CN103952741B - 铝合金阳极氧化线处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金阳极氧化线处理工艺,包括功能槽系统和设置于功能槽之间的水洗槽系统,所述功能槽系统沿清洗水流动方向上游功能槽对下游功能槽兼容设置,所述水洗槽系统整体反相串联设置。本发明改变了传统氧化线每个功能槽单独配置流动水洗槽的方式,将水洗槽全部反串,进出水口的数量因此大大减少,耗水量由25.0-35.0吨/吨材减少为5.0-6.0吨/吨材,节水80%以上。本发明的处理工艺生产成本低,高效环保,适合工业推广应用。

Description

铝合金阳极氧化线处理工艺

技术领域

[0001] 本发明针对化工领域,具体涉及一种铝合金阳极氧化线的处理工艺及其工艺配 置。

背景技术

[0002] 现行的铝合金阳极氧化线,大部分铝材厂已沿用了 100多年。全线共有19个槽位, 其中6个功能槽,每个功能槽配置两个独立的流动水洗槽,还另配有一个流动水洗待料槽, 合计13个流动水洗槽。整条氧化线依据该传统的工艺配置共设有6个进水口,6个排水口,每 个进水口(排水口)耗水近5吨/吨材,合计耗水近30吨/吨材。这种配置具有水耗高,环境污 染大,其槽位布置如图1所示,6个功能槽的功能如下:

[0003] 1.除油槽。除油的目的是除去自然氧化膜、指纹及与油脂粘在一起的污物,以保障 铝材表面能均匀腐蚀。除油不好,碱蚀就不均匀,氧化着色后存在花斑、表面不均匀等瑕疵。 国内一般采用氧化废酸除油,有时加入少量氟化物、阳离子或两性表面活性剂来提高除油 效率。现行除油槽存在如下不足:

[0004] ⑴对存放时间长的铝材,除油不好,自然氧化膜不能脱干净,碱蚀不均匀,铝材表 面出现不同光泽,氧化着色不均匀;

[0005] ⑵除油槽含150_200g/L氧化废硫酸,容易带入碱蚀槽,中和烧碱,要求独立流动水 洗;

[0006] ⑶为了加强除油能力,部分生产厂家在除油槽中添加5-10g/L左右的氟化氢铵,彻 底消除除油隐患,但增加了处理含氟和氨氮的废水的压力。

[0007] 2 .碱蚀槽。碱蚀的目的是去自然氧化膜,进一步除油,增加铝材亮度,或起砂、去 纹,做亚光材。碱蚀时铝和碱蚀液发生如下化学反应:

[0008] Al2〇3+2NaOH=2NaAl〇2+H2〇(去自然氧化膜)(1)

[0009] 2Al+2NaOH+2H2〇=2NaAl〇2+3H2K 整平、起砂)(2)

[0010] NaA102+2H20=Al(0H)d+Na0H(碱槽分解、浑浊、沉淀)(3)

[0011] 2Α1(ΟΗ)3=Αΐ2〇3·3Η2〇(槽壁结垢、堵塞管道)(4)

[0012] (2)+(3)式,铝材在碱槽反应的本质为

[0013] 2A1+6H20=2A1 (0H)3|+3H2T (5)

[0014] 即铝材实际上是与水反应,回收碱渣的同时,可再生全部氢氧化钠。按反应式 (2)-(5),目前采用了两种碱蚀方案,一是不加络合剂的碱回收方案,二是加络合剂的起砂 去纹方案。

[0015] 日本采用的碱蚀工艺,一般碱蚀槽不加添加剂,利用拜耳法,实行碱回收。碱蚀槽 配备抽渣系统,当游离碱控制在60g/L、铝离子浓度达到30g/L时,按(3)式,偏铝酸钠分解成 氢氧化铝和氢氧化钠,氢氧化铝沉渣由抽渣系统处理,清渣后的清液抽回碱蚀槽,实现碱回 收。

[0016] 意大利采用的碱蚀工艺,在碱蚀槽加添加剂,如山梨醇、葡钠等,利用多羟基化合 物中的仲醇基CHOH络合铝离子,反应式为:

[0017] C6Hi4〇6+3NaAl〇2=Al3C6Hii〇9+3NaOH(山梨醇络合铝离子)(6)

[0018] 3NaC6Hii〇7+NaAl〇2+2H2〇=Al(C6Hii〇7)3+4NaOH(葡钠络合铝离子)(7)

[0019]当铝的溶解和铝离子的带出平衡时,铝离子浓度可达80_120g/L,槽液稳定,不清 槽。

[0020] 上述两种方法各有利弊。日本的工艺,由于采用了碱回收,碱耗低,好清洗,中和槽 被前槽碱水消耗相对较少,但要抽渣、铝耗高、不去纹、不能做砂面材,铝材狭窄处易结碱 垢。意大利的工艺,不用抽渣,由于铝离子较高,按粘性理论,铝材表面的反应速度大于机械 纹沟底的反应速度,可去纹,能做砂面材;但该工艺粘度高,带出的槽液多,碱耗和水耗高, 而且不便于水洗,对中和槽液消耗较大。

[0021] 3.中和槽。设置中和槽的目的是除去残留于铝型材上的灰状附着物,即溶去不溶 于碱槽液的锰、铜、铁、硅等合金元素或杂质,同时中和铝材表面残留的碱液,以获得较光亮 的金属表面。如果挂灰没有除净,将导致氧化膜疏松,着色后光泽发暗。

[0022] 国内铝型材厂很长一段时间采用氧化废硫酸中和,杂质少的型材用单一硫酸可以 达到质量要求,既可利用氧化废酸,还可避免交叉污染,成本较低。对于一些用废铝多的企 业,型材中铁、铜、锰严重超标,碱蚀后铝材表面上有一层厚厚的黑褐色灰,这时仅用硫酸就 很难除净。许多厂家采用150-200g/L的废硫酸与30-50g/L的硝酸混合,使用后能彻底除灰, 铝表面较为平整细腻。此过程中添加硝酸的另一个好处是利用其钝化作用保护铝材,使其 在氧化前的水洗待料期间不产生点蚀和雪花状腐蚀。但使用硝酸时,为了防止其被带入氧 化槽,需要大量的水洗;而且废水中硝酸根的存在,增加了企业处理氨氮的压力。

[0023] 4.氧化槽。氧化槽按160-200g/L硫酸开槽,18-22°C,1.2-1.5A/dm2进行氧化,随着 氧化量的增加,氧化槽的铝离子不断上升。当铝离子浓度超过20g/L时,氧化膜疏松,部分厂 会家倒掉一些氧化液,还有部分厂家会采用树脂交换,前者浪费了大量硫酸,后者浪费了大 量水。另外,本槽的氧化温度一般控制在18_22°C,需要制冷,低温下电阻太大,耗电量太大, 标准膜下,吨材耗电量为800-1000度,有很大的节能降耗空间。

