铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统技术方案

本发明专利技术公开了铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，包括1#除油槽、2#流动水洗槽、3#流动水洗槽、4#碱蚀槽、5#碱蚀液截流槽、6#碱蚀液截流槽、7#高压雾化喷淋槽、8#中和槽、11#氧化槽、氧化废液收集罐、煲模槽、煲模液转化设备、煲模车间中水池和酸碱回收设备，以及配套的管道、泵和阀门。在确保煲模、除油、碱蚀、中和、氧化槽液管控危险成分来源的条件下，在线组合集成处理五种槽液，节约化学药剂、简化处理工艺、缩短处理流程、减少占地面积、降低设备投资成本，回收无危险成分的氢氧化铝和硫酸钠，回用无危险成分的含钠中水，实现煲模、氧化前处理废水废渣零排放。

Integrated acid-base recovery system for surface treatment oxidation line in aluminium processing industry

【技术实现步骤摘要】
铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统
本专利技术涉及铝材表面处理
，尤其涉及铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统。
技术介绍
中国铝加工产行业是朝阳产业，近年来仍保持持续较快增长的良好发展态势，2017年铝加工材综合产量达到3820万吨，比上年增长8.5％，其中铝挤压材1950万吨，比上年增长5.1％；铝板带1030万吨，比上年增长14.2％；铝箔365万吨，比上年增长14.8％。铝具有多种优异性能，既是重要的功能材料，也是重要的结构材料，铝加工行业在新产品应用开发方面近年来不断取得突破，未来必将在满足国防军工和老百姓日益增长的美好生活需要方面发挥更大作用。当前，铝加工产业发展进入了由高速增长转向高质量发展的新阶段，尤其是污染防治，被确定为我国今后三年重点打好的三大攻坚战之一。因此，节能与环境保护不仅是企业面临的普遍要求，更是推动产业高质量发展的重要领域。铝加工行业的大部分铝挤压材，部分铝板带材，需要进行表面处理，方可投放市场。全国每年铝型材与板带材的表面处理量为2500万吨，消耗化学药剂250万吨，溶铝25万吨，产生废水3.75亿吨、废渣375万吨。面对逐渐脆弱的生态环境和全世界资源的日益贫乏，积极开展铝加工行业表面处理废水废渣减量化、无害化与资源化综合利用与中水回用，是实现社会可持续发展的必然选择。铝加工行业表面处理的废水废渣，来源于粉末喷涂预处理车间、煲模车间和氧化车间，目前普遍采取末端治理方法，如图1所示。其中，喷粉预处理车间贡献废渣总量的18％、约67.5万吨，废水总量的45％、约1.7亿吨；煲模车间贡献废渣总量的28％、约105万吨，废水总量的10％、约0.375亿吨；氧化车间贡献废渣总量的54％、约202.5万吨，废水总量的45％、约1.69亿吨。氧化工艺细分为抛光、除油、碱蚀、酸蚀、除灰(中和)、氧化、着色、封孔和电泳工序。其中，碱蚀工序贡献废渣总量的18％、约67.5万吨，废水总量的7.5％、约0.281亿吨；氧化工序贡献废渣总量的27％、约101.25万吨，废水总量的15％、约0.563亿吨；着色与封孔工序贡献废渣总量的8％、约30万吨，废水总量的15％、约0.563亿吨；除油与除灰(中和)工序贡献废渣总量的1％、约3.75万吨，废水总量的15％、约0.563亿吨；抛光工序废水废渣量另计。氧化车间是表面处理危险成分的主要来源，部分工序的危险成分可以替代；部分含不可替代危险成分的工序，必须配置独立的在线分类处理回收系统，单独处理，在线转化为可以利用的化工原料，避免与其他普通废渣混合，增加危险固废总量。废渣详细来源如图2所示。本专利技术的宗旨是将环保治理前置，改末端治理为前端治理，引导铝加工企业减少或不使用含危险废物成分的添加剂，控制含危险废物成分添加剂的使用范围和用量，从源头控制危险成分的产生量，实现过程可控；对于煲模、除油、碱蚀、中和和氧化工序，采取集成系统回收、科学转化新技术，将废水废渣转化成可利用的化工原料，回用中水，实现铝加工行业煲模、氧化前处理废水废渣零排放。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，按环保治理前置的新的理念，在分类在线回收的基础上，充分利用槽液特性，将煲模液、氧化液、除油液、碱蚀液、中和液(除灰液)按无危险成分添加剂进行改造，组合集成处理，节约化学药剂、简化处理工艺、缩短处理流程、减少占地面积、降低设备投资成本，回收无危险成分的氢氧化铝和硫酸钠，回用无危险成分的含钠中水，实现煲模、氧化前处理废水废渣零排放。