet; alkaline pretreatment and three alkali regeneration and aluminum hydroxide in the aluminum The line recovery process has the characteristics of zero discharge of waste water, less waste residue, low drug consumption, water saving, no fouling and clogging, and on-line recovery of alkali liquor and aluminium hydroxide.

【技术实现步骤摘要】
铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺
本专利技术涉及铝合金阳极氧化表面前处理
，尤其涉及铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺。
技术介绍
传统的铝合金碱蚀工艺已沿用了100多年。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、环境污染大等弊端，早已被业界所公认。现有的标准碱蚀氧化线槽位布置图3所示，其中、4#、7#、10#、13#和16#槽为工作槽，每个工作槽配两个流动水洗槽，氧化前处理需要9个槽位，4#碱蚀槽为表面前处理主要工作槽。氧化前处理各槽功能如下：(1)1#除油槽：除油的目的是除去自然氧化膜、手指纹及与油脂粘在一起的污物，以保障铝材表面能均匀腐蚀，并保护碱蚀槽的清洁。除油不好，碱蚀就不均匀，氧化着色后存在花斑、表面不均等瑕疵。化学除油可采用碱性、中性或酸性除油剂。国内一般采用氧化废酸除油，有时加入少量阳离子或两性表面活性剂，提高除油效率。存在如下不足：1、对存放时间长的铝材，除油不好，自然氧化膜不能脱干净，碱蚀不均匀，铝材表面出现不同光泽，氧化着色不均匀；2、除油槽含150-200g/L硫酸,容易带入碱蚀槽，中和烧碱；为了加强除油能力，部分生产厂家在除油槽中添加5-15g/L左右的氟化氢铵，彻底消除除油隐患，但增加了处理含氟和氨氮废水的压力。(2)2#和3#流动水洗槽：2#和3#为流动水洗槽，自来水由3#槽流入，2#槽流出，反向串联。设置两道水洗的目的是清洗1#槽带出的酸液，保护碱蚀槽。铝材从1#槽的强酸到4#的强碱，中间水洗槽的用水量是关键，一般为3.0-5.0吨/吨材。如此大的水量，依然会有部分酸液带进碱蚀槽。(3)4#碱蚀槽：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↑(溶解铝、整平、起砂)(2)NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaOH(生成氢氧化铝、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，生成氢氧化铝的同时，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，再生碱液，回收氢氧化铝。4#槽配备抽渣系统，如4图所示；当游离碱控制在60g/L、铝离子浓度接近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，回收氢氧化铝，清渣后的清液抽回4#槽，碱液再生。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。(4)5#和6#流动水洗槽：设置这两道流动水洗槽的目的是清洗碱液，保护中和槽。同样，自来水从6#槽进，5#槽出，反向串联。铝材从强碱到强酸，需大量水洗，一般水耗为3.0-5.0吨/吨材，4#槽加碱蚀剂后，粘度更大，水洗压力更大，部分碱液带进7#中和槽在所难免，消耗中和槽酸液。(5)7#中和槽：设置7#中和槽的目的是除去残留于铝材上灰状附着物，溶去在碱槽不溶的锰、铜、铁等合金元素或杂质，以获得较光亮的金属表面，同时中和铝材表面残留的碱液。如果挂灰没有除净，将导致着色后光泽发暗。国内铝型材厂很长一段时间采用单一硫酸中和，杂质少的型材用单一硫酸可以达到质量要求，既可利用氧化废酸，还可避免交叉污染，成本低。对于一些用废铝多的企业，型材中铁、铜、锰严重超标，碱蚀后铝材表面上有一层厚厚的黑灰，这时仅硫酸很难除净。许多厂家采用150-200g/L的硫酸，30-50g/L的硝酸混合，能彻底除灰。添加硝酸的另一个好处是利用其钝化作用，保护铝材，使其在氧化前的水洗待料期间不产生点蚀和雪花状腐蚀。但硝酸的使用，需要大量水洗，以防带入氧化槽；含硝酸根的废水，增加了处理氨氮的压力。(6)8#和9#水洗槽：设置这两道水洗槽的目的是清洗中和槽液，保护氧化槽。同样，自来水从9#槽进，8#槽出，反向串联。铝材从中和槽到氧化槽，需大量水洗，降低硝酸带进氧化槽的风险，一般水耗为3.0-5.0吨/吨材。(7)10#氧化槽：本槽的功能是制氧化膜。随着氧化量的增加，氧化槽的铝离子不断上升，当铝离子浓度超过20g/L时，氧化膜疏松，部分厂家倒掉一些氧化液，部分厂家采用树脂交换。