[0024] 5.着色槽。设置本槽的目的是为了给氧化膜上色,提高铝合金的装饰性。一般采用 单镍盐、单锡盐或镍锡混合盐着色,并添加酚类、有机酸、硼酸等添加剂稳定着色液。单镍盐 着色槽液非常稳定,但要求硫酸镍纯度很高,开槽浓度达150g/L,开槽成本高,镍盐着色液 抗污染能力弱,要求着色前的水洗槽用流动纯水洗。而且锡盐着色槽液不稳定,易浑浊,开 槽浓度低(约15g/L),抗污染能力强,色系丰富。随着环保要求的提高,考虑到镍盐可能被禁 止使用的趋势,急需开发新型着色稳定剂,彻底稳定锡盐。镍锡混合盐电解着色,除着青铜 色系之外,也可着仿不锈钢色、香槟色和纯黑色。镍锡混盐电解着色液具有良好的着色分散 性,形成的色膜色泽均匀、高雅华贵,有良好的耐晒性、抗腐蚀性和耐磨性,着色液本身具有 较强的抗污能力。用镍锡混合盐电解液进行着色,不仅成本低,使用时间长,且可以获得单 独的镍盐或锡盐所不能得到的色彩和质量,因而深受广大铝材厂家的青睐。但是,如单锡盐 着色,镍锡混合盐电解着色体系中的亚锡离子极不稳定,即使在pH=l. 0的酸性溶液中,也容 易被空气中的氧或氢氧根电解释放出的氧来氧化为高价锡离子,进而发生水解生成白色的 锡酸沉淀,轻则影响着色膜的质量,重则使着色液完全失效。所以控制的重点主要是保证亚 锡离子的稳定,另外是色调的控制。

[0025] 镍锡盐着色以锡盐为主,两者共存时由于竞争还原提高了着色速度和均匀性。镍 锡盐比单锡盐用量少且更稳定,色调黄中透红更具观赏性。镍盐以20-25g/L为宜,太高则偏 暗,但是纯黑色时宜升至45 8/υη2+易被一切氧化剂所氧化,然后水解成胶状的Sn(0H)2和 Sn(0H)4沉淀于槽底或悬浮于溶液之内。在着色过程中,以下几种情况都会促成Sn2+氧化和 水解:

[0026] 1)槽液搅拌引起的氧化。为了使槽液的温度、浓度均匀,生产时应对着色槽液进行 搅拌,尽管为了避免用空气直接搅拌而采用循环栗,但还是会使槽液与空气接触的机会增 加,在与空气接触过程中会发生二价锡被氧化为四价锡的反应:

[0027] SnS〇4+H2S〇4+0=H2〇+Sn(S〇4)2| (8)

[0028] 2)电极反应时发生的氧化和水解。当电极处于阳极半周时,会发生氢氧根失电子 生成氧的反应:

[0029] 40H--4e=20+2H20 (9)

[0030] 着色过程中,Sn2+在电极反应中易与(9)式生成的氧作用,发生氧化反应,以及按照 按(8)式生成浑浊物。另外,铝合金作为阴极,析氢反应会使局部pH值升高,促使着色槽中的 Sn2+和Sn4+发生水解反应

[0031] Sn2++20H=Sn(0H)2| (10)

[0032] Sn4++40H=Sn(0H)4| (11)

[0033] 由于以上反应的存在以及Sn2+稳定剂络合能力不够等因素,槽液使用周期越长,悬 浮混浊越严重。好的添加剂应该具有一定的综合能力,既要防止Sn 2+沉淀水解,还要有加速 离子化,提高分散能力的作用。否则,着色过程中络合与离子化动态平衡会协调不好,Sn 2+在 孔内沉积条件不好就会影响着色效率和着色色调。

[0034] 6.封孔槽。设置本槽的目的是封住氧化膜的微孔,确保其耐腐蚀性能。也可用电泳 槽取代封孔槽。封孔方法按工作温度分为高温、中温和常温封孔。高温封孔是铝材在95-100 °C的纯水中处理,封孔质量较好,但能耗高、水蒸发量大、易挂灰、易使杂质离子中毒,需经 常更换槽液。中温封孔一般采用醋酸镍加添加剂的方法,在55-65°C下处理,封孔速度快、少 挂灰、不裂膜,但含镍不利于环保。常温封孔采用氟化镍加添加剂方法,在25-35°C下处理, 封孔速度较快、少挂灰、能耗低、使用方便,但易裂膜,且含氟和镍不利于环保。现在,国内以 中温和常温封孔为主要处理方法,从环保的角度考虑,需要进行无镍封孔研发。

[0035] 如图1所示,每相邻的两个功能槽之间设置有两个反向串联的流动水洗槽,用于清 洗上一个功能槽带出的槽液,每个水洗槽的耗水量一般为5.0吨/吨材左右。其中,中和槽与 氧化槽之间还增设有一个水洗待料槽,用于进一步降低中和槽的硝酸带入氧化槽的风险, 以保护氧化槽,其耗水量为6.0吨/吨材左右。由中温封孔槽处理后的铝材再经过两道反向 串联的水洗槽清洗,即完成了阳极氧化处理,可包装出厂。

[0036] 目前,除西飞铝业等少数厂家外,我国大部分铝加工厂采用碱蚀槽添加络合剂的 工艺,但对除油槽和中和槽略有改进,除油槽一般添加有5-10g/L左右的氟化氢铵,中和槽 添加有30-50g/L左右的硝酸,目的是除油和除灰更彻底。该铝合金阳极氧化处理工艺经过 近百年应用,其弊端日渐明显,特别是在强调绿色环保工业生产的当下,整条氧化线有以下 几方面存在不足:

[0037] 1.工艺设计理念不合理,除油槽和中和槽内为强酸性槽液,碱蚀槽内为强碱性槽 液,铝材需从强酸到强碱、再从强碱到强酸进行处理,中间各设置两道水洗槽,尽管使用了 大量流动水清洗也难免串槽,工作槽的药剂易被互相消耗。

[0038] 2.水洗槽太多,配合各功能槽的水洗槽各自独立,整条氧化线共设有六个进水口, 六个排水口,用水量太大。如图1所示的13个水洗槽,总耗水量约为25-35吨/吨材。除用水成 本外,这些废水的处理和排放,都需要额外成本。

[0039] 3.除油槽、中温封孔槽的槽液中含氟,妨碍了废水的处理和回用利用。

[0040] 4.除油槽和中和槽的槽液中含氨氮,使废水处理的难度更大。由于含氟废水不能 回用,含氨氮废水又不能排放,厂家陷入不得不处理令人头疼的氨氮的困局。

[0041] 按照我国有色金属行业标准YS/T7812-2012铝及铝合金管、棒、型材行业清洁生 产水平评价技术要求第2部分阳极氧化与电泳涂漆产品的水耗规定,每吨氧化材耗水量为: 1级17吨;2级27吨;3级37吨。即使是1级,耗水量也太大,而过度节水势必造成功能槽串槽, 影响生产。我国是铝合金生产大国,全年氧化材产量在1000万吨以上(含各种五金制品),年 耗水在3.0亿吨以上,且这些废水含大量的镍、氟和氨氮,处理成本之高,污染危害之大可想 而知。

