[發明專利]一種鋁合金氧化液回收與再結晶冷卻系統及工藝

有效

• 申請號: 201711256758.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108149310B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 熊映明
• 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: C25D21/18
• 分類號: C25D21/18;C25D11/08
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 梁永健

本發明公開了一種鋁合金氧化液回收與再結晶冷卻系統，包括氧化液收集系統、氧化液處理系統、氧化液分離系統和氧化液回收及再結晶系統和再結晶冷卻系統。本發明還公開了一種鋁合金氧化液回收與再結晶冷卻工藝，包括氧化液收集、氧化液處理、氧化液分離、氧化液回收、再結晶回收和再結晶冷卻步驟。本發明的系統和工藝能夠充分回收氧化液中的鋁離子和硫酸，將結晶罐中的液體降溫，使其再結晶，進一步提高鋁離子和硫酸的回收率，提高回收氧化液質量。

技術領域

本發明涉及鋁制產品加工的技術領域，尤其涉及一種鋁合金氧化液回收與再結晶冷卻系統及工藝。

背景技術

現有技術中鋁合金陽極氧化線槽位布置如附圖1所示。10#槽陽極氧化液中,具有導電表面的鋁合金置于陽極,在外電場作用下,表面形成氧化膜的過程稱為陽極氧化,所產生的膜為陽極氧化膜或電化學轉化膜。電化學氧化膜與天然氧化膜不同,氧化膜為堆積細胞結構,每個細胞為一個六角柱體,其頂端為一個圓弧形且具六角星形的細孔截斷面。氧化膜有兩層結構，靠近基體金屬的是一層致密且薄,厚度為0.01-0.05μm的純AL₂O₃膜,硬度高,此層即為阻擋層；外層為多孔氧化膜層,由帶結晶水的AL₂O₃組成,硬度較低。電化學氧化按電解液的主要成分可分為:硫酸陽極氧化,草酸陽極氧化,鉻酸陽極氧化；按氧化膜的功能可分為:耐磨膜層,耐腐蝕膜層,膠接膜層,絕緣膜層,瓷質膜層及裝飾氧化。鋁合金經陽極氧化處理后，在鋁材表面形成以多孔性為特征的氧化膜，必須經過封孔處理，以保證鋁合金陽極氧化產品的耐腐蝕性、耐候性和耐磨性等物理化學性能，獲得耐久的使用性能。

鋁陽極氧化液是指鋁合金陽極氧化所用的槽液。開槽時，陽極氧化液H₂SO₄濃度在160-200g/L之間，槽液中沒有鋁離子，對氧化膜溶解能力較強。通常陽極氧化時間為40-60分鐘，溫度為18-22℃，每噸型材溶鋁量約為3.84Kg/T(400m²/T)。隨著槽液中溶鋁的積累，Al³⁺對H⁺和SO₄^2-的攔截面積增加，嚴重阻礙H⁺向陰極、SO₄^2-向陽極移動，槽液導電性能下降。當鋁離子濃度達到20g/L以上時，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，甚至出現白色斑痕或條紋、或其他形狀的痕跡等不均勻現象；若采用恒電流工藝，又會引起電壓升高，電能消耗增大，嚴重時還可能出現膜層燒傷和封閉后變黑等現象。

陽極氧化液中的鋁離子，直接影響槽液的導電性能，決定氧化能耗和膜層質量，最佳控制濃度應在3-8g/L范圍之間，此時所獲的氧化膜耐蝕性、耐磨性最好。但考慮到藥劑成本和環保壓力，實際生產中鋁離子濃度一般控制在15-20g/L區間。

鑒于鋁離子濃度變化與氧化膜質量和氧化能耗有如此重要的關系，鋁加工企業一般采用兩種方法控制鋁離子。

一是倒槽的方法，即當鋁離子濃度超過20g/L時，倒掉一部分槽液，降低鋁離子濃度，補充硫酸至180g/L,繼續生產。年產10萬噸陽極氧化鋁型材，氧化液溶鋁量為400噸左右，每年倒出的氧化廢液20000噸左右，其中含3600噸硫酸，400噸鋁。既浪費藥劑，又承受了處理如此大量廢酸及廢渣的環保壓力，還損失了400多噸可回收的鋁金屬。

二是采用硫酸回收機，如附圖3所示。硫酸回收機是鋁離子的穩定裝置，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.由于分離罐內裝有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使用，使生產中不斷產生的鋁離子排出溶液之外，穩定槽液中的鋁離子濃度在一定工藝范圍，并能凈化槽液中有機物等雜物，長期運行無需更換槽液。從理論上講，該裝置可使鋁材氧化膜厚度及品質穩定，并且節能，也為穩定型材著色工藝提供良好的氧化膜基礎。