CN113184888A - 从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，包括以下步骤：（1）向蚀刻废液中投加硫化钠溶液，使杂质金属离子转化为金属硫化物沉淀析出；（2）过滤去除金属硫化物；（3）稀释结晶：用水稀释步骤（2）所得溶液，增加氢氧化铝过饱和度，使氢氧化铝在蚀刻废液中结晶析出；（4）提取氢氧化铝：将步骤（3）所得溶液沉淀，分离出第一部分氢氧化铝；上清液用20%的硫酸中和至pH值9.0，沉淀后分离出第二部分氢氧化铝；（5）将步骤（4）所得滤液用20%的硫酸中和pH值7.5，溶液脱水烘干得到硫酸钠产品。本发明可使蚀刻废液得到综合回收利用，给企业带来经济效益，并能减少排放和废弃物带来的环保压力。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，使蚀刻废液得到综合利用，杜绝了因报废蚀刻液而产生的危险废物。
背景技术
蚀刻是在航空航天工业中广泛应用的一种重要的铝合金加工方法。
铝及其合金蚀刻时的化学反应式如下:
2A1 + 2NaOH + 2H2O ➝ 2NaA1O2 + 3H2
NaA1O2 + H2O ⇋ A1(OH)3 + NaOH
存在于铝及合金的金属杂质，在碱性条件和Na2S的存在下，形成沉淀。
Me2++2OH-➝Me(OH)2↓
Me2++S2-➝MeS↓
在铝合金蚀刻过程中，铝溶解在蚀刻液中以NaAlO2的形式存在，NaAlO2的产生会使蚀刻液功效的降低，随着蚀刻的进行，由于铝金属不断溶解，产生的硫化物沉淀物越来越多，悬浮物浓度越来越高，蚀刻液从无色逐渐变成酱黑色，洗液中的NaAlO2浓度也不断增加，当总Al3+浓度大于75g/L时，蚀刻液将报废。
蚀刻液失效后，目前还没有形成一个非常有效的循环利用方法，仅仅是将其运至化学垃圾场（失效蚀刻液是危险废物）进行处理，给企业带来经济和环境压力。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，可使蚀刻废液得到综合回收利用，给企业带来经济效益，并能减少排放和废弃物带来的环保压力。
为了达到本发明的发明目的，本发明采取如下技术方案。
从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）杂质金属离子转化过程：向蚀刻废液中投加含量为10%的硫化钠溶液，搅拌混合反应，使杂质金属离子转化为金属硫化物沉淀析出；
（2）金属硫化物去除：采用专用过滤设备，对步骤（1）所得溶液进行过滤，去除金属硫化物；
（3）稀释结晶：用水稀释步骤（2）所得溶液，增加氢氧化铝过饱和度，使氢氧化铝在蚀刻废液中结晶析出；
（4）提取氢氧化铝：将步骤（3）所得溶液沉淀，首先分离出第一部分氢氧化铝；上清液用20%的硫酸中和，至pH值为9.0，中和后的上清液中的铝酸钠转化为氢氧化铝，沉淀后分离出第二部分氢氧化铝；两部分氢氧化铝经烘干得氢氧化铝产品；
（5）提取硫酸钠：将步骤（4）所得滤液，再用20%的硫酸中和，至pH值为7.5，得到硫酸钠溶液，脱水烘干得到硫酸钠产品。
进一步地，所述步骤（1）中搅拌混合反应时长为30～60分钟。
进一步地，所述步骤（3）中稀释参数为水：废液体积比=1：1，结晶条件为：常温温度下，投入氢氧化铝晶种1g/L，连续搅拌，结晶时间24～36小时。
进一步地，所述步骤（4）中沉淀时长为1～2小时。
本发明的有益效果是，本发明经过除杂、结晶、中和、沉淀、过滤等过程，通过控制不同的环境条件和参数，提取氢氧化铝和硫酸钠，使铝及其合金蚀刻废液（危险废物）得到资源化利用，给企业带来经济效益，并减少了企业废液处理的成本和环保压力。
附图说明
附图仅用于示出具体实施案例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明方法的流程图。
在图中，1、蚀刻废液，2、除杂反应池，3、过滤设备，4、结晶沉淀池，5、一级中和沉淀池，6、二级中和沉淀池。
具体实施方式
为了更清楚说明本发明的技术方案，通过具体实验案例对本发明进一步详细说明。下面所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而非限制性的。
