一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法技术

本申请涉及铝蚀刻废液的资源化处理技术领域，具体公开了一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法，包括如下步骤：(1)酸性铝蚀刻废液先经过活性炭吸附、后经过阳离子交换树脂，得到三混酸液；(2)三混酸液先蒸馏且馏出物经冷凝和去离子水吸收后得到二混酸液、后升温得到磷酸产品；(3)向二混酸液中加入氢氧化钠，之后二混酸液顺次经过蒸发结晶、固液分离得到硝酸钠产品，且在蒸发结晶过程中挥发溢出的醋酸经冷凝得到醋酸产品。本申请将酸性铝蚀刻废液中的酸资源转化为磷酸、硝酸钠、醋酸等可回收利用资源，并且磷酸产品中金属阳离子含量极低，有效解决酸性铝蚀刻废液对环境的污染问题，达到低排循环可持续发展要求，并且处理成本低。并且处理成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法


[0001]本申请涉及铝蚀刻废液的资源化处理
，更具体而言，其涉及一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法。

技术介绍

[0002]蚀刻是铝合金表面处理中最为常用的操作步骤，铝合金蚀刻包括酸蚀和碱蚀。其中，用于酸蚀的酸性铝蚀刻液包括磷酸、醋酸、硝酸和水等主要成分，经过酸蚀后的酸性铝蚀刻废液中不仅增加了Al
3+
、Pb
2+
等金属离子，而且磷酸、醋酸、硝酸的浓度也发生了变化。酸性铝蚀刻废液对环境有很大的污染，且不易回收。
[0003]目前，处理酸性铝蚀刻废液的方法是酸碱中和法。但是，这种方法能耗高，且浪费酸资源。
[0004]基于以上原因，本申请提供一种低成本有效处理酸性铝蚀刻废液的方法，解决其对环境的污染问题，同时将酸性铝蚀刻废液的有效成分转化为可回收利用资源，从而达到低排循环可持续发展要求。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法，采用如下的技术方案：一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法，所述酸性铝蚀刻废液含有PO
43
‑
、NO3‑
、Ac
‑
和金属离子，所述金属离子包括Al
3+
，所述资源化处理方法包括如下步骤：(1)酸性铝蚀刻废液先经过活性炭吸附、后在45～50℃下经过阳离子交换树脂，得到含有H3PO4、HNO3、HAc的三混酸液；所述阳离子交换树脂的制备方法包括如下步骤：在搅拌下，向分散剂的水溶液中加入对苯乙烯磺酸钠和二乙烯基苯，并发生自由基引发的一次悬浮聚合反应；向步骤中加入对苯乙烯磺酸钠、二乙烯基苯和二烯基硅氧烷类化合物，并发生自由基引发的二次悬浮聚合反应；之后顺次经过抽滤，在50～60℃下一次洗涤、酸化、二次洗涤，干燥，得到阳离子交换树脂；以重量份数计，步骤的分散剂的水溶液100份、步骤的对苯乙烯磺酸钠6～8份、步骤的二乙烯基苯9～11份、步骤的对苯乙烯磺酸钠7～9份、步骤的二乙烯基苯2～4份、步骤的二烯基硅氧烷类化合物1～2份；(2)在压力为
‑
0.09～
‑
0.1Mpa下，三混酸液先在100～125℃下蒸馏且馏出物经冷凝和去离子水吸收后得到含有HNO3、HAc的二混酸液、后升温至130～150℃得到磷酸产品；(3)向二混酸液中加入氢氧化钠，且氢氧化钠的投加摩尔量和二混酸液中含有HNO3的摩尔量的比值为(1～1.05):1；之后二混酸液顺次经过蒸发结晶、固液分离得到硝酸钠产品，且在蒸发结晶过程中挥发溢出的醋酸经冷凝得到醋酸产品。
[0006]可选的，所述金属离子还包括Cu
2+
、Ni
+
、Pb
2+
、Zn
2+
、Cd
2+
、Fe
3+
、Hg
2+
、As
3+
、Mn
2+
中的至少一种。
[0007]可选的，所述一次悬浮聚合反应的温度为75～85℃、时间为2～4小时。优选的，所述一次悬浮聚合反应的温度为80℃、时间为3小时。
[0008]可选的，所述二次悬浮聚合反应的温度为85～95℃、时间为1～3小时。优选的，所述二次悬浮聚合反应的温度为90℃、时间为2小时。
[0009]可选的，所述二烯基硅氧烷类化合物选自1,3
‑
二乙烯基
‑
1,3
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二苯基二硅氧烷、二乙烯基四苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷中的至少一种。优选的，所述二烯基硅氧烷类化合物为1,3
‑
二乙烯基
‑
1,3
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二苯基二硅氧烷。
[0010]可选的，所述分散剂为聚乙烯醇、纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、明胶中的至少一种。优选的，所述分散剂为聚乙烯醇。
