CN109095448B - 铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法 - Google Patents

Abstract

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法，该系统包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N‑P复合肥回收单元；抛光液废水截留单元中的1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内；抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；N‑P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；本发明能够有效将抛光废液中的铝转化为磷酸铝和硫酸、磷酸和硝酸转化为液态N‑P复合肥。

Description

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法

技术领域

本发明涉及铝加工技术领域，尤其涉及铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统与方法。

背景技术

铝及铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用，近年来以铝代钢扩大铝应用趋势更加明显。铝加工业是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。据统计，欧美发达国家人均年消费铝材32kg以上，而我国人均只有13kg左右，只是发达国家的三分之一左右，国内铝材消费还有巨大的增长空间，但在经济新常态下，能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的问题也成为行业发展的瓶颈和障碍。

铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会不同程度产生废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序有煲模碱性废液，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。

一、铝业废渣来源

1、电解熔铸铝灰

铝灰产生于铝及铝合金的电解、熔炼及铸造工序，因铝灰造成的铝总损失量在1-12％。每加工一吨原铝，约产生20-40kg铝灰，铝液直接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时量较多，而再生一吨废铝约产生100-250kg铝灰。铝灰可分为两种：一种是一次铝灰，是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生的浮渣及撇渣，主要成分为金属铝和铝氧化物，铝含量可达15％-70％不等，颜色为白色；另一种是二次铝灰，是一次铝灰提铝回收后的废弃物，铝含量较一次铝灰低，一般呈灰黑色。二次铝灰成分复杂，含有金属铝(5-30％)、氧化铝(30-70％)、二氧化硅和三氧化二铁(5-15％)、钾钠钙镁的氯化物(10-30％)以及氮氟砷等有毒有害成分，如图1为铝灰的成分检测报告，以下所称铝灰均指二次铝灰。

2016年全国电解铝产量3250万吨，挤压及压延加工铝材产量超过2000万吨，每年全国的铝灰量保守估计在200万吨以上，更有数据认为铝灰总量在600-850万吨。铝灰是一种可再生的资源，具有较高的综合回收利用价值，但一直没得到足够的重视，造成了巨大的资源浪费。同时因铝灰渣中含有氟化物、氨氮、砷等有毒有害物质，被列为危险废弃物，在2016年版《国家危险废物名录》中铝灰的废物类别为HW48，危险特性T(Toxicity)-毒性危险废物。随着经济的发展，废铝灰积蓄量将逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、无害化的方法加以处理，将越来越凸显其对环境的严重威胁。目前我国铝灰的回收尚处于起步阶段，缺乏技术成熟可靠、经济性好的回收方法，铝灰处理回收率低、能源消耗和浪费大，利用途径不多。即便处理后的铝灰内仍含有大量有害物质，还是只能堆场堆存或掩埋处理，具有极大的环境危害性，同时厂家承担着巨大的违法风险。2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税法》规定，铝灰排放企业将要交纳1000元/吨的环境保护税。

2、挤压表面处理废水废渣

铝加工制品的生产要消耗大量的水，每生产1吨铝材至少消耗15吨水，全行业年生产挤压材1000万吨，排放废水近3亿吨，废水处理后产生废渣约300万吨，数量极为惊人。

2.1、挤压煲模废液废水废渣

铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达250-350g/L，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/L以上，反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式：跟氧化工序产生的废酸中和，这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占到企业总渣量的30％左右。企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。

2.2、表面处理废水废渣

铝材为增强防腐性和装饰性能，要进行表面处理。常用的表面处理方式有阳极氧化着色、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等。表面处理过程产生大量成分复杂的废水。

按工序划分，阳极氧化及电泳涂漆工序的废水废渣有：碱蚀液产生的碱性废水废渣，占总渣量的20％；氧化液产生的酸性废水废渣，占总渣量的30％；喷涂工序产生的酸性废水废渣，占总渣量的20％。铝加工企业废水中心铝渣来源细分为：煲模液碱渣占总渣量的30％，碱蚀液碱渣占总渣量的20％，氧化液酸渣占总渣量的30％，喷涂酸性废渣占总渣量的20％。此外，部分企业生产抛光铝材，产生大量的抛光废渣。

废水中含有Al³⁺、Na⁺、NH₄ ⁺、Ni²⁺、Sn²⁺、Cr⁶⁺等阳离子，SO₄ ^2-、F^-、NO₃ ^-、NO₂ ^-、S^2-、Cl^-等阴离子，以及有机酚、表面活性剂和丙烯酸树脂等有机物等。酸性废水、碱性废水通常混合后处理，而含铬废水、含镍废水必须单独处理。近年来氧化电泳材比例下降，但大多数铝材厂还是酸性废水多于碱性废水，酸碱水全部混在一起处理，废水混合后呈酸性，需要投入大量的片碱、石灰及PAC、PAM，产生了大量废渣。

2016年8月1日起施行的最新版《国家危险废物名录》已将酸性及碱性废水废渣列入名录管理，废物类别分别是HW34、HW35。从2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税法》规定，企业必须缴纳废水处理污泥环保税1000元/吨。

当前铝加工行业水的重复利用率不到30％，废水处理后产生大量废渣。一方面废渣中的大量金属铝、酸、碱等有用资源没有得到利用，造成巨大资源浪费，图2为某大型铝材厂含铝废渣来源情况。废渣属于危险废物，具有极大的环境危害性。当前形势逼迫企业要向节能减排及资源循环利用方向转型发展，但缺乏成熟可靠的技术。实现废水零排放、废渣零产出、资源利用价值最大化，具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。

二、铝业废渣处理及利用现状

1、电解熔铸铝灰处理及利用现状

国内外相继开发了不少铝灰回收及资源化利用的方法，近年来关于铝灰回收利用的专利也呈上升趋势，但大多数处于试验研究阶段，技术局限于高温条件提取金属铝，制备氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料以及炼钢辅料等方面，离产业化、规模化还有一定距离。

1.1、铝灰回收

目前回收铝灰的方法可分为热处理法和冷处理法，都只是回收了铝灰内的金属铝。国内大型再生铝厂多采用倾动回转窑处理法：把铝灰和添加剂盐类(通常是氯化钠、氯化钾以及少量氟化钙的混合物)放在倾动回转窑中加热后分离金属铝，但回收过程有烟气产生，金属回收率较低，铝灰中残留铝量较高，仍有进一步回收空间。小作坊式的人工炒灰法也在大量采用，此法为敞开式作业，产生大量灰尘烟雾。其它方法还有压榨回收法、等离子速溶法、电选法、MRM法、ALUREC法等。