[0042]我国是水资源极度匮乏的国家,每年缺水约为400亿立方米。但工业生产水资源利 用效率太低,单位⑶p耗水量是发达国家的五倍,制约了铝加工企业的发展,尤其是还产生 了含镍、氟等有毒物质的污染水。传统的氧化线槽位配置,节水和药剂交叉消耗是对立统一 体。若用水量太少,功能槽的槽液可能串槽,药剂互相消耗。按图1所示传统的水洗方式,节 水可能造成串槽,增加药剂消耗,影响产品质量,甚至造成停产,而高水耗是由整条氧化线 系统配置决定的。

[0043] 基于上述原因和现有技术,需要进一步对铝合金阳极氧化线处理方法及其工艺配 置进行改进。

发明内容

[0044] 有鉴于此,本发明在充分认识传统铝合金氧化线弊端的基础之上,经申请人多年 研发,大胆变革,对各功能槽药剂配方进行了全新的研究后,提供的一项新技术。

[0045] 为实现上述目的,本发明的技术方案为:

[0046] -种铝合金阳极氧化线处理工艺,包括功能槽系统和设置于功能槽之间的水洗槽 系统,所述功能槽系统沿清洗水流动方向上游功能槽对下游功能槽兼容设置,所述水洗槽 系统整体反相串联设置。

[0047]上述处理工艺的具体设置如图2和图3,所述功能槽系统包括:顺序布置的1#除油 槽、2#碱蚀槽、5#中和槽、9#氧化槽、12#着色槽和15#中温封孔槽;

[0048]所述水洗槽系统包括:顺序设置于2#碱蚀槽与5#中和槽之间的3#流动水洗槽和4# 流动水洗槽,顺序设置于5#中和槽与9#氧化槽之间的6#流动水洗槽、7#流动水洗槽和8#水 洗待料槽,顺序设置于9#氧化槽与12#着色槽之间的10#流动水洗槽和11#流动水洗槽,顺序 设置于12#着色槽与15#中温封孔槽之间的13#流动水洗槽和14#流动水洗槽,以及顺序设置 于15#中温封孔槽之外的16#流动水洗槽和17#流动水洗槽;

[0049] 所述水洗槽系统配合功能槽系统整体反向串联配置。

[0050] 进一步,所述水洗槽系统单个槽体的进水口和出水口分别设置于两端,清洗水从 其一端流入,另一端流出至下一个水洗槽。

[0051]进一步,所述1#除油槽为碱性除油槽,所述碱性除油槽与相邻的2#碱蚀槽之间不 设置水洗槽。

[0052]对于水洗槽系统整体而言,其进出水口可以为单个,即清洗水单进单出;其进出水 口也可以设置为各两个,即清洗水双进双出。水洗槽系统的进出水口设置为单个时,分别位 于17#流动水洗槽和3#流动水洗槽的一端,清洗水从17#流动水洗槽流入,3#流动水洗槽排 出。水洗槽系统的进出水口设置为各两个时,所述2个进水口分别设置于17#流动水洗槽和 11#流动水洗槽的一端,所述2个排水口分别设置于13#流动水洗槽和3#流动水洗槽的一端; 水洗槽系统中清洗水的流动相应的分为两段,第一段清洗水从17#流动水洗槽流入,从13# 流动水洗槽排出,第二段清洗水从13#流动水洗槽流入,从3#流动水洗槽排出。

[0053]作为一种铝合金表面处理的前沿工艺,本发明充分考虑了传统工艺各功能槽互不 兼容的弊端,为了配合流动水洗槽反向串联流动配置的可行性,对各功能槽药剂配方进行 了优化实验,以使氧化线沿反向流动水洗方向的上游功能槽对下游功能槽兼容。本发明是 现有普通酸蚀、碱蚀等传统工艺的换代技术,可有效地解决铝合金阳极氧化处理的氟、酚和 氨氮污染,实现阳极氧化线大规模节水,大大减少企业治污量,降低生产成本,提高功效。 [0054]为了实现本发明各功能槽的兼容效果,将1#除油槽设计为碱性,并对2#碱蚀槽兼 容;将15#封孔槽设计为以醋酸镍为主的中温封孔,对12#着色槽兼容;将15#中温封孔槽、 12#着色槽设计为对9#氧化槽兼容;将5#封孔槽、12#着色槽、9#氧化槽设计为对5#中和槽兼 容。据此,实现了整条氧化线上游功能槽对下油功能槽兼容,流动水洗槽反向串联的效果。 [0055]为实现整条氧化线上游功能槽对下油功能槽兼容的效果,本发明的技术方案为: [0056] 1.15#中温封孔槽对12#着色槽兼容。

[0057]中温封孔槽选用醋酸镍为封孔主盐,着色槽选用镍锡复合盐着色。要设计对着色 槽兼容,首先得了解着色槽内槽液中杂质过高对着色的影响。下表给出了着色槽能承受的 多种杂质离子的浓度极限。

[0058] 表1

[0059]

Figure CN103952741BD00081

[0060]中温封孔槽对着色槽兼容,即要求中温封孔槽液可以带进着色槽,而不影响着色 槽液。中温封孔以醋酸镍为封孔主盐,添加少量醇和三乙醇胺等;着色槽复盐中含镍,而镍 盐可促进着色,没有副作用。实验表明,醇和三乙醇胺对着色无影响。因此,中温封孔槽的这 些成分对于着色槽,可做到完全兼容。按表1,中温封孔槽内要控制铵离子和Cr、Cu 2+、N0319 含量;要求生产醋酸镍时充分去除杂质离子,充分漂洗,去除钠离子;控制pH值,醋酸镍5-6g/L时,pH值6.0-7.0。除杂质离子是为了保护着色槽,控制pH值是为了使封孔槽工作稳定, 减少用氨水调节pH值的用量,并减少带入着色槽的铵离子量。

[0061 ] 2.15#中温封孔槽、12#着色槽对9#氧化槽兼容。

[0062]氧化槽选用160-200g/L硫酸氧化液,要设计对氧化槽兼容,首先得了解硫酸阳极 氧化液中杂质过高对氧化膜的影响及处理方法。阳极氧化溶液中含铝离子、铜离子、铁离 子、氯离子、硝酸根等杂质。金属杂质的来源是阳极氧化时基体金属的溶解,氯离子、硝酸根 来自于自来水的带入以及硝酸出光时没有清洗干净。氯离子含量过高,会使膜层疏松和产 生腐蚀斑点,氧化膜层会出现白斑,膜层的吸附能力降低,染色困难。铜离子、铁离子含量过 高,会使膜层产生黑斑或黑色条纹,抗蚀性能下降。硝酸根含量过高,会使溶液对氧化膜的 溶解能力增强,而不利于成膜,同时使膜层的光亮度下降。生产实践表明,阳极氧化槽液杂 质最大允许含量为:

[0063] Al3+<20g/L

[0064] Cu2+<0.02g/L

[0065] Fe2+<0.2g/L

[0066] cr<0.2g/L

[0067] N〇3-<0.1g/L

[0068] 阳极氧化槽液杂质离子传统的处理方法:

