CN106757255A - 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法 - Google Patents

氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106757255A
CN106757255A CN201610995717.3A CN201610995717A CN106757255A CN 106757255 A CN106757255 A CN 106757255A CN 201610995717 A CN201610995717 A CN 201610995717A CN 106757255 A CN106757255 A CN 106757255A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidation
sulfuric acid
current density
aluminium ion
oxidation solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610995717.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106757255B (zh
Inventor
熊晨凯
熊映明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FOSHAN SANSHUI XIONGYING INNOVATIVE CENTER FOR ALUMINUM SURFACE TECHNOLOGIES Co Ltd
Original Assignee
FOSHAN SANSHUI XIONGYING INNOVATIVE CENTER FOR ALUMINUM SURFACE TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FOSHAN SANSHUI XIONGYING INNOVATIVE CENTER FOR ALUMINUM SURFACE TECHNOLOGIES Co Ltd filed Critical FOSHAN SANSHUI XIONGYING INNOVATIVE CENTER FOR ALUMINUM SURFACE TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority to CN201610995717.3A priority Critical patent/CN106757255B/zh
Publication of CN106757255A publication Critical patent/CN106757255A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106757255B publication Critical patent/CN106757255B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/005—Apparatus specially adapted for electrolytic conversion coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/02—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/16—Regeneration of process solutions
    • C25D21/18—Regeneration of process solutions of electrolytes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其方法包括氧化液循环冷却步骤、铝离子结晶产品回收步骤、硫酸氧化液回收步骤、气搅拌步骤、除霜步骤和调整电流密度步骤；所述调整电流密度步骤包括：调整变频泵的流量至氧化液每小时循环不多于6次，调整阳极氧化槽内的电流密度。本发明提出氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法及其生产装置，首次在充分利用阴极冷却管吹冷氧化膜界面的前提下，调整提高氧化电流密度，缩短氧化时间，减少氧化膜的溶解量，减少氧化能耗。

Description

氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法
技术领域
本发明涉及铝制产品加工的技术领域，尤其涉及氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法。
背景技术
铝合金经阳极氧化处理后，在铝材表面形成以多孔性为特征的氧化膜，必须经过封孔处理，以保证铝合金阳极氧化产品的耐腐蚀性、耐候性和耐磨性等物理化学性能，获得耐久的使用性能。
建筑铝阳极氧化液是指铝合金阳极氧化所用的槽液。开槽时，阳极氧化液H2SO4浓度在160-200g/L之间，槽液中没有铝离子，对氧化膜溶解能力较强。通常阳极氧化时间为40-60分钟，每吨型材溶铝量约为3.84Kg/T(400m2/T)。随着槽液中溶铝的积累，Al3+对H+和SO4 2-的拦截面积增加，严重阻碍H+向阴极、SO4 2-向阳极移动，槽液导电性能下降。当铝离子浓度达到20g/L以上时，槽液电阻太大，若采用恒电压工艺，电流密度明显降低，造成膜层厚度不足、透明度下降，甚至出现白色斑痕或条纹、或其他形状的痕迹等不均匀现象；若采用恒电流工艺，又会引起电压升高，电能消耗增大，严重时还可能出现膜层烧伤和封闭后变黑等现象。
阳极氧化液中的铝离子，直接影响槽液的导电性能，决定氧化能耗和膜层质量，最佳控制浓度应在3-8g/L范围之间，此时所获的氧化膜耐蚀性、耐磨性最好。但考虑到药剂成本和环保压力，实际生产中铝离子浓度一般控制在15-20g/L区间。
鉴于铝离子浓度变化与氧化膜质量和氧化能耗有如此重要的关系，铝加工企业一般采用两种方法控制铝离子。
一是倒槽的方法，即当铝离子浓度超过20g/L时，倒掉一部分槽液，降低铝离子浓度，补充硫酸至180g/L,继续生产。年产10万吨阳极氧化铝型材，氧化液溶铝量为400吨左右，每年倒出的氧化废液20000吨左右，其中含3600吨硫酸，400吨铝。既浪费药剂，又承受了处理如此大量废酸及废渣的环保压力，还损失了400多吨可回收的铝资源。
二是采用硫酸回收机，如图2所示。硫酸回收机是铝离子的稳定装置，采用酸泵将氧化槽的硫酸与硫酸铝的混合液泵入分离罐内.由于分离罐内装有阳离子交换的特殊材料，快速高效地将硫酸与铝离子分离，将铝离子排出溶液之外，将硫酸送回氧化槽中继续使用，使生产中不断产生的铝离子排出溶液之外，稳定槽液中的铝离子浓度在一定工艺范围，并能净化槽液中有机物等杂物，长期运行无需更换槽液。从理论上讲，该装置可使铝材氧化膜厚度及品质稳定，并且节能，也为稳定型材着色工艺提供良好的氧化膜基础。
