公布日：2023.09.22
申請日：2023.06.27
分類號：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
本發明提供了一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法，屬于酸廢水處理技術領域。本發明將陽極氧化母槽中的槽液經過預處理、在線硫酸回收膜裝置、排酸濃縮膜裝置和低溫真空蒸發濃縮裝置工藝，陽極氧化母槽無需排放高濃度槽液，即可實現母槽內鋁離子濃度穩定，最大限度減少硫酸的不合理排放，同時可以實現鋁離子的資源化回收，硫酸和水的回收循環使用，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，具有良好的經濟效益，符合綠色環保生產的要求，從而有效解決鋁型材陽極氧化表面處理加工環節存在的高污染、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處理精密過濾后進入預處理槽，得到過濾后槽液；（2）將所述過濾后槽液經過在線硫酸回收膜裝置，同時通入水，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，進入殘液暫存槽進行收集；（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，低酸高鋁濃縮水進入濃縮水暫存槽進行收集；（4）將所述低酸高鋁濃縮水經過低溫真空蒸發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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法，其特征在于，步驟（1）中所述預處理精密過濾采用多級濾芯過濾。
4.根據權利要求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散滲析離子交換膜。
5.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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動膜元件。
8.根據權利要求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.根據權利要求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冷卻結晶，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自然冷卻后不結晶，得到液體硫酸鋁，所述液體硫酸鋁中氧化鋁含量≥7.5%。
10.根據權利要求1所述的一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法，其特征在于，所述步驟（4）中低溫真空蒸發濃縮包括MVR真空蒸發濃縮，所述蒸發溫度為60~85℃，過流材質為石墨。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法。本發明提供的鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法，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利用。
為了實現上述技術效果，本發明提供以下技術方案：一種鋁型材陽極氧化槽在線回收硫酸-鋁的循環利用方法，包括以下步驟：（1）將陽極氧化母槽中的槽液通過預處理精密過濾后進入預處理槽，得到過濾后槽液；（2）將所述過濾后槽液經過在線硫酸回收膜裝置，同時通入水，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，進入殘液暫存槽進行收集；（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，低酸高鋁濃縮水進入濃縮水暫存槽進行收集；（4）將所述低酸高鋁濃縮水經過低溫真空蒸發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。
優選地，步驟（1）中所述預處理精密過濾優選采用多級濾芯過濾。
優選地，步驟（2）中所述在線硫酸回收膜裝置包括擴散滲析離子交換膜。
優選地，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。
優選地，所述步驟（3）中排酸濃縮膜包括壓力驅動膜元件。
優選地，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。
優選地，所述步驟（4）高濃度硫酸鋁濃縮液可以經冷卻結晶，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自然冷卻后不結晶，得到液體硫酸鋁，所述液體硫酸鋁中氧化鋁含量≥7.5%。
優選地，所述步驟（4）中低溫真空蒸發濃縮包括MVR真空蒸發濃縮，所述蒸發溫度為60~85℃，過流材質為石墨。
與現有技術相比，本發明具有以下有益技術效果：陽極氧化母槽常年無需排槽液，鋁離子濃度穩定，氧化鋁材品質穩定；與直接排槽液相比，可以節約90%以上的硫酸；節約污水處理環節90%以上酸堿中和反應及95%以上鋁離子沉淀反應所需的氫氧化鈉用量；大幅減少污水處理含鋁污泥量，鋁離子變為國標級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現污水的回收再利用；6、工藝控制過程全程自動化控制，通過數據交換實現無人值守。
（發明人：曾斌;姚世杰;張道遠）
