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前言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、資源和能源的日益緊張，環(huán)保意識的不斷加強以及產(chǎn)業(yè)重心的轉(zhuǎn)移和優(yōu)化重組，鋁型材（詞條“鋁型材”由行業(yè)大百科提供）產(chǎn)業(yè)加工裝備向著短流程、高效率、精密化、自動化、大型化方向發(fā)展;生產(chǎn)工藝向則向低能耗、低污染、綠色環(huán)保方向發(fā)展;產(chǎn)品向著高強度、高穩(wěn)定、高性能、高附加值、多功能、多用途方面發(fā)展。
在鋁合金型材（詞條“鋁合金型材”由行業(yè)大百科提供）陽極氧化（詞條“陽極氧化”由行業(yè)大百科提供）表面處理工序中，堿蝕為一重要處理工藝，以去除天然氧化膜及型材表面輕微劃痕，使型材裸露出均勻的、新鮮的、理想的表面，以利于進行陽極氧化。
生產(chǎn)中當(dāng)堿蝕槽鋁離子>35g/l時，槽液中的偏鋁酸鈉易發(fā)生水解（詞條“水解”由行業(yè)大百科提供）而生成氫氧化鋁沉淀、脫水、結(jié)塊變硬，且與槽壁結(jié)合十分牢固，需經(jīng)常停產(chǎn)清理。
一、堿蝕添加劑（詞條“添加劑”由行業(yè)大百科提供）
針對偏鋁酸鈉的不穩(wěn)定性，堿蝕中加入有機酸鈉鹽，使鋁離子與其產(chǎn)生絡(luò)合作用而使NaAlO2 不發(fā)生或較少水解，使最初水解生成的Al(OH)3晶核微粒不長大，即使發(fā)生也是軟沉淀而不是硬塊。其主要成分常為多羥基酸鈉鹽，如葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉等;有的配方加入大量硝酸鹽或亞硝酸鹽，以提高表面光亮度，但產(chǎn)生氨氮污染;有的配方加入表面活性劑和增粘劑，以方便做堿砂，但產(chǎn)生大量淤泥;還有的加入一定量的緩蝕劑，以降低鋁的損耗和堿的消耗。具有如下特點：
1、 堿蝕添加劑的槽液只能與高濃度的Al3+(100～150g/L)共存，堿液才與鋁材發(fā)生均勻、緩蝕反應(yīng)，達到整平作用，堿砂效果更好。
2、槽液粘度大、濃度高、溫度高，生產(chǎn)中帶出量較大，鋁材的損耗一般在2.5～3%;生產(chǎn)中須不斷補充液堿，以保持游離NaOH的濃度;
3、 帶出大量鋁離子只能經(jīng)廢水站處理，存在大量污泥和水質(zhì)污染問題，污泥中的氫氧化鋁較難回收。
堿蝕添加劑的堿槽 晶析法工藝的堿槽
二、晶析法堿回收
晶析法是根據(jù)偏鋁酸鈉的不穩(wěn)定性，利用槽液中的Al(OH)3晶核(粒度在0.1微米左右)，加速偏鋁酸鈉(NaAlO2)的水解，經(jīng)沉淀、脫水將氫氧化鋁回收，氫氧化鈉溶液則回流到堿蝕槽再循環(huán)使用，節(jié)能環(huán)保。
堿回收為閉路循環(huán)生產(chǎn)裝置，堿蝕槽中的總堿含量穩(wěn)定，鋁離子控制在28g/L左右，槽液成份相對穩(wěn)定，晶析槽中的Al(OH)3晶核在配槽時一次性加入，在生產(chǎn)中抽取到晶析槽的堿液內(nèi)含有大量NaAlO2，在晶析槽內(nèi)晶核的影響下，也會析出部分Al(OH)3晶核，這樣循環(huán)生產(chǎn)，無需再加入晶核。
1、堿蝕槽NaOH的再生、回收
1.1堿蝕時的化學(xué)反應(yīng)式(a)
(a) 2AL + 2NaOH+2H2O 2NaALO2 + 3H2
1.2堿蝕晶析槽中的化學(xué)反應(yīng)(b)
(b)NaALO2 + 2H2O AL(OH)3 + NaOH
2NaALO2 + 4H2O 2AL(OH)3 + 2NaOH
(a)+(b) 2AL+ 6H2O 2AL(OH)3 + 3H2