[0069]铝离子含量一般高于20g/L,现行的方法是倒掉一半槽液;铜离子含量高于0.02g/ L、铁离子含量高于0.2g/L,用0.1~0.2A/dm2的低电流密度电解,洗刷阴极板除去即可;离 子含量过高于〇 . 2g/L时,可采取更换部分溶液的方法使其含量降低;硝酸根含量过高于 〇.lg/L时,采取更换部分溶液的方法使其含量降低。为了对氧化槽兼容,中温封孔槽和着色 槽的槽液中必须控制Cu 2+、Fe2+、Cr和N(V等离子含量,以保护氧化槽。

[0070] 由于中温封孔槽中含镍,着色槽含镍锡复合盐,亚锡容易分解,着色槽易浑槽,其 后的水洗槽更容易浑浊,反向串联后,会影响氧化槽。为此,选用螯合剂取代传统着色剂中 的络合剂和还原剂,确保锡盐不分解,即使从着色槽带入水洗槽,锡盐也不分解。如此,锡盐 带入氧化槽,也可保持稳定,氧化槽不浑槽;反串后,水洗槽呈弱酸性,会有少量的Ni 2+、Sn2 +、013(:00'5042,少量螯合剂、有机醇等带入氧化槽。镍锡带入氧化槽可作为导电盐;有机 酸、有机醇和螯合剂可作为缓蚀剂,不影响氧化,可做到完全兼容。这与宽温氧化非常相似。 为了拓宽氧化温度,部分厂家在氧化槽中添加硫酸镍以提高导电性,添加有机酸和有机醇 以提高缓蚀能力,从而降低氧化电压,提高氧化温度,降低氧化膜溶解速度,提高成膜效率。 由于反向串联水洗,氧化液会带入流动水洗槽中,在酸性条件下待料,可防止待料铝材产生 腐蚀点和白斑,酸性水洗液进入氧化槽可节约氧化液。

[0071] 3.15#中温封孔槽、12#着色槽液和9#氧化槽对5#中和槽兼容。

[0072]中和槽选用氧化废酸,含160_200g/L硫酸,和20g/L Al3+。反向串联水洗后,水洗中 温封孔槽、着色槽液和氧化槽的槽液中有少量的Ni2+、Sn2+、CH3C0(T、S〇4 2_和少量螯合剂、有 机醇等,会带入中和槽,如此高浓度的硫酸液,这些微量的成分很难对中和能力产生影响。 [0073]如图2所示,经实验,反向串联水洗后,3#流动水洗槽含2-8g/L硫酸,硫酸浓度取决 于17#流动水洗槽的水流量和9#氧化槽的带出量,可通过调节水流量的大小来调整3#流动 水洗槽内槽液的酸度值。铝合金经过2拥咸蚀槽碱蚀后,进入3#流动水洗槽水洗,3#流动水洗 槽的酸度值直接决定水洗效果。铝合金从高浓度的2#碱蚀槽出来后直接进入酸性水洗液 中,若酸度值低则不粘附白色泥浆,可水洗干净;若酸度值高,会粘附白色泥浆严重,直接影 响铝材的产出。3#流动水洗槽对于酸度值的容忍极限经实验,见下表。

[0074]取碱蚀槽液:游离碱浓度70g/L,铝离子100g/L。加温至65°C,碱蚀15分钟,然后进 不同酸度值的自来水中清洗1分钟,实验结果如下:

[0075] 表 2

[0076]

Figure CN103952741BD00091

[0077]实验表明,3#流动水洗槽可容忍的酸度值上限为30g/L。清洗水流为5_6m3/吨材 时,3#流动水洗槽的酸度值为2-8g/L硫酸,远远低于表2给出的酸度值上限。特殊情况下,可 提高清洗水流量来调低3#流动水洗槽的酸度值,确保生产连续进行。

[0078] 4.1#碱性除油槽对2#碱蚀槽兼容。

[0079] 碱性除油槽与碱蚀槽之间不设水洗槽,即碱性除油槽除油后直接进碱蚀槽,要求 碱蚀槽铝离子不分解、不沉淀,可长期工作。碱蚀槽液含葡纳、山梨醇、三聚磷酸钠,游离碱 浓度60-70g/L,铝离子80-100g/L。铝离子的稳定,需要满足两个条件,一是足够高的游离碱 浓度,二是络合剂具有足够强的络合能力,两者缺一不可,否则铝离子会分解,碱蚀槽沉淀 倒槽。在氧化线上,能造成碱蚀槽铝离子分解的有两种可能因素:

[0080] -是酸性除油时,水洗不干净,部分酸带入碱蚀槽,降低游离碱浓度,按如下反应 式,偏铝酸钠会分解生成氢氧化铝沉淀。

[0081 ] NaA102+2H20=Al(0H)4+Na0H (碱槽分解、浑浊、沉淀)

[0082] 二是酸蚀后过碱槽,部分氟离子带入碱槽,按如下反应式,氟离子打开了络合键, 铝离子分解沉淀。

[0083] C6Hi4〇6+3NaAl〇2=Al3C6Hii〇9+3NaOH (山梨醇络合铝离子)

[0084] 3NaC6Hii〇7+NaAl〇2+2H2〇=Al(C6Hii〇7)3+4NaOH (葡钠络合铝离子)

[0085] 为此,将除油槽设计为碱性,彻底杜绝带入碱蚀槽酸性物质的可能。另外,碱性除 油槽选用碳酸钠、三聚磷酸钠和硅酸钠,不含氟,不但没有可造成铝离子分解的成分,而且 三聚磷酸钠还是很强的铝离子络合剂。因此,碱性除油槽对碱蚀槽完全兼容,中间不设水洗 槽,除油后可直接进入碱蚀槽碱蚀。

[0086] 具体的,为实现相应功能槽兼容的目的,各功能槽兼容的化学配方如下:

[0087] 1.1#碱性除油槽

[0088]碱性槽液的功能为脱脂、去自然氧化膜,设计为对下游碱蚀槽的兼容,即除油槽的 槽液可直接带入碱蚀槽,而不影响碱蚀槽液的稳定性。经大量实验,除油槽药剂配方和工作 指标设计为:

[0089]碳酸钠 10_30g/L

[0090] 三聚磷酸钠10_30g/L

[0091] 硅酸钠 10_30g/L

[0092] 温度 55_65°C

[0093] 时间2-4分钟

[0094] 所有的化学成分,均可进入碱蚀槽,而不影响该槽的工作性能和稳定性。

[0095] 2.2# 碱蚀槽

[0096] 碱蚀的目的是去自然氧化膜,进一步除油,增加铝材亮度,或起砂、去纹,做亚光 材。碱蚀槽中,碱蚀时铝和碱蚀液发生如下化学反应:

[0097] Al2〇3+2NaOH=2NaAl〇2+H2〇(去自然氧化膜)(1)

[0098] 2Al+2NaOH+2H2〇=2NaAl〇2+ 3H2K 整平、起砂)(2)

[0099] NaA102+2H20=Al(0H)4+Na0H(碱槽分解、浑浊、沉淀)(3)

[0100] 2Al(OH)3=Al2〇3 · 3H20(槽壁结垢、堵塞管道)(4)

