CN113816527A - 新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金模具应用技术领域，具体公开了新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，包括以下步骤，步骤1、碱洗；步骤2、过滤除杂；步骤3、调整组份；步骤4、晶种分解；步骤5、过滤洗涤，分离洗涤氢氧化铝后得到再生氢氧化纳。本发明的有益效果在于：针对现有工艺技术的不足，从根本上改变铝合金厂家模具处理工序碱消耗大、铝回收量少、安全性低等问题，提供新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，将碱洗废液进行处理，通过物化方法分离出氢氧化纳液和氢氧化铝，实现模具处理工序零排放，氢氧化纳液可重复利用，氢氧化铝得到回收，提高经济效益等功能，最终使得铝挤压模具碱洗和回收工艺实现高效、节能、无污染。

Description

新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法
技术领域
本发明属于铝合金模具应用技术领域，具体涉及新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法。
背景技术
铝型材加工常使用模具挤压方式，在挤压的过程中，坯锭受压形成与模具结构对应的铝型材，而后需要将模具内残留的铝去除。
在现有技术中，一般使用碱液加温浸泡法去除模具中与模具钢接触部位的铝，去除溶液、冲洗并去除了残铝后便得到干净的模具，而溶液基本被废弃，溶解掉的铝和烧碱均得不到回收利用，投入环境中会造成极大的污染。
因此，基于上述问题，本发明提供新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，解决现有技术所存在的问题，实现零排放、无污染的环保式生产回收要求。
技术方案：本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，包括以下步骤，步骤1、碱洗，将铝型材模具放入烂模缸中碱洗得到碱洗废液；步骤2、过滤除杂，对碱洗废液进行过滤除杂；步骤3、调整组份，将碱洗废液组分进行调整，加入添加剂；步骤4、晶种分解，在一定温度下进行强化传质晶种分解反应；步骤5、过滤洗涤，分离洗涤氢氧化铝后得到再生氢氧化钠，再生氢氧化钠的浓度为14％-18％可返回碱洗工序和调整组份工序，氢氧化铝经干燥、包装可对外销售。
本技术方案的，所述步骤1中碱洗时氢氧化钠的浓度为30％，碱洗温度为75摄氏度-95摄氏度，碱洗时间为2小时，其中，碱洗后碱洗废液的浓度为18％-19％；所述步骤3中加入的添加剂包括但不仅限于氢氧化铝晶种；所述强化传质采用高强度搅拌，其温度为20摄氏度-40摄氏度，充分混合反应。
本技术方案的，所述步骤3中加入的添加剂包括但不仅限于氢氧化铝晶种；所述强化传质采用高强度搅拌，其温度为20摄氏度-40摄氏度。
本技术方案的，所述步骤5中分离出的再生氢氧化钠经蒸发浓缩至氢氧化钠浓度140-150g/L，铝离子≤30g/L，并补充氢氧化钠后返回碱洗工序，以实现碱洗废液的循环利用。
本技术方案的所述步骤1和步骤5中，铝型材模具中的Al为两性金属，可溶于氢氧化钠，化学反应如下：2Al+2NaOH+2H2O＝＝2NaAlO2+3H2↑
该反应实际分两步进行，产物为铝酸钠溶液及氢气：
2Al+6H2O＝2Al(OH)3+3H2↑
2Al(OH)3+2NaOH＝2NaAlO2+4H2O
所得铝酸钠溶液经稀释后，在晶种分解工序发生如下反应：
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3+NaOH，
该反应为平衡反应，产物为氢氧化铝和氢氧化钠溶液，反应进行程度取决于铝酸钠溶液的稳定性。
本技术方案的，所述碱洗废液加入氢氧化铝晶种时，其温度为55摄氏度-65摄氏度，调整反应时间为30小时，其中，所加入氢氧化铝晶种为粉状。
与现有技术相比，本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法的有益效果在于：针对现有工艺技术的不足，加快企业工艺设备升级转型，从根本上改变铝合金厂家模具处理工序碱消耗大、铝回收量少、安全性低等问题，提供一种铝型材挤压模具碱洗废液回收利用系统及方法，将碱洗废液进行处理，通过化学方法分离出碱液和氢氧化铝，实现模具处理工序零排放，碱液可重复利用，铝得到回收，提高经济效益等功能，最终使得铝挤压模具碱洗和回收工艺实现高效、节能、无污染。
附图说明
图1是本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1所示的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，包括以下步骤，步骤1、碱洗，将铝型材模具放入烂模缸中碱洗得到碱洗废液；步骤2、过滤除杂，对碱洗废液进行过滤除杂；步骤3、调整组份，将碱洗废液组分进行调整，加入添加剂；步骤4、晶种分解，在一定温度下进行强化传质晶种分解反应；步骤5、过滤洗涤，分离洗涤氢氧化铝后得到再生氢氧化钠，再生氢氧化钠的浓度为14％-18％可返回碱洗工序和调整组份工序，氢氧化铝经干燥、包装可对外销售。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，所述步骤1中碱洗时氢氧化钠的浓度为30％，碱洗温度为75摄氏度-95摄氏度，碱洗时间为2小时，其中，碱洗后碱洗废液的浓度为18％-19％；所述步骤3中加入的添加剂包括但不仅限于氢氧化铝晶种；所述强化传质采用高强度搅拌，其温度为20摄氏度-40摄氏度，充分混合反应。