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，包括1#除油槽、2#流动水洗槽、3#流动水洗槽、4#碱蚀槽、5#碱蚀液截流槽、6#碱蚀液截流槽、7#高压雾化喷淋槽、8#中和槽、9#流动水洗槽、10#流动水洗槽、11#氧化槽、煲模槽、煲模液转化设备、煲模车间中水池、氧化废液收集罐、酸碱回收设备，以及配套的管道、泵和阀门；氧化槽、除油槽、中和槽之间设置有氧化废液收集罐，氧化废液收集罐用于收集11#氧化槽产生的氧化废液；氧化废液收集罐与1#除油槽、8#中和槽相连通，氧化废液收集罐中的氧化废液改造成为除油液与中和液后，泵入1#除油槽和8#中和槽；煲模槽连接有煲模液转化设备，煲模液转化设备与4#碱蚀槽相连通，煲模液转化设备用于将煲模液转化为碱蚀液；酸碱回收设备与1#除油槽、5#碱蚀液截流槽、8#中和槽相连通，酸碱回收设备用于中和1#除油槽、5#碱蚀液截流槽、8#中和槽的酸碱废液；煲模液转化设备将煲模液转化为碱蚀液的管控指标为：NaOH200-300g/L、Al3+50-75g/L、R值≧4.0(R值为游离碱浓度÷铝离子浓度)；11#氧化槽内氧化液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-20g/L、电流1.2-1.5A/dm2、氧化时30-60Min、氧化温度18-22℃；1#除油槽内除油液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-30g/L、H2O210-20g/L、除油时间3-6Min、除油温度为常温；4#碱蚀槽内碱蚀液的管控指标为：NaOH200-400g/L、Al3+50-100g/L、R值≧4.0(R值为游离碱浓度÷铝离子浓度)、碱蚀时间3-15Min、碱蚀温度60-80℃；8#中和槽内中和液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-30g/L、H2O210-20g/L、中和时间3-6Min、中和温度为常温。在确保五种槽液无危险成分来源的条件下，配置铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，在线组合集成处理五种槽液，节约化学药剂、简化处理工艺、缩短处理流程、减少占地面积、降低设备投资成本，回收无危险成分的氢氧化铝和硫酸钠，回用无危险成分的含钠中水，实现煲模、氧化前处理废水废渣零排放。本专利技术改末端治理为前端治理、环保处理前置，在线分类收集、集成转化煲模液、除油液、碱蚀液、中和液、氧化液，固废资源化利用、中水回用、实现过程可控。按照上述的化学指标改造煲模液、除油液、碱蚀液、中和液、氧化液，剔除添加剂中的危险成分，回收的副产品氢氧化铝和硫酸钠无危险成分，回用的中水无危险成分。本专利技术配置煲模液转化设备，将煲模液转化为碱蚀液，生产碱蚀铝材，节约氢氧化钠用量，截断煲模废液排放废水处理系统，减少废渣产生量；本专利技术配置氧化废液收集罐，收集氧化废液，改造为除油液和中和液，泵入1#除油槽和8#中和槽，节约硫酸用量，截断氧化废液排放进废水处理系统，减少废渣产生量；本专利技术利用经过改造、无危险成分的除油液和中和液，中和5#槽收集的碱蚀废液，除油液和中和液不断更新，保持两种槽液的工作能力。本专利技术依据硫酸钠的溶解-结晶特性，利用自来水重新溶解氢氧化铝和硫酸钠固体混合物，固液分离氢氧化铝，获得氢氧化铝终端副产品；利用硫酸钠溶解度对温度敏感的特性，在低温下再结晶硫酸钠，回收硫酸钠终端副产品，滤液用于再溶解氢氧化铝和硫酸钠固体混合物，循环使用。进一步的，酸碱回收设备与煲模槽之间设置有煲模车间中水池，煲模车间中水池用于回收酸碱回收设备固液分离产生的含钠中水，煲模车间中水池内的中水用于煲模槽开槽、模具清洗和6#碱蚀液截留槽补水。进一步的，4#碱蚀槽之后依次设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，包括1#除油槽、2#流动水洗槽、3#流动水洗槽、4#碱蚀槽、5#碱蚀液截流槽、6#碱蚀液截流槽、7#高压雾化喷淋槽、8#中和槽、9#流动水洗槽、10#流动水洗槽、11#氧化槽、氧化废液收集罐、煲模槽、煲模液转化设备、煲模车间中水池和酸碱回收设备，以及配套的管道、泵和阀门；酸碱回收系统运行方式为：首先按环保前端治理、危险成分减量化原则，改造煲模液、除油液、碱蚀液、中和液、氧化液，管控槽液危废源；然后利用系统配置，在线收集5#碱蚀液截流槽截留的废碱蚀液进酸碱回收设备，泵入1#槽除油液或8#槽中和液，酸碱中和，回收硫酸钠和氢氧化铝副产品，回用含钠中水，彻底截断钠离子对氧化线清洗用水的钠污染。

