[发明专利]铝合金阳极氧化线处理工艺

说明书

技术领域

本发明针对化工领域，具体涉及一种铝合金阳极氧化线的处理工艺及其工艺配置。

背景技术

现行的铝合金阳极氧化线，大部分铝材厂已沿用了100多年。全线共有19个槽位，其中6个功能槽，每个功能槽配置两个独立的流动水洗槽，还另配有一个流动水洗待料槽，合计13个流动水洗槽。整条氧化线依据该传统的工艺配置共设有6个进水口，6个排水口，每个进水口（排水口）耗水近5吨/吨材，合计耗水近30吨/吨材。这种配置具有水耗高，环境污染大，其槽位布置如图1所示，6个功能槽的功能如下：

1.除油槽。除油的目的是除去自然氧化膜、指纹及与油脂粘在一起的污物，以保障铝材表面能均匀腐蚀。除油不好，碱蚀就不均匀，氧化着色后存在花斑、表面不均匀等瑕疵。国内一般采用氧化废酸除油，有时加入少量氟化物、阳离子或两性表面活性剂来提高除油效率。现行除油槽存在如下不足：

⑴对存放时间长的铝材，除油不好，自然氧化膜不能脱干净，碱蚀不均匀，铝材表面出现不同光泽，氧化着色不均匀；

⑵除油槽含150-200g/L氧化废硫酸，容易带入碱蚀槽，中和烧碱，要求独立流动水洗；

⑶为了加强除油能力，部分生产厂家在除油槽中添加5-10g/L左右的氟化氢铵，彻底消除除油隐患，但增加了处理含氟和氨氮的废水的压力。

2.碱蚀槽。碱蚀的目的是去自然氧化膜，进一步除油，增加铝材亮度，或起砂、去纹，做亚光材。碱蚀时铝和碱蚀液发生如下化学反应：

Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O（去自然氧化膜）   (1)

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑（整平、起砂）   (2)

NaAlO₂+2H2O=Al(OH)₃↓+NaOH（碱槽分解、浑浊、沉淀）   (3)

2Al(OH)3=Al₂O₃.3H₂O(槽壁结垢、堵塞管道)   （4）

（2）+（3）式，铝材在碱槽反应的本质为

2Al+6H₂O=2Al(OH)₃↓+3H₂↑   （5）

即铝材实际上是与水反应，回收碱渣的同时，可再生全部氢氧化钠。按反应式（2）—（5），目前采用了两种碱蚀方案，一是不加络合剂的碱回收方案，二是加络合剂的起砂去纹方案。

日本采用的碱蚀工艺，一般碱蚀槽不加添加剂，利用拜耳法，实行碱回收。碱蚀槽配备抽渣系统，当游离碱控制在60g/L、铝离子浓度达到30g/L时，按（3）式，偏铝酸钠分解成氢氧化铝和氢氧化钠，氢氧化铝沉渣由抽渣系统处理，清渣后的清液抽回碱蚀槽，实现碱回收。

意大利采用的碱蚀工艺，在碱蚀槽加添加剂，如山梨醇、葡钠等，利用多羟基化合物中的仲醇基CHOH络合铝离子，反应式为：

C₆H₁₄O₆+3NaAlO₂=Al₃C₆H₁₁O₉+3NaOH（山梨醇络合铝离子）   (6)

3NaC₆H₁₁O₇+NaAlO₂+2H₂O=Al(C₆H₁₁O₇)₃+4NaOH（葡钠络合铝离子）   （7）

当铝的溶解和铝离子的带出平衡时，铝离子浓度可达80-120g/L，槽液稳定，不清槽。

上述两种方法各有利弊。日本的工艺，由于采用了碱回收，碱耗低，好清洗，中和槽被前槽碱水消耗相对较少，但要抽渣、铝耗高、不去纹、不能做砂面材，铝材狭窄处易结碱垢。意大利的工艺，不用抽渣，由于铝离子较高，按粘性理论，铝材表面的反应速度大于机械纹沟底的反应速度，可去纹，能做砂面材；但该工艺粘度高，带出的槽液多，碱耗和水耗高，而且不便于水洗，对中和槽液消耗较大。