公布日：2023.09.22
申请日：2023.06.27
分类号：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
本发明提供了一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，属于酸废水处理技术领域。本发明将阳极氧化母槽中的槽液经过预处理、在线硫酸回收膜装置、排酸浓缩膜装置和低温真空蒸发浓缩装置工艺，阳极氧化母槽无需排放高浓度槽液，即可实现母槽内铝离子浓度稳定，最大限度减少硫酸的不合理排放，同时可以实现铝离子的资源化回收，硫酸和水的回收循环使用，且硫酸回收率为90%以上，铝回收率95%以上，避免了氢氧化钠的大量使用，具有良好的经济效益，符合绿色环保生产的要求，从而有效解决铝型材阳极氧化表面处理加工环节存在的高污染、高能耗，酸碱用量大，污泥量大、排污废水高盐分问题。
权利要求书
1.一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将阳极氧化母槽中的槽液通过预处理精密过滤后进入预处理槽，得到过滤后槽液；（2）将所述过滤后槽液经过在线硫酸回收膜装置，同时通入水，分离得到回收硫酸和残液，回收硫酸流入暂存槽直接返回阳极氧化母槽，残液为低酸高铝废水，进入残液暂存槽进行收集；（3）将所述低酸高铝的废水通过排酸浓缩膜装置，得到分离后的低酸无铝废水和低酸高铝浓缩水，其中低酸无铝废水排入污水站，低酸高铝浓缩水进入浓缩水暂存槽进行收集；（4）将所述低酸高铝浓缩水经过低温真空蒸发浓缩装置得到高浓度硫酸铝浓缩液和水蒸气冷凝水，所述高浓度硫酸铝浓缩液回收利用，所述水蒸气冷凝水返回步骤（2）代替部分水，用于在线硫酸回收膜装置。
2.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（1）阳极氧化母槽槽液中硫酸浓度为160～250g/L，铝离子浓度为10～18g/L。
3.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，步骤（1）中所述预处理精密过滤采用多级滤芯过滤。
4.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，步骤（2）中所述在线硫酸回收膜装置包括扩散渗析离子交换膜。
5.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（2）中通入与过滤后槽液相同体积的水，分离得到相同体积的回收硫酸和残液。
6.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（2）回收硫酸中硫酸浓度为150~230g/L，铝离子浓度为0.1~1g/L，所述残液中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子浓度为9~17g/L。
7.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（3）中排酸浓缩膜包括压力驱动膜元件。
8.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（3）中低酸无铝废水中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子为0.05~0.1g/L，低酸高铝浓缩水中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子为25~30g/L。
9.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）高浓度硫酸铝浓缩液可以经冷却结晶，得到固体硫酸铝，所述固体硫酸铝中氧化铝含量≥15.6%，高浓度硫酸铝浓缩液也可以经自然冷却后不结晶，得到液体硫酸铝，所述液体硫酸铝中氧化铝含量≥7.5%。
10.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）中低温真空蒸发浓缩包括MVR真空蒸发浓缩，所述蒸发温度为60~85℃，过流材质为石墨。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法。本发明提供的铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，可以将铝型材阳极氧化母槽槽液中的酸、水以及铝离子回收再循环利用。
为了实现上述技术效果，本发明提供以下技术方案：一种铝型材阳极氧化槽在线回收硫酸-铝的循环利用方法，包括以下步骤：（1）将阳极氧化母槽中的槽液通过预处理精密过滤后进入预处理槽，得到过滤后槽液；（2）将所述过滤后槽液经过在线硫酸回收膜装置，同时通入水，分离得到回收硫酸和残液，回收硫酸流入暂存槽直接返回阳极氧化母槽，残液为低酸高铝废水，进入残液暂存槽进行收集；（3）将所述低酸高铝的废水通过排酸浓缩膜装置，得到分离后的低酸无铝废水和低酸高铝浓缩水，其中低酸无铝废水排入污水站，低酸高铝浓缩水进入浓缩水暂存槽进行收集；（4）将所述低酸高铝浓缩水经过低温真空蒸发浓缩装置得到高浓度硫酸铝浓缩液和水蒸气冷凝水，所述高浓度硫酸铝浓缩液回收利用，所述水蒸气冷凝水返回步骤（2）代替部分水，用于在线硫酸回收膜装置。
优选地，所述步骤（1）阳极氧化母槽槽液中硫酸浓度为160～250g/L，铝离子浓度为10～18g/L。
优选地，步骤（1）中所述预处理精密过滤优选采用多级滤芯过滤。
优选地，步骤（2）中所述在线硫酸回收膜装置包括扩散渗析离子交换膜。
优选地，所述步骤（2）中通入与过滤后槽液相同体积的水，分离得到相同体积的回收硫酸和残液。
优选地，所述步骤（2）回收硫酸中硫酸浓度为150~230g/L，铝离子浓度为0.1~1g/L，所述残液中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子浓度为9~17g/L。
优选地，所述步骤（3）中排酸浓缩膜包括压力驱动膜元件。
优选地，所述步骤（3）中低酸无铝废水中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子为0.05~0.1g/L，低酸高铝浓缩水中硫酸浓度为10~20g/L，铝离子为25~30g/L。
优选地，所述步骤（4）高浓度硫酸铝浓缩液可以经冷却结晶，得到固体硫酸铝，所述固体硫酸铝中氧化铝含量≥15.6%，高浓度硫酸铝浓缩液也可以经自然冷却后不结晶，得到液体硫酸铝，所述液体硫酸铝中氧化铝含量≥7.5%。
优选地，所述步骤（4）中低温真空蒸发浓缩包括MVR真空蒸发浓缩，所述蒸发温度为60~85℃，过流材质为石墨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：阳极氧化母槽常年无需排槽液，铝离子浓度稳定，氧化铝材品质稳定；与直接排槽液相比，可以节约90%以上的硫酸；节约污水处理环节90%以上酸碱中和反应及95%以上铝离子沉淀反应所需的氢氧化钠用量；大幅减少污水处理含铝污泥量，铝离子变为国标级液体硫酸铝或固体硫酸铝，用于造纸、水厂絮凝剂等；有效降低外排废水含盐量，提升含铝废水处理效率及实现污水的回收再利用；6、工艺控制过程全程自动化控制，通过数据交换实现无人值守。
（发明人：曾斌;姚世杰;张道远）