1.2、铝灰综合利用

因铝灰的成分与铝土矿基本一致，用铝土矿能够生产的产品，都有人用铝灰进行过试验研究。当前铝灰的资源化利用方面主要有三条路线：(1)回收氧化铝返电解，回收氯盐作为熔铸精炼剂使用，但铝灰中的主要成分为α-Al₂O₃，活性差，将其电离需消耗更多能量，导致槽电压升高。(2)酸法或碱法处理除杂，生产合成棕刚玉、Sialon陶瓷及耐火材料等无机材料，生产聚合氯化铝和硫酸铝等净水材料，生产炼钢用造渣脱硫剂，但因成本比现有的还高，未能实现工业化生产。(3)生产建材或筑路材料，如铝酸盐水泥、铝酸钙粉、清水砖，以及筑路材料等，但含有的氟化物、氯盐对性能有影响，同时产品附加值低，限制了实际应用。以上三个方面的应用均存在产品纯度低、附加值低、废弃物二次污染等缺点。铝灰回收利用后的废弃物仍含有大量可溶性盐类和氟化物，还是危废，只能填埋或堆存，环境危害性并没有降低。

由于铝灰中含有一定量氯盐(NaCl、KCl等)和氟化物等耐高温、耐腐蚀性、毒害性等组分，常规方法难以实现全成分的回收利用，增加了铝灰资源化的成本及技术难度，使得铝灰处理的产业化进展缓慢。另外，对于铝灰处理过程氟及重金属等有害元素的迁移转化机理缺乏更为深入的探讨。

在资源紧缺、环境污染日益严重的情况下，铝加工业发展面临资源与环境的巨大压力，节能减排、资源循环利用，是未来的发展方向和唯一出路。要做到铝灰资源的“零废弃”，必须转变资源利用思路，充分利用铝灰中的各种成分，进行无害化处理、资源最大化化利用。此项工作十分迫切，需要明确方向、规范引导、多方协作，力争早日取得实时性突破。

2、挤压表面处理废水废渣处理及利用现状

1.废水废渣回收处理，综合利用包含两方面内容：一是水的重复利用；二是对废渣的资源综合利用。

1.1、挤压煲模液及氧化前处理碱蚀液回收

挤压煲模液含有大量的氢氧化钠及铝离子，煲模液回收方面有不少的的研究报道和专利，例如意大利的Crystalfix碱回收系统，但因流程复杂、综合效益不高，实际应用的不多。铝加工企业处理煲模废液的通行做法是：煲模废水跟氧化工序产生的废酸中和沉淀后处理制渣，仅煲模液产生的废渣就占到企业总渣量的30％左右。企业不但没有回收利用煲模液中的氢氧化钠、铝离子等有用资源，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。

氧化预处理碱蚀液的回收一般采用晶析法，回收氢氧化钠，但氢氧化钠粒度较细、纯度不高、经济价值低。此外，晶析法将铝离子保持在较低浓度(小于30g/L)，易造成型材粗晶、粗砂、过腐蚀等缺陷，且铝耗太高。晶析法对运行及工艺要求较高，管理不好就会沉淀结垢，此时只能停产人工清理，耗时耗力。有少量厂家投用了在线碱回收装置，因回收效果不佳、成本高，大多已弃之不用。加入了缓蚀剂、络合剂的碱蚀槽液不适用碱回收装置，也限制了该技术的应用。

1.2、氧化液铝离子和硫酸回收

铝合金阳极氧化液中的铝离子，直接影响槽液的导电性能和膜层质量，最佳控制浓度应在3-10g/L范围之间。铝离子随着生产量的增加不断积累升高，膜层质量变差、电耗升高，但考虑到药剂成本和环保压力，企业实际生产中铝离子浓度一般控制在15-20g/L区间。达到上限后，必须降低铝离子含量。降低铝离子的通常做法是排掉一半槽液，补充硫酸后继续生产。此法简单，但存在以下不足：一是损失了硫酸，浪费了铝离子，硫酸消耗达到60kg/t以上；二是处理废酸增加了相当大的成本；三是巨量废渣造成环境危害。

采用扩散渗析原理的硫酸回收机曾是被广泛使用的控制铝离子的手段。硫酸回收机是铝离子的稳定装置，采用扩散渗析离子交换膜达到回收硫酸、除去铝离子的目的。在实际运行中，存在回收效果差、能耗高、效率低、渣量没有减少等不足。鉴于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，恢复了倒一半氧化槽液的传统方法。

1.3、喷涂预处理废水回收

粉末喷涂铝合金产品的市场份额近年来明显增加，现已占铝合金表面处理产品的60％以上。喷涂表面预处理的目的是在铝材表面生成一层致密的转化膜，将基材和喷涂层牢固结合在一起。为保证转化膜的质量，工艺控制要求非常严格，超标的槽液及漂洗水必须排掉。废水呈酸性，含有大量的六价铬、氟钛酸、氟锆酸根及氟离子。大量的废酸处理既增加了企业成本，又浪费了资源，还具有环境危害性。喷涂预处理及废水处理技术无明显进展，仍采用传统的方法，中和、沉淀、压滤脱水后形成大量废渣。废渣属于严格管控的危险废物，必须转移至有资质的第三方进行规范化无害处理。

1.4、含铬及含镍废水

铬、镍属于一类污染物，含铬或含镍废水必须单独分开处理，铬渣(HW21)和镍渣(HW17)属危险废物。六价铬离子的回收仍然是个难题，现无法实现在线回收含铬药剂。含铬废水现在的处理方法是：加入焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等还原剂，将六价铬还原成毒性更低的三价铬，然后再加入碱、PAM进行反应沉淀，污泥脱水压滤后得到铬渣，现有含铬废水处理流程如图3。

镍离子回收仅限于着色槽，封孔废水中的镍离子因含量低直接排放了。镍离子回收采用RO回收装置，原理与酸回收相同，部分厂家在使用，但效率低、而且产生大量浓缩水，效果同样不尽理想。含镍废水的处理采用沉淀法，加入氢氧化钠及PAM，调节pH，反应生成氢氧化镍沉淀，污泥脱水压滤后得到镍渣，现有含镍废水处理流程如图4。

1.5、抛光液的回收处理

铝合金抛光是生产高档铝材的重要手段，各类电子产品外壳、高铁内装修、卫浴设备等，一般选用抛光铝材。抛光除大气污染外，更大的污染是三酸水污染。每生产一吨抛光材，消耗三酸200-300Kg，随后面的清洗槽，排放进废水中心。这种粗放的生产方式危害巨大，一是损失了三酸，浪费了金属铝，三酸消耗达到200kg/t以上；二是处理废酸增加了相当大的成本；三是巨量废渣造成环境危害。

采用抛光后不流动水洗截留槽来截留抛光液、进行蒸发回用曾是被广泛使用的节酸手段。但是，截留三酸蒸发过程产生大量烟雾，污染环境，处理成本巨大；三酸蒸发过程能耗巨大，成本不可小视；蒸发容器腐蚀过快，每两年需要更换一次，投入太多。三酸回收实际运行中，存在污染大、能耗高、效率低、成本大等不足。鉴于三酸回收的糟糕使用效果，大部分铝加工企业，已逐步停用三酸回收，恢复了直接排放进废水中心的传统方法。

