[发明专利]铝及其合金蚀刻清洁生产工艺

说明书

本发明公开了一种铝及其合金蚀刻清洁生产工艺，该工艺包括以下步骤：（1）降温稀释：从蚀刻槽用热泵抽取蚀刻槽中蚀刻液总量的4～5%的高温蚀刻液至稀释沉淀槽，边抽边混入自来水，加入自来水量与抽取的蚀刻液体积比为1:1；（2）沉淀去除悬浮物：降温稀释后的蚀刻液沉淀3～5小时后，颗粒较大的悬浮物通过沉渣去除；（3）过滤去除悬浮物：对沉淀稀释槽内上层清液使用过滤设备进行过滤以进一步去除蚀刻液中的细微悬浮物，分离出过滤的滤渣；（4）将步骤（3）中过滤的滤液抽回蚀刻槽循环使用；（5）每天重复步骤（1）‑步骤（4）两次。本发明的生产工艺可使蚀刻液洁净，寿命延长，蚀刻速度稳定，蚀刻质量提高。

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种铝及其合金蚀刻清洁生产工艺，延长蚀刻液寿命周期。

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⁺+S^2-➝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，本发明提供了一种铝及其合金蚀刻清洁生产工艺，可使蚀刻液洁净，寿命延长，蚀刻速度稳定，蚀刻质量提高。

在蚀刻过程中，铝及其合金中的杂质（如铜，锌，铬等）以及溶解于氢氧化钠水溶液中的杂质物质在蚀刻液中累积，通过控制加入蚀刻液中的硫化钠的量，使这些杂质生成硫化物悬浮物。这些悬浮物的存在，会造成铝及其合金的蚀刻过程质量效果欠佳。

由于蚀刻液工作温度高（在90-100℃左右范围），每日会蒸发10%的蚀刻液，传统工艺中直接向蚀刻槽中补加相当的自来水（或纯水）。

为了达到本发明的发明目的，本发明采取如下技术方案。

铝及其合金蚀刻清洁生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

（1）降温稀释：

从蚀刻槽用热泵抽取蚀刻槽中蚀刻液总量的4～5%的高温蚀刻液至稀释沉淀槽，边抽边混入自来水，加入自来水量与抽取的蚀刻液体积比为1：1，使沉淀稀释槽中稀释后的蚀刻液温度降至40～60℃。

（2）沉淀去除悬浮物：降温稀释后的蚀刻液沉淀3～5小时后，颗粒较大的悬浮物通过沉渣去除。

（3）过滤去除悬浮物：对沉淀稀释槽内上层清液使用过滤设备进行过滤以进一步去除蚀刻液中的细微悬浮物，分离出过滤的滤渣。

（4）将步骤（3）中过滤的滤液抽回蚀刻槽循环使用。

（5）每天重复步骤（1）-步骤（4）两次。