鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，由堿性系統(tǒng)、酸性系統(tǒng)、中和系統(tǒng)、氣動(dòng)攪拌系統(tǒng)、壓濾和包裝系統(tǒng)構(gòu)成，所述堿性系統(tǒng)和酸性系統(tǒng)分別通過管道連接至中和系統(tǒng)，所述中和系統(tǒng)中設(shè)置所述氣攪拌系統(tǒng)，所述壓濾和包裝系統(tǒng)通過管道設(shè)置于所述中和系統(tǒng)之后，且所述壓濾和包裝系統(tǒng)上設(shè)有與廢水池連接的管道。本發(fā)明將鋁加工廠的氧化廢液和煲模廢液輸送至中和罐，在pH6-8的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)完全的無害化處理，并回收大量的氫氧化鋁副產(chǎn)品，同時(shí)大幅降低廢液處理成本。
【專利說明】鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金加工廢液中和處理和金屬鋁的回收工藝，屬于鋁加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煲模液是指擠壓磨具鋁料頭脫模所用堿液。開槽時(shí)，煲模液NaOH濃度在300-400g/L之間，隨著煲模量的增加，鋁離子濃度上升，煲模速度不斷下降，當(dāng)鋁離子達(dá)60-70g/L時(shí)，煲模太慢，需要倒槽，形成廢液。以年產(chǎn)20萬噸的鋁材廠為例，煲模廢液量為10000噸，溶鋁量為650多噸，潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常大。目前，鋁加工企業(yè)不但沒有利用其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，反而為了處理該廢液，背上了沉重的環(huán)保負(fù)擔(dān)。
[0003]鋁陽極氧化液是指鋁合金陽極氧化所用的槽液。開槽時(shí)，陽極氧化液H2SO4濃度在160-200g/L之間，槽液中如沒有鋁離子，對(duì)氧化膜溶解能力強(qiáng)。陽極氧化30分鐘時(shí)，每噸型材溶鋁量約為3.84Kg(400m2/T)。隨著槽液中溶鋁的積累，Al3+對(duì)H+和S042_的攔截面積增加，嚴(yán)重阻礙H+向陰極、SO42- 向陽極移動(dòng)，槽液導(dǎo)電性能下降。當(dāng)鋁離子濃度達(dá)到20g/以上時(shí)，槽液電阻太大，若采用恒電壓工藝，電流密度明顯降低，造成膜層厚度不足、透明度下降，甚至出現(xiàn)白色斑痕或條紋、或其他形狀的痕跡等不均勻現(xiàn)象；若采用恒電流工藝，又會(huì)引起電壓升高，電能消耗增大，嚴(yán)重時(shí)還可能出現(xiàn)膜層燒傷和封閉后變黑等現(xiàn)象。
[0004]陽極氧化液中的鋁離子，直接影響槽液的導(dǎo)電性能，決定氧化能耗和膜層質(zhì)量，最佳控制濃度應(yīng)在3-10g / L范圍之間，此時(shí)所獲的氧化膜耐蝕性、耐磨性最好。但考慮到藥劑成本和環(huán)保壓力，實(shí)際生產(chǎn)中鋁離子濃度一般控制在10-20g/L區(qū)間。
[0005]鑒于鋁離子濃度變化與氧化膜質(zhì)量和氧化能耗有如此重要的關(guān)系，鋁加工企業(yè)一般采用兩種方法控制鋁離子。
[0006]一是倒槽的方法，即當(dāng)鋁離子濃度超過20g/L時(shí)，倒一半槽液，補(bǔ)充硫酸至濃度為180g/L后，繼續(xù)生產(chǎn)。以年產(chǎn)20萬噸鋁材廠的為例，每年倒出的氧化廢液6000噸左右，既浪費(fèi)藥劑，又承受了處理如此大量廢酸的環(huán)保壓力，還損失了 120多噸可回收的鋁資源。
[0007]二是采用硫酸回收機(jī)。硫酸回收機(jī)是鋁離子的穩(wěn)定裝置，采用酸泵將氧化槽的硫酸與硫酸鋁的混合液泵入分離罐內(nèi).由于分離罐內(nèi)裝有與陽離子交換的特殊材料，快速高效地將硫酸與鋁離子分離，將鋁離子排出溶液之外，將硫酸送回氧化槽中繼續(xù)使用，從而使生產(chǎn)中不斷產(chǎn)生的鋁離子排出溶液之外，達(dá)到槽液中的鋁離子濃度穩(wěn)定在一定工藝范圍內(nèi)之目的，并能凈化槽液中有機(jī)物等雜物，該裝置長(zhǎng)期運(yùn)行無需更換槽液。從理論上講，該裝置可使鋁材氧化膜厚度及品質(zhì)穩(wěn)定，也為穩(wěn)定型材著色工藝提供良好的基礎(chǔ)，但在實(shí)際運(yùn)行中，問題不少。例如，某型號(hào)硫酸回收機(jī)需消耗水約1.5m3/h，約消耗電3度，即每月耗水1080噸，耗電2160度。