1.6、挤压表面处理废水废渣综合处理

不少铝型材厂家在节水和废水治理方面进行了多方面积极探索和有效实践，取得了一定成效。目前铝加工行业废水仍然普遍采用中和调节及混凝沉淀法处理，处理流程是：酸碱废水互相中和，调节pH至中性，阳离子Al³⁺等形成氢氧化物沉淀。经中和沉淀的废水打入混凝槽中，加入絮凝剂PAC、PAM，絮凝后进入沉淀槽，清液达标排放或回用，含水污泥经压滤机压滤后形成含铝废渣。废渣含水率80％左右，数量非常大。废渣典型处理流程如图5。

综上所述，传统的废水处理工艺具有以下不足：一是废水处理后可达标排放，但中水回用率低；二是废水处理成本高，增加人工、药剂、动力消耗；三是大量的酸碱、金属铝、化学药剂等有用资源被浪费掉；四是废渣属于危废，处置费用高，需交纳环保税。

2、挤压表面处理废水废渣综合利用

综合利用包含两方面内容：一是水的重复利用；二是对废渣的资源综合利用。回收利用现状非常不理想，前已述及，水的重复利用率不到30％，铝渣、铬渣、镍渣综合利用的途径及方法有限。

2.1、铝渣的综合利用

对含铝废渣的资源利用研究已进行多年，有相当多的文章和专利技术，资源化利用的技术路径与铝灰基本相同，主要有以下几方面：(1)直接回收氢氧化铝或氧化铝；(2)合成莫来石、堇青石、陶瓷熔块、人造树脂大理石等陶瓷或耐火材料；(3)生产净水材料，如铝酸钙、聚合氯化铝(铁)、聚合硫酸铝等；(4)反应制取氢氧化铝、铵明矾等化工产品，如中国专利CN 1350065A公开了一种利用碱渣制取硫酸铝铵、硫酸铝、氢氧化铝的方法，中国专利CN 101186282B公开了一种硬质氧化硫酸槽液降低铝离子并制取铵矾的方法，中国专利CN1319302C公开了一种利用含氟酸渣制取氢氧化铝的方法，此专利技术已在数家厂家实际应用，取得了极好的经济效益，同时解决了酸渣的处理难题。

除利用酸渣制取氢氧化铝的的技术得到成功应用外，其它大部分方法没有规模化应用，铝渣的综合利用率很低，主要原因还是技术不成熟、产品附加值低、成本较高。绝大部分废渣都是铝材厂花钱付费处理掉的，现在很多铝材厂的废渣堆积如山，成了铝材厂的一个烫手山药。

2.2、铬渣及镍渣综合利用

据公开资料，铬渣可以用做玻璃着色剂和结晶促进剂，但实际应用情况不详。未见有镍渣资源化利用的公开资料。铬渣、镍渣通行做法是转到第三方机构进行无害化掩埋处理。

3、挤压表面处理废水废渣处理存在问题

一是水耗高，缺乏成熟的节水技术，水的回用率低；二是在线分类废水未能成为前置程序，导致废渣产生量大；三是废渣的综合利用成效不大，废渣处理成为企业负担和环保风险。

当前，废渣处理存在三方面突出矛盾和问题：一是国家实行企业污染物排放许可证管理，控制企业的污染物排放总量，而企业的实际废水废渣量远大于允许排放量；二是废渣必须合法转移到有资质的第三方处置，但处置能力明显不够，无法合法处理如此巨量的废渣；三是按危废规范处理废渣，流程复杂、效率低、成本高。

综上所述，目前国内的铝加工业废水废渣处理矛盾突出，综合处理难度较大、成本高、回收利用率低，既造成资源的大量浪费，又严重污染环境。因此对铝加工业来说，废水零排放和资源综合利用技术的研究开发与推广应用有着广阔前景和巨大的环境效益、社会效益和经济效益。

三、铝业铝灰铝渣减量化资源化方向

1、遵循的原则：减量化控制、无害化处理、资源化利用，必须政府推动、企业主导、第三方市场化配置资源，三力合一，才能取得积极进展；

2、源头控制，对各药剂槽分类截留，在线转化，资源化利用，降低废水废渣排放量；

3、推广应用环境友好型的表面处理技术。针对氧化线的污染问题，推广应用无添加剂碱蚀、无镍无氟封孔等工艺；

4、加强产学研联合，拓展废渣综合利用的思路和领域，实现综合利用价值最大化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统，利用在线截留、分类回收方法，有效收集和处理铝加工产生大量的抛光废液，并通过精选药剂组分，巧妙配置系统，实现将抛光废液中的铝转化为磷酸铝和硫酸、磷酸和硝酸转化为液态N-P复合肥的目的。

本发明的另一个目的在于提出一种铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，从上游至下游依次包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N-P复合肥回收单元；

所述抛光液废水截留单元包括顺序配置的1#抛光槽、2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽、1#冷却管、泵3和储存罐；所述1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；所述1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内，再接通于4#高压喷雾化喷淋槽；所述1#冷却管用于冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽；所述泵3用于将1#冷却管中的自来水泵入4#高压喷雾化喷淋槽中；所述储存罐用于收集来自4#高压喷雾化喷淋槽中的抛光液；

所述抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；所述泵2用于将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽中，再流回2#不流动水洗截留槽；所述泵1用于将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐中；

所述磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；所述泵5用于循环反应罐中的待反应的抛光液，以及将反应后的反应液泵入压滤机中；所述冷却子系统用于冷却反应罐中的抛光液；所述液氨罐用于向反应罐中加入液氨，与反应罐中的抛光液反应获得反应液；所述压滤机用于分离反应液中的固态的磷酸铝和液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；

所述N-P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；所述回收罐用于回收含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；所述泵7用于将回收罐中的上清液泵入过滤器；所述过滤器用于过滤上清液获得液体N-P复合肥；所述泵6用于将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐中，进行二次回收。

本发明所述抛光液废水截留单元负责截留和冷却1#抛光槽带出的抛光液，并存留于2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽和储存罐中备用；由所述抛光液废水收集单元负责将抛光液收集至反应罐中；再由所述磷酸铝回收单元负责回收抛光液中的铝，反应生成磷酸铝，实现固液分离；最后由所述N-P复合肥回收单元负责将混合液的上清液过滤，获得液体N-P复合肥以及将沉淀物进行二次回收。