[0011]可选的，所述分散剂的水溶液的质量百分比浓度为0.5～5%。优选的，所述分散剂的水溶液的质量百分比浓度为3%。
[0012]可选的，步骤(3)中，采用去离子水将氢氧化钠配制成质量百分比浓度为20～40%的氢氧化钠水溶液。
[0013]可选的，步骤(3)中，氢氧化钠的投加摩尔量和二混酸液中含有HNO3的摩尔量的比值为1.01:1。
[0014]可选的，步骤(3)中，蒸发结晶的温度控制在110～120℃。优选的，步骤(3)中，蒸发结晶的温度控制在115℃。
[0015]可选的，步骤(3)中，固液分离的温度控制在20～30℃。优选的，步骤(3)中，固液分离的温度控制在25℃。
[0016]综上所述，本申请具有以下有益效果：第一、本申请将酸性铝蚀刻废液中的酸资源转化为磷酸、硝酸钠、醋酸等可回收利用资源，并且磷酸产品中金属阳离子含量极低，有效解决酸性铝蚀刻废液对环境的污染问题，达到低排循环可持续发展要求，并且处理成本低。
[0017]第二、本申请在制备阳离子交换树脂过程中，先使对苯乙烯磺酸钠和二乙烯基苯进行一次悬浮聚合反应并生成核层、再使对苯乙烯磺酸钠、二乙烯基苯和二烯基硅氧烷类化合物进行二次悬浮聚合反应并生成壳层。在酸性铝蚀刻废液经过本申请的阳离子交换树脂时，位于壳层的硅氧键发生断裂，不仅将磺酸基暴露出来，而且使阳离子交换树脂的交联密度降低，更利于金属阳离子扩散到阳离子交换树脂的内部，从而增加与磺酸基的氢离子的接触概率，提高了交换能力。
具体实施方式
[0018]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0019]阳离子交换树脂的制备例表1制备例1～5和制备对比例1～2阳离子交换树脂的配料表(单位：g)
上述制备例1～5和制备对比例1～2的阳离子交换树脂的制备方法，具体包括如下步骤：在转速为100r/min的搅拌条件下，向分散剂的水溶液中加入对苯乙烯磺酸钠、二乙烯基苯和二烯基硅氧烷类化合物，先升温至80℃并保温3小时；向步骤中加入对苯乙烯磺酸钠、二乙烯基苯和二烯基硅氧烷类化合物，再升温至90℃并保温2小时；之后顺次经过抽滤，在50～60℃下一次去离子水洗涤、酸化、二次去离子水洗涤，干燥，得到阳离子交换树脂。
[0020]阳离子交换树脂的红外光谱检测红外光谱的检测方法：溴化钾压片法，具体方法是：称取待测样品1mg和溴化钾粉末200mg置于研钵中，并经过充分研磨均匀后压制成片。待测压片采用Nicolet iS5 傅里叶变换红外光谱仪获取红外光谱图。
[0021]采用上述检测方法分别对制备例1～6和制备对比例2提供的阳离子交换树脂进行红外光谱检测，并经过红外光谱分析，制备例1～6和制备对比例2提供的阳离子交换树脂均在在1100cm
‑1附近有Si
‑
O键的特征吸收峰。由此可以判断：上述二烯基硅氧烷类化合物类化合物能够参与悬浮聚合反应。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性铝蚀刻废液的资源化处理方法，所述酸性铝蚀刻废液含有PO
43
‑
、NO3‑
、Ac
‑
和金属离子，所述金属离子包括Al
3+
，其特征在于，所述资源化处理方法包括如下步骤：(1)酸性铝蚀刻废液先经过活性炭吸附、后在45～50℃下经过阳离子交换树脂，得到含有H3PO4、HNO3、HAc的三混酸液；所述阳离子交换树脂的制备方法包括如下步骤：在搅拌下，向分散剂的水溶液中加入对苯乙烯磺酸钠和二乙烯基苯，并发生自由基引发的一次悬浮聚合反应；向步骤中加入对苯乙烯磺酸钠、二乙烯基苯和二烯基硅氧烷类化合物，并发生自由基引发的二次悬浮聚合反应；之后顺次经过抽滤，在50～60℃下一次洗涤、酸化、二次洗涤，干燥，得到阳离子交换树脂；以重量份数计，步骤的分散剂的水溶液100份、步骤的对苯乙烯磺酸钠6～8份、步骤的二乙烯基苯9～11份、步骤的对苯乙烯磺酸钠7～9份、步骤的二乙烯基苯2～4份、步骤的二烯基硅氧烷类化合物1～2份；(2)在压力为
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0.09～
‑
0.1Mpa下，三混酸液先在100～125℃下蒸馏且馏出物经冷凝和去离子水吸收后得到含有HNO3、HAc的二混酸液、后升温至130～150℃得到磷酸产品；(3)向二混酸液中加入氢氧化钠，且氢氧化钠的投加摩尔量和二混酸液中含有HNO3的摩尔量的比值为(1～1.05):1；之后二混酸液顺次经过蒸发结晶、固液分离得到硝酸钠产品，且在蒸发结晶过程中挥发溢出的醋酸经冷凝得到醋酸产品。2.根据权利要求1所述的资源化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福泰，杨艳，刘兴甜，焦娜，
申请(专利权)人：北京清大国华环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：