但在实际运行中，问题不少。图2中，某型号硫酸回收机需消耗水约1.5M3/H，消耗电约3KW/H，即每月耗水1080吨，耗电2160度。细心的用户可对图2中出水口排出的1080吨水进行测量，发现其中含硫酸15-30g/L,铝离子5-10g/L.即每月排放了近30吨硫酸！每月如此耗水耗电，获得的效果比倒槽没多少改进。
鉴如硫酸回收机上述糟糕的使用效果，大部分铝加工企业，已逐步停用该装置，恢复了倒一部分氧化槽液的传统方法。
现代铝加工企业，有阳极氧化废液急需处理，而现行的处理方法过于简单。一是直接排放进废水处理中心，既增加了处理成本，又浪费了铝资源，还产生大量的工业废渣；二是请专业处理厂家拉走。这些处理厂，若单项处理海量的氧化废酸液，需消耗海量的碱液，社会为此会付出昂贵的处理成本。
如前所述，阳极氧化液中的铝离子，最佳浓度应控制在3-8g/L范围之内，此时所获的氧化膜耐蚀性、耐磨性最好，氧化能耗低。目前，阳极氧化槽中的铝离子浓度，各企业基本控制在15-20g/L之间，远远超出了最佳浓度区间。铝离子浓度高，电阻大，能耗高，氧化膜质量差，这些是业界共识。但受制于处理氧化废酸的环保压力，企业被迫选择提高铝离子控制上限，以牺牲氧化膜质量、增加能耗为代价，来减少氧化废酸的排放。
氧化液中，有Al3+、H+和SO4 2-，没加电场时，这三种离子在氧化液中的运动方式为两种：震动和漂移。以Al3+为例，其运动方式为：
(1)、以某一平衡点为中心的球形区间内震动，通过球心的最大截面为其影响区域，称为震荡截面；
(2)、从一个平衡点漂移到下一个平衡点，然后继续震动，这种迁移叫漂移运动；漂移是无序的，震动是永恒的；
加电场后，各离子除漂移和震动外，还有沿电力线方向的定向运动，浓度逐步形成梯度分布：
(3)、SO4 2-加电场后向阳极运动，形成阳极附近浓度高，阴极附近浓度低的梯度分布；在阳极，形成如下电化学反应：
SO4 2--2e＝2O+SO2↑(失去电子，释放氧原子) (1)
2Al+3O＝Al2O3(氧化铝合金，制氧化膜) (2)
Al2O3+3H+＝2Al3++3OH-(氧化膜溶解) (3)
(4)、Al3+、H+加电场后向阴极运动，形成阴极附近浓度高，阳极附近浓度低的梯度分布；在阴极，形成如下电化学反应：
2H++2e＝H2↑(得到电子，释放氢气) (4)
由于离子半径不同，H+先于Al3+到达阴极表面，又由于电位不同，H+优先获得电子，Al3+只能停留在氧化液中不断积累。由(1)(4)式可知，两极处的导电能力是由阳极处的SO4 2-和阴极处的H+的浓度决定的。随着电解的持续，两极附近的离子不断消耗，需要远端的SO4 2-和H+不断补充，使氧化持续进行。这时，SO4 2-和H+向两极移动的难易程度，决定槽液导电能力大小的核心问题，直接由铝离子浓度决定。假设在氧化液中，平行于两极的某一面积为A的截面，穿过的铝离子震动中心的数目为N,每一个铝离子的震荡截面为S,则该截面上铝离子的总拦截面积为NS,SO4 2-和H+通过该截面时，受铝离子拦截影响较小的有效面积为A-NS。由此可知，铝离子浓度越高，N越大，有效面积A-NS越小，SO4 2-和H+通过的难度越大，槽液电阻越大。但依据(3)式，降低铝离子浓度，反应向右边移动，氧化膜溶解加快，故铝离子浓度不能太低。生产实践证明，氧化槽铝离子最佳浓度为3-8g/L，此区间膜层最佳，槽液电阻较小，能耗低，而低能耗和高膜层质量，必须保证铝离子浓度低于8g/L。为此，必须对氧化槽的铝离子进行特殊处理，既降低铝离子，又回收含硫酸氧化液和含铝副产品，彻底解决铝离子超过20g/L时倒掉一部分氧化液的弊端。
为了氧化节能，除了降低氧化液铝离子浓度外，还需要对氧化槽配置和氧化液本身进行缓蚀改造，进一步提高节能效果。
现行氧化槽配备有固定阴极板和冰机冷却系统。
两阴极板之间的距离依槽宽而定，一般1.6米左右，氧化时铝材作为阳极，与阴极板之间的距离固定为0.8米。输入氧化槽的能量，一部分对铝材做功，氧化铝材，转化成制备氧化膜的化学能；一部分因槽液电阻产生热能，被氧化液吸收，引起槽液升温，铝合金的最佳氧化温度为18-22℃，为了保证连续生产，必须制冷，额外增加能耗。槽液电阻耗能升温，需耗能制冷降温，双重能耗。降低槽液电阻，即缩短极板间距和提高氧化液电导率，具有巨大的节能空间。
冷却液一般从氧化槽的底部进入，上表面两侧溢出，带出热量至冰机，完成冷却循环。按(2)式，铝合金的氧化为放热反应，当氧化液温度为20℃时，铝合金与氧化液界面处的温度高于20℃，超出值与氧化电流密度有关。电流密度越高，铝材表面的温度越高，当表面温度超过30℃时(尽管槽液温度才20℃)，氧化膜被烧坏。界面处铝材表面的温度，限制了氧化电流密度不能太高，实际生产时，氧化电流一般取1.1-1.5A/dm2，氧化时间一般取40-60分钟。按(3)式，铝合金阳极氧化、生成氧化膜的同时，部分氧化膜被溶解。界面处温度越高、氧化时间越长、硫酸浓度越高，被溶解的氧化膜越多。按大规模生产统计，18-22℃，阳极氧化40-60分钟，电流密度为1.2安培/平方分米，每吨型材溶铝量约为3.84Kg/T(400m2/T)。即400m2的铝表面，损失3.84Kg铝，换算成纯铝厚度为3.56微米。氧化膜有两层结构，靠近基体金属的是一层致密且薄,厚度为0.01-0.05μm的纯AL2O3膜，此层即为阻挡层；外层为多孔氧化膜层,由带结晶水的AL2O3组成，被溶解的是带结晶水的AL2O3氧化膜，而不是纯铝，故被溶解的氧化厚度数值还会增加，至少在3.56微米以上。改进氧化槽的冷却方式，改造氧化液的溶解能力，通过减少氧化膜的溶解量来节能，缩短氧化时间，提高功效，是很有战略前景的研究课题。
中国专利201320875536.9提出用煲模液中和阳极氧化液回收氢氧化铝的方法，确实可以回收满足国标GB4294-2010要求的氢氧化铝。但此方法牺牲了本可回收利用的氧化液中的硫酸，实在可惜。按中国专利201410126857.8提供的方法，可用化学方法从氧化液中单独结晶铝离子，生产铵矾，硫酸全部回收再用。但该发明除霜系统设置为仅对钛交换器除霜，而实际运行时，相应的管道，阀门和泵也需要除霜，故必须做局部调整，将除霜系统设置为对整个冷却系统除霜，而不是仅仅针对钛交换器除霜。按中国专利201410126857.8提供的方法，可回收全部氧化液，从此杜绝倒槽。正因为不倒槽液，可放心大胆地改造氧化液，增加其缓蚀能力，降低氧化膜的溶解量，进一步拓展节能空间。
发明内容
本发明的目的在于提出氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，首次在充分利用阴极冷却管吹冷氧化膜界面的前提下，调整提高氧化电流密度，缩短氧化时间，减少氧化膜的溶解量，减少氧化能耗。
本发明的另一个目的在于提出上述氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法中的生产装置，通过提取氧化液中的铝，回收硫酸，降低氧化液电阻，在氧化液中添加缓蚀剂，降低氧化膜的溶解量来实现氧化节能，节能20％以上。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，包括氧化液循环冷却步骤、铝离子结晶产品回收步骤、硫酸氧化液回收步骤、气搅拌步骤、除霜步骤和调整电流密度步骤；
所述氧化液循环冷却步骤包括：采用交换器将处理铝合金的阳极氧化槽中的氧化液降温；
