[發明專利]鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢水零排放表面前處理系統

有效

• 申請號: 201010515738.3
• 申請日: 2010-10-21
• 公開（公告）號: CN102021595A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 熊映明;熊朔;劉慶芬;李昌群
• 申請（專利權）人: 佛山市三水雄鷹鋁表面技術創新中心有限公司
• 主分類號: C23G1/36
• 分類號: C23G1/36;C23G1/12;C23G1/22;C23G3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于鋁合金表面處理技術和環保技術，具體涉及所用藥劑無氟無銨、槽位配置四工作槽合一、反應藥劑全回收和清洗廢水零排放鋁合金表面前處理系統。?

技術背景

鋁合金表面前處理工藝主要分為堿蝕和酸蝕兩大類。現有的鋁型材堿蝕工藝已沿用了100多年，堿蝕具有鋁耗高、堿耗高、堿渣多、工藝難控制、缺陷多、生產成本高、環境污染大等弊端。標準的堿蝕槽位布置如圖1所示，1#、4#、7#、11#和14#槽為工作槽，每個工作槽配兩個水洗槽，加流動水洗待料槽，氧化前處理需要10個槽位，其中4#堿蝕槽為表面處理主要工作槽。各槽功能如下：?

1#除油槽?

本槽為工作槽。除油的目的是除去自然氧化膜、手指紋及與油脂粘在一起的污物，以保障鋁材表面能均勻腐蝕，并保護堿蝕槽的清潔。除油不好，堿蝕就不均勻，氧化著色后存在花斑、表面不均等瑕疵。化學除油可采用堿性、中性或酸性除油劑。?

一般采用氧化廢酸除油，有時加入少量陽離子或兩性表面活性劑，提高除油效率。?

現行1#除油槽存在如下不足：?

1、對存放時間長的鋁材，除油不好，自然氧化膜不能脫干凈，堿蝕不均勻，鋁材表面出現不同光澤，氧化著色不均勻；?

2、除油槽含150-200g/L硫酸，容易帶入堿蝕槽，中和燒堿；?

為了加強除油能力，部分生產廠家在除油槽中添加20-30g/L左右的氟化氫銨，徹底消除除油隱患，但增加了處理含氟和氨氮廢水的壓力。?

2#和3#流動水洗槽?

2#和3#為流動水洗槽，自來水由3#槽流入，2#槽流出，反向串聯。設置兩道水洗的目的是清洗1#槽帶出的酸液，保護堿蝕槽。鋁材從1#槽的強酸到4#的強堿，中間水洗槽的用水量是關鍵，一般為3.0噸/噸材左右。如此大的水量，依然會有部分酸液帶進堿蝕槽。?

4#堿蝕槽?

本槽為工作槽。堿蝕的目的是去自然氧化膜，進一步除油，增加鋁材亮度，或起砂、去紋，堿蝕時鋁和堿蝕液發生如下化學反應：?

Al₂O₃+2NaOH＝2NaAlO₂+H₂O(去自然氧化膜)??????????(1)?

Al+2NaOH+2H₂O＝2NaAlO₂+3H₂↑(整平、起砂)????????(2)?

NaAlO₂+2H₂O＝Al(OH)₃↓+NaOH(回收堿渣、再生堿液)?(3)?

2Al(OH)₃＝Al₂O₃.3H₂O??(槽壁結垢、堵塞管道)??????(4)?

(2)+(3)式，鋁材在堿槽反應的本質為?

2Al+6H₂O＝2Al(OH)₃↓+3H₂↑??????????????????????(5)?

即鋁跟水反應，回收堿渣的同時，可再生全部氫氧化鈉。按反應式(2)-(5)，目前采用了兩種堿蝕方案，一是不加絡合劑的堿回收方案，二是加絡合劑的起砂去紋方案。?

日本采用的堿蝕工藝，一般堿蝕槽不加添加劑，利用拜耳法，實行堿回收。4#槽配備抽渣系統，當游離堿控制在60g/L、鋁離子濃度達到30g/L時，偏鋁酸鈉分解成氫氧化鋁和氫氧化鈉，氫氧化鋁沉渣由抽渣系統處理，清渣后的清液抽回4#槽，實現堿回收。?

意大利采用的堿蝕工藝，在堿蝕槽加添加劑，如山梨醇、葡鈉等，利用多羥基化合物中的仲醇基CHOH絡合鋁離子，反應式為：?

C₆H₁₄O₆+3NaAlO₂＝Al₃C₆H₁₁O₉+3NaOH(山梨醇絡合鋁離子)????????(6)?

3NaC₆H₁₁O₇+NaAlO₂+2H₂O＝Al(C₆H₁₁O₇)₃+4NaOH(葡鈉絡合鋁離子)?(7)?