其中，本发明具有以下特点：

a.通过4#高压喷雾化喷淋槽来进行高压雾化喷淋，大幅节约清洗用水，为用小型设备在线截留处理抛光废液奠定坚实基础；

b.通过在2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽配置1#冷却管，且自来水经1#冷却管，再供给给整条抛光线的清洗用水，最大限度地提高2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽的降温能力，降低抛光材的亮度损失；

c.通过反向串联设置，药剂浓度呈前高后低的梯级分布，并且收集方式为收集2#不流动水洗截留槽的高浓度废液，而将4#高压喷雾化喷淋槽和储存罐的喷淋液泵入3#不流动水洗截留槽，再流回2#不流动水洗截留槽，等待下一次收集；

d.通过设置液氨罐，利用泵5循环反应液形成的负压，来吸入液氨，并在泵和管道中完成反应，避免氨气溢出，环保文明回收；

e.通过设置过滤器，确保N-P复合肥质量，同时利用泵6对回收罐底部的沉淀物进行二次回收；

f.本发明回收的N-P复合肥能够与一定量的酒糟、甘蔗渣、秸秆渣、稻壳粉混合，在配备通风设备的沤肥厂区发酵沤肥后，可有效制成粒状有机-无机复合肥，既省去了浓缩结晶的能耗和环保成本，又开拓了甘蔗渣、秸秆渣、稻壳粉的用途，还解决了复合肥结块和土壤板结的难题。

进一步说明，所述抛光液废水截留单元还包括若干功能槽，所述功能槽包括顺序配置的5#除灰槽、8#氧化槽、11#着色槽和14#封孔槽；每个功能槽之后均顺序配置有两个流动水洗槽，且各个功能槽与配置的流动水洗槽均为反方向串联设置；所述5#除灰槽之后与6#流动水洗槽和7#流动水洗槽；所述8#氧化槽之后为9#流动水洗槽和10#流动水洗槽；所述11#着色槽之后为12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；所述14#封孔槽之后为15#流动水洗槽和16#流动水洗槽；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口分别接通于所述1#冷却管。

进一步说明，所述抛光液废水截留单元中，所述3#不流动水洗截留槽的出水口和所述2#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有2#阀；所述1#冷却管的出水口与所述泵3的进水口连接的管道上设有3#单通阀；所述4#高压喷雾化喷淋槽的出水口与所述储存罐的进水口连接的管道上设有4#阀；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口与所述1#冷却管的出水口连接的管道上分别设置有7#阀、8#阀、9#阀和10#阀。

进一步说明，所述抛光液废水收集单元中，所述储存罐的出水口与所述泵2的进水口连接的管道上设有5#单通阀；所述泵2的出水口与所述3#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有6#单通阀；所述2#不流动水洗截留槽的出水口与所述泵1的进水口连接的管道上设有1#单通阀。

进一步说明，所述磷酸铝回收单元中，所述反应罐的出水口与所述泵5的进水口连接的管道上设有11#阀；所述液氨罐的输出口与所述反应罐的输入口连接的管道上设有12#阀；所述泵5的出水口、所述反应罐的进水口和所述压滤机的进水口之间通过三通管连接,并且所述三通管和所述反应罐的进水口连接的一端设有13#阀，所述三通管和所述压滤机的进水口连接的一端设有14#阀。

进一步说明，所述N-P复合肥回收单元中，所述回收罐的沉淀物输出口和所述泵6的进水口连接的管道上设有15#阀；所述泵6的出水口和所述反应罐的进水口连接的管道上设有16#阀；所述回收罐的上清液输出口和所述泵7的进水口连接的管道上设有17#阀。

进一步说明，所述冷却子系统包括2#冷却管、冷却塔和泵4；所述2#冷却管的一端外接自来水，另一端延伸至所述反应罐中，再接通于所述冷却塔；所述泵4用于将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；所述泵4的出水口和所述冷却塔的进水口连接的管道上设有18#阀。

进一步说明，所述反应罐的内部设置有1#电搅拌,所述回收罐的内部设置有2#电搅拌。

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收方法，包括如下步骤：

步骤一:截留抛光液废水:打开3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀,开启流动清洗水，由1#冷却管依次经过并冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽，再通过3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀分别流入4#高压喷雾化喷淋槽、7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽；

将铝合金在1#抛光槽抛光20s-120s后，滴流20s；进入2#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入3#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入4#高压喷雾化喷淋槽，喷淋30s，喷淋水通过4#阀流入储存罐中；

步骤二:收集抛光液废水:检测2#不流动水洗截留槽的抛光液的密度，当密度达到1.3g/m³时，打开1#单通阀和泵1，将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐；打开5#单通阀、6#单通阀、泵2和2#阀，将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽；再经过2#阀流回2#不流动水洗截留槽中；

步骤三:回收磷酸铝:打开11#阀和13#阀，关闭14#阀，开启泵5，循环反应罐中的待反应的抛光液；打开18#阀，开启泵4和冷却塔，将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；

打开1#电搅拌和12#阀，向反应罐中缓慢加入液氨，反应生成反应液；边加边检测pH值，当pH值达到8.0时，停止加药，继续搅拌30min；冷却反应液至40℃以下；

打开14#阀和压滤机，关闭13#阀，使反应液固液分离，回收固态的磷酸铝，并将液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液流入回收罐；

步骤四:回收N-P复合肥:将混合液沉淀2小时后，打开17#阀，开启泵7，将回收罐中的上清液泵入过滤器处理，获得液体N-P复合肥；打开15#阀、16#阀，开启泵6、2#电搅拌，关闭17#阀、泵7，将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐，进行二次回收。

进一步说明，所述回收N-P复合肥后，还包括制备有机-无机复合肥步骤：将回收的1000Kg液体N-P复合肥中，添加8-12Kg酒糟和280-320Kg甘蔗渣混合，或添加8-12Kg酒糟和260-300Kg秸秆渣，或添加8-12Kg酒糟和320-360Kg稻壳粉，并经过45-60天发酵沤肥后制成粒状有机-无机复合肥。

在回收液态N-P复合肥的基础上，本发明选用了甘蔗渣、秸秆渣和稻壳粉为吸水剂，并添加酒糟作为发酵剂，与液态肥固液混合，发酵沤肥，制作成有机-无机复合肥产品。

本发明的有益效果：

1、首次设置抛光液废水截留单元，按图7，生产抛光铝材时，水洗槽截留抛光液，单独处理，避免了与其他用水混合后再处理这些海量废水的麻烦，大幅降低处理含磷和氨氮废水的环保成本，大幅减少含镍固体危废排放；

2、首次在抛光液废水截留单元中采用高压雾化喷淋槽，减少废液回收量，按图7的4#高压雾化喷淋槽设置，首次用喷淋方法，将残留抛光液回收，大幅降低用水，降低回收压力，为在线单独处理抛光废水、设备小型化奠定了坚实基础；

3、通过在2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽配置1#冷却管，且自来水经1#冷却管，再供给给整条抛光线的清洗用水，最大限度地提高2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽的降温能力，降低抛光材的亮度损失；

4、首次在线设置抛光液废水收集单元，按图7的2#～4#槽配置，抛光液废水中的酸浓度前高后低，呈梯级分布，逐级回收截留的抛光液；并且收集方式为收集2#不流动水洗截留槽的高浓度废液，而将4#高压喷雾化喷淋槽和储存罐的喷淋液泵入3#不流动水洗截留槽，再流回2#不流动水洗截留槽，等待下一次收集；

