[发明专利]铝合金喷涂预处理无铬钝化线废水废渣零排放配置

说明书

本发明公开铝合金喷涂预处理无铬钝化线废水废渣零排放配置，不流动水洗组槽反向串联1#除油槽；5#沥干槽、泵1和4#无铬钝化槽反向串联；1#除油槽内含有氢氟酸和膦酰基丁烷三羧酸；4#无铬钝化槽内含有氟钛酸、氟锆酸和膦酰基丁烷三羧酸。除油剂带入4#无铬钝化槽后不影响4#无铬钝化槽的稳定性和工作能力。本发明利用1#除油槽对4#无铬钝化槽药剂兼容的独特设计，以及PBTCA超强的螯合和缓蚀能力，螯合金属阳离子，1#‑5#槽不浑浊，不沉淀，将除油槽清洗水反向串联至除油槽，回收除油剂；5#沥干槽收集无铬钝化剂，回收至4#无铬钝化槽；实现废水废渣零排放，大幅降低生产和环保成本。

技术领域

本发明涉及铝合金喷涂无铬钝化预处理技术领域，尤其涉及铝合金喷涂预处理无铬钝化线废水废渣零排放配置。

背景技术

长期以来，人们已经认识到了含铬钝化技术从铝型材生产、使用和废弃处理全过程严重的铬污染，实现铝型材表面无铬钝化处理是铝材制造业追求的目标。为满足工业界对无铬钝化技术的需求，研究人员开展了大量的研究工作，在近三十年的铝及其合金表面无铬钝化的工艺技术研究中，产生了多种铝及铝合金无铬钝化处理的研究结果，如锆钛系无铬钝化、钼盐系无铬钝化、稀土盐系无铬钝化、有机硅烷系无铬钝化等。这些国内外已有的报道，要么仅进行了实验室研究，要么虽然进行了中试，但由于结果不理想而放弃。目前还没有一种研究结果能够实现建筑铝型材的规模化应用。

(1)锆钛系无铬钝化技术

由美国Amchem Products Inc.等在20世纪80年代初首先提出，随后德国Henkel、日本Parker等公司开展了大量研究。锆钛系无铬钝化剂主要含有H₂ZrF₆和H₂TiF₆。铝合金在该处理液发生一系列的化学反应和水解作用，生成的转化膜是由三氧化二铝、锆、钛与氟的络合物等组成的混合夹杂物膜，从而增强涂层与基体的结合力，并提高耐腐蚀性能。

锆钛系处理铝合金时其化学转化膜的耐腐蚀能力同铬酸盐膜接近，能够防止铝合金的腐蚀。兵器部第五九研究所研制的锆系无铬钝化剂对铝合金轮毂镀膜表明，漆膜和铝基材的结合力达一级，耐中性盐雾试验500h。郭瑞光等研究了钛酸盐溶液在铝合金表面转化膜的防腐蚀性能。经钛基钝化处理的铝合金经过336h的盐雾实验后表面无点蚀发生，表明钛酸盐化学转化膜对铝合金表面具有良好的腐蚀保护效果。

目前的研究表明，单独使用锆或钛系无机盐时，因钝化液是含氟体系，生产过程中不稳定，槽液易分解失效；作为规模化无铬钝化成膜技术处理建筑铝型材有待进一步研究。

(2)钼酸盐系无铬钝化技术

钼与铬同属VIA族，具有相近的物理化学性质。钼酸盐是一种低毒无机酸盐，利用钼酸盐替代传统铬酸盐已开展了大量研究。Hinton等将铝合金浸渍在钼酸钠溶液中，产生一种金黄色带蓝色钼酸盐转化膜，以提高铝合金的防护性能。王成等采用同样的浸渍法在LY₁₂铝合金表面获得了深黄色的钼酸盐耐蚀转化膜。在3.5wt.％NaCl溶液中腐蚀程度大大降低，21天浸泡后无点蚀发生。杨玉香等研究了铸铝合金的钼酸盐黑色转化膜。重铬酸钾点滴试验表明，膜的耐蚀性为40s。

虽然这些研究表明钼酸盐替代铬酸盐成膜具有一定耐蚀效果，但与铬酸盐转化膜技术相比，单独使用钼酸盐成膜防护性能较差，而且钼盐系无铬钝化成本很高，只能用于军用等特种材料制备，不适于规模化建筑铝型材的表面钝化处理。

(3)稀土盐无铬钝化技术