[0101] (2)+(3)式,铝材在碱槽反应的本质为

[0102] 2A1+6H20=2A1 (0H)3|+3H2T (5)

[0103] 在碱蚀槽加添加剂,如山梨醇、葡钠等,利用多羟基化合物中的仲醇基CH0H络合铝 离子,反应式为:

[0104] C6Hi4〇6+3NaAl〇2=Al3C6Hii〇9+3NaOH(山梨醇络合铝离子)(6)

[0105] 3NaC6Hii〇7+NaAl〇2+2H2〇=Al(C6Hii〇7)3+4NaOH(葡钠络合铝离子)(7)

[0106] 依据上述(1)-(7)的化学反应,选用添加络合剂的方法,提高铝离子浓度,降低铝 耗,可做磨砂材。碱蚀槽药剂配方和工作指标设计为:

[0107] 氛氧化纳 55_65g/L

[0108] 葡萄糖酸钠15_20g/L

[0109] 三聚磷酸钠4_8g/L

[0110] 山梨醇 3_5g/L

[0111] 硫代硫酸钠2_4g/L

[0112] 温度 55_65°C

[0113] 时间5_15分钟

[0114] 碱性除油槽对碱蚀槽完全兼容,故两槽之间不设水洗槽。三聚磷酸钠的带入,除增 加络合功能外,还具备净化、除灰功能,减轻中和槽的除灰压力,可取消中和槽中的硝酸,从 源头上消除氨氮。

[0115] 3.15#中温封孔槽

[0116] 本槽为中性槽液,功能为给氧化膜封孔,设计为对下游着色槽、氧化槽和中和槽兼 容,即封孔槽的槽液可直接带入着色槽、氧化槽和中和槽,而不影响着色槽、氧化槽和中和 槽的工作性能及稳定性。经大量实验表明,封孔槽药剂配方和工作指标设计为:

[0117] 醋酸镍 5_6g/L

[0118] 异丁醇 0.4-0.6g/L

[0119] 三乙醇胺 0.4_0.6g/L

[0120] 温度 55_65°C

[0121] pH值5.5-6.5

[0122] 时间10-20分钟

[0123] 异丁醇有缓蚀作用,三乙醇胺有络合作用,少量带入着色槽,着色液更稳定。要求 生产醋酸镍时充分漂洗,去除杂质离子,醋酸镍5-6g/L时,pH值6.0-7.0。除杂质离子是为了 保护着色槽,控制pH值是为了使封孔槽工作稳定,减少用氨水调节pH值的用量,保护着色 槽。

[0124] 4.12# 着色槽

[0125] 本槽为酸性槽液,功能为给氧化膜着色,设计为能承受上游封孔槽带入的药剂冲 击,同时对下游氧化槽和中和槽兼容,即着色槽槽液可直接带入氧化槽和中和槽,而不影响 氧化槽和中和槽的工作性能及稳定性。选用镍锡复盐着色可忍受中温封孔槽醋酸镍的冲 击;传统的酒石酸、磺基水杨酸等,对亚锡的络合能力不够,着色液缓慢分解,带入水洗槽后 迅速变浑浊,影响下游氧化槽和中和槽,所以有需要改进着色剂。按以下反应式,着色液与 空气接触的〇,或0ΪΓ电解生成的0,都容易使Sn 2+氧化成Sn4+。

[0126] SnS〇4+H2S〇4+0=H2〇+Sn(S〇4)2| (8)

[0127] 40H--4e=20+2H20 (9)

[0128] 另外,铝合金作为阴极,析氢反应会使局部pH值升高,促使槽中的Sn2+和Sn4+离子 水解反应。按如下反应,铝材做阴极时的析氢反应,使局部pH值升高,生成Sn(OH)2和Sn (0H)4,着色液浑浊。

[0129] Sn2++20H=Sn(0H)2 丄(10)

[0130] Sn4++40H=Sn(0H)4| (11)

[0131] 浑浊问题的症结是络合剂的键能不够,络合能力不足,在pH值等于1时,亚锡还不 稳定。可选用比酒石酸、磺基水杨酸络合键能强得多的螯合剂,解决亚锡稳定问题,确保水 洗槽清晰,亚锡带进氧化槽和中和槽不分解。经大量实验对比,选用膦酰基丁烷三羧酸作为 亚锡的螯合剂,可彻底稳定着色液、水洗槽液,使其不浑浊,以及没有浑浊物带进氧化槽和 中和槽。通过实现检测,优选膦酰基丁烷三羧酸的浓度为硫酸亚锡浓度的两倍,着色槽药剂 配方和工作指标设计为:

[0132] 硫酸亚锡 6_12g/L

[0133] 硫酸镍 20_25g/L

[0134] 硫酸 15_20g/L

[0135] 膦酰基丁烷三羧酸12_24g/L

[0136] pHO.8-1.2

[0137] 温度 20_25°C

[0138] 时间 30s_15min

[0139] 电压 14-16V

[0140] 膦酰基丁烷三羧酸螯合能力超强,可确保着色液带入氧化槽、中和槽,以及各水洗 槽时不分解,实现对下游氧化槽和中和槽兼容。另外,微量Sn 2+、Sn4+、Ni2+带入氧化槽后可作 为导电盐,电解时,在阴极析出;微量膦酰基丁烷三羧酸、有机醇、有机酸和三乙醇胺带入氧 化槽后,类似草酸、柠檬酸和酒石酸在氧化槽的作用,是非常好的缓蚀剂,可降低氧化膜的 溶解速度,提高成膜效率。

[0141] 5.9# 氧化槽

[0142] 本槽为酸性硫酸槽液,含硫酸160-200g/L,铝离子5-20g/L,功能为给铝材制氧化 膜,设计为能承受上游中温封孔槽和着色槽带入的药剂冲击,同时对下游中和槽兼容,即氧 化槽的氧化液可直接带入中和槽,而不影响中和槽的工作性能及稳定性。中和槽本身是选 用氧化槽的氧化废液,不存在兼容问题。随着氧化槽中Sn 2+、Sn4+、Ni2+的积累,可用0.1~ 0.2A/dm 2的低电流密度电解,在阴极析出这些杂质离子,洗刷阴极板除去,主动降低杂质阳 离子的影响。

[0143] 6.5# 中和槽

[0144] 本槽为氧化槽废液,含硫酸160-200g/L,铝离子20-25g/L,功能为给碱蚀铝材除 灰,中和碱蚀槽带出的残留碱液,保护氧化槽。设计为能承受上游中温封孔槽、着色槽和氧 化槽带入的药剂冲击,即中温封孔槽、着色槽和氧化槽的槽液可直接带入中和槽,而不影响 中和槽的工作性能及稳定性。中和槽本身是选用氧化槽的氧化废液,不存在兼容问题。