5、首次在线设置磷酸铝回收单元，通过设置液氨罐，利用泵5循环反应液形成的负压，来吸入液氨，用液氨回收Al³⁺，在泵和管道中完成反应，避免氨气溢出，反应生成磷酸铝，实现固液分离，环保文明回收；

6、首次设置N-P复合肥回收单元，通过设置过滤器，确保N-P复合肥质量，同时利用泵6对回收罐底部的沉淀物进行二次回收；按本发明回收的N-P复合肥，含50％以上的水分，浓缩结晶既耗能，又不环保，还增加成本；

7、首次利用甘蔗渣、秸秆渣或稻壳粉吸收N-P复合肥回收液中的水分，固液混合成有机-无机复合肥。利用甘蔗产区大量的制糖废渣或玉米产区大量的秸秆废渣或水稻产区大量的稻壳粉，添加适当酒糟，引入酵母，混合本发明回收的N-P复合肥浓液，生产有机-无机复合肥，既省去了浓缩结晶的能耗和环保成本，又开拓了甘蔗渣、秸秆渣、稻壳粉的用途，还解决了复合肥结块和土壤板结的难题，可谓一举多得。

附图说明

图1是现有铝灰成分的检测报告图；

图2是现有某大型铝材厂含铝废渣来源的饼状图；

图3是现有含铬废水处理流程图；

图4是现有含镍废水处理流程图；

图5是现有废水废渣处理流程图；

图6是现有产生废水废酸的传统抛光线槽位布置图；

图7是本发明一个实施例的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统的示意图；

图8是本发明一个实施例的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统的示意图；

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。

铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统的回收方法，涉及铝加工行业产生大量含磷废渣一大来源，即铝合金抛光废酸液。此类废酸在一些区域量非常大，如佛山地区，年消耗抛光酸约20万吨，含硫酸6万吨、磷酸13万吨和硝酸1万吨，约占全国用量40万吨的一半。处理这些抛光废酸，全国每年产生含磷废渣100万吨以上，同时消耗约5000万吨用水。

产生废水废酸的传统抛光线槽位布置图如图6所示，1#、5#、8#、11#、14#槽为工作槽，每个工作槽配一套流动水洗槽，抛光处理需要16个槽位，其中1#槽为抛光槽，其后续水洗2#、3#、4#槽清洗含硫酸、磷酸和硝酸的抛光液，废水进入废水处理中心，与着色和封孔槽的镍盐混合，产生含Ni-P-Al的废渣。而本发明涉及的1#～4#槽功能如下：

1#抛光槽

设置本槽的目的是铝合金抛光，提高铝合金的装饰性。一般采用两酸、三酸和电解抛光。抛光液一般含硫酸、磷酸和硝酸。三酸抛光控制指标为(槽液配制按100份重量计)：

硫酸30wt.％

磷酸65wt.％ (1)

硝酸5wt.％

温度100-110℃

时间20s-120s

滴流时间<25s

除烟雾外，抛光最大的困惑是滴流时间。无论是电解抛光、两酸抛光或三酸抛光，滴流时间均不能太长，一般不超过25s，太长容易烧坏铝材，形成花斑或泪痕，抛光材不合格。

2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽(以下简称为2#槽、3#槽、4#槽)

设置这三道水洗槽的目的是清洗抛光槽带出的残留抛光液，保护5#除灰槽。自来水从4#槽进，2#槽出，反向串联，水耗为2.0-3.0吨/吨材左右，耗水量太大，且排出的是含硫酸、磷酸和硝酸的废水。受滴流时间所限，一般抛光一吨铝材，带入水洗槽的混合酸达200-300Kg。通常用石灰处理这些废酸，生成硫酸钙和磷酸钙。这种处理方式，成本高、废渣量大，且存在氨氮排放。

铝材经过抛光水洗处理后，按常规阳极氧化处理，生产各种规格的抛光材。

经近百年应用，抛光线的弊端早已暴露无遗。特别是强调清洁文明生产的今天，抛光线1#～4#槽有以下几方面需要大幅度改进：

1、需要将传统的清洗水混合后再处理改为在线分类处理，避免与着色槽和封孔槽的清洗水混合，处理后形成含镍固废。传统工艺设计理念不合理，11#和14#为含镍槽液，铝材着色和封孔后直接进入12#、13#、15#、16#四道流动水洗槽，将含镍废水带入废水中心，污染整条氧化线其他工序的清洗用水；混合后，再处理这些含镍废水，并达标排放，难度可想而知，成本惊人，并产生含镍固废。这种方式迫切需要改进，用在线分类单独处理，取代传统的混合处理方式，降低环保成本；

2、需要将传统抛光4#流动清洗用水，改为高压雾化喷淋清洗，大幅降低清洗用水，节约处理成本，为在线分类处理、设备小型化打下坚实基础。1#抛光槽后设置2#、3#和4#三道水洗槽的目的是清洗抛光槽带出的残留抛光液，保护5#除灰槽。自来水从4#槽进，2#槽出，反向串联，水耗为2.0-3.0吨/吨材左右，耗水量太大，且排出的是含硫酸、磷酸和硝酸的废水，增加环保处理压力；需将2#、3#水洗槽改为不流动水洗截留槽，将4#流动清洗槽改为高压雾化喷淋槽，大幅降低清洗用水，为抛光废液在线回收，回收设备小型化奠定基础；

3、需要摒弃传统的被动处理废水废渣理念，从资源化的角度出发处理抛光废液废渣，化危废为贵重的化工资源，既大幅降低处理成本，又实现含磷化工产品价值利用的最大化。传统工艺设计理念不合理，1#抛光槽为含磷和氨氮的槽液，铝材抛光后直接进入2#、3#和4#三道流动水洗槽，将含磷和氨氮的废水带入废水中心，污染整条氧化线其他工序的清洗用水；废水中心对这些废水进行中和、沉淀、压滤，得含磷和镍的固体废渣，排放氨氮；这些海量含磷和镍的废渣，国家环保部已明确规定为危废；要处理这些危废，企业和社会需要付出高昂的环保成本，同时浪费宝贵的磷资源。这种粗放的生产方式迫切需要改进，可将2#和3#槽设置为不流动水洗截留槽，主动截留抛光液，并配置专用设备，在线回收含磷产品，变废为宝，实现危废资源化利用。

现代铝加工企业，有抛光废液急需处理，而传统的清洗用水大混合后再处理的方法过于简单，产生海量的含磷和镍的废渣，处理这些废渣，社会将为此付出昂贵的环保成本。

本发明提出的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统的回收方法，是在充分认识铝加工企业的生产困惑，经多年研发，对现有铝加工企业废水废渣量大、环保压力巨大的抛光处理工艺，进行了前所未有的系统研究后，诞生的一项新工艺。

本发明是按如下理论依据、定量定性分析来实现的：

一、铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的理论依据

按(1)式，抛光槽控制指标为：硫酸30wt.％，磷酸65wt.％，硝酸5wt.％,温度100-110℃，抛光时间20s-120s，滴流时间<25s。传统生产方式为：铝材按20s-120s时间抛光后，起挂滴流20s，进入2#流动水洗槽；清洗1min，起挂滴流30s，进入3#流动水洗槽；清洗1min，起挂滴流30s，进入4#流动水洗槽；清洗1min，起挂滴流30s，完成抛光与水洗流程。