所述铝离子结晶产品回收步骤包括：将氧化液导入反应罐，向反应罐中加入硫酸铵后析出硫酸铝铵晶体，然后将反应罐中的物料导入离心机中离心获得固液分离后的固体和液体；
所述硫酸氧化液回收步骤包括：收集结晶处理后的氧化液，对氧化液进行再生处理后输送至阳极氧化槽循环使用；
所述气搅拌步骤包括：向盛有氧化液的反应罐中加入硫酸铵，搅拌使其反应充分；
所述除霜步骤包括：溶解并清洗交换器内的结晶物质，将清洗液导入氧化槽内；
所述调整电流密度步骤包括：调整变频泵的流量至氧化液每小时循环不多于6次，调整阳极氧化槽内的电流密度调整阳极氧化槽内的电流密度。
更进一步的说明，调整阳极氧化槽内的电流密度为1.0-2.6A/dm2。
更进一步的说明，所述硫酸氧化液回收步骤中的再生处理为向氧化液中添加有机缓蚀剂。
更进一步的说明，所述有机缓蚀剂为有机酸或低分子醇。
更进一步的说明，所述有机缓蚀剂的添加浓度为30-50g/L。
更进一步的说明，所述铝离子结晶产品回收步骤中固液分离的工序在喷淋条件下进行。
氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法中的生产装置，所述生产装置包括氧化液循环冷却系统、铝离子结晶产品回收系统、硫酸氧化液回收系统、气搅拌系统和除霜系统；
所述氧化液循环冷却系统包括氧化槽、制冷机、钛交换器、一号泵、溢流槽和管道，所述溢流槽环绕设置于所述氧化槽的一周，所述制冷机配合所述钛交换器起到制冷作用，所述一号泵将所述溢流槽中的槽液导入所述钛交换器，经过所述钛交换器制冷的氧化液经管道重新被导回至所述氧化槽；
所述氧化槽的两侧分别设置有贯穿整个所述氧化槽的阴极冷却管，所述阴极冷却管设置有多个出液微孔，所述钛交换器制冷的氧化液经所述阴极冷却管进入所述氧化槽内；
所述铝离子结晶产品回收系统包括反应罐、离心机和管道，所述反应罐的进料口通过管道与所述变频泵连通，所述反应罐的出料口通过管道与所述离心机连通，所述离心机设置有进水管和出水口，所述离心机用于分离回收结晶固体；
所述硫酸氧化液回收系统包括氧化液收集池、二号泵和管道，所述氧化液收集池的进料口通过管道与所述离心机相连通，所述氧化液收集池的出料口通过管道与所述二号泵连通，所述二号泵用于将所述氧化液收集池的氧化液导回至所述氧化槽；
所述气搅拌系统连通于所述反应罐；
所述除霜系统包括经所述变频泵向所述钛交换器内导液的进水管，自所述钛交换器流出的液体被输送至所述氧化槽内。
更进一步的说明，所述钛交换器为直通式钛交换器，所述制冷机为直通冰机。
更进一步的说明，所述离心机为带喷淋装置的离心机，所述喷淋装置的进液口连接于所述进水管。
更进一步的说明，所述离心机的出水口处设置有pH检测器。
本发明的有益效果：
1、首次在充分利用阴极冷却管吹冷氧化膜界面的前提下，调整提高氧化电流密度，缩短氧化时间，减少氧化膜的溶解量，减少氧化能耗。
2、通过提取氧化液中的铝，回收硫酸，降低氧化液电阻，在氧化液中添加缓蚀剂，降低氧化膜的溶解量来实现氧化节能，节能20％以上。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的系统结构示意图；
图2是现有技术氧化槽配备的硫酸回收机的结构示意图；
图3是本发明一个实施例的氧化液循环冷却系统的结构示意图。
其中：氧化槽1、溢流槽1-1、阴极冷却管11、出液微孔111、制冷机2、钛交换器3、一号泵4、反应罐5、离心机6、氧化液收集池7、二号泵8、一号阀01、二号阀02、三号阀03、四号阀04、五号阀05、六号阀06、七号阀07、八号阀08、九号阀09、十号阀010。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本申请铝离子的回收是按如下理论依据、定量分析、废液结晶处理和铝离子与硫酸回收系统配置来实现的。
一、阳极氧化液中铝离子和硫酸回收的理论依据
铝合金氧化时，按(3)式，部分氧化膜被溶解，大约4Kg/T(400m2)的铝溶入硫酸氧化液。在此氧化液中加入硫酸铵，则发生如下反应：
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4+12H2O＝2NH4Al(SO4)2·12H2O↓(3)
在160-200g/L硫酸、铵过量的条件下，硫酸铝铵NH4Al(SO4)2·12H2O结晶析出，残留铝离子的多少与结晶温度和时间有关。
二、定量分析实验结果
取阳极氧化液1升，游离硫酸183.9g/L，Al3+20.20g/L，电导率152.5s/m，温度25℃，添加硫酸铵进行实验。结晶20分钟后，及时测量槽液的硫酸浓度、铝离子浓度和电导率，结果如表1所示：
表1槽液参数随不同浓度硫酸铵的变化规律
按(5)式，每结晶1g/L Al3+，需要添加2.45g/L硫酸铵，氧化液初始Al3+20.20g/L，完全结晶析出需消耗硫酸铵49.49g/L。表1及其配套实验表明：
1、氧化液中添加硫酸铵，常温下，短时间内可结晶析出硫酸铝铵；
2、随着硫酸铵添加量的增加，铝离子逐步降低，但降幅收窄；
3、随着结晶时间增加，铝离子进一步降低；
4、随着结晶温度降低，铝离子浓度降低；
5、即使铵离子过量、低温和长时间结晶，铝离子也不能完全结晶析出；
6、随着硫酸铵添加量的增加，硫酸浓度增加；
7、随着硫酸铵添加量的增加，电导率增加。
三、铝合金阳极氧化槽铝离子与硫酸回收工艺配置
依据反应式(5)及表1的实验结果，结合氧化线连续生产的实际，硫酸回收、副产品的收集、包装等因素，以及空闲场地等，铝合金阳极氧化槽铝离子回收工艺及配置按图1设计。
本回收系统按年产10万吨的氧化铝型材设计，年产10万吨铝型材，产生氧化废液20000吨，溶铝量为400吨左右。
为了实现处理20000吨氧化废液的目标，附图中配置1个40M3氧化废液反应罐，1个40M3氧化液收集池，一台离心机，以及配套的管道、泵和阀门。
考虑到氧化液不易长途管道输送的特点，本系统应设置单独的氧化废液处理区域，紧邻氧化车间，方便将处理后的氧化液直接用管道输送回氧化槽。
与氧化废液接触的反应罐、泵、阀和管道，必须按耐酸设计，考虑到氧化废液不分解，不堵塞管道和阀门，选用耐酸泵，从氧化槽布管及阀门，将氧化废液抽至反应罐。
反应罐中仅仅设置气搅拌，是考虑到化学反应比较简单，混合均匀即可。若采用电机搅拌，既耗电，又不安全，维修比较麻烦。
整体的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，包括氧化液循环冷却步骤、铝离子结晶产品回收步骤、硫酸氧化液回收步骤、气搅拌步骤、除霜步骤和调整电流密度步骤；
所述氧化液循环冷却步骤包括：采用交换器将处理铝合金的阳极氧化槽中的氧化液降温；
所述铝离子结晶产品回收步骤包括：将氧化液导入反应罐，向反应罐中加入硫酸铵后析出硫酸铝铵晶体，然后将反应罐中的物料导入离心机中离心获得固液分离后的固体和液体；
所述硫酸氧化液回收步骤包括：收集结晶处理后的氧化液，对氧化液进行再生处理后输送至阳极氧化槽循环使用；
所述气搅拌步骤包括：向盛有氧化液的反应罐中加入硫酸铵，搅拌使其反应充分；
所述除霜步骤包括：溶解并清洗交换器内的结晶物质，将清洗液导入氧化槽内；
所述调整电流密度步骤包括：调整变频泵4的流量至氧化液每小时循环不多于6次，调整阳极氧化槽内的电流密度调整阳极氧化槽内的电流密度。