[0145] 本发明追求的目标是整条氧化线的反向串联水洗,从节水的角度改变了传统的清 洗水六进六出的生产方式,可节水80%以上。为实现上述氧化线的反向串联水洗的效果,本 发明设计并提供了功能槽药剂兼容的方案。其中,碱性除油槽对碱蚀槽,以及中温封孔槽对 着色槽的兼容都较易实现,着色槽对氧化槽和中和槽的兼容是本技术的难点。硫酸镍着色 液可做到对氧化槽和中和槽的兼容,但单镍盐着色液抗污染能力太差,承受不了水洗液和 上游中温封孔槽药剂的冲击。镍锡复盐着色,虽然抗污染能力强,可做到上下兼容,但亚锡 不稳定,现有技术没有解决亚锡分解的难题。本发明引入了螯合的理念,即膦酰基丁烷三羧 酸的选用,彻底突破了传统着色剂设计为络合剂加还原剂的研究方法,直接选用螯合剂,彻 底稳定硫酸亚锡,使着色槽上下兼容成为现实。

[0146] 如图2所示,3#流动水洗槽中含15#中温封孔槽、12#着色槽、9#氧化槽和5#中和槽 带出的药剂,偏酸性,铝合金从2#碱蚀槽取出即进入该水洗槽,强碱遇到酸性水洗液,确实 存在白色泥浆粘附在铝合金表面,清洗不干净的问题。但实验表明,强碱遇强酸,型材表面 粘附白色泥浆;随着水洗槽酸度值降低,白色泥浆逐步减少,当酸度值低于30g/L时,白色泥 浆消失。如表1所示,强碱遇弱酸这种水洗方式成立。

[0147] 本发明的有益技术效果:

[0148] 1.本发明充分考虑了传统铝合金氧化线中除油槽和封孔槽含氟,着色槽含苯酚等 有毒化学药品,摈弃了沿用多年的氟化物和酚类,从而使企业彻底摆脱了氟化氢气体有害 工人身体健康、污染车间、腐蚀设备以及排放氟、酚等有毒废水污染环境的困境。经本发明 的工艺改进后,废水中无氟、无酚、无铵,为铝加工厂充分回收并循环用水,废水零排放提供 了解决之道。

[0149] 2.本发明充分考虑了传统氧化线每个功能槽单独配置流动水洗槽,以及水洗槽整 体设有6个进水口、6个排水口和水耗太高的弊端,将水洗槽全部反串,进出水口的数量因此 大大减少,耗水量由25.0-35.0吨/吨材减少为5.0-6.0吨/吨材,节水80%以上。

[0150] 3.本发明在设计时就考虑到氧化线废水偏酸性,必须进行碱中和处理的特点,将 除油槽设计成碱性槽,减轻了中和整条氧化线偏酸废水的压力。

[0151] 4.本发明充分吸收了两种传统碱蚀方法的优点,采用碱蚀槽液中加络合剂的方 法,在高铝离子浓度下起砂、去机械纹,降低了铝耗。

[0152] 5.由于碱性除油槽和碱蚀槽兼容,本发明省去了位于其间的2个流动水洗槽,既节 约了用水,又缩短了处理时间,降低了工人劳动强度,提高了工效。

[0153] 6.本发明普适性强,对平光材、砂面材、扫纹材及喷砂材均有良好的处理能力。

附图说明

[0154] 图1为现有铝型材阳极氧化线槽位布置图;

[0155] 图2为本发明一种铝合金阳极氧化线处理工艺的槽位布置图;

[0156] 图3为本发明另一种铝合金阳极氧化线处理工艺的槽位布置图。

具体实施方式

[0157] 以下将参照附图2和附图3,对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中 未注明具体条件的实验方法,按照常规条件进行。

[0158] 实施例112#着色槽液稳定性检测

[0159] 配制着色液:膦酰基丁烷三羧酸30g/L、硫酸18g/L、硫酸镍25g/L,pH1.0。按不同浓 度配制硫酸亚锡,密封储存半年,观察槽液清晰度,确认膦酰基丁烷三羧酸对硫酸亚锡螯合 能力及恰当的浓度配比,实验结果如下表所示。

[0160] 表4

[0161]

Figure CN103952741BD00141

[0162] 表4表明:

[0163] 1.着色液中添加硫酸亚锡,常温下储存半年,15g/L以下,槽液清晰,非常稳定,不 分解;

[0164] 2.随着硫酸亚锡添加量的增加,槽液清晰度逐步降低,大于20g/L时,硫酸亚锡分 解,槽液浑浊沉淀;

[0165] 3.膦酰基丁烷三羧酸对硫酸亚锡恰当的浓度配比2:1。

[0166] 实施例2功能槽药剂兼容检测

[0167] 本发明取150L槽体积设计模拟氧化线,各功能槽按100L开槽,槽液控制参数为:

[0168] 1.1#碱性除油槽

[0169] 碳酸钠 10g/L

[0170] 三聚磷酸钠10g/L

[0171] 硅酸钠 l〇g/L

[0172] 温度 55°C

[0173] 时间2分钟

[0174] 2.2# 碱蚀槽

[0175] 氢氧化钠55g/L

[0176] 葡萄糖酸钠15g/L

[0177] 三聚磷酸钠4g/L

[0178] 山梨醇 3g/L

[0179] 硫代硫酸钠2g/L

[0180] 温度 55°C

[0181] 时间5分钟

[0182] 3.5# 中和槽

[0183] 硫酸 160g/L

[0184] 铝离子 20g/L

[0185] 温度常温

[0186] 时间5-15分钟

[0187] 4.9# 氧化槽

[0188] 硫酸 160g/L

[0189] 铝离子 5g/L

[0190] 温度 18°C

[0191] 时间25分钟

[0192] 5.12# 着色槽

[0193] 硫酸亚锡6g/L

[0194] 硫酸镍 20g/L

[0195] 硫酸 15g/L

[0196] 膦酰基丁烷三羧酸12g/L

[0197] pH0.8

[0198] 温度 20°C

[0199] 时间 30s

[0200] 电压 14V

[0201] 6.15#中温封孔槽 [0202]醋酸镍 5g/L

[0203] 异丁醇 0.4g/L

[0204] 三乙醇胺0.4g/L

[0205] 温度 55°C

[0206] pH值5.5

[0207] 时间10分钟

[0208]加5L碱性除油槽液进碱蚀槽;加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中 和槽;加5L着色槽液和5L中温封孔槽液进氧化槽;加5L中温封孔槽液进着色槽。存放一周后 检测可知:碱蚀槽、中和槽、氧化槽和着色槽的槽液清晰,没有分解。

[0209] 在上述向功能槽添加药剂进行兼容检测的基础上,再加5L碱性除油槽液进碱蚀 槽;再加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中和槽;再加5L着色槽液和5L中温封 孔槽液进氧化槽;再加5L中温封孔槽液进着色槽。继续存放一周后检测可知:碱蚀槽、中和 槽、氧化槽和着色槽的槽液依然清晰,没有分解。

[0210] 上述检测结果表明,功能槽药剂上游对下游兼容,没有造成药剂分解沉淀。

[0211] 实施例3功能槽药剂兼容检测

[0212]本发明取150L槽体积设计模拟氧化线,各功能槽按100L开槽,槽液控制参数为: [0213] 1.1#碱性除油槽

[0214] 碳酸钠 30g/L

[0215] 三聚磷酸钠30g/L

[0216] 硅酸钠 30g/L [0217]温度 65°C

[0218] 时间4分钟

[0219] 2.2# 碱蚀槽

[0220] 氢氧化钠65g/L

[0221] 葡萄糖酸钠20g/L

[0222] 三聚磷酸钠8g/L

[0223] 山梨醇 5g/L

[0224] 硫代硫酸钠4g/L

[0225] 温度 65°C

[0226] 时间15分钟

[0227] 3.5# 中和槽

[0228] 硫酸 200g/L

[0229] 铝离子 25g/L

[0230] 温度常温

[0231] 时间15分钟

[0232] 4.9# 氧化槽

[0233] 硫酸 200g/L

[0234] 铝离子 20g/L

[0235] 温度 22°C

[0236] 时间45分钟

[0237] 5.12# 着色槽

[0238] 硫酸亚锡12g/L

[0239] 硫酸镍 25g/L

[0240] 硫酸 20g/L

[0241] 膦酰基丁烷三羧酸24g/L

[0242] pH 1.2

[0243] 温度 25°C

[0244] 时间 15min

[0245] 电压 16V

[0246] 6.15#中温封孔槽

[0247] 醋酸镍 6g/L

[0248] 异丁醇 0.6g/L

[0249] 三乙醇胺0.6g/L

[0250] 温度 65°C

[0251] pH值6.5

[0252] 时间20分钟

[0253] 加5L碱性除油槽液进碱蚀槽;加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中 和槽;加5L着色槽液和5L中温封孔槽液进氧化槽;加5L中温封孔槽液进着色槽。存放一周后 检测可知:碱蚀槽、中和槽、氧化槽和着色槽的槽液清晰,没有分解。

[0254] 在上述向功能槽添加药剂进行兼容检测的基础上,再加5L碱性除油槽液进碱蚀 槽;再加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中和槽;再加5L着色槽液和5L中温封 孔槽液进氧化槽;再加5L中温封孔槽液进着色槽。继续存放一周后检测可知:碱蚀槽、中和 槽、氧化槽和着色槽的槽液依然清晰,没有分解。

[0255] 检测结果表明,功能槽药剂上游对下游兼容,没有造成药剂分解沉淀。

[0256] 实施例4功能槽药剂兼容检测

[0257] 本发明取150L槽体积设计模拟氧化线,各功能槽按100L开槽,槽液控制参数为:

[0258] 1.1#碱性除油槽

[0259] 碳酸钠 20g/L

[0260] 三聚磷酸钠20g/L

[0261] 硅酸钠 20g/L

[0262] 温度 60°C

[0263] 时间3分钟

[0264] 2.2# 碱蚀槽

[0265] 氢氧化钠60g/L

[0266] 葡萄糖酸钠18g/L

[0267] 三聚磷酸钠6g/L

[0268] 山梨醇 4g/L

[0269] 硫代硫酸钠3g/L

[0270] 温度 60°C

[0271] 时间10分钟

[0272] 3.5#中和槽

[0273] 硫酸 180g/L

[0274] 铝离子 22g/L

[0275] 温度常温

[0276] 时间10分钟

[0277] 4.9# 氧化槽

[0278] 硫酸 180g/L

[0279] 铝离子 12g/L

[0280] 温度 20°C

[0281] 时间35分钟

[0282] 5.12# 着色槽

[0283] 硫酸亚锡10g/L

[0284] 硫酸镍 22g/L

[0285] 硫酸 18g/L

[0286] 膦酰基丁烷三羧酸20g/L

[0287] pH 1.0

[0288] 温度 22°C

[0289] 时间 8m in

[0290] 电压 15V

[0291] 6.15#中温封孔槽

[0292] 醋酸镍 5.5g/L

[0293] 异丁醇 0.5g/L

[0294] 三乙醇胺0.5g/L

[0295] 温度 60°C

[0296] pH值6.0

[0297] 时间15分钟

[0298] 加5L碱性除油槽液进碱蚀槽;加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中 和槽;加5L着色槽液和5L中温封孔槽液进氧化槽;加5L中温封孔槽液进着色槽。存放一周后 检测可知:碱蚀槽、中和槽、氧化槽和着色槽的槽液清晰,没有分解。

[0299] 在上述向功能槽添加药剂进行兼容检测的基础上,再加5L碱性除油槽液进碱蚀 槽;再加5L氧化槽液、5L着色槽液和5L中温封孔槽液进中和槽;再加5L着色槽液和5L中温封 孔槽液进氧化槽;再加5L中温封孔槽液进着色槽。继续存放一周后检测可知:碱蚀槽、中和 槽、氧化槽和着色槽的槽液依然清晰,没有分解。

[0300] 检测结果表明,功能槽药剂上游对下游兼容,没有造成药剂分解沉淀。

[0301] 实施例5化学磨砂材的生产 [0302]结合附图2或附图3,操作步骤如下:

[0303] 1)铝材进入1拥咸性除油槽,在55°C反应2分钟,然后滴流1分钟;

[0304] 2)铝材进入2抑咸蚀槽,在55°C反应5分钟,然后滴流1分钟,再经3#流动水洗槽和4# 流动水洗槽各清洗1分钟;

[0305] 3)铝材进入5#中和槽中和2分钟,然后经6#流动水洗槽和7#流动水洗槽清洗后进 入8#水洗待料槽待料;

[0306] 4)将上述待料铝材按照传统工艺经9#氧化槽、12#着色槽和15#中温封孔槽,以及 相应的流动水洗槽处理即完成化学磨砂材的生产。

[0307]实施例6机械喷砂材的生产 [0308]结合附图2或附图3,操作步骤如下:

[0309] 1)铝材进入1拥咸性除油槽,在60°C反应3分钟,然后滴流1分钟;

[0310] 2)铝材进入2#碱蚀槽,在60°C反应10分钟,然后滴流1分钟,再经3#流动水洗槽和 4#流动水洗槽各清洗1分钟;

[0311] 3)铝材进入5#中和槽中和2分钟,然后经6#流动水洗槽和7#流动水洗槽清洗后进 入8#水洗待料槽待料;

[0312] 4)将上述待料铝材按照传统工艺经9#氧化槽、12#着色槽和15#中温封孔槽,以及 相应的流动水洗槽处理即完成机械磨砂材的生产。

[0313] 按实施例2-4功能槽药剂兼容检测后,再按实施例5-6生产相应的化学磨砂材和 机械喷砂材,与相同条件生产的铝型材比对外观,并进行检测发现,生产的铝型材变化不 大,满足国标要求。

[0314] 实施例7流动水洗槽pH波动区间检测

[0315] 按实施例5-6生产相应的化学磨砂材和机械喷砂材,按吨材耗水2吨设计,开启1# 阀,按2Kg水/公斤铝材控制流量,连续模拟生产。3#流动水洗槽在生产前期呈浑浊状,偏碱 性,后期pH值在6以上,且铝材越来越难洗,4#流动水洗槽也逐渐变的浑浊,影响5#中和槽, 需要加大水洗流量。