【技术特征摘要】
1.铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，包括1#除油槽、2#流动水洗槽、3#流动水洗槽、4#碱蚀槽、5#碱蚀液截流槽、6#碱蚀液截流槽、7#高压雾化喷淋槽、8#中和槽、9#流动水洗槽、10#流动水洗槽、11#氧化槽、氧化废液收集罐、煲模槽、煲模液转化设备、煲模车间中水池和酸碱回收设备，以及配套的管道、泵和阀门；酸碱回收系统运行方式为：首先按环保前端治理、危险成分减量化原则，改造煲模液、除油液、碱蚀液、中和液、氧化液，管控槽液危废源；然后利用系统配置，在线收集5#碱蚀液截流槽截留的废碱蚀液进酸碱回收设备，泵入1#槽除油液或8#槽中和液，酸碱中和，回收硫酸钠和氢氧化铝副产品，回用含钠中水，彻底截断钠离子对氧化线清洗用水的钠污染。2.根据权利要求1所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，按危险成分减量化、废水废渣资源化的环保前端治理要求，从源头改造槽液成分与管控指标：所述煲模液转化为碱蚀液的管控指标为：NaOH200-300g/L、Al3+50-75g/L、R值≧4.0，R值为游离碱浓度÷铝离子浓度；所述1#槽除油液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-30g/L、H2O210-20g/L、除油时间3-6Min、除油温度为常温；所述4#槽碱蚀液的管控指标为：NaOH200-400g/L、Al3+50-100g/L、R值≧4.0、碱蚀时间3-15Min、碱蚀温度60-80℃；R值为游离碱浓度÷铝离子浓度；所述8#槽中和液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-30g/L、H2O210-20g/L、中和时间3-6Min、中和温度为常温；所述11#槽氧化液的管控指标为：H2SO4160-200g/L、Al3+10-20g/L、氧化电流1.2-1.5A/dm2、氧化时间30-60Min、氧化温度18-22℃。3.根据权利要求1或2所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，设置氧化废液收集罐，用于收集11#氧化槽产生的氧化废液；所述氧化废液收集罐与1#除油槽、8#中和槽相连通，用于将氧化废液改造成为除油液与中和液后，泵入1#除油槽与8#中和槽，用于除油与中和，减少氧化线酸液消耗量。4.根据权利要求1或2所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，设置煲模液转化设备，所述煲模液转化设备与煲模槽、4#碱蚀槽相连通，用于将煲模液转化为碱蚀液后，泵入4#碱蚀槽，减少氧化线碱液消耗量。5.根据权利要求1或2所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，设置酸碱回收设备，所述酸碱回收设备连通1#除油槽、5#碱蚀液截流槽、8#中和槽，用于中和5#碱蚀液截流槽收集的废碱蚀液、1#除油槽和8#中和槽的废酸液，回收氢氧化铝和硫酸钠副产品，回用含钠中水。6.根据权利要求1或2所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统，其特征在于，设置煲模车间中水池，所述煲模车间中水池用于回收酸碱回收设备固液分离产生的含钠中水和7#高压雾化喷淋槽的喷淋含钠用水，所述煲模车间中水池内的中水用于煲模槽开槽、模具清洗和6#碱蚀液截流槽补水。7.根据权利要求1或2所述铝加工行业表面处理氧化线集成酸碱回收系统...

【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