固液分离后的固体为硫酸铝铵晶体，液体为含硫酸的氧化剂。
更进一步的说明，调整阳极氧化槽内的电流密度为1.0-2.6A/dm2。
更进一步的说明，所述硫酸氧化液回收步骤中的再生处理为向氧化液中添加有机缓蚀剂。利用有机缓蚀剂的缓蚀作用，在相同氧化条件下，通过减少氧化膜的溶解量，增加氧化膜厚度2微米以上，吨材节电200度以上。在结晶铝离子、全部回收氧化液的基础上，在氧化液中添加有机酸，利用其缓蚀能力，减少氧化膜的溶解，实现氧化节能。
更进一步的说明，所述有机缓蚀剂为有机酸或低分子醇。有机酸可以为酒石酸、葡萄糖酸、乳酸、草酸或柠檬酸等，低分子醇可以为山梨醇或乙二醇。
更进一步的说明，所述有机缓蚀剂的添加浓度为30-50g/L。
更进一步的说明，所述铝离子结晶产品回收步骤中固液分离的工序在喷淋条件下进行。
更进一步的说明，如图1所示，氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法中使用的生产装置，所述生产装置包括氧化液循环冷却系统、铝离子结晶产品回收系统、硫酸氧化液回收系统、气搅拌系统和除霜系统；
所述氧化液循环冷却系统包括氧化槽1、制冷机2、钛交换器3、一号泵4、溢流槽1-1和管道，所述溢流槽5环绕设置于所述氧化槽1的一周，所述制冷机2配合所述钛交换器3起到制冷作用，所述一号泵4将所述溢流槽1-1中的槽液导入所述钛交换器3，经过所述钛交换器3制冷的氧化液经管道重新被导回至所述氧化槽1；
所述氧化槽1的两侧分别设置有贯穿整个所述氧化槽1的阴极冷却管11，所述阴极冷却管11设置有多个出液微孔111，所述钛交换器3制冷的氧化液经所述阴极冷却管11进入所述氧化槽1内；
所述铝离子结晶产品回收系统包括反应罐5、离心机6和管道，所述反应罐5的进料口通过管道与所述变频泵4连通，所述反应罐5的出料口通过管道与所述离心机6连通，所述离心机6设置有进水管和出水口，所述离心机用于分离回收结晶固体；
所述硫酸氧化液回收系统包括氧化液收集池7、二号泵8和管道，所述氧化液收集池7的进料口通过管道与所述离心机6相连通，所述氧化液收集池7的出料口通过管道与所述二号泵8连通，所述二号泵8用于将所述氧化液收集池7的氧化液导回至所述氧化槽1；
所述气搅拌系统连通于所述反应罐；
所述除霜系统包括经所述变频泵4向所述钛交换器3内导液的进水管，自所述钛交换器3流出的液体被输送至所述氧化槽1内。
取消传统贯穿氧化槽1槽底的冷却管，改为阴极冷却管；氧化槽1两侧配置有贯穿整个氧化槽1带孔的阴极冷却管11，优选的，阴极冷却管11的面积按待氧化铝材面积两倍设置，用材为316L不锈钢。
经制冷机2冷却的氧化液、从四号阀门04进入阴极冷却管11，经阴极冷却管11的出液微孔111直接吹向铝合金表面，迅速将氧化膜界面处的氧化热带入氧化液，携带这些热量的氧化液溢流至溢流槽1-1，然后，经一号阀门01、一号泵01、二号阀02，进入钛交换器3制冷，再经阀门4，循环进阴极冷却管，完成氧化液冷却循环。
另外，冷却液从槽底往上吹为两侧阴极冷却管11面向氧化膜表面往里吹，能迅速带走铝表面的热量，降低氧化膜界面处的氧化温度，减少氧化膜的溶解量。在硫酸浓度不变的条件下，铝合金氧化表面温度越高，氧化膜溶解越多；时间越长，氧化膜溶解越多。
变频泵4通过三通阀分别连接于钛交换器3、氧化槽1和反应罐5，为了确保下文描述清晰无误，现令变频泵4与钛交换器3相通的阀门为二号阀02，变频泵4与氧化槽1的阀门为一号阀01，变频泵4与反应罐5的阀门为三号阀03，离心机的进水管上设置有十号阀010，二号泵8与氧化槽1之间的阀门为七号阀07，氧化液收集池7与二号泵8之间的阀门为六号阀06，钛交换器3与氧化槽1之间的阀门为四号阀04，反应罐5与离心机6之间的阀门为五号阀05，气搅拌系统与反应罐5之间的阀门为八号阀08。
具体的：
(1)、氧化液循环冷却步骤：关闭三号阀和九号阀的阀门、开启一号阀01、二号阀02和四号阀04的阀门以及启动一号泵4和制冷机2，使氧化槽1进行降温；经制冷机2冷却的氧化液、从四号阀门04进入阴极冷却管11，经阴极冷却管11的出液微孔111直接吹向铝合金表面，迅速将氧化膜界面处的氧化热带入氧化液，携带这些热量的氧化液溢流至溢流,1-1，然后，经一号阀门01、一号泵01、二号阀02,进入钛交换器3制冷，再经阀门4，循环进阴极冷却管，完成氧化液冷却循环；
(2)、铝离子结晶副产品回收步骤：负责收集储存氧化废液，在添加硫酸铵的条件下，结晶析出硫酸铝铵，并在喷淋条件下进行硫酸铝铵副产品的固液分离。操作步骤为：a、打开三号阀03的阀门，关闭二号阀02和九号阀09的阀门，将30M3氧化液抽至反应罐后，开启二号阀02，关闭三号阀03；打开气搅拌系统的八号阀08,开始搅拌；按铝离子浓度的2.5倍重量，添加硫酸铵，边加边搅拌；硫酸铵加完，继续搅拌30分钟后关闭八号阀门08，静置2小时；b、打开五号阀05，结晶固体进入离心机6。开启离心机6，进行固液分离；开启十号阀010，对离心机6中的固体反复喷淋，当离心机6出水口回收液的pH值大于4.5时，关闭十号阀010，停止喷淋及离心机6，回收硫酸铝铵副产品；
(3)、硫酸氧化液回收步骤：负责收集结晶处理后的氧化液，并输送至氧化槽循环使用。操作步骤为：开启六号阀06、七号阀07和二号泵8，将回收再生的氧化液送回氧化槽1，完成硫酸回收；
(4)、气搅拌步骤：负责硫酸氧化液与硫酸铵混合溶解，充分反应。操作步骤为：打开气搅拌八号阀门08，开始搅拌；按铝离子浓度的2.5倍重量，添加硫酸铵，边加边搅拌；硫酸铵加完，继续搅拌30分钟后关闭八号阀门08，静置2小时；
(5)、除霜步骤：负责清洗溶解变频泵4，一号阀01、二号阀02、四号阀04，钛交换器3及管道的硫酸铝铵结晶，恢复热交换效率，并将清洗液输送至氧化槽1，补充氧化槽液位。操作步骤为：关闭制冷机2和变频泵4；关闭一号阀01、三号阀03，开启九号阀09、二号阀02和四号阀04，用自来水清洗溶解变频泵4及钛交换器3内冷却钛管表面的硫酸铝铵结晶，提高热交换效率，并将清洗液输送至氧化槽1，补充氧化槽1液位(硫酸铝铵含12个结晶水，氧化液位失水严重，清洗冷却系统正好补水)。
铝离子结晶析出、氧化液循环使用，回避了倒掉氧化液造成的硫酸和铝资源的巨大浪费，减少了处理这些废液及废渣的环保成本。按表1，铝离子的降低，意味着槽液电阻的降低。表1中，Al3+20.20g/L时，电导率152.5s/m；Al3+9.00g/L时，电导率164.25s/m。电导率增加7.7％，即氧化液电阻降低7.7％。铝加工企业，氧化一吨铝材，大约消耗1000度电，降低7.7％的电阻，意味着少用77度电；考虑到电流通过时，槽液电阻使槽液升温，还需冰机降温耗能，结晶铝离子、降低槽液电阻、减少降温能耗，节能指标可进一步提高。
