铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法技术方案

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法，该系统包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N‑P复合肥回收单元；抛光液废水截留单元中的1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内；抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；N‑P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；本发明专利技术能够有效将抛光废液中的铝转化为磷酸铝和硫酸、磷酸和硝酸转化为液态N‑P复合肥。

【技术实现步骤摘要】
铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法
本专利技术涉及铝加工
，尤其涉及铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法。
技术介绍
铝及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，近年来以铝代钢扩大铝应用趋势更加明显。铝加工业是传统产业，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材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，国内铝材消费还有巨大的增长空间，但在经济新常态下，能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的问题也成为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，生产时各工序均会不同程度产生废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序有煲模碱性废液，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。一、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，如图1为铝灰的成分检测报告，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1000万吨，排放废水近3亿吨，废水处理后产生废渣约300万吨，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250-350g/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：跟氧化工序产生的废酸中和，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30％左右。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。按工序划分，阳极氧化及电泳涂漆工序的废水废渣有：碱蚀液产生的碱性废水废渣，占总渣量的20％；氧化液产生的酸性废水废渣，占总渣量的30％；喷涂工序产生的酸性废水废渣，占总渣量的20％。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30％，碱蚀液碱渣占总渣量的20％，氧化液酸渣占总渣量的30％，喷涂酸性废渣占总渣量的20％。此外，部分企业生产抛光铝材，产生大量的抛光废渣。废水中含有Al3+、Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+等阳离子，SO42-、F-、NO3-、NO2-、S2-、Cl-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、碱性废水通常混合后处理，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。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。从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，企业必须缴纳废水处理污泥环保税1000元/吨。当前铝加工行业水的重复利用率不到30％，废水处理后产生大量废渣。一方面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，图2为某大型铝材厂含铝废渣来源情况。废渣属于危险废物，具有极大的环境危害性。当前形势逼迫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。实现废水零排放、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。二、铝业废渣处理及利用现状1、电解熔铸铝灰处理及利用现状国内外相继开发了不少铝灰回收及资源化利用的方法，近年来关于铝灰回收利用的专利也呈上升趋势，但大多数处于试验研究阶段，技术局限于高温条件提取金属铝，制备氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料以及炼钢辅料等方面，离产业化、规模化还有一定距离。1.1、铝灰回收目前回收铝灰的方法可分为热处理法和冷处理法，都只是回收了铝灰内的金属铝。国内大型再生铝厂多采用倾动回转窑处理法：把铝灰和添加剂盐类(通常是氯化钠、氯化钾以及少量氟化钙的混合物)放在倾动回转窑中加热后分离金属铝，但回收过程有烟气产生，金属回收率较低，铝灰中残留铝量较高，仍有进一步回收空间。小作坊式的人工炒灰法也在大量采用，此法为敞开式作业，产生大量灰尘烟雾。其它方法还有压榨回收法、等离子速溶法、电选法、MRM法、ALUREC法等。1.2、铝灰综合利用因铝灰的成分与铝土矿基本一致，用铝土矿能够生产的产品，都有人用铝灰进行过试验研究。当前铝灰的资源化利用方面主要有三条路线：(1)回收氧化铝返电解，回收氯盐作为熔铸精炼剂使用，但铝灰中的主要成分为α-Al2O3，活性差，将其电离需消耗更多能量，导致槽电压升高。(2)酸法或碱法处理除杂，生产合成棕刚玉、Sialon陶瓷及耐火材料等无机材料，生产聚合氯化铝和硫酸铝等净水材料，生产炼钢用造渣脱硫剂，但因成本比现有的还高，未能实现工业化生产。(3)生产建材或筑路材料，如铝酸盐水泥、铝酸钙粉、清水砖，以及筑路材料等，但含有的氟化物、氯盐对性能有影响，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：从上游至下游依次包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N‑P复合肥回收单元；所述抛光液废水截留单元包括顺序配置的1#抛光槽、2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽、1#冷却管、泵3和储存罐；所述1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；所述1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内，再接通于4#高压喷雾化喷淋槽；所述1#冷却管用于冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽；所述泵3用于将1#冷却管中的自来水泵入4#高压喷雾化喷淋槽中；所述储存罐用于收集来自4#高压喷雾化喷淋槽中的抛光液；所述抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；所述泵2用于将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽中，再流回2#不流动水洗截留槽；所述泵1用于将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐中；所述磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；所述泵5用于循环反应罐中的待反应的抛光液，以及将反应后的反应液泵入压滤机中；所述冷却子系统用于冷却反应罐中的抛光液；所述液氨罐用于向反应罐中加入液氨，与反应罐中的抛光液反应获得反应液；所述压滤机用于分离反应液中的固态的磷酸铝和液态的含(NH4)2SO4、(NH4)2HPO4和NH4NO3的混合液；所述N‑P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；所述回收罐用于回收含(NH4)2SO4、(NH4)2HPO4和NH4NO3的混合液；所述泵7用于将回收罐中的上清液泵入过滤器；所述过滤器用于过滤上清液获得液体N‑P复合肥；所述泵6用于将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐中，进行二次回收。...

