公布日：2023.09.22
申請(qǐng)日：2023.06.27
分類號(hào)：C25D11/04(2006.01)I;C25D11/08(2006.01)I;C01F7/741(2022.01)I;C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，屬于酸廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將陽極氧化母槽中的槽液經(jīng)過預(yù)處理、在線硫酸回收膜裝置、排酸濃縮膜裝置和低溫真空蒸發(fā)濃縮裝置工藝，陽極氧化母槽無需排放高濃度槽液，即可實(shí)現(xiàn)母槽內(nèi)鋁離子濃度穩(wěn)定，最大限度減少硫酸的不合理排放，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)鋁離子的資源化回收，硫酸和水的回收循環(huán)使用，且硫酸回收率為90%以上，鋁回收率95%以上，避免了氫氧化鈉的大量使用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合綠色環(huán)保生產(chǎn)的要求，從而有效解決鋁型材陽極氧化表面處理加工環(huán)節(jié)存在的高污染、高能耗，酸堿用量大，污泥量大、排污廢水高鹽分問題。
權(quán)利要求書
1.一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將陽極氧化母槽中的槽液通過預(yù)處理精密過濾后進(jìn)入預(yù)處理槽，得到過濾后槽液；（2）將所述過濾后槽液經(jīng)過在線硫酸回收膜裝置，同時(shí)通入水，分離得到回收硫酸和殘液，回收硫酸流入暫存槽直接返回陽極氧化母槽，殘液為低酸高鋁廢水，進(jìn)入殘液暫存槽進(jìn)行收集；（3）將所述低酸高鋁的廢水通過排酸濃縮膜裝置，得到分離后的低酸無鋁廢水和低酸高鋁濃縮水，其中低酸無鋁廢水排入污水站，低酸高鋁濃縮水進(jìn)入濃縮水暫存槽進(jìn)行收集；（4）將所述低酸高鋁濃縮水經(jīng)過低溫真空蒸發(fā)濃縮裝置得到高濃度硫酸鋁濃縮液和水蒸氣冷凝水，所述高濃度硫酸鋁濃縮液回收利用，所述水蒸氣冷凝水返回步驟（2）代替部分水，用于在線硫酸回收膜裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（1）陽極氧化母槽槽液中硫酸濃度為160～250g/L，鋁離子濃度為10～18g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，步驟（1）中所述預(yù)處理精密過濾采用多級(jí)濾芯過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，步驟（2）中所述在線硫酸回收膜裝置包括擴(kuò)散滲析離子交換膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（2）中通入與過濾后槽液相同體積的水，分離得到相同體積的回收硫酸和殘液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（2）回收硫酸中硫酸濃度為150~230g/L，鋁離子濃度為0.1~1g/L，所述殘液中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子濃度為9~17g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（3）中排酸濃縮膜包括壓力驅(qū)動(dòng)膜元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（3）中低酸無鋁廢水中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子為0.05~0.1g/L，低酸高鋁濃縮水中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子為25~30g/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（4）高濃度硫酸鋁濃縮液可以經(jīng)冷卻結(jié)晶，得到固體硫酸鋁，所述固體硫酸鋁中氧化鋁含量≥15.6%，高濃度硫酸鋁濃縮液也可以經(jīng)自然冷卻后不結(jié)晶，得到液體硫酸鋁，所述液體硫酸鋁中氧化鋁含量≥7.5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，其特征在于，所述步驟（4）中低溫真空蒸發(fā)濃縮包括MVR真空蒸發(fā)濃縮，所述蒸發(fā)溫度為60~85℃，過流材質(zhì)為石墨。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法。本發(fā)明提供的鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，可以將鋁型材陽極氧化母槽槽液中的酸、水以及鋁離子回收再循環(huán)利用。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環(huán)利用方法，包括以下步驟：（1）將陽極氧化母槽中的槽液通過預(yù)處理精密過濾后進(jìn)入預(yù)處理槽，得到過濾后槽液；（2）將所述過濾后槽液經(jīng)過在線硫酸回收膜裝置，同時(shí)通入水，分離得到回收硫酸和殘液，回收硫酸流入暫存槽直接返回陽極氧化母槽，殘液為低酸高鋁廢水，進(jìn)入殘液暫存槽進(jìn)行收集；（3）將所述低酸高鋁的廢水通過排酸濃縮膜裝置，得到分離后的低酸無鋁廢水和低酸高鋁濃縮水，其中低酸無鋁廢水排入污水站，低酸高鋁濃縮水進(jìn)入濃縮水暫存槽進(jìn)行收集；（4）將所述低酸高鋁濃縮水經(jīng)過低溫真空蒸發(fā)濃縮裝置得到高濃度硫酸鋁濃縮液和水蒸氣冷凝水，所述高濃度硫酸鋁濃縮液回收利用，所述水蒸氣冷凝水返回步驟（2）代替部分水，用于在線硫酸回收膜裝置。
優(yōu)選地，所述步驟（1）陽極氧化母槽槽液中硫酸濃度為160～250g/L，鋁離子濃度為10～18g/L。
優(yōu)選地，步驟（1）中所述預(yù)處理精密過濾優(yōu)選采用多級(jí)濾芯過濾。
優(yōu)選地，步驟（2）中所述在線硫酸回收膜裝置包括擴(kuò)散滲析離子交換膜。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中通入與過濾后槽液相同體積的水，分離得到相同體積的回收硫酸和殘液。
優(yōu)選地，所述步驟（2）回收硫酸中硫酸濃度為150~230g/L，鋁離子濃度為0.1~1g/L，所述殘液中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子濃度為9~17g/L。
優(yōu)選地，所述步驟（3）中排酸濃縮膜包括壓力驅(qū)動(dòng)膜元件。
優(yōu)選地，所述步驟（3）中低酸無鋁廢水中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子為0.05~0.1g/L，低酸高鋁濃縮水中硫酸濃度為10~20g/L，鋁離子為25~30g/L。
優(yōu)選地，所述步驟（4）高濃度硫酸鋁濃縮液可以經(jīng)冷卻結(jié)晶，得到固體硫酸鋁，所述固體硫酸鋁中氧化鋁含量≥15.6%，高濃度硫酸鋁濃縮液也可以經(jīng)自然冷卻后不結(jié)晶，得到液體硫酸鋁，所述液體硫酸鋁中氧化鋁含量≥7.5%。
優(yōu)選地，所述步驟（4）中低溫真空蒸發(fā)濃縮包括MVR真空蒸發(fā)濃縮，所述蒸發(fā)溫度為60~85℃，過流材質(zhì)為石墨。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：陽極氧化母槽常年無需排槽液，鋁離子濃度穩(wěn)定，氧化鋁材品質(zhì)穩(wěn)定；與直接排槽液相比，可以節(jié)約90%以上的硫酸；節(jié)約污水處理環(huán)節(jié)90%以上酸堿中和反應(yīng)及95%以上鋁離子沉淀反應(yīng)所需的氫氧化鈉用量；大幅減少污水處理含鋁污泥量，鋁離子變?yōu)閲鴺?biāo)級(jí)液體硫酸鋁或固體硫酸鋁，用于造紙、水廠絮凝劑等；有效降低外排廢水含鹽量，提升含鋁廢水處理效率及實(shí)現(xiàn)污水的回收再利用；6、工藝控制過程全程自動(dòng)化控制，通過數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)無人值守。
（發(fā)明人：曾斌;姚世杰;張道遠(yuǎn)）