在不倒槽，完全回收氧化液的前提下，可在氧化液中添加缓蚀剂，减少氧化膜的溶解量，进一步节能。按(3)式，铝合金阳极氧化、生成氧化膜的同时，部分氧化膜被溶解。界面处温度越高、氧化时间越长、硫酸浓度越高，被溶解的氧化膜越多。按大规模生产统计，18-22℃，阳极氧化40-60分钟，电流密度为1.2安培/平方分米，每吨型材溶铝量约为3.84Kg/T(400m2/T),生成12μm左右的氧化膜。即400m2的铝表面，损失3.84Kg铝，换算成纯铝厚度为3.56微米。氧化膜有两层结构，靠近基体金属的是一层致密且薄,厚度为0.01-0.05μm的纯AL2O3膜，此层即为阻挡层；外层为多孔氧化膜层,由带结晶水的AL2O3组成，被溶解的是带结晶水的AL2O3氧化膜，而不是纯铝，故氧化膜厚度数值还会增加，至少在3.56微米以上。溶解的氧化膜与生成的氧化膜之比为(3.56μm/12μm)0.297，还可这么理解，即总共生成了15.56μm的氧化膜，其中，3.56μm被溶解，12μm保留下来，溶解比例为22.88％。在完全回收氧化液的前提下，可在氧化槽中添加缓蚀剂，如酒石酸、葡萄糖酸、乳酸、草酸、柠檬酸等，和低分子醇，如山梨醇、乙二醇等，利用这些有机成分的缓蚀作用，通过减少氧化膜的溶解量来节能、缩短氧化时间和提高功效。取游离硫酸206.19g/L，Al3+9.00g/L时，电导率164.25s/m，温度20℃，阳极氧化时间40分钟，电流密度为1.2安培/平方分米，添加不同有机物(浓度均为30g/L)进行氧化对比实验,检测平均膜厚，结果如表2所示：
表2添加不同有机物对阳极氧化膜厚度的影响
以草酸为缓蚀剂，取游离硫酸206.19g/L，Al3+9.00g/L时，电导率164.25s/m，温度20℃，阳极氧化时间40分钟，电流密度为1.2安培/平方分米，研究不同草酸浓度对平均氧化膜厚度的影响，结果如表3所示：
表3不同草酸浓度对氧化膜厚度的影响
表3表明，添加有机缓蚀剂，可增加氧化膜厚度，其中，酒石酸、乳酸、草酸和柠檬酸表现更好。表3表明，随着草酸浓度增加，氧化膜厚度增加，当草酸浓度达40g/L以上时，膜厚增加有限，故恰当的有机酸浓度为30-50g/L。
添加有机物用于降低氧化膜的溶解速度，相同的氧化条件，可增加氧化膜2μm以上，节电200度以上，减少氧化膜的溶解量，是节能的有效途径。本发明通过结晶铝离子，降低槽液电阻，吨材节电70度以上，并通过添加有机酸，降低氧化膜的溶解量，节电200度以上，考虑到因降低槽液电阻而减少的制冷能耗，依据这两种有效的节能措施，实现氧化节电20％以上。
氧化液中添加有机酸，保护氧化膜，减少溶解量，是一项传统的节能措施，但至今未能普遍推广，根本原因是氧化液中的铝离子问题没能彻底解决。采用图2所示硫酸回收机方法，槽液中有机物可能堵塞渗透膜，使硫酸回收机失效；采用倒掉部分氧化液方法，会将刻意添加进氧化液的、昂贵的有机酸一同倒掉，代价太大，相对节能效益，可能得不偿失。只有借助本发明的结晶铝离子，回收全部氧化液的技术手段，才能使得氧化液中添加有机酸、降低氧化膜溶解，成为切实可行的节能技术。
实际生产时，氧化电流一般取1.1-1.5A/dm2，氧化时间一般取40-60分钟。界面处温度越高、氧化时间越长、硫酸浓度越高，被溶解的氧化膜越多。除添加缓蚀剂有效降低氧化膜的溶解速度外，改进冷却循环系统、提高降温效率、有效降低氧化膜界面处铝表面的温度、进而提高电流密度、缩短氧化时间，也不失为一种有效的氧化节能方法。图3正是按此构想改造氧化槽冷却系统的。
为了验证改进冷却方式后的节能效果，可调整变频泵4的流量，进行氧化实验。取草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米(A/dm2)，阳极氧化时间35分钟。关闭阀门3、9、开启一号阀01、二号阀02、四号阀04、变频泵4和制冷机2，经制冷机2冷却的氧化液、从四号阀04进入阴极冷却管11，经阴极冷却管11的出液微孔111直接吹向铝合金表面，迅速将氧化膜界面处的氧化热带入氧化液。调整变频泵4的循环量，从每小时一次(1次/h)至每小时8次(8次/h)，测量氧化膜厚度变化，实验结果如表4所示：
表4增加变频泵4循环量对氧化膜厚度的影响
表4表面，在其他氧化条件不变的条件下，增加变频泵4的循环量，氧化膜厚度增加；循环量1-4次时，氧化膜增加较快，6-8次时，增加较慢。循环量为6次/h时，膜厚13.39μm，比1次/h的13.10μm，增加0.29μm，节电(0.29μm/13.10μm)×1000度＝22.14度。
在增加冷却循环量、氧化膜界面处的化学反应热被迅速带走、铝表面氧化温度得到有效降低的前提下，可适当提高氧化电流密度，缩短氧化时间，减少氧化膜的溶解量，进一步节能。
为了验证提高变频泵4循环量后、提高氧化电流密度、缩短氧化时间的节能效果，可调选择不同的氧化电流密度，进行氧化实验。取变频泵4循环量6次/h，草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。关闭三号阀03、九号阀09、开启一号阀01、二号阀02、四号阀04、变频泵4和制冷机，经制冷机冷却的氧化液、从四号阀04进入阴极冷却管11，经冷却管的微孔直接吹向铝合金表面，迅速将氧化膜界面处的氧化热带入氧化液。固定变频泵4的循环量6次/h，用不同的电流密度进行氧化，测量氧化膜厚度变化，实验结果如表5所示：
表5提高氧化电流密度对氧化膜厚度的影响
表5表面，在其他氧化条件不变的条件下，增加氧化电流密度，氧化膜厚度增加；氧化电流密度1.0-2.6A/dm2时，氧化膜与电流密度按线性关系增加；电流密度2.6-3.4A/dm2时，氧化膜增加较慢，且铝表面略有上粉现象，需要增加变频泵4的循环量。电流密度为2.6A/dm2时，膜厚27.32μm，若按此电流密度氧化11.15μm膜厚，只需要14分30秒，此时氧化膜的溶解量比氧化35分钟要少得多，是一种有效的节能途径。
更进一步的说明，所述钛交换器为直通式钛交换器，所述制冷机为直通冰机。本工艺配置中制冷机2选用直通冰机，或对现有制冷机进行改造，去掉板式交换器，改用制冷液通过钛管直冷的钛交换器。实际生产中铝离子，铵离子不能完全析出，会随硫酸回收液一块进入氧化槽液。若采用板式交换器，硫酸铝铵会在板式交换器的狭窄处析出，堵塞交换器，影响氧化液冷却，造成停产。选用钛交换器时，由于制冷剂在钛管内循环，钛管外直接接触氧化液，既提高了热交换效率，降低能耗，又彻底杜绝了硫酸铝铵析出堵塞交换器的隐患。
更进一步的说明，所述离心机为带喷淋装置的离心机，所述喷淋装置的进液口连接于所述进水管。
更进一步的说明，所述离心机6的出水口处设置有pH检测器。设置有pH检测器，对出水口处回收液的pH值进行实施检测，当其大于4.5时，关闭十号阀010，停止喷淋装置及离心机，回收硫酸铝铵副产品。
实施例
铝合金阳极氧化废液中铝离子与硫酸的回收及氧化液缓蚀节能改造，是依据铝加工企业每年产生大量废氧化液，既增加处理成本，又浪费铝资源的现状，首次设计在线直接结晶处理废氧化液，回收硫酸，将铝离子全部转化成工业级的硫酸铝铵。铝离子的减少，降低了氧化液电阻，可实现氧化节能7％以上。在氧化液得到全部回收的基础上，本发明在氧化液中添加有机缓蚀剂，减少氧化膜的溶解，节能20％以上。本发明氧化废液处理与副产品回收、氧化节能目标得以实现，系统配置与科学运行是成功的关键。
实施例1(铝合金阳极氧化连续生产)
关闭三号阀03、九号阀09、开启一号阀01、二号阀02、四号阀04、变频泵4和制冷机，氧化槽降温，氧化线开始生产；
实施例2(在线回收硫酸铝铵)
1、打开三号阀03，关闭二号阀02、九号阀09，将30M3氧化液抽至反应罐后，开启二号阀02，关闭三号阀03；打开气搅拌八号阀08,开始搅拌；按铝离子浓度的2.5倍重量，添加硫酸铵，边加边搅拌；硫酸铵加完，继续搅拌30分钟后关闭八号阀08，静置2小时；
