巫賜建       林丹蘋

 

（肇慶亞洲鋁廠有限公司，廣東·肇慶，526238）

 

摘要：本文從鋁合金陽極氧化膜電解著色工藝與添加劑使用的角度，對著色工藝及其發(fā)展趨勢進(jìn)行簡單的闡述。

 

關(guān)鍵詞：注化法單鎳鹽著色  單錫鹽著色   錫－鎳鹽著色

 

 

Wucijian     Lindanping 

 

  (Zhaoqing Asia Aluminum Factory Co.,Ltd,Guangdong·Zhaoqing,526238)

 

Abstracts:The article describes the rendering technology and its development trend from the anodic oxide film of aluminum alloy electrolytic coloring process and additives used.

 

Key words:injection method of single nickel salt coloring   single tin salt coloring  tin nickel salt coloring

 

 

    鋁陽極氧化膜具有多孔性和可吸附性，是最理想的著色載體。通過著色不僅可以提高產(chǎn)品的裝飾性和耐蝕性，同時(shí)給鋁制品表面以各種功能特征，增加商業(yè)價(jià)值。目前已經(jīng)開發(fā)出很多氧化膜著色技術(shù)，大體上可以分為化學(xué)著色和電解著色。

 

我國的電解著色技術(shù)開始于上世紀(jì)80年代，目前基本上以單鎳鹽、單錫鹽或錫－鎳混合鹽電解著色為主。交流著色是以錫－鎳混鹽、錫鹽電解著色工藝為主，采用交流著色控制顏色的深淺，主要是靠電壓和時(shí)間來控制。此工藝存在顏色單一、著色液的穩(wěn)定性和分散性差等問題，一直以來均未得到很好解決。且需要加入一些添加劑，提高其電解著色溶液的抗雜質(zhì)干擾能力。直流著色以單鎳鹽為主，單鎳鹽注化法著色是采用帶換向的直流著色控制顏色深淺，通過調(diào)節(jié)波形和時(shí)間周期來控制；該工藝具有槽液穩(wěn)定、著色均勻性好、重復(fù)性好、色調(diào)穩(wěn)定。

 

 

鋁型材陽極氧化表面處理產(chǎn)生的廢水處理一直是環(huán)保的關(guān)注點(diǎn)，廢水主要來源于水洗槽的排放，為了減少化學(xué)藥品的消耗和減少廢水的排放，盡量回收循環(huán)利用化學(xué)藥品，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。

 

 

 

 

 

 

從表1、表2可知，單錫鹽或錫－鎳混鹽由于要提高亞錫離子的穩(wěn)定性，通常加入含有不同成分和濃度的有害的有機(jī)還原劑和絡(luò)合劑，來提高槽液壽命，這些對環(huán)境影響都較大，化工耗用量較大。且著黑色料的時(shí)間相對比單鎳鹽要增加兩倍以上，電能損耗高；而單鎳鹽生產(chǎn)線配置了回收裝置，既可以降低生產(chǎn)成本，又能夠降低鎳離子的污染與排放。

 

 

 

錫鹽著色又分為單錫鹽著色和錫－鎳混鹽著色，在鎳－錫混鹽著色過程中，鎳離子并未沉積在氧化膜孔隙里，只起輔助作用，所以錫－鎳鹽著色也可稱為錫鹽著色。

 

錫鹽著色在控制上相對單鎳鹽來說相對簡單，且設(shè)備成本投入較低，在氧化臥式生產(chǎn)線上應(yīng)用較廣；但錫鹽著色槽液中的SnSO4極易氧化生產(chǎn)四價(jià)錫沉淀；槽液中為雙鹽混合生產(chǎn)，鎳離子無法回收，水洗后隨廢水排到廢水處理站進(jìn)行處理，增加廢水處理難度。此兩種著色法均需加入添加劑，以保持槽液的澄清與穩(wěn)定；當(dāng)生產(chǎn)到一定量時(shí)，槽液易渾濁，需停產(chǎn)進(jìn)行再生、沉淀處理，以獲得澄清的槽液，否則槽液渾濁則產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。在立式生產(chǎn)線采用錫鹽著色，由于槽體比較深，一般在7米以上，四價(jià)錫沉淀會(huì)造成槽液濃度不均勻，呈梯度狀態(tài)，著色時(shí)易產(chǎn)生明顯的上下色差。錫鹽著色存在耐候性的缺陷，隨著日照時(shí)間的增加逐漸有褪色跡象產(chǎn)生。

 

 

采用帶換向的直流電著色，以H3BO3為緩沖劑來穩(wěn)定槽液的PH值，通過特殊的正電壓和負(fù)電壓波形，使鎳離子在陽極氧化膜孔底部均勻地電解析出，而使著色的鋁合金型材得到穩(wěn)定、均勻的色澤。

 

