前言

 

在鋁型材陽極氧化表面處理中，添加劑，一直處于一種極為重要和特別的地位；如堿蝕添加劑、著色添加劑等，在生產(chǎn)中均起著相當(dāng)大的作用。但添加劑的使用，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水含有大量的酸、堿，還有錫、鎳、鋁和氟等離子及有機(jī)物，這樣的廢水必須經(jīng)過凈化處理才能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。且鋁離子在使用添加劑的廢水中是很難回收再利用的，在后序的廢水處理中會產(chǎn)生大量的廢渣。

 

建筑鋁型材陽極氧化工廠的廢水主要來源于水洗槽的排放，而在生產(chǎn)中所涉及到的槽有：脫脂槽、酸蝕槽、堿蝕槽、出光槽、陽極氧化槽、著色槽和封孔槽。而槽液的組成和控制成為這一過程的重要環(huán)節(jié)。如何減少廢水的排放與再利用，成為生產(chǎn)成本控制的關(guān)鍵。

 

 

鋁型材生產(chǎn)工藝，企業(yè)根據(jù)各自的生產(chǎn)要求，選擇的工藝路線也不相同，大致可分為下面兩類型生產(chǎn)工藝流程：

 

 

 

 

 

 

 

鋁型材表面處理作為建筑鋁型材生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)一直發(fā)揮著越來越重要的作用，而作為在鋁表面處理中使用的鋁型材陽極氧化添加劑，一直處于一種極為重要和特別的地位，在國內(nèi)建筑鋁型材生產(chǎn)初期，甚至還有“神仙水”之稱。自1990年開始大量使用國產(chǎn)添加劑以來，隨著表面處理技術(shù)的發(fā)展，添加劑的質(zhì)量也不斷提高。鋁型材陽極氧化表面處理中的廢水處理一直是生產(chǎn)的重要組成部分，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要含有：大量的酸、堿，還有錫、鎳、鋁和氟等離子及有機(jī)物，這樣的廢水必須經(jīng)過非常嚴(yán)格的凈化處理才能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

 

堿蝕添加劑可以防止堿洗槽沉淀結(jié)塊物質(zhì)的形成，將影響生產(chǎn)工藝的不利因素降到最低，但是仍然無法解決大量的固體廢棄物的產(chǎn)生，鋁離子無法回收再利用；因此堿洗工序成為鋁型材陽極氧化生產(chǎn)線產(chǎn)生固體廢棄物的主要來源。

 

電解著色技術(shù)主要有錫鹽和鎳鹽兩大類，但是錫鹽（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；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。

 

 

  采用堿回收裝置，既減少廢渣的產(chǎn)出量，又可將槽液中的氫氧化鋁直接回收利用。堿回收生產(chǎn)工藝成熟，操作也相對簡單，由于堿回收系統(tǒng)需要設(shè)備投資和場地，前期投入較大，但對環(huán)境及生產(chǎn)成本的控制相當(dāng)有利。

 

    單鎳鹽槽液成分很簡單，也沒有有機(jī)還原劑、絡(luò)合劑的存在，但鎳離子含量很高，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對環(huán)境造成危害，而且生產(chǎn)過程的自動化程度高。

 

因此單錫鹽或單鎳鹽生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的廢水處理都比錫-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。

 

從上述的內(nèi)容可知，采用A類型生產(chǎn)工藝流程產(chǎn)生的有害物質(zhì)較多，對環(huán)境的影響較大。

 

 

 

此類堿蝕液的回收不需添加任何添加劑，只需多配一個(gè)相應(yīng)晶析槽（即多一個(gè)副槽）。當(dāng)堿液中的Al3+達(dá)到28g/L(也即是NaALO2濃度高)時(shí)，將堿液抽到晶析槽內(nèi)（已預(yù)先加入晶種），經(jīng)稀釋、冷卻、攪拌，促使堿液中的NaALO2分解，再生的NaOH溶液溢流到回收桶，再用泵抽到堿蝕槽中繼續(xù)用于生產(chǎn)，形成閉路循環(huán)生產(chǎn)；Al(OH)3漿液定期從晶析槽底部排出，用離心機(jī)洗滌脫水得到干狀A(yù)l(OH)3晶體，洗滌液抽回晶析槽。干狀A(yù)l(OH)3晶體可出售作其它用途。

 

 