2、打开五号阀门05，结晶固体进入离心机。开启离心机，进行固液分离；开启十号阀010，对离心机中的固体反复喷淋，当离心机出水口回收液的pH值大于4.5时，关闭十号阀010，停止喷淋及离心机，回收硫酸铝铵副产品；
实施例3(在线回收氧化液)
开启六号阀06、七号阀07和二号泵8，将回收再生的氧化液送回氧化槽，完成硫酸回收；
实施例4(冷却系统除霜)
关闭制冷机和变频泵；关闭一号阀01、三号阀03，开启九号阀09、二号阀02、四号阀04，用自来水清洗溶解变频泵及钛交换器内冷却钛管表面的硫酸铝铵结晶，提高热交换效率，并将清洗液输送至氧化槽，补充氧化槽液位；
实施例5(氧化液改造)
草酸10g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例6(氧化液改造)
草酸20g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例7(氧化液改造)
草酸30g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例8(氧化液改造)
草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例9(氧化液改造)
草酸50g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例10(氧化液改造)
酒石酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例11(氧化液改造)
柠檬酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例12(氧化液改造)
乳酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例13(氧化液改造)
葡萄糖酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例14(氧化液改造)
山梨醇40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟；
实施例15(氧化液改造)
乙二醇40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。
实施例16(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环1次，测量氧化膜厚度；
实施例17(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环2次，测量氧化膜厚度；
实施例18(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环3次，测量氧化膜厚度；
实施例19(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环4次，测量氧化膜厚度；
实施例20(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次，测量氧化膜厚度；
实施例21(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环6次，测量氧化膜厚度；
实施例22(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环7次，测量氧化膜厚度；
实施例23(变频泵4循环量对氧化膜的影响测试)
氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，电流密度为1.2安培/平方分米，阳极氧化时间35分钟。按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环8次，测量氧化膜厚度。
实施例24(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为1.0安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例25(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为1.3安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例26(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为1.6安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例27(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为1.9安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例28(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为2.2安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例29(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为2.5安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例30(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为2.8安培/平方分米，测量氧化膜厚度；
实施例31(电流密度对氧化膜的影响测试)
按实施例1开启冷却循环系统，调整变频泵4流量至氧化液每小时循环5次。氧化条件为：草酸40g/L，游离硫酸180g/L，Al3+10g/L，温度20℃，阳极氧化时间35分钟。调整电流密度为3.1安培/平方分米，测量氧化膜厚度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：包括氧化液循环冷却步骤、铝离子结晶产品回收步骤、硫酸氧化液回收步骤、气搅拌步骤、除霜步骤和调整电流密度步骤；
所述氧化液循环冷却步骤包括：采用交换器将处理铝合金的阳极氧化槽中的氧化液降温；
所述铝离子结晶产品回收步骤包括：将氧化液导入反应罐，向反应罐中加入硫酸铵后析出硫酸铝铵晶体，然后将反应罐中的物料导入离心机中离心获得固液分离后的固体和液体；
所述硫酸氧化液回收步骤包括：收集结晶处理后的氧化液，对氧化液进行再生处理后输送至阳极氧化槽循环使用；
所述气搅拌步骤包括：向盛有氧化液的反应罐中加入硫酸铵，搅拌使其反应充分；
所述除霜步骤包括：溶解并清洗交换器内的结晶物质，将清洗液导入氧化槽内；
所述调整电流密度步骤包括：调整变频泵的流量至氧化液每小时循环不多于6次，调整阳极氧化槽内的电流密度。
2.根据权利要求1所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：调整阳极氧化槽内的电流密度为1.0-2.6A/dm2。
