專利名稱：一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液回收利用的方法，尤其是一種利用鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液制備近紅外傳感材料的方法。
背景技術(shù)：
長期以來，一般鋁廠在生產(chǎn)精煉鋁及鋁型材加工過程中，都產(chǎn)生大量的含鋁廢渣和含鋁廢液。其中廢渣是高溫精煉鋁與鑄造過程產(chǎn)生的，含有部分鋁屑、氮化鋁和碳化鋁等雜質(zhì)。遇水會(huì)產(chǎn)生難聞的氨水和乙炔；含鋁廢液則是鋁型材表面電化學(xué)精飾加工過程產(chǎn)生的，常年排放將造成江河污染，影響沿岸居民的飲水安全。一個(gè)中型鋁型材加工企業(yè)產(chǎn)生的廢液相當(dāng)可觀，年排放約萬噸，上繳排污費(fèi)百萬余元，不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，也浪費(fèi)了可利用的鋁資源。鋁型材廠含鋁廢液是由鋁型材電化學(xué)表面氧化車間以及其它一些表面處理車間產(chǎn)生的，比如堿洗工序使鋁型材表面的含鋁物質(zhì)溶解在堿洗液中，鋁元素蓄積至一定程度時(shí)，槽液失效而必須倒槽排放；此外，鋁型材在各表面處理工序的后水漂洗也會(huì)帶出一些含鋁廢液。廢液中除了鋁元素外，還有封閉工序引入的鎳元素、以及葡萄糖酸鈉、緩蝕劑等添加劑成分，共同構(gòu)成型材廠的這種成分復(fù)雜的含鋁廢液，由此也給廢液的處理和鋁資源回收利用帶來了難度。目前大部分鋁型材廠對(duì)含鋁廢液的處理工藝是這樣的廢液先進(jìn)入集水池初步沉降，再進(jìn)入中和池以酸中和，再加入絮凝劑使鋁渣充分沉淀；清液回用，沉淀漿液輸至板框壓濾機(jī)濾出鋁渣。這樣的廢液處理工藝，一方面由于該鋁渣中含有鎳以及多種雜質(zhì)成分，難以采用傳統(tǒng)的利用思路將其做成對(duì)純度要求很高的鋁系凈水劑，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、明礬等，也就是難以實(shí)現(xiàn)資源化利用；另一方面，低濃度的鎳元素難以充分結(jié)晶沉淀，部分以絮凝包夾的形式混入鋁渣，部分則以溶解形式殘留清液中。因此，無論從水處理角度，還是從資源化利用角度，均需要對(duì)鋁型材廠原有廢液的處理工藝作出革新。由于紅外線具有較強(qiáng)的穿透能力，紅外照相常用于軍事偵察，還有印刷行業(yè)制版用紅外激光照相機(jī)，這些紅外膠片都必須采用加入近紅外傳感材料的鹵化銀乳劑。隨著先進(jìn)紅外探測(cè)器的問世，紅外探測(cè)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中將占有越來越重要的地位， 如海灣戰(zhàn)爭中美國擊落的飛機(jī)，有40%是由紅外制導(dǎo)的空-空導(dǎo)彈擊中的，因此，紅外傳感材料的研究已成為導(dǎo)彈技術(shù)關(guān)鍵材料研究中的一個(gè)重要內(nèi)容。夜視技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭作戰(zhàn)模式的發(fā)展，將近紅外傳感材料涂裝在織物上涂層做成野戰(zhàn)迷彩服，可做成可見光_紅外夜視的雙重迷彩隱身功能。發(fā)射780 830 nm激光的Ga / As半導(dǎo)體激光的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了新的光電材料開發(fā)， 近紅外傳感材料在這些體系中是激光的接受體，是一種關(guān)鍵材料。激光記錄材料的發(fā)展需要各種類型的近紅外傳感材料。激光威脅的主要對(duì)象是人眼和武器裝備系統(tǒng)中的光電裝置。因此，研制和尋找一些對(duì)某些特定波長的激光具有防護(hù)作用的材料，對(duì)于保護(hù)人眼及光電裝置等具有十分重要的意義。從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性著眼，近紅外傳感材料是實(shí)現(xiàn)激光防護(hù)的主要途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，方法簡捷，同時(shí)保持鎳元素回收率90%以上。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟
a、取樣并測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度，將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；
b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入二酮化合物和含氮有機(jī)堿，二酮化合物與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0.廣10:1，含氮有機(jī)堿與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. Γ10:1 ；
C、含鎳廢液與二酮化合物和含氮有機(jī)堿的反應(yīng)時(shí)間控制在0. 5^24小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整 PH值5 9，以有機(jī)溶劑萃取，得萃取液，水相回用；
d、將萃取液蒸餾回收有機(jī)溶劑，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在5(T20(TC，烘干時(shí)間控制在0. Γ5小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。所述二酮化合物和含氮有機(jī)堿加入量與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比例均為 0.5 5: 1。所述二酮化合物為b-二酮化合物。所述b-二酮化合物為2，4-戊二酮、1，1，1-三
氟乙酰丙酮或苯甲酰丙酮。所述含氮有機(jī)堿為脂肪族伯胺、脂肪族仲胺、脂肪族叔胺、芳香族伯胺、芳香族仲胺、芳香族叔胺中的一種或幾種混合物。所述脂肪族伯胺為丁胺或乙二胺；所述芳香族叔胺為喹啉；所述芳香族仲胺為哌啶。所述有機(jī)溶劑為與水不混溶的溶劑。所述有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基異丁基甲酮、乙醚、四氫呋喃或1，4-二氧六環(huán)。所述步驟c中，所述含鎳廢液與二酮化合物和含氮有機(jī)堿的反應(yīng)時(shí)間控制在廣5 小時(shí)。本發(fā)明方法充分利用鋁型材廠原有的污水處理設(shè)備，盡量避免了新設(shè)備的添置， 降低了設(shè)備投資成本，鎳元素資源90%以上回收利用為有用產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟 a、取20m3的鋁材表面處理廢液，測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度，