顏色深淺通過計(jì)算助波的數(shù)量來控制，深色料需要在基本波形上疊加1～N個(gè)相同或類似于基本波形的助波，以達(dá)到做深色料的目的。

 

    注化法單鎳鹽著色工藝的鎳離子含量很高，著色后型材表面帶出量很大，水洗槽液直接排放即浪費(fèi)又污染環(huán)境，采用RO反滲透原理方法進(jìn)行回收處理。經(jīng)回收處理過的廢水可直接排放而不會(huì)對環(huán)境造成危害。

 

2.注化法單鎳鹽著色1RO回收原理

 

RO是施加溶液滲透壓以上的壓力（普通為10㎏／㎝2）時(shí)，由半透膜透過著色液的水分，而鎳離子被阻止透過而殘留于膜面的方法,使溶液中的鹽類、離子等均被保留于膜面而達(dá)到分離目的。     

 

 

 

注化法單鎳鹽著色1RO回收流程

 

鎳回收處理系統(tǒng)用于回用著色槽中的鎳離子，從著色槽過來的槽液通過加壓進(jìn)入過濾器中除去水中的顆粒物及膠體，進(jìn)入鎳回收處理系統(tǒng)。槽液中的鎳離子被交換、吸附、富集，獲得較高濃度的含鎳回收液，重新回用于著色槽中。另一方面，槽液經(jīng)過系統(tǒng)的處理后，除去絕大部分雜質(zhì)及鎳離子，從而水質(zhì)變好，并可以回用到生產(chǎn)過程中。整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)廢水和鎳的雙回收，具有較好的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。處理后的水直接回用于水洗槽循環(huán)再利用，該回收裝置有效地降低了鎳離子的損耗，為企業(yè)降低排污費(fèi)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，提升產(chǎn)品質(zhì)量，還能達(dá)到環(huán)保、清潔的要求。

 

    經(jīng)回收處理后水中鎳離子較低，經(jīng)RO2生產(chǎn)中帶出的量很少，與其它生產(chǎn)廢水一起流到廢水站統(tǒng)一處理。

 

在實(shí)際生產(chǎn)中，所有的硫酸鎳并非用于陽極氧化膜微孔鎳離子電沉積著色，而是2/3以上的硫酸鎳溶解在清水并隨型材帶出的清水而排出；單鎳鹽注化法著色工藝不使用添加劑，又設(shè)有RO回收裝置，鎳鹽可回收、利用，損耗低、環(huán)保。安裝了鎳回收裝置，按氧化立式線年產(chǎn)著色料6000噸能力計(jì)算，每年可減少約15噸左右硫酸鎳的排放。

 

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能：10～15μm氧化膜就可做出均勻性黑色料。省時(shí)高效：純黑料著色時(shí)間為6～7分鐘，比傳統(tǒng)著色時(shí)間省時(shí)2/3。損耗低：一個(gè)著色槽就可連續(xù)、批量性生產(chǎn)包括香檳料、古銅料及黑色料。且著色色調(diào)穩(wěn)定、再現(xiàn)重復(fù)性好、色澤均勻、型材耐候性好。

 

    錫鹽（或錫-鎳鹽）存在電解著色添加劑，含有不同成分和濃度的有害的有機(jī)還原劑和絡(luò)合劑，嚴(yán)重影響廢水處理排出水的COD和BOD等污染指標(biāo)。而錫-鎳鹽槽液既存在有機(jī)還原劑絡(luò)合劑又有鎳離子的雙重污染，同時(shí)絡(luò)合劑還影響雙鹽中鎳離子的去除。單鎳鹽槽液成分很簡單，也沒有有機(jī)還原劑絡(luò)合劑存在，其鎳離子去除比較簡單容易，而且提高自動(dòng)化程度。因此單鎳鹽的排出水處理都比錫-鎳混合鹽方便，也就是環(huán)境保護(hù)處理措施相對比較簡便。

 

 

鋁型材陽極氧化工藝路線直接與所產(chǎn)生的廢水相關(guān)，從現(xiàn)行環(huán)境措施、存在問題、產(chǎn)品類型、企業(yè)方向以及國家政策等一系列現(xiàn)況出發(fā)，才有可能按部就班制定出符合國家環(huán)境政策，符合企業(yè)發(fā)展方向，符合本身投資能力的規(guī)劃；從“綠色陽極氧化”的考慮，從生態(tài)環(huán)境角度出發(fā)，電解著色處理以減輕和減少有機(jī)污染物為發(fā)展趨勢，單鎳鹽著色工藝不用添加劑，減少了添加劑對環(huán)境的污染，且生產(chǎn)線配置了有效的回收裝置，既可以降低生產(chǎn)成本，又能夠降低鎳離子的污染。并可有效地減少化學(xué)藥品的消耗和形成最少量的廢水，回收循環(huán)利用化學(xué)藥品，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。