由于是閉路循環(huán)生產(chǎn)，堿蝕槽中的總堿含量穩(wěn)定，鋁離子也控制在28g/L左右，生產(chǎn)中只需補(bǔ)充鋁材帶走的堿量，槽液成份穩(wěn)定，控制好堿蝕溫度與時(shí)間，無須添加添加劑，同樣可以達(dá)到理想的表面質(zhì)量，始終保持表面質(zhì)量相對一致。經(jīng)晶析槽處理后的堿液留回堿蝕槽，經(jīng)分解后流回堿蝕槽的堿液濃度要高于流出的堿液濃度，這樣可補(bǔ)充生產(chǎn)過程中NaOH的消耗，有效降低了NaOH的損耗。（圖1）

 

采用堿回收設(shè)備，與加入堿蝕添加劑工藝相比，堿液可再生、循環(huán)利用，液態(tài)NaOH（30%）消耗比加堿蝕添加劑工藝低約80%的用量，槽液中的Al3+去除率可達(dá)55%；生產(chǎn)中只需補(bǔ)充鋁材帶走的堿量，槽液成份穩(wěn)定。生產(chǎn)時(shí)堿回收裝置可連續(xù)除去鋁離子，使鋁離子濃度維持在一定水平，回收的堿可以達(dá)到85%以上，每生產(chǎn)一噸銀白料約可產(chǎn)生25～30kg的含水10～15% Al（OH）3；其是生產(chǎn)硫酸鋁的主要原材料。起到節(jié)能降耗的作用，且無有害物質(zhì)產(chǎn)生。

 

 

    我國目前基本上以單鎳鹽、單錫鹽或錫－鎳混合鹽電解著色為主。單鎳鹽著色工藝有兩大類，分別為住化法和優(yōu)尼可法。單鎳鹽住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；而雙鹽著色則不同，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。

 

在實(shí)際生產(chǎn)中，并非所有的硫酸鎳都用于陽極氧化膜微孔的鎳離子電沉積著色，而是有2/3以上的硫酸鎳溶解在清水中排出。單鎳鹽注化法著色工藝不使用添加劑，雖槽液鎳濃度高達(dá)170g/L，但在溢流槽配置回收裝置，采用RO反滲透原理和方法進(jìn)行回收硫酸鎳。如立式氧化生產(chǎn)線采用的一套處理能力為1200 L／h的多級濃縮膜分離裝置處理單鎳鹽著色漂洗水，整個(gè)系統(tǒng)的水回用率＞98％，而占廢水體積15％～25％的截留液可進(jìn)一步回收重金屬產(chǎn)品，鎳的回收率＞97％。RO膜管一般一周清洗一次，只需要消耗少量檸檬酸。

按照立式氧化生產(chǎn)線年生產(chǎn)6000噸能力計(jì)算，增加鎳回收裝置后，每年可減少15噸硫酸鎳排放，而滲透液基本能達(dá)到去離子水的水平，完全滿足甚至超過工業(yè)生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求，可直接回用。槽液成分簡單，不含有機(jī)污染物，大大減輕了廢水處理的壓力。（圖2）

 

單鎳鹽注化法著色工藝槽液管理相對規(guī)范、穩(wěn)定，通過特殊的正電壓和負(fù)電壓波形，可以香檳料、古銅料、純黑色料連續(xù)性、批量性生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)著色槽可多元化生產(chǎn)不同色系的著色料。

 

 

 

通過對建筑鋁型材陽極氧化部分槽液進(jìn)行回收、再利用，闡述了采用回收裝置在鋁陽極氧化中，對減少環(huán)境污染所起的作用。
采用堿回收裝置，堿蝕液中的Al3+｛Al（OH）3｝可以得到有效回收、利用，槽液中的Al3+去除率可達(dá)55%；且槽液不需加添加劑， NaOH能大量回收重復(fù)利用，生產(chǎn)中只需補(bǔ)充鋁材帶走的堿量，槽液處于動態(tài)平衡。

 

單鎳鹽注化法著色采用RO反滲透法處理接近中性的含鎳廢水，鎳的回收率＞97％，且滲透液基本能達(dá)到去離子水的水平，完全滿足甚至超過工業(yè)生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求，可直接回用。此外，鎳屬于貴重金屬，回收利用又能帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此采用RO反滲透原理和方法對硫酸鎳進(jìn)行回收突顯出巨大優(yōu)勢。達(dá)到節(jié)能減排的作用。

 

鋁型材生產(chǎn)工藝應(yīng)向低能耗、低污染的方向發(fā)展。采用表面機(jī)械處理與表面陽極氧化處理相結(jié)合，合理規(guī)范生產(chǎn)工藝流程，各主要工藝槽盡量使用回收裝置，減少生產(chǎn)藥品的損耗、排出；逐步摒棄傳統(tǒng)的表面處理工藝流程長、水耗高、能耗高、重金屬環(huán)境污染等問題，發(fā)展綠色、環(huán)保、高效的表面處理新技術(shù)。