3.根据权利要求1所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：所述硫酸氧化液回收步骤中的再生处理为向氧化液中添加有机缓蚀剂。
4.根据权利要求3所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：所述有机缓蚀剂为有机酸或低分子醇。
5.根据权利要求3或4所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：所述有机缓蚀剂的添加浓度为30-50g/L。
6.根据权利要求1所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法，其特征在于：所述铝离子结晶产品回收步骤中固液分离的工序在喷淋条件下进行。
7.权利要求1所述的氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法中使用的生产装置，其特征在于：所述生产装置包括氧化液循环冷却系统、铝离子结晶产品回收系统、硫酸氧化液回收系统、气搅拌系统和除霜系统；
所述氧化液循环冷却系统包括氧化槽、制冷机、钛交换器、一号泵、溢流槽和管道，所述溢流槽环绕设置于所述氧化槽的一周，所述制冷机配合所述钛交换器起到制冷作用，所述一号泵将所述溢流槽中的槽液导入所述钛交换器，经过所述钛交换器制冷的氧化液经管道重新被导回至所述氧化槽；
所述氧化槽的两侧分别设置有贯穿整个所述氧化槽的阴极冷却管，所述阴极冷却管设置有多个出液微孔，所述钛交换器制冷的氧化液经所述阴极冷却管进入所述氧化槽内；
所述铝离子结晶产品回收系统包括反应罐、离心机和管道，所述反应罐的进料口通过管道与所述变频泵连通，所述反应罐的出料口通过管道与所述离心机连通，所述离心机设置有进水管和出水口，所述离心机用于分离回收结晶固体；
所述硫酸氧化液回收系统包括氧化液收集池、二号泵和管道，所述氧化液收集池的进料口通过管道与所述离心机相连通，所述氧化液收集池的出料口通过管道与所述二号泵连通，所述二号泵用于将所述氧化液收集池的氧化液导回至所述氧化槽；
所述气搅拌系统连通于所述反应罐；
所述除霜系统包括经所述变频泵向所述钛交换器内导液的进水管，自所述钛交换器流出的液体被输送至所述氧化槽内。
8.根据权利要求7所述的生产装置，其特征在于：所述钛交换器为直通式钛交换器，所述制冷机为直通冰机。
9.根据权利要求7所述的生产装置，其特征在于：所述离心机为带喷淋装置的离心机，所述喷淋装置的进液口连接于所述进水管。
10.根据权利要求7所述的生产装置，其特征在于：所述离心机的出水口处设置有pH检测器。
CN201610995717.3A 2016-11-11 2016-11-11 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法 Active CN106757255B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610995717.3A CN106757255B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610995717.3A CN106757255B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106757255A true CN106757255A (zh) 2017-05-31
CN106757255B CN106757255B (zh) 2019-02-26

Family

ID=58973366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610995717.3A Active CN106757255B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106757255B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107858731A (zh) * 2017-12-04 2018-03-30 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与冷却设备结晶清除系统及工艺
CN108070892A (zh) * 2017-12-04 2018-05-25 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子和硫酸回收与水洗药剂截留系统及工艺
CN108130576A (zh) * 2017-12-04 2018-06-08 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子与硫酸回收系统及工艺
CN108130577A (zh) * 2017-12-04 2018-06-08 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与着色槽兼容配置系统及工艺
CN108149310A (zh) * 2017-12-04 2018-06-12 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与再结晶冷却系统及工艺
CN109112597A (zh) * 2018-07-27 2019-01-01 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 改造氧化线回收氧化液和保护单镍盐着色槽的配置与方法
CN109137034A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 改造现有氧化槽回收阳极氧化液的配置与方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021595A (zh) * 2010-10-21 2011-04-20 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统
WO2011145033A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Massimiliano Gazzani A method and a system for anodising a profiled section made of aluminium or alloys thereof
CN103911651A (zh) * 2014-03-28 2014-07-09 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺
CN105839162A (zh) * 2016-03-28 2016-08-10 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金氧化线封孔槽与氧化槽药剂兼容节水系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145033A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Massimiliano Gazzani A method and a system for anodising a profiled section made of aluminium or alloys thereof