質(zhì)量濃度含量為8%的鋁元素，質(zhì)量濃度含量為1%的鎳元素，將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入2，4_戊二酮和丁胺，2，4_戊二酮與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. 1:1，丁胺與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. 1:1 ；
C、含鎳廢液與2，4_戊二酮和丁胺的反應(yīng)時(shí)間控制在0.5小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整pH值5，以四氫呋喃萃取，得萃取液，水相回用送常規(guī)含鋁廢液處理工段；d、將萃取液蒸餾回收四氫呋喃，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在50°C，烘干時(shí)間控制在5小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。實(shí)施例二 一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟
a、取20m3的鋁材表面處理廢液，測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度， 質(zhì)量濃度含量為8%的鋁元素，質(zhì)量濃度含量為1%的鎳元素，將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；
b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入2，4_戊二酮和喹啉，2，4_戊二酮與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為10:1，喹啉與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為10:1 ；
C、含鎳廢液與2，4-戊二酮和喹啉的反應(yīng)時(shí)間控制在24小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整pH值9，以氯仿萃取，得萃取液，水相回用；
d、將萃取液蒸餾回收氯仿，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在 200°C，烘干時(shí)間控制在0. 1小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。實(shí)施例三一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟
a、取20m3的鋁材表面處理廢液，測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度， 質(zhì)量濃度含量為8%的鋁元素，質(zhì)量濃度含量為1%的鎳元素，
將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；
b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入1，1，1-三氟乙酰丙酮和哌啶、乙二胺，1，1，1-三氟乙酰丙酮的加入量為與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比例為0. 5:1 ；哌啶與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. 5:1，乙二胺與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. 5:1 ；
C、含鎳廢液與1，1，1-三氟乙酰丙酮和哌啶、乙二胺的反應(yīng)時(shí)間控制在5小時(shí)，反應(yīng)后， 調(diào)整PH值6，以四氫呋喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、將萃取液蒸餾回收四氫呋喃，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在80°C，烘干時(shí)間控制在1小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。實(shí)施例四一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟
a、取20m3的鋁材表面處理廢液，測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度， 質(zhì)量濃度含量為8%的鋁元素，質(zhì)量濃度含量為1%的鎳元素，
將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；
b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入苯甲酰丙酮和丁胺，苯甲酰丙酮與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為5:1，丁胺與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為5:1 ；
C、含鎳廢液與苯甲酰丙酮和丁胺的反應(yīng)時(shí)間控制在12小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整pH值8，以乙酸乙酯喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、將萃取液蒸餾回收乙酸乙酯喃，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在100°C，烘干時(shí)間控制在4小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。實(shí)施例五一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟
a、取20m3的鋁材表面處理廢液，測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度， 質(zhì)量濃度含量為8%的鋁元素，質(zhì)量濃度含量為1%的鎳元素，
將廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；
b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入苯甲酰丙酮和丁胺，苯甲酰丙酮與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為4:1，丁胺與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為4:1 ；C、含鎳廢液與苯甲酰丙酮和丁胺的反應(yīng)時(shí)間控制在8小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整pH值7，以乙酸乙酯喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、將萃取液蒸餾回收乙酸乙酯喃，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在80°C，烘干時(shí)間控制在2小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。
對(duì)比例一
20立方米的鋁材表面處理廢液(鋁元素含量為8%，鎳元素含量為1%)進(jìn)入反應(yīng)池，充分?jǐn)嚢柘录尤氡郊柞１?，加入量與廢液中鎳元素的物質(zhì)的量的比例為2:1，反應(yīng)2小時(shí)后調(diào)整PH值為7，以乙酸乙酯萃取，得萃取液，水相送常規(guī)含鋁廢液處理工段；將萃取液蒸餾回收乙酸乙酯，余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在100°C，烘干時(shí)間控制在1小時(shí)，烘干黃色沉淀物后，得粉體，無近紅外傳感活性。
權(quán)利要求
1.一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是包括以下制備步驟a、取樣并測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度，將含鎳廢液通入反應(yīng)容器中并攪拌；b、攪拌廢液的同時(shí)往廢液中加入二酮化合物和含氮有機(jī)堿，二酮化合物與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0.廣10:1，含氮有機(jī)堿與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0. Γ10:1 ；C、含鎳廢液與二酮化合物和含氮有機(jī)堿的反應(yīng)時(shí)間控制在0. 5^24小時(shí)，反應(yīng)后，調(diào)整 PH值5 9，以有機(jī)溶劑萃取，得萃取液，水相回用；d、將萃取液蒸餾回收有機(jī)溶劑，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在5(T20(TC，烘干時(shí)間控制在0. Γ5小時(shí)，烘干得到黃色沉淀物，即為所述的近紅外傳感材料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述二酮化合物和含氮有機(jī)堿加入量與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比例均為0. 5^5: 1。
3.如權(quán)利要求1所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述二酮化合物為b- 二酮化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述b-二酮化合物為2，4-戊二酮、1，1，1-三氟乙酰丙酮或苯甲酰丙酮。
5.如權(quán)利要求1所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述含氮有機(jī)堿為脂肪族伯胺、脂肪族仲胺、脂肪族叔胺、芳香族伯胺、芳香族仲胺、芳香族叔胺中的一種或幾種混合物。
6.如權(quán)利要求5所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述脂肪族伯胺為丁胺或乙二胺；所述芳香族叔胺為喹啉；所述芳香族仲胺為哌啶。
7.如權(quán)利要求1所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述有機(jī)溶劑為與水不混溶的溶劑。
8.如權(quán)利要求5所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基異丁基甲酮、乙醚、四氫呋喃或 1，4-二氧六環(huán)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，其特征是所述步驟c中，所述含鎳廢液與二酮化合物和含氮有機(jī)堿的反應(yīng)時(shí)間控制在廣5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由含鎳鋁工業(yè)廢液制備近紅外傳感材料的方法，包括以下步驟a、取樣并測(cè)量鋁材表面處理產(chǎn)生含鎳廢液中鋁、鎳元素的濃度，將廢液通入反應(yīng)容器中攪拌；b、攪拌廢液的同時(shí)加入二酮化合物和含氮有機(jī)堿，二酮化合物與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0.1~10:1，含氮有機(jī)堿與廢液中鎳元素物質(zhì)的量的比為0.1~10:1；c、反應(yīng)0.5~24小時(shí)后，調(diào)整pH值5~9，以有機(jī)溶劑萃取，得萃取液；d、將萃取液蒸餾回收有機(jī)溶劑，蒸餾回收后的余物在烘干爐內(nèi)烘干，烘干爐內(nèi)溫度控制在50~200℃，烘干時(shí)間控制在0.1~5小時(shí)，烘干即得到所述的近紅外傳感材料。本發(fā)明方法充分利用鋁型材廠原有的污水處理設(shè)備，盡量避免了新設(shè)備的添置，降低了設(shè)備投資成本，鎳元素資源90%以上回收。
文檔編號(hào)C07F15/04GK102199174SQ20111003668
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者孟慶華, 戴希燕, 戴潤, 戴祖軍 申請(qǐng)人:江蘇錦繡鋁業(yè)有限公司