本发明按在线截留抛光液的要求，将2#、3#流动水洗槽设置为不流动水洗截留槽，截留抛光液；将4#槽设置为高压雾化喷淋槽，并配置储存罐，减少清洗用水，降低废水回收量。取2#槽截留的抛光液与水的混合物，添加液氨，发生如下化学反应：

2H₂SO4+3NH₃＝NH₄HSO₄+(NH₄)₂SO₄

3H₃PO₄+6NH₃＝NH₄H₂PO₄+(NH₄)₂HPO₄+(NH₄)₃PO₄ (2)

HNO₃+NH₃＝NH₄NO₃

Al³⁺+PO₄ ^3-＝AlPO₄↓

随着液氨添加量的增加，反应向NH₄H₂PO₄(pH4.5)→(NH₄)₂HPO₄(pH8.0)→(NH₄)₃PO₄(pH14.0)移动，反应液pH值上升，AlPO₄逐步析出。当pH值＝8.0时，停止加药。过滤磷酸铝，可得含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃混合液，浓缩结晶可生产复合肥产品。

二、铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的定量定性分析与实验结果

不流动水洗截留后，2#、3#截留抛光液，4#高压雾化喷淋槽喷淋抛光材，进一步截留抛光液，喷淋用水流入储存罐备用。按此截留方式生产抛光材，2#槽酸浓度不断升高、温度升高、密度增加，抛光材因为不流动水洗而逐步失光。为了保持抛光亮度，必须控制2#槽的酸浓度和温度。由于磷酸不易准确滴定，用2#槽的密度监控酸浓度，易于现场操作。

1、2#不流动水洗截留槽不同密度(酸浓度)对抛光材亮度的影响

固定2#槽温度为50℃，生产抛光材，经2#、3#不流动水洗后，喷淋水洗，晾干，检测2#槽的密度(常温下检测)和抛光材亮度值(GU)，结果如表1所示：

表1：2#不流动水洗截留槽(50℃下)不同密度对抛光材亮度的影响

表度1表明，2#不流动水洗截留槽密度(酸浓度)对抛光亮度影响严重，可接受的控制范围为2#槽的密度≤1.3g/cm³，否则，抛光材严重失光。

2、2#不流动水洗截留槽不同温度对抛光材亮度的影响

固定2#槽的密度为1.3g/cm³，生产抛光材，经2#、3#不流动水洗后，喷淋水洗，晾干，检测2#的温度(℃)和抛光材亮度值(GU)，结果如表2所示：

表2：2#不流动水洗截留槽(1.3g/cm³密度下)不同温度对抛光材亮度的影响

表度2表明，2#槽温度对抛光亮度影响严重，可接受的控制范围为2#槽温度≤50℃，否则，抛光材严重失光。由于1#抛光槽温度为110℃左右，生产时，带出的抛光液使2#、3#槽升温，为此，2#、3#不流动水洗截留槽需要配置冷却系统，确保温度低于50℃，保护抛光材亮度。

3、固液分离2#槽中的铝离子，生成磷酸铝

取2#槽槽液1L(密度1.3g/cm³)，按(2)式，添加液氨，边加边冷却、边搅拌，至反应液为pH值为8.0。按(2)式，反应液逐步浑浊，至pH＝8.0时，停止加药，静置2小时，烧杯底部沉淀一层磷酸铝白色固体。将反应产物进行固液分离，漂洗固体物，烘干，得磷酸铝产品。

4、浓缩结晶分离液，生成N-P复合肥

取上述的分离液1000g，进行浓缩结晶，烘干，研磨，得到453g含硫酸铵-磷酸铵-硝酸铵的N-P复合肥，分离液固体肥料含量为45.3％，含水率为54.7％。

5、添加粉状的甘蔗渣、秸秆渣或稻壳粉，生产有机-无机复合肥

取上述含水率为54.7％的分离液1000g，添加干燥酒糟10g，逐步加入干燥的300g粉状甘蔗渣、280g粉状秸秆渣或340g粉状稻壳粉，至不滴水为止，成品为粒状有机-无机复合肥，经50天发酵沤肥后，甘蔗渣、秸秆渣或稻壳粉发黑分解熟化。沤肥厂区配备通风设备，以防甲烷累积着火爆炸。本方法适合南方甘蔗产区就地取材生产制作、北方玉米产区就地取材生产制作和南方水稻产区就地取材生产制作。

三、铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统的回收方法

依据式(1)-(2)、实验1-7及检测结果，结合抛光连续生产的实际，药剂回收、用水截留等因素，以及槽位多少等，铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收系统如图7和图8所示：

为了实现长期大规模生产节约用水、在线回收含磷废水，如图7中配置的16个槽位，含5个药剂功能槽，4套流动水洗槽，1套不流动水洗截留槽。与槽液接触的部分，全部按耐酸设计。

本发明铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，从上游至下游依次包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N-P复合肥回收单元；

所述抛光液废水截留单元包括顺序配置的1#抛光槽、2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽、1#冷却管、泵3和储存罐；所述1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；所述1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内，再接通于4#高压喷雾化喷淋槽；所述1#冷却管用于冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽；所述泵3用于将1#冷却管中的自来水泵入4#高压喷雾化喷淋槽中；所述储存罐用于收集来自4#高压喷雾化喷淋槽中的抛光液；

所述抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；所述泵2用于将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽中，再流回2#不流动水洗截留槽；所述泵1用于将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐中；

所述磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；所述泵5用于循环反应罐中的待反应的抛光液，以及将反应后的反应液泵入压滤机中；所述冷却子系统用于冷却反应罐中的抛光液；所述液氨罐用于向反应罐中加入液氨，与反应罐中的抛光液反应获得反应液；所述压滤机用于分离反应液中的固态的磷酸铝和液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；

所述N-P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；所述回收罐用于回收含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；所述泵7用于将回收罐中的上清液泵入过滤器；所述过滤器用于过滤上清液获得液体N-P复合肥；所述泵6用于将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐中，进行二次回收。

进一步说明，所述抛光液废水截留单元还包括若干功能槽，所述功能槽包括顺序配置的5#除灰槽、8#氧化槽、11#着色槽和14#封孔槽；每个功能槽之后均顺序配置有两个流动水洗槽，且各个功能槽与配置的流动水洗槽均为反方向串联设置；所述5#除灰槽之后与6#流动水洗槽和7#流动水洗槽；所述8#氧化槽之后为9#流动水洗槽和10#流动水洗槽；所述11#着色槽之后为12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；所述14#封孔槽之后为15#流动水洗槽和16#流动水洗槽；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口分别接通于所述1#冷却管。