CN102021595A (zh) * 2010-10-21 2011-04-20 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金四工作槽合一药剂全回收和废水零排放表面前处理系统
CN103911651A (zh) * 2014-03-28 2014-07-09 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺
CN105839162A (zh) * 2016-03-28 2016-08-10 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 铝合金氧化线封孔槽与氧化槽药剂兼容节水系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶扬祥: "《涂装技术实用手册》", 31 May 2003 *
司徒杰生: "《化工产品手册 无机化工产品》", 31 January 2004 *
陈治良: "《电镀车间技术指南》", 31 May 2007 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107858731A (zh) * 2017-12-04 2018-03-30 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与冷却设备结晶清除系统及工艺
CN108070892A (zh) * 2017-12-04 2018-05-25 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子和硫酸回收与水洗药剂截留系统及工艺
CN108130576A (zh) * 2017-12-04 2018-06-08 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子与硫酸回收系统及工艺
CN108130577A (zh) * 2017-12-04 2018-06-08 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与着色槽兼容配置系统及工艺
CN108149310A (zh) * 2017-12-04 2018-06-12 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与再结晶冷却系统及工艺
CN108070892B (zh) * 2017-12-04 2019-10-01 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子和硫酸回收与水洗药剂截留系统及工艺
CN107858731B (zh) * 2017-12-04 2019-10-01 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与冷却设备结晶清除系统及工艺
CN108149310B (zh) * 2017-12-04 2019-10-01 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化液回收与再结晶冷却系统及工艺
CN108130576B (zh) * 2017-12-04 2019-12-03 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种铝合金氧化槽铝离子与硫酸回收系统及工艺
CN109112597A (zh) * 2018-07-27 2019-01-01 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 改造氧化线回收氧化液和保护单镍盐着色槽的配置与方法
CN109137034A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 改造现有氧化槽回收阳极氧化液的配置与方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106757255B (zh) 2019-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106757255B (zh) 氧化槽铝离子与硫酸回收和提高电流密度氧化节能方法
CN106367790B (zh) 氧化槽铝离子与硫酸回收及氧化液缓蚀与冷却节能系统
CN103911651B (zh) 铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺的生产装置
CN108130576B (zh) 一种铝合金氧化槽铝离子与硫酸回收系统及工艺
CN107298450A (zh) 利用可溶性锂盐溶液制备氢氧化锂和碳酸锂的方法
CN105603486B (zh) 一种铝带材连续阳极氧化工艺
CN106757258B (zh) 氧化槽铝离子与硫酸回收及氧化液缓蚀节能装置与工艺
CN110182973A (zh) 一种包括电化学杀菌除垢装置和电渗析装置的电厂循环水处理系统及方法
CN106757257B (zh) 氧化槽铝离子与硫酸回收和缩短氧化极距节能系统与工艺
CN106757256B (zh) 氧化槽铝离子与硫酸回收和改用脉冲电源节能系统与工艺
CN206232838U (zh) 中高压阳极箔用电解槽
CN203781897U (zh) 铝加工厂煲模废液与阳极氧化废液中和处理及铝离子回收系统
CN101230475A (zh) 铝合金微弧氧化量产工艺
CN108149310B (zh) 一种铝合金氧化液回收与再结晶冷却系统及工艺
CN107858731B (zh) 一种铝合金氧化液回收与冷却设备结晶清除系统及工艺
CN108130577B (zh) 一种铝合金氧化液回收与着色槽兼容配置系统及工艺
CN108070892B (zh) 一种铝合金氧化槽铝离子和硫酸回收与水洗药剂截留系统及工艺
CN105063653A (zh) 一种二氧化锰制备中的电解节电方法
CN109112597B (zh) 改造氧化线回收氧化液和保护单镍盐着色槽的配置与方法
CN102618905A (zh) 强化钛传热元件的制造方法和装置
CN105154918A (zh) 一种节能降耗的电解锰生产系统
CN211302147U (zh) 一种氯化铵的浓缩结晶设备
CN109137034A (zh) 改造现有氧化槽回收阳极氧化液的配置与方法
CN211752624U (zh) 一种六氟磷酸锂生产用结晶装置
CN202519354U (zh) 强化钛传热元件的制造装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant