[发明专利]一种铝型材化学抛光槽废酸循环使用的处理方法

说明书

本发明公开了一种铝型材化学抛光槽废酸循环使用的处理方法。步骤是：⑴加水稀释：取铝型材化学抛光槽废酸于耐强酸容器中，在搅拌的条件下，加入纯水，搅拌，得废酸稀释液；⑵膜分离：所得废酸稀释液，用微孔膜设备对废酸稀释液进行固液分离；⑶加热反应：将废酸稀释液的膜透过液放入反应釜中加热反应，开启冷水回流，搅拌，得反应液；⑷晶种诱导：利用粉碎过筛的外加的磷酸铝晶种诱导反应液中的磷酸铝充分形成磷酸铝沉淀；⑸膜分离：将所得磷酸铝沉淀析出的反应液，用微孔膜设备对其进行固液分离；⑹浓缩与成分调整。方法易行，工艺简便，成本低，无污染，铝离子除去充分，外观澄清透明、酸可循环使用、原料利用率高，可机械化。

技术领域

本发明属于铝型材加工技术领域，更具体涉及一种铝型材化学抛光槽废酸循环使用的处理方法。适用于铝型材加工行业的任何配方的铝型材化学抛光槽废酸的循环使用的处理、铝型材加工行业的铝型材电解抛光槽废酸的循环使用的处理和铝型材加工行业的含铝废酸的循环使用的处理。

背景技术

铝型材抛光，其目的是使铝型材产生光亮的表面。按抛光工艺，可以分为化学抛光和电解抛光。由于化学抛光成本低和工艺简便，所以目前铝型材抛光，主要采用化学抛光，而电解抛光只用某些用途特殊的铝型材抛光。

化学抛光是1940年代后期发明的,当时Henley在做磷酸-硫酸型的电解抛光试验,没有通电时,发现铝件的腐蚀有光亮效果,接着他仔细研究了这个现象,得到最早的化学抛光工艺:酸液配比为磷酸75％(体积分数)和硫酸25％(体积分数),操作温度为90～100℃。后来人们发现在上述工艺中加入10％的硝酸,可以得到特别光亮的效果,这时化学抛光才在工业中应用起来,相应的专利陆续公布。光亮阳极氧化稳定地进入市场,替代了部分钢或铜上镀镍-铬工艺。

化学抛光不需要通电,也不需要专用夹具,操作简单,但需要良好的加热和通风设备,使用高纯铝能得到反射率为100％的效果,普通铝合金也能达到装饰性的光泽度。由于化学抛光比电解抛光成本低,所以大多数光亮阳极氧化是用化学抛光配套的。最常用的化学抛光工艺是:磷酸75％(体积分数),硝酸15％(体积分数),硫酸10％(体积分数),操作温度为90～110℃,时间为0.5～3min。有的工艺只有磷酸和硝酸,有些加了醋酸、铬酸或氢氟酸。添加少量的钻盐、镍盐、铜盐可以增加抛光的亮度。化学抛光最大的缺点是会产NOX有毒气体,黄色的NOX气体是强烈的致癌物质,是化学抛光车间难以挥去的“黄龙”。人们采用了许多办法来解决这一技术难题,日本的Tajima,采用“笼形”化合物吸收有毒气体,得到无黄烟化学抛光新工艺；德国对于纯度达99.99％的铝件,采用16％(体积分数)的氟化氢铵,13％(体积分数)硝酸，25g/L的糊精，操作温度较低,析出气体很少。Kaiser铝和化学品公司发明了类似的工艺(体积分数):2.5％硝酸,0.60％氟化氢铵,0.6％铬酸,0.6％甘油,0.05％硝酸铜。也有在磷酸-硫酸配方中加有机硫化物替代硝酸,得到无黄烟抛光工艺。

总之，目前铝型材行业广泛采用的化学抛光工艺，不管哪种化学抛光的酸液配方，其核心和主要酸液成分依次是磷酸、硫酸和硝酸。在铝型材的化学抛光过程中，酸液置于抛光槽内，铝型材与酸液短时间接触，由于酸液的腐蚀，从而使铝型材产生光亮的表面。

随着铝型材在化学抛光槽中被酸液腐蚀产生光亮的表面，铝型材表面部分的铝会形成铝离子溶解在酸液中，同时由于酸液与铝型材产生腐蚀，酸液的浓度会减少。当化学抛光槽酸液中铝离子浓度上升到某一值和酸液浓度降低到某一值时，抛光效果严重降低，这时化学抛光槽酸液需要被新鲜配制的酸液更换，化学抛光槽废酸就产生了。一个中型的铝型材加工公司，大约日产废酸6～15吨。由于各公司化学抛光槽酸液配方和工艺不尽相同，化学抛光槽废酸的组成也不尽一致，但化学抛光槽废酸的基本组成为：磷酸40～60％(质量分数)、硫酸20～40％(质量分数)、水分8～20％(质量分数)和铝离子2～6％(质量分数)以及少量的其他金属离子。