對(duì)這1080噸水進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其中含硫酸35_45g/L，鋁離子4_5g/L，即每月排放了 194.4噸硫酸。每月如此耗水耗電，獲得的效果卻比倒槽沒多少改進(jìn)，鑒于硫酸回收機(jī)上述糟糕的使用效果，大部分鋁加工企業(yè)，已逐步停用該裝置，恢復(fù)了倒一半氧化槽液的傳統(tǒng)方法。[0008]綜上，現(xiàn)代鋁加工企業(yè)，有大量的煲模廢液和陽極氧化廢液急需處理，而現(xiàn)行的處理方法:一是直接排放進(jìn)廢水處理中心，既增加了處理成本，又浪費(fèi)了鋁資源；二是請(qǐng)專業(yè)處理廠家拉走，而這些處理廠，若單項(xiàng)處理大量的煲模廢堿液，需消耗大量的酸液；若單項(xiàng)處理大量的氧化廢酸液，需消耗大量的堿液，社會(huì)為此付出了昂貴的處理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種節(jié)約生產(chǎn)成本、減少環(huán)保壓力及鋁資源浪費(fèi)的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明目的還在于提供一種全新的回收工藝，將煲模廢液和陽極氧化廢液中和處理，鋁離子全部回收，轉(zhuǎn)化成工業(yè)級(jí)的Al (OH) 3變廢為寶。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0012]鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，由堿性系統(tǒng)、酸性系統(tǒng)、中和系統(tǒng)、氣動(dòng)攪拌系統(tǒng)、壓濾和包裝系統(tǒng)構(gòu)成，所述堿性系統(tǒng)和酸性系統(tǒng)分別通過管道連接至所述中和系統(tǒng)，所述中和系統(tǒng)中設(shè)置所述氣攪拌系統(tǒng)，所述壓濾和包裝系統(tǒng)通過管道設(shè)置于所述中和系統(tǒng)之后，且所述壓濾和包裝系統(tǒng)上設(shè)有與廢水池連接的管道。
[0013]優(yōu)選的，所述堿性系統(tǒng)由1#煲模廢液罐、2#煲模廢液罐、1#泵及管道組成，所述1#泵及所述管道安裝于所述1#煲模廢液罐和2#煲模廢液罐的頂部，所述1#煲模廢液罐與所述1#泵連接的管道上設(shè)有6#閥，所述2#煲模廢液罐與所述1#泵連接的管道上設(shè)有7#閥，所述1#泵與所述中和系 統(tǒng)連接的管道上設(shè)有8#閥，所述1#泵與所述中和系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有9#閥，所述1#煲模廢液罐與2#煲模廢液罐之間連接有設(shè)有10#閥的連接管；所述中和系統(tǒng)由1#中和fe、2#中和iil及管道組成；所1#堡|旲廢液和2#堡|旲廢液iip用于儲(chǔ)存煲模廢液，并由1#泵通過管道輸送至1#中和罐和/或2#中和罐中。
[0014]優(yōu)選的，所述1#煲模廢液罐、2#煲模廢液罐的底部分別設(shè)有11#閥、12#閥。
[0015]優(yōu)選的，所述酸性系統(tǒng)由1#氧化廢液罐、2#氧化廢液罐、2#泵及管道組成，所述2#泵及管道安裝于所述1#氧化廢液罐、2#氧化廢液罐的底部，所述1#氧化廢液罐與所述2#泵連接的管道上設(shè)有1#閥，所述2#氧化廢液罐與所述2#泵連接的管道上設(shè)有2#閥，所述2#泵與所述1#中和罐、2#中和罐連接管道上分別設(shè)有3#閥、4#閥，且所述1#氧化廢液罐與所述2#氧化廢液罐之間連接有設(shè)有5#閥的連接管道，所述1#氧化廢液罐和所述2#氧化廢液罐用于儲(chǔ)存氧化廢液，并由2#泵通過管道輸送至1#中和罐和/或2#中和罐中。
[0016]優(yōu)選的，所述氣動(dòng)攪拌系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)和氣攪拌管組成，所述空壓機(jī)與所述1#中和罐連接的管道上設(shè)有13#閥，所述空壓機(jī)與所述2#中和罐連接的管道上設(shè)有14#閥。
[0017]優(yōu)選的，所述1#中和罐和2#中和罐用于中和氧化廢液和煲模廢液，生成氫氧化鋁結(jié)晶。
[0018]優(yōu)選的，所述1#中和罐與所述壓濾和包裝系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有15#閥，所述2#中和罐與所述壓濾和包裝系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有16#閥。