前者浪费大量硫酸，后者浪费大量用水。另外，本槽的氧化温度控制在18-22℃，需要制冷，低温下电阻太大，耗电量太大，标准膜下，吨材耗电量为1000度，有很大的节能降耗空间。氧化槽的氧化温度、电导率、极板距离和铝离子的方法处理亟需改进。除西飞铝业等少数厂家采用日本碱蚀工艺外，我国大部分铝加工厂采用意大利工艺，两种方法各有利弊。日本的碱蚀工艺，采用碱液再生，回收氢氧化铝的生产方式，如图4所示。抽渣系统由沉淀池、晶析池、回收池及配套的阀门、管道和泵组成。打开阀门1、2，开启泵1，抽取沉淀池清液至碱蚀槽槽底，利用泵1的正向推力，将4#碱蚀槽中分解的氢氧化铝搅动，浮起，通过溢流，浑浊的碱蚀液流回沉淀池，沉淀氢氧化铝，沉淀池清液再由泵1抽回4#碱蚀槽。如此循环，氢氧化铝在沉淀池中不断累积。打开阀门4、5、6，开启泵2，将沉淀池池底的沉淀抽至析晶池，开启搅拌，氢氧化铝逐步析出。打开阀门7、8，开启离心机，碱液流进回收池，固体作为氢氧化铝初级品回收。关闭阀门2，打开阀门1、3，开启泵1，将回收池的碱液抽回碱蚀槽，完成碱回收。意大利的碱蚀工艺，采用铝离子络合方法，碱蚀槽中铝离子不分解析出，不产生氢氧化铝，不用抽渣，不配备抽渣系统。络合后铝离子浓度可达100g/L以上，铝的溶解和槽液带出的铝可动态平衡。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。两种碱蚀方法，各有利弊：1、从碱蚀后铝合金的外观来看，采用碱回收方法，槽液铝离子浓度低于30g/L，碱蚀时反应过快，铝耗太高，铝表面容易产生点蚀和过腐蚀，特别是按图2的抽渣系统运行，泵1不是抽渣，而是吹渣，沉淀从槽底吹起，悬浮于整槽碱蚀液中，铝合金碱蚀时，悬浮的固体颗粒粘附铝合金表面，形成点蚀等表面缺陷。若做砂面材，碱蚀时间在10分钟以上，由于槽液铝离子浓度太低，铝合金腐蚀量太大，去机械纹不彻底，铝表面容易形成过腐蚀。采用添加碱蚀剂方法，铝离子浓度可达100g/L以上，碱蚀液中无固体颗粒析出，铝表面无点蚀，无过腐蚀；做磨砂材时，可彻底去机械纹，砂面细腻，铝耗低。2、从药剂消耗来看，采用碱回收方法，槽液粘度低，槽液带出消耗小；按(3)式，偏铝酸钠分解成氢氧化铝和氢氧化钠，回收氢氧化铝的同时，也回收氢氧化钠，进一步降低碱耗。采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：包括药剂回收系统和两个流动水洗槽；所述药剂回收系统包括碱性三合一磨砂槽和不流动水洗槽子系统；所述不流动水洗槽子系统通过第一阀门与所述碱性三合一磨砂槽反向串联设置；所述不流动水洗槽子系统包括第一不流动水洗槽和第二不流动水洗槽，所述第一不流动水洗槽和所述第二不流动水洗槽通过第二阀门反向串联设置，且所述第二不流动水洗槽沿水流动方向的始端还设有补水口和第三阀门；两个所述流动水洗槽反向串联设置，且沿水流动方向的始端设有进水口，终端的出水口连接于所述第二不流动水洗槽的补水口。

【技术特征摘要】
1.铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：包括药剂回收系统和两个流动水洗槽；所述药剂回收系统包括碱性三合一磨砂槽和不流动水洗槽子系统；所述不流动水洗槽子系统通过第一阀门与所述碱性三合一磨砂槽反向串联设置；所述不流动水洗槽子系统包括第一不流动水洗槽和第二不流动水洗槽，所述第一不流动水洗槽和所述第二不流动水洗槽通过第二阀门反向串联设置，且所述第二不流动水洗槽沿水流动方向的始端还设有补水口和第三阀门；两个所述流动水洗槽反向串联设置，且沿水流动方向的始端设有进水口，终端的出水口连接于所述第二不流动水洗槽的补水口。2.根据权利要求1所述的铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：所述碱性三合一磨砂槽的槽底设计为120°的楔形凹面，所述楔形凹面最低位设置有贯穿所述碱性三合一磨砂槽的抽渣管。3.根据权利要求1所述的铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：所述碱性三合一磨砂槽内的槽液为碱性槽液，所述碱性槽液中的游离碱浓度NaOH与铝离子浓度Al3+之比为3.5-4.0。4.根据权利要求1所述的铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：所述碱性三合一磨砂槽内的槽液还含有氯化钠，所述氯化钠的浓度为20-40g/L。5.根据权利要求2所述的铝前处理碱性三合一及碱液再生和氢氧化铝在线回收工艺，其特征在于：所述碱性三合一磨砂槽还设置有碱液再生及氢氧化铝的回收系统，所述碱液再生及氢氧化铝的回收系统包括沉淀池、离心机、收集池、一号泵，二号泵和管道；所述碱性三合一磨砂槽通过管道从其抽渣管的抽渣输出端依次连接所述一号泵和所述沉淀池的抽渣输入端，并由所述沉淀池的抽渣输出端回至其抽渣输入端，并通过第一控制装置调控，形成抽渣循环子系统；所述碱性三合一磨砂槽通过管道从其疏渣输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊晨凯，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