1.3堿液回收過程，總堿含量不變，游離堿升高，鋁離子下降。(表1)
由表1可知，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，這樣可補充堿蝕過程NaOH的消耗，生產(chǎn)中只需補充鋁材帶走的堿量，有效降低了NaOH的損耗。鋁離子也控制在28g/L以下，在此條件下生產(chǎn)的鋁材表面質(zhì)量穩(wěn)定，相對一致。
2、堿槽中鋁離子回收
當(dāng)堿液中的Al3+達到28g/L(也即是NaALO2濃度高)時，將堿液抽到晶析槽內(nèi)(已含有粒度在0.1微米左右的Al(OH)3晶核)，經(jīng)稀釋、冷卻、均速攪拌，促使堿液中的NaALO2分解，Al(OH)3沉淀物下沉到槽底，澄清的NaOH溶液溢流到回收桶，再抽回堿槽中循環(huán)使用;Al(OH)3漿液定期從晶析槽底部排出，用離心機洗滌脫水得到干狀A(yù)l(OH)3 晶體，洗滌液抽回晶析槽。
圖1 晶析槽攪拌
3、 晶析槽維護
3.1 Al(OH)3濃度分析與脫離
將晶析槽底部閥門打開，流出2～3分鐘后取樣，靜止45分鐘后測量Al(OH)3濃度，當(dāng)漿液Al(OH)3濃度在38%～40%，做Al(OH)3分離處理，脫水處理中需用清水清洗1～2分鐘。 脫完渣后離心機應(yīng)用清水清洗一遍。每隔15天左右要把濾布濾網(wǎng)拆下來清洗干凈從新裝上使用。
3.2晶析槽溫度控制在40～45℃。當(dāng)晶析槽溫度達到44℃，把一半蓋子打開，溫度≥45℃，把全部蓋子打開。正常情況下，內(nèi)圈液位≥外圈液位，內(nèi)圈槽液渾濁，外圈槽液澄清。
3.3晶析槽溢流溝要定期清理一次(視溢流溝污泥量多少而定)：把軟泥通過計量槽倒入晶析槽，硬泥不要，把它處理掉。晶析槽要定期查看有沒有Al(OH)3污泥沉淀，當(dāng)Al(OH)3污泥達到一定厚度時，就把它清理干凈。
3.4晶析槽攪拌速度一般控制在550 r/min，堿液流出量控制在30 l/min以內(nèi)，另外，攪拌機停止不能超過4小時，如需長時間停止維修，需用壓縮空氣攪拌;若攪拌機停止運轉(zhuǎn)(停電)半小時以上，開機時需將轉(zhuǎn)速提高，攪拌速度增加，運轉(zhuǎn)2～3個小時后恢復(fù)正常的轉(zhuǎn)速。
三、生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比
3.1槽液成份
3.2化工損耗對比
3.3鋁離子的損耗
3.4廢水處理
堿回收生產(chǎn)控制中，堿蝕液中的Al3+{Al(OH)3｝可以得到有效回收，槽液中的Al3+去除率可達55%;每生產(chǎn)一噸銀白料約可產(chǎn)生25～30kg的含水10～15% 的純Al(OH)3，可有效地減少廢水處理的污泥，達到防治污染的目的。
采用堿蝕回收設(shè)備，與加入堿蝕添加劑相比，堿液可再生、循環(huán)利用，液態(tài)NaOH(30%)損耗比加堿蝕添加劑約低70kg/噸，且槽液不加添加劑;晶析槽中的NaOH能大量回收重復(fù)利用，起到節(jié)能降耗的作用，且無有害物質(zhì)產(chǎn)生。
結(jié)束語
采用堿蝕回收設(shè)備，前期投入較大，但生產(chǎn)中經(jīng)晶析槽處理后的回流堿液濃度高于生產(chǎn)要求，可補充堿蝕過程NaOH的消耗，生產(chǎn)中只需補充鋁材帶走的堿量，液堿(30%)添加量為15～25kg/噸;回收的堿渣中氫氧化鋁的含量高達90%以上，具有很大的經(jīng)濟效益，可加工成明礬、冰晶石、無機阻燃劑等。
從環(huán)境保護及生產(chǎn)成本來看，采取堿回收裝置不僅具有明顯的環(huán)境效益優(yōu)勢，且經(jīng)濟效益方面也具有很大發(fā)展前景。
參考文獻
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