进一步说明，所述抛光液废水截留单元中，所述3#不流动水洗截留槽的出水口和所述2#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有2#阀；所述1#冷却管的出水口与所述泵3的进水口连接的管道上设有3#单通阀；所述4#高压喷雾化喷淋槽的出水口与所述储存罐的进水口连接的管道上设有4#阀；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口与所述1#冷却管的出水口连接的管道上分别设置有7#阀、8#阀、9#阀和10#阀。

进一步说明，所述抛光液废水收集单元中，所述储存罐的出水口与所述泵2的进水口连接的管道上设有5#单通阀；所述泵2的出水口与所述3#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有6#单通阀；所述2#不流动水洗截留槽的出水口与所述泵1的进水口连接的管道上设有1#单通阀。

进一步说明，所述磷酸铝回收单元中，所述反应罐的出水口与所述泵5的进水口连接的管道上设有11#阀；所述液氨罐的输出口与所述反应罐的输入口连接的管道上设有12#阀；所述泵5的出水口、所述反应罐的进水口和所述压滤机的进水口之间通过三通管连接,并且所述三通管和所述反应罐的进水口连接的一端设有13#阀，所述三通管和所述压滤机的进水口连接的一端设有14#阀。

进一步说明，所述N-P复合肥回收单元中，所述回收罐的沉淀物输出口和所述泵6的进水口连接的管道上设有15#阀；所述泵6的出水口和所述反应罐的进水口连接的管道上设有16#阀；所述回收罐的上清液输出口和所述泵7的进水口连接的管道上设有17#阀。

进一步说明，所述冷却子系统包括2#冷却管、冷却塔和泵4；所述2#冷却管的一端外接自来水，另一端延伸至所述反应罐中，再接通于所述冷却塔；所述泵4用于将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；所述泵4的出水口和所述冷却塔的进水口连接的管道上设有18#阀。

进一步说明，所述反应罐的内部设置有1#电搅拌,所述回收罐的内部设置有2#电搅拌。

依托上述系统设置，本发明可在线处理铝加工行业抛光产生的海量含抛光酸废水，转化成磷酸铝和N-P复合肥。本发明操作流程，包括如下步骤：

步骤一:截留抛光液废水:打开3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀,开启流动清洗水，由1#冷却管依次经过并冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽，再通过3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀分别流入4#高压喷雾化喷淋槽、7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽；

将铝合金在1#抛光槽抛光20s-120s后，滴流20s；进入2#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入3#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入4#高压喷雾化喷淋槽，喷淋30s，喷淋水通过4#阀流入储存罐中；

步骤二:收集抛光液废水:检测2#不流动水洗截留槽的密度，当密度达到1.3g/m³时，打开1#单通阀和泵1，将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐；打开5#单通阀、6#单通阀、泵2和2#阀，将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽；再经过2#阀流回2#不流动水洗截留槽中；

步骤三:回收磷酸铝:打开11#阀和13#阀，关闭14#阀，开启泵5，循环反应罐中的待反应的抛光液；打开18#阀，开启泵4和冷却塔，将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；

打开1#电搅拌和12#阀，向反应罐中缓慢加入液氨，反应生成反应液；边加边检测pH值，当pH值达到8.0时，停止加药，继续搅拌30min；冷却反应液至40℃以下；

打开14#阀和压滤机，关闭13#阀，使反应液固液分离，回收固态的磷酸铝，并将液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液流入回收罐；

步骤四:回收N-P复合肥：将混合液沉淀2小时后，打开17#阀，开启泵7，将回收罐中的上清液泵入过滤器处理，获得液体N-P复合肥；打开15#阀、16#阀，开启泵6、2#电搅拌，关闭17#阀、泵7，将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐，进行二次回收。

步骤五：制备有机-无机复合肥：将回收的1000Kg液体N-P复合肥中，添加8-12Kg酒糟和280-320Kg甘蔗渣混合，或添加8-12Kg酒糟和260-300Kg秸秆渣，或添加8-12Kg酒糟和320-360Kg稻壳粉，并经过45-60天发酵沤肥后制成粒状有机-无机复合肥。

实施例

在抛光清洗水截留的基础上，为了实现回收磷酸铝和N-P复合肥的目标，图7中各系统的操作，是本发明实施成功的关键。

实施例1(截留抛光液废水的操作)

打开3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀,开启流动清洗水，由1#冷却管依次经过并冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽，再通过3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀分别流入4#高压喷雾化喷淋槽、7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽；

将铝合金在1#抛光槽抛光20s-120s后，滴流20s；进入2#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入3#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入4#高压喷雾化喷淋槽，喷淋30s，喷淋水通过4#阀流入储存罐中；铝合金进入5#除灰槽，完成抛光液废水截留系统操作；

实施例2(收集抛光液废水的操作)

检测2#不流动水洗截留槽的密度，当密度达到1.3g/m³时，打开1#单通阀和泵1，将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐；打开5#单通阀、6#单通阀、泵2和2#阀，将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽；再经过2#阀流回2#不流动水洗截留槽中，完成抛光液废水收集系统操作；

实施例3(回收磷酸铝的操作)

打开11#阀和13#阀，关闭14#阀，开启泵5，循环反应罐中的待反应的抛光液；打开18#阀，开启泵4和冷却塔，将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；

打开1#电搅拌和12#阀，向反应罐中缓慢加入液氨，反应生成反应液；边加边检测pH值，当pH值达到8.0时，停止加药，继续搅拌30min；冷却反应液至40℃以下；

打开14#阀和压滤机，关闭13#阀，使反应液固液分离，回收固态的磷酸铝，并将液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液流入回收罐，完成磷酸铝回收系统操作；

实施例4(回收N-P复合肥的操作)

将混合液沉淀2小时后，打开17#阀，开启泵7，将回收罐中的上清液泵入过滤器处理，获得液体N-P复合肥；打开15#阀、16#阀，开启泵6、2#电搅拌，关闭17#阀、泵7，将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐，进行二次回收，完成N-P复合肥回收系统操作；

实施例5(浓缩结晶分离液，生成N-P复合肥)

取实施例4的液体N-P复合肥1000g，浓缩结晶，烘干，研磨，得到453g含硫酸铵-磷酸铵-硝酸铵的N-P复合肥，固体肥料含量为45.3％，含水率为54.7％；

实施例6(生产粒状的有机-无机复合肥的操作)

取实施例5回收含水率为54.7％的1000Kg液体N-P复合肥，添加8-12Kg酒糟和280-320Kg甘蔗渣，或添加8-12Kg酒糟和260-300Kg秸秆渣，或添加8-12Kg酒糟和320-360Kg稻壳粉，至不滴水为止，成品为粒状有机-无机复合肥，并经过45-60天发酵沤肥后制成粒状有机-无机复合肥。

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.铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：从上游至下游依次包括抛光液废水截留单元、抛光液废水收集单元、磷酸铝回收单元和N-P复合肥回收单元；