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，步骤3中加入的添加剂包括但不仅限于氢氧化铝晶种，强化传质采用高强度搅拌，其温度为20摄氏度-40摄氏度，例如22摄氏度、25摄氏度、27摄氏度、30摄氏度、32摄氏度、34.5摄氏度、37摄氏度、39摄氏度。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，步骤5中分离出的再生氢氧化钠经蒸发浓缩至氢氧化钠浓度140-150g/L，铝离子≤30g/L，并补充氢氧化钠后返回碱洗工序，以实现碱洗废液的循环利用。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，步骤5中经蒸发浓缩的再生氢氧化钠浓度为16-18％，例如16.5％、17％、17.5％。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，步骤1和步骤5中，铝型材模具中的Al为两性金属，可溶于氢氧化钠，化学反应如下：2Al+2NaOH+2H2O＝＝2NaAlO2+3H2↑
该反应实际分两步进行，产物为铝酸钠溶液及氢气：
2Al+6H2O二2Al(OH)3+3H2↑
2Al(OH)3+2NaOH＝2NaAlO2+4H2O
所得铝酸钠溶液经稀释后，在晶种分解工序发生如下反应：
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3+NaOH，
该反应为平衡反应，产物为氢氧化铝和氢氧化钠溶液，反应进行程度取决于铝酸钠溶液的稳定性。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法优选的，所述碱洗废液加入氢氧化铝晶种时，其温度为55摄氏度-65摄氏度，调整反应时间为30小时，其中，所加入氢氧化铝晶种为粉状。
为尽可能降低溶液稳定性，促进分解析出氢氧化铝，工艺采取以下措施：1、提高铝酸钠溶液的Rp值，铝酸钠溶液的Al2O3与Na2O质量比值是用来表示铝酸钠溶液稳定性及氧化铝的饱和程度一个重要特征参数，用Rp表示，若Rp值越大，则过饱和程度越大，稳定性也越低；2、提高平衡反应温度，当其他条件不变时，溶液的过饱和程度随温度的降低而增大，因而溶液的稳定性减少，但是在30℃以下再降低温度，溶液的稳定性反而有所增大；3、稳定铝酸钠溶液浓度，在常压下，当溶液的Rp一定时，中等浓度(Na2O 50-60g/L)铝酸钠溶液的过饱和程度大于更稀或更浓的溶液，稳定性最小；4、加强晶种和搅拌，往过饱和的铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种，可以降低溶液的稳定性，对过饱和的铝酸钠溶液施以搅拌，能强化扩散过程，有利于晶核的形成和结晶的成长，并能使晶核处于悬浮状态，所以搅拌能降低溶液的稳定性。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法生产过程产生副产品，所制得的氢氧化铝：氢氧化铝含水率≤10％，氧化铝含量≥65％，二氧化硅≤0.5％，氧化铁≤0.1、氧化钠≤0.5％；再生碱液：NaOH回收率≥90％。
本发明的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，晶种分解后所得氢氧化铝经洗涤后可作为产品出售，而洗涤液中仍有部分铝酸钠溶液，可经蒸发浓缩返回循环碱液系统，从而实现零污染排放。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1、碱洗，将铝型材模具放入烂模缸中碱洗得到碱洗废液；
步骤2、过滤除杂，对碱洗废液进行过滤除杂；
步骤3、调整组份，将碱洗废液组分进行调整，加入添加剂；
步骤4、晶种分解，在一定温度下进行强化传质晶种分解反应；
步骤5、过滤洗涤，分离洗涤氢氧化铝后得到再生氢氧化钠，再生氢氧化钠的浓度为14％-18％可返回碱洗工序和调整组份工序，氢氧化铝经干燥、包装可对外销售。
2.根据权利要求1所述的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，其特征在于：所述步骤1中碱洗时氢氧化钠的浓度为30％，碱洗温度为75摄氏度-95摄氏度，碱洗时间为2小时，其中，碱洗后碱洗废液的浓度为18％-19％；所述步骤3中加入的添加剂包括但不仅限于氢氧化铝晶种；所述强化传质采用高强度搅拌，其温度为20摄氏度-40摄氏度，充分混合反应。
3.根据权利要求1所述的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，其特征在于：所述步骤5中分离出的再生氢氧化钠经蒸发浓缩至氢氧化钠浓度140-150g/L，铝离子≤30g/L，并补充氢氧化钠后返回碱洗工序，以实现碱洗废液的循环利用。
4.根据权利要求1所述的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，其特征在于：所述步骤1和步骤5中，
铝型材模具中的Al为两性金属，可溶于氢氧化钠，化学反应如下：
2Al+2NaOH+2H2O＝＝2NaAlO2+3H2↑
该反应实际分两步进行，产物为铝酸钠溶液及氢气：
2Al+6H2O＝2Al(OH)3+3H2↑
2Al(OH)3+2NaOH＝2NaAlO2+4H2O
所得铝酸钠溶液经稀释后，在晶种分解工序发生如下反应：
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3+NaOH
该反应为平衡反应，产物为氢氧化铝和氢氧化钠溶液，反应进行程度取决于铝酸钠溶液的稳定性。
5.根据权利要求2所述的新型铝材烂模碱洗废水回收循环利用的处理方法，其特征在于：所述碱洗废液加入氢氧化铝晶种时，其温度为55摄氏度-65摄氏度，调整反应时间为30小时，其中，所加入氢氧化铝晶种为粉状。
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