【技术特征摘要】
1.铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：从上游至下游依次包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N-P复合肥回收单元；所述抛光液废水截留单元包括顺序配置的1#抛光槽、2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽、1#冷却管、泵3和储存罐；所述1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；所述1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内，再接通于4#高压喷雾化喷淋槽；所述1#冷却管用于冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽；所述泵3用于将1#冷却管中的自来水泵入4#高压喷雾化喷淋槽中；所述储存罐用于收集来自4#高压喷雾化喷淋槽中的抛光液；所述抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；所述泵2用于将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽中，再流回2#不流动水洗截留槽；所述泵1用于将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐中；所述磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；所述泵5用于循环反应罐中的待反应的抛光液，以及将反应后的反应液泵入压滤机中；所述冷却子系统用于冷却反应罐中的抛光液；所述液氨罐用于向反应罐中加入液氨，与反应罐中的抛光液反应获得反应液；所述压滤机用于分离反应液中的固态的磷酸铝和液态的含(NH4)2SO4、(NH4)2HPO4和NH4NO3的混合液；所述N-P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；所述回收罐用于回收含(NH4)2SO4、(NH4)2HPO4和NH4NO3的混合液；所述泵7用于将回收罐中的上清液泵入过滤器；所述过滤器用于过滤上清液获得液体N-P复合肥；所述泵6用于将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐中，进行二次回收。2.根据权利要求1所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水截留单元还包括若干功能槽，所述功能槽包括顺序配置的5#除灰槽、8#氧化槽、11#着色槽和14#封孔槽；每个功能槽之后均顺序配置有两个流动水洗槽，且各个功能槽与配置的流动水洗槽均为反方向串联设置；所述5#除灰槽之后与6#流动水洗槽和7#流动水洗槽；所述8#氧化槽之后为9#流动水洗槽和10#流动水洗槽；所述11#着色槽之后为12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；所述14#封孔槽之后为15#流动水洗槽和16#流动水洗槽；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口分别接通于所述1#冷却管。3.根据权利要求2所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水截留单元中，所述3#不流动水洗截留槽的出水口和所述2#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有2#阀；所述1#冷却管的出水口与所述泵3的进水口连接的管道上设有3#单通阀；所述4#高压喷雾化喷淋槽的出水口与所述储存罐的进水口连接的管道上设有4#阀；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口与所述1#冷却管的出水口连接的管道上分别设置有7#阀、8#阀、9#阀和10#阀。4.根据权利要求3所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水收集单元中，所述储存罐的出水口与所述泵2的进水口连接的管道上设有5#单通阀；所述泵2的出水口与所述3#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有6#单通阀；所述2#不流动水洗截留槽的出水口与所述泵1的进水口连接的管道上设有1#单通阀。5.根据权利要求4所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述磷酸铝回收单元中，所述反应罐的出水口与所述泵5的进水口连接的管道上设有11#阀；所述...

【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