[0019]優(yōu)選的，所述堿性系統(tǒng)用于收集、儲(chǔ)存煲模廢液，并輸送至所述中和系統(tǒng)；所述酸性系統(tǒng)用于收集、儲(chǔ)存氧化廢液，并輸送至所述中和系統(tǒng)；所述中和系統(tǒng)用于兩種廢液的中和反應(yīng)，并生產(chǎn)氫氧化鋁，所述中和系統(tǒng)按耐酸設(shè)計(jì)；
[0020]步驟1、打開1#、3#閥和2#泵，先加氧化廢酸至1#中和罐的設(shè)定液位，打開13#閥開始攪拌，再打開6#、8#閥和1#泵加煲模廢堿，先快后慢，用pH試紙，邊測(cè)邊加，pH值為6-8時(shí)，停止加煲模廢液，繼續(xù)攪拌10分鐘，靜置2小時(shí)；
[0021]步驟2、開啟帶式壓濾機(jī)，打開15#閥，壓濾干燥，即得氫氧化鋁產(chǎn)品；
[0022]步驟3、關(guān)閉3#閥，打開4#閥和2#泵，先加氧化廢酸至2#中和罐的設(shè)定液位，打開14#閥，開始攪拌；關(guān)閉8#閥，再打開9#閥門和1#泵加煲模廢堿，先快后慢，用pH試紙，邊測(cè)邊加，PH值為6-8時(shí)，停止加煲模廢液，繼續(xù)攪拌10分鐘，靜置2小時(shí)；
[0023]步驟4、開啟帶式壓濾機(jī)，打開16#閥門，壓濾干燥，即得氫氧化鋁產(chǎn)品。
[0024]在本發(fā)明中，煲模時(shí)，磨具中的鋁料頭在堿蝕液中發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
[0025]Al203+2Na0H=2NaA102+H20 (去自然氧化膜)(I)
[0026]2Al+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2 丨(溶鋁)(2)
[0027]NaA102+2H20=Al (OH)3 I +NaOH (槽液分解，再生堿液)(3)
[0028]2A1 (OH)3=Al2O3.3H20(槽壁結(jié)垢、堵塞管道)(4)
[0029]按(I) (2)兩式，堿濃度越高，溶鋁速度越快；按(3)(4)兩式，煲模液不穩(wěn)定，易分解，并結(jié)垢，不可進(jìn)行管道輸送！
[0030]按(3)式，降低堿濃度，反應(yīng)向右邊移動(dòng)，易生成氫氧化鋁結(jié)晶析出。若在煲模液中進(jìn)入氧化廢酸，則出現(xiàn)如下反應(yīng):
[0031]2NaA102+2H20+H2S04=2Al (OH)3 丨 +Na2SO4(5)
[0032]即在煲模廢液中加入氧化廢液，可將兩種廢液中的鋁離子一并回收，生成氫氧化招。
[0033]取煲模廢堿液:總堿327.21g/L 游離 Na0H280.8g/L Al3+31.32g/L
[0034]氧化廢酸液:總酸261.66g/L 游離 H2S04164.64g/L Al3+20.55g/L
[0035]按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
[0036]
【權(quán)利要求】
1.鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，由堿性系統(tǒng)、酸性系統(tǒng)、中和系統(tǒng)、氣動(dòng)攪拌系統(tǒng)、壓濾和包裝系統(tǒng)構(gòu)成，所述堿性系統(tǒng)和酸性系統(tǒng)分別通過管道連接至所述中和系統(tǒng)，所述中和系統(tǒng)中設(shè)置所述氣攪拌系統(tǒng)，所述壓濾和包裝系統(tǒng)通過管道設(shè)置于所述中和系統(tǒng)之后，且所述壓濾和包裝系統(tǒng)上設(shè)有與廢水池連接的管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性系統(tǒng)由1#煲模廢液罐、2#煲模廢液罐、1#泵及管道組成，所述1#泵及所述管道安裝于所述1#煲模廢液罐和2#煲模廢液罐的頂部，所述1#煲模廢液罐與所述1#泵連接的管道上設(shè)有6#閥，所述2#煲模廢液罐與所述1#泵連接的管道上設(shè)有7#閥，所述1#泵與所述中和系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有8#閥，所述1#泵與所述中和系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有9#閥，所述1#煲模廢液罐與2#煲模廢液罐之間連接有設(shè)有10#閥的連接管；所述中和系統(tǒng)由1#中和中和iil及管道組成；所1#堡|旲廢液和2#堡|旲廢液iil用于儲(chǔ)存煲模廢液，并由1#泵通過管道輸送至1#中和罐和/或2#中和罐中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述1#煲模廢液罐、2#煲模廢液罐的底部分別設(shè)有11#閥、12#閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在 