[0316] 实施例8流动水洗槽pH波动区间检测

[0317] 按实施例5-6生产相应的化学磨砂材和机械喷砂材,按吨材耗水4吨设计,开启1# 阀,按4Kg水/公斤铝材控制流量,连续模拟生产。3#流动水洗槽在生产前期呈浑浊状,偏碱 性,后期pH值在5以上,铝材基本可洗干净,4#流动水洗槽略微浑浊,水洗流量基本可满足生 产。

[0318] 实施例9流动水洗槽pH波动区间检测

[0319] 按实施例5-6生产相应的化学磨砂材和机械喷砂材,按吨材耗水6吨设计,开启1# 阀,按6Kg水/公斤铝材控制流量,连续模拟生产。3#流动水洗槽在生产前期呈浑浊状,偏碱 性,后期pH值在4以上,铝材可洗干净,4#流动水洗槽不浑浊,水洗流量完全可满足生产。

[0320] 实施例10图2所示氧化线处理工艺运行方式

[0321] i、生产前期准备

[0322] ⑴开启加热系统:打开2#阀、3#阀和4#阀,通过蒸汽加热管给1#碱性除油槽、2抑咸 蚀槽和15#中温封孔槽加热,当所述功能槽被加热至60°C左右时暂停加热,并控制其温度在 55-65°C之间。

[0323] ⑵开启气搅拌系统:打开5#阀、6#阀和7#阀,通过吹气管向1#碱性除油槽、2#碱蚀 槽和15#中温封孔槽内吹气搅拌,5分钟后关闭5#阀、6#阀和7#阀,停止搅拌。

[0324] 2.流动水洗反向串联系统具体操作程序如下:

[0325] 打开1#阀,清洗水沿自来水管经17#流动水洗槽(进)-16#流动水洗槽-14#流动 水洗槽-13#流动水洗槽-11 #流动水洗槽-10#流动水洗槽-8#水洗待料槽-7#流动水洗 槽-6#流动水洗槽-4#流动水洗槽-3#流动水洗槽(出),即清洗水从17#流动水洗槽流入, 3#流动水洗槽排出。

[0326] 结合实施例7-9对流动水洗槽pH波动区间的检测结果,调整水流量为5吨/吨材。

[0327] 实施例11图3所示氧化线处理工艺运行方式

[0328] 1、生产前期准备:同实施例10

[0329] 2.流动水洗反向串联系统具体操作程序如下:

[0330]打开1#阀和8#阀,两条清洗水流动线同时运行,分别为:

[0331] 1)清洗水沿水管经17#流动水洗槽(进)-16#流动水洗槽-14#流动水洗槽-13# 流动水洗槽(出),即清洗水从17#流动水洗槽流入,13#流动水洗槽排出;

[0332] 2 )清洗水沿水管经11 #流动水洗槽(进)-10#流动水洗槽-8#流动水洗槽-7#流 动水洗槽-6#流动水洗槽-4#流动水洗槽-3#流动水洗槽(出),即清洗水从11#流动水洗 槽流入,3#流动水洗槽排出。

[0333] 结合实施例7-9对流动水洗槽pH波动区间的检测结果,调整水流量为5吨/吨材。

[0334] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1. 一种铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,包括功能槽系统和设置于功能槽之 间的水洗槽系统,所述功能槽系统沿清洗水流动方向的上游功能槽对下游功能槽兼容设 置,所述水洗槽系统整体反相串联设置,所述功能槽系统包括:顺序布置的1#除油槽、2#碱 蚀槽、5#中和槽、9#氧化槽、12#着色槽和15#中温封孔槽;所述水洗槽系统包括:顺序设置于 2拥咸蚀槽与5#中和槽之间的3#流动水洗槽和4#流动水洗槽,顺序设置于5#中和槽与9#氧化 槽之间的6#流动水洗槽、7#流动水洗槽和8#水洗待料槽,顺序设置于9#氧化槽与12#着色槽 之间的10#流动水洗槽和11 #流动水洗槽,顺序设置于12#着色槽与15#中温封孔槽之间的 13#流动水洗槽和14#流动水洗槽,以及顺序设置于15#中温封孔槽之外的16#流动水洗槽和 17#流动水洗槽;所述水洗槽系统配合功能槽系统整体反向串联配置。
2. 根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述水洗槽系统单 个槽体的进水口和出水口分别设置于两端,清洗水从其一端流入,另一端流出至下一个水 洗槽。
3. 根据权利要求2所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述1#除油槽为碱 性除油槽,所述碱性除油槽与相邻的2拥咸蚀槽之间不设置水洗槽。
4. 根据权利要求2所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述水洗槽系统设 置单个进水口和排水口。
5. 根据权利要求2所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述水洗槽系统设 置有2个进水口,并配合设置有2个排水口。
6. 根据权利要求4所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述水洗槽系统的 单个进水口和排水口分别设置于17#流动水洗槽和3#流动水洗槽的一端,清洗水从17#流动 水洗槽流入,3#流动水洗槽排出。
7. 根据权利要求5所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述水洗槽系统的 2个进水口分别设置于17#流动水洗槽和11#流动水洗槽的一端,所述2个排水口分别设置于 13#流动水洗槽和3#流动水洗槽的一端;水洗槽系统中清洗水的流动相应的分为两段,第一 段清洗水从17#流动水洗槽流入,从13#流动水洗槽排出,第二段清洗水从13#流动水洗槽流 入,从3#流动水洗槽排出。
8. 根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述1#除油槽对2# 碱蚀槽兼容,所述15#中温封孔槽对12#着色槽、9#氧化槽和5#中和槽兼容,所述12#着色槽 对9#氧化槽和5#中和槽兼容,所述9#氧化槽对5#中和槽兼容;所述各功能槽兼容药剂配方 和工作指标为除油槽:碳酸钠10_30g/L、三聚磷酸钠10-30g/L、硅酸钠10-30g/L,处理时 间2-4分钟、温度55-65°C;2拥咸蚀槽:氢氧化钠55-65g/L、葡萄糖酸钠15-20g/L、三聚磷酸钠 4-8g/L、山梨醇3-5g/L、硫代硫酸钠2-4g/L,处理时间5-15分钟、温度55-65°C;15#中温封孔 槽:醋酸镍5-6g/L、异丁醇0.4-0.6g/L、三乙醇胺0.4-0.6g/L,处理时间10-20分钟、温度55_ 65°C、pH 5·5-6·5; 12#着色槽:硫酸亚锡6-12g/L、硫酸镍20-25g/L、硫酸15-20g/L、膦酰基 丁烷三羧酸12-24g/L,处理时间30秒-15分钟、温度20-25°C、pH 0.8-1.2、电压14-16¥;9#氧 化槽:硫酸160-200g/L、铝离子5-20g/L,处理时间25-45分钟,温度18-22°C;5#中和槽:硫酸 160-200g/L、铝离子20-25g/L,常温下处理5-15分钟。
9. 根据权利要求8所述的铝合金阳极氧化线处理工艺,其特征在于,所述12#着色槽中 膦酰基丁烷三羧酸的浓度为硫酸亚锡浓度的两倍。
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