所述抛光液废水截留单元包括顺序配置的1#抛光槽、2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽、1#冷却管、泵3和储存罐；所述1#抛光槽与2#不流动水洗截留槽、3#不流动水洗截留槽、4#高压喷雾化喷淋槽反向串联设置；所述1#冷却管的一端外接自来水，另一端依次由2#不流动水洗截留槽延伸至3#不流动水洗截留槽内，再接通于4#高压喷雾化喷淋槽；所述1#冷却管用于冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽；所述泵3用于将1#冷却管中的自来水泵入4#高压喷雾化喷淋槽中；所述储存罐用于收集来自4#高压喷雾化喷淋槽中的抛光液；

所述抛光液废水收集单元包括泵2、泵1和反应罐；所述泵2用于将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽中，再流回2#不流动水洗截留槽；所述泵1用于将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐中；

所述磷酸铝回收单元包括泵5、冷却子系统、液氨罐和压滤机；所述泵5用于循环反应罐中的待反应的抛光液，以及将反应后的反应液泵入压滤机中；所述冷却子系统用于冷却反应罐中的抛光液；所述液氨罐用于向反应罐中加入液氨，与反应罐中的抛光液反应获得反应液；所述压滤机用于分离反应液中的固态的磷酸铝和液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；

所述N-P复合肥回收单元包括回收罐、泵7、过滤器和泵6；所述回收罐用于回收含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液；所述泵7用于将回收罐中的上清液泵入过滤器；所述过滤器用于过滤上清液获得液体N-P复合肥；所述泵6用于将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐中，进行二次回收。

2.根据权利要求1所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水截留单元还包括若干功能槽，所述功能槽包括顺序配置的5#除灰槽、8#氧化槽、11#着色槽和14#封孔槽；每个功能槽之后均顺序配置有两个流动水洗槽，且各个功能槽与配置的流动水洗槽均为反方向串联设置；所述5#除灰槽之后与6#流动水洗槽和7#流动水洗槽；所述8#氧化槽之后为9#流动水洗槽和10#流动水洗槽；所述11#着色槽之后为12#流动水洗槽和13#流动水洗槽；所述14#封孔槽之后为15#流动水洗槽和16#流动水洗槽；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口分别接通于所述1#冷却管。

3.根据权利要求2所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水截留单元中，所述3#不流动水洗截留槽的出水口和所述2#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有2#阀；所述1#冷却管的出水口与所述泵3的进水口连接的管道上设有3#单通阀；所述4#高压喷雾化喷淋槽的出水口与所述储存罐的进水口连接的管道上设有4#阀；所述7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽的进水口与所述1#冷却管的出水口连接的管道上分别设置有7#阀、8#阀、9#阀和10#阀。

4.根据权利要求3所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述抛光液废水收集单元中，所述储存罐的出水口与所述泵2的进水口连接的管道上设有5#单通阀；所述泵2的出水口与所述3#不流动水洗截留槽的进水口连接的管道上设有6#单通阀；所述2#不流动水洗截留槽的出水口与所述泵1的进水口连接的管道上设有1#单通阀。

5.根据权利要求4所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述磷酸铝回收单元中，所述反应罐的出水口与所述泵5的进水口连接的管道上设有11#阀；所述液氨罐的输出口与所述反应罐的输入口连接的管道上设有12#阀；所述泵5的出水口、所述反应罐的进水口和所述压滤机的进水口之间通过三通管连接,并且所述三通管和所述反应罐的进水口连接的一端设有13#阀，所述三通管和所述压滤机的进水口连接的一端设有14#阀。

6.根据权利要求5所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述N-P复合肥回收单元中，所述回收罐的沉淀物输出口和所述泵6的进水口连接的管道上设有15#阀；所述泵6的出水口和所述反应罐的进水口连接的管道上设有16#阀；所述回收罐的上清液输出口和所述泵7的进水口连接的管道上设有17#阀。

7.根据权利要求6所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述冷却子系统包括2#冷却管、冷却塔和泵4；所述2#冷却管的一端外接自来水，另一端延伸至所述反应罐中，再接通于所述冷却塔；所述泵4用于将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；所述泵4的出水口和所述冷却塔的进水口连接的管道上设有18#阀。

8.根据权利要求7所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的系统，其特征在于：所述反应罐的内部设置有1#电搅拌,所述回收罐的内部设置有2#电搅拌。

9.一种铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收方法，其特征在于：其采用权利要求8所述的系统，包括如下步骤：

步骤一:截留抛光液废水:打开3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀,开启流动清洗水，由1#冷却管依次经过并冷却2#不流动水洗截留槽和3#不流动水洗截留槽，再通过3#单通阀、7#阀、8#阀、9#阀和10#阀分别流入4#高压喷雾化喷淋槽、7#流动水洗槽、10#流动水洗槽、13#流动水洗槽和16#流动水洗槽；

将铝合金在1#抛光槽抛光20s-120s后，滴流20s；进入2#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入3#不流动水洗截留槽，清洗60s，滴流30s；进入4#高压喷雾化喷淋槽，喷淋30s，喷淋水通过4#阀流入储存罐中；

步骤二:收集抛光液废水:检测2#不流动水洗截留槽的抛光液的密度，当密度达到1.3g/m³时，打开1#单通阀和泵1，将2#不流动水洗截留槽截留的抛光液泵入反应罐；打开5#单通阀、6#单通阀、泵2和2#阀，将储存罐截留的抛光液泵入3#不流动水洗截留槽；再经过2#阀流回2#不流动水洗截留槽中；

步骤三:回收磷酸铝:打开11#阀和13#阀，关闭14#阀，开启泵5，循环反应罐中的待反应的抛光液；打开18#阀，开启泵4和冷却塔，将2#冷却管中的自来水泵入所述冷却塔中，使所述反应罐中的待反应的抛光液冷却；

打开1#电搅拌和12#阀，向反应罐中缓慢加入液氨，反应生成反应液；边加边检测pH值，当pH值达到8.0时，停止加药，继续搅拌30min；冷却反应液至40℃以下；

打开14#阀和压滤机，关闭13#阀，使反应液固液分离，回收固态的磷酸铝，并将液态的含(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂HPO₄和NH₄NO₃的混合液流入回收罐；

步骤四:回收N-P复合肥:将混合液沉淀2小时后，打开17#阀，开启泵7，将回收罐中的上清液泵入过滤器处理，获得液体N-P复合肥；打开15#阀、16#阀，开启泵6、2#电搅拌，关闭17#阀、泵7，将回收罐底部的沉淀物泵入反应罐，进行二次回收。

10.根据权利要求 9所述的铝业减渣之抛光液回收农用复合肥的回收方法，其特征在于：所述回收N-P复合肥后，还包括制备有机-无机复合肥步骤：将回收的1000kg液体N-P复合肥中，添加8-12kg酒糟和280-320kg甘蔗渣混合，或添加8-12kg酒糟和260-300kg秸秆渣，或添加8-12kg酒糟和320-360kg稻壳粉，并经过45-60天发酵沤肥后制成粒状有机-无机复合肥。

Images