于，所述酸性系統(tǒng)由1#氧化廢液罐、2#氧化廢液罐、2#泵及管道組成，所述2#泵及管道安裝于所述1#氧化廢液罐、2#氧化廢液罐的底部，所述1#氧化廢液罐與所述2#泵連接的管道上設(shè)有1#閥，所述2#氧化廢液罐與所述2#泵連接的管道上設(shè)有2#閥，所述2#泵與所述1#中和罐、2#中和罐連接管道上分別設(shè)有3#閥、4#閥，且所述1#氧化廢液罐與所述2#氧化廢液罐之間連接有設(shè)有5#閥的連接管道，所述1#氧化廢液罐和所述2#氧化廢液罐用于儲(chǔ)存氧化廢液，并由2#泵通過管道輸送至1#中和罐和/或2#中和罐中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動(dòng)攪拌系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)和氣攪拌管組成，所述空壓機(jī)與所述1#中和罐連接的管道上設(shè)有13#閥，所述空壓機(jī)與所述2#中和罐連接的管道上設(shè)有14#閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述1#中和罐和2#中和罐用于中和氧化廢液和煲模廢液，生成氫氧化鋁結(jié)晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述1#中和罐與所述壓濾和包裝系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有15#閥，所述2#中和罐與所述壓濾和包裝系統(tǒng)連接的管道上設(shè)有16#閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性系統(tǒng)用于收集、儲(chǔ)存煲模廢液，并輸送至所述中和系統(tǒng)；所述酸性系統(tǒng)用于收集、儲(chǔ)存氧化廢液，并輸送至所述中和系統(tǒng)；所述中和系統(tǒng)用于兩種廢液的中和反應(yīng)，并生產(chǎn)氫氧化鋁，所述中和系統(tǒng)按耐酸設(shè)計(jì)； 步驟1、打開1#、3#閥和2#泵，先加氧化廢酸至1#中和罐的設(shè)定液位,打開13#閥開始攪拌，再打開6#、8#閥和1#泵加煲模廢堿，先快后慢，用pH試紙，邊測(cè)邊加，pH值為6-8時(shí)，停止加煲模廢液，繼續(xù)攪拌10分鐘，靜置2小時(shí)； 步驟2、開啟帶式壓濾機(jī)，打開15#閥，壓濾干燥，即得氫氧化鋁產(chǎn)品； 步驟3、關(guān)閉3#閥，打開4#閥和2#泵，先加氧化廢酸至2#中和罐的設(shè)定液位，打開14#閥，開始攪拌；關(guān)閉8#閥，再打開9#閥門和1#泵加煲模廢堿，先快后慢，用pH試紙，邊測(cè)邊加，PH值為6-8時(shí)，停止加煲模廢液，繼續(xù)攪拌10分鐘，靜置2小時(shí)； 步驟4、開啟帶式壓濾機(jī)，打開16#閥門，壓濾干燥，即得氫氧化鋁產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收工藝，其特征在于，所述煲模廢堿液與所述氧化廢酸液兩者的體積比為1:1.5，中和罐內(nèi)的酸堿物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成Al (OH)3沉淀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁加工廠煲模廢液與陽極氧化廢液中和處理和鋁離子的回收工藝，其特征在于，所處理的化學(xué)藥劑為煲模槽的老化廢堿液和氧化槽的老化廢酸液，反應(yīng)終點(diǎn)為PH7.0，生產(chǎn)的副產(chǎn)品為工業(yè) 級(jí)氫氧化鋁。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK103451436SQ201310395510
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】熊晨凱, 熊映明 申請(qǐng)人:佛山市三水雄鷹鋁表面技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司