实施例1：如图1所示，从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，它包括除杂、结晶、中和、沉淀、过滤等过程。具体步骤为：
将蚀刻废液（1）抽入除杂反应池（2），根据杂质重金属离子浓度，投加适量10%硫化钠溶液，同时搅拌，混合反应30分钟，使金属离子转化为金属硫化物沉淀析出。采用专用过滤设备（3）对蚀刻废液进行过滤，去除金属硫化物；过滤清液进入结晶沉淀池（4），用水稀释，稀释参数为水：废液=1：1。由于氢氧化铝过饱和度增大，氢氧化铝在蚀刻废液中结晶析出。结晶条件：常温，投入氢氧化铝晶种1g/L，连续搅拌，结晶时间24小时。通过沉淀池，沉淀时长为1小时，分离出氢氧化铝，沉淀上清液进入一级中和沉淀池（5），用20%的硫酸中和，至pH值9.0，搅拌，中和后的上清液中的铝酸钠转化为氢氧化铝，经沉淀1小时，分离出氢氧化铝沉淀物，两次分离获得的氢氧化铝沉淀物经烘干得氢氧化铝产品。一级中和沉淀池（5）的上清液接着进入二级中和沉淀池（6），同样用20%的硫酸中和，至pH值7.5，连续搅拌，得到硫酸钠溶液，脱水烘干得到硫酸钠产品。
实施例2：如图1所示，从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，它包括除杂、结晶、中和、沉淀、过滤等过程。具体步骤为：
将蚀刻废液（1）抽入除杂反应池（2），根据杂质重金属离子浓度，投加适量10%硫化钠溶液，同时搅拌，混合反应60分钟，使金属离子转化为金属硫化物沉淀析出。采用专用过滤设备（3）对蚀刻废液进行过滤，去除金属硫化物；过滤清液进入结晶沉淀池（4），用水稀释，稀释参数为水：废液=1：1。由于氢氧化铝过饱和度增大，氢氧化铝在蚀刻废液中结晶析出。结晶条件：常温，投入氢氧化铝晶种1g/L，连续搅拌，结晶时间36小时。通过沉淀池，沉淀时长为2小时，分离出氢氧化铝，沉淀上清液进入一级中和沉淀池（5），用20%的硫酸中和，至pH值9.0，搅拌，中和后的上清液中的铝酸钠转化为氢氧化铝，经沉淀2小时，分离出氢氧化铝沉淀物，两次分离获得的氢氧化铝沉淀物经烘干得氢氧化铝产品。一级中和沉淀池（5）的上清液接着进入二级中和沉淀池（6），同样用20%的硫酸中和，至pH值7.5，连续搅拌，得到硫酸钠溶液，脱水烘干得到硫酸钠产品。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）杂质金属离子转化过程：向蚀刻废液中投加含量为10%的硫化钠溶液，搅拌混合反应，使杂质金属离子转化为金属硫化物沉淀析出；
（2）金属硫化物去除：采用专用过滤设备，对步骤（1）所得溶液进行过滤，去除金属硫化物；
（3）稀释结晶：用水稀释步骤（2）所得溶液，增加氢氧化铝过饱和度，使氢氧化铝在蚀刻废液中结晶析出；
（4）提取氢氧化铝：将步骤（3）所得溶液沉淀，首先分离出第一部分氢氧化铝；上清液用20%的硫酸中和，至pH值为9.0，中和后的上清液中的铝酸钠转化为氢氧化铝，沉淀后分离出第二部分氢氧化铝；两部分氢氧化铝经烘干得氢氧化铝产品；
（5）提取硫酸钠：将步骤（4）所得滤液，再用20%的硫酸中和，至pH值为7.5，得到硫酸钠溶液，脱水烘干得到硫酸钠产品。
2.根据权利要求1所述的从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌混合反应时长为30～60分钟。
3.根据权利要求1所述的从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，其特征在于：所述步骤（3）中稀释参数为水：废液体积比=1：1，结晶条件为：常温温度下，投入氢氧化铝晶种1g/L，连续搅拌，结晶时间24～36小时。
4.根据权利要求1所述的从铝及其合金蚀刻废液提取氢氧化铝和硫酸钠的方法，其特征在于：所述步骤（4）中沉淀时长为1～2小时。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210730 |
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