一种铝型材模具废液回收碱的方法
技术领域
本发明涉及化工废液处理领域，具体而言，涉及一种铝型材模具废液回收碱的方法。
背景技术
铝型材厂中含铝废液中回收碱液一般采用晶析法，添加石灰法处理，降低铝浓度回收碱。但晶析法是在需回收含铝碱液中加入氢氧化铝粉末，将氢氧化铝粉末作为晶种，通过一系列温度，浓度，氢氧化钠和铝浓度比的控制，搅拌，使溶液中的铝酸钠发生化学反应，析出氢氧化铝，生成氢氧化钠，从而达到降低铝浓度回收碱的目的，该法的缺点是对废液中氢氧化钠铝浓度比、氢氧化钠铝浓度、温度均有要求，生产过程必须连续搅拌，否则氢氧化铝会沉降、温度必须控制在40-45℃，过高或过低会影响效率、氢氧化钠浓度需控制在40-60g/L氢氧化钠铝离子浓度比控制2：1以下，但煲模液由于温度和氢氧化钠铝浓度及比例不稳定，实际工艺控制困难，必须要求配套的温度控制设备、搅拌设备，占地大。添加石灰法是在需回收含铝碱液中加入生石灰，反应生成铝酸钙，铝酸钙不溶于碱，该法操作简单对氢氧化钠铝浓度及比例不作要求，效率高，但生石灰溶于水放出大量的热，使用本法需用降温设备或在处理液中添加水冷却后再加生石灰，对操作的安全性有要求，必须有配套的设备，本法设备投资大，占地大，且生产过程生成大量的铝酸钙渣，生石灰必须定量添加，成本比晶析法要高，添加的生石灰带入的杂质会污染槽液，对铝型材的表面处理及模具煲模有影响。
如专利号为201811550406.1公开了一种废碱液回收利用方法，该方法通过反应单元、固液分离单元和精馏单元，能使得废碱液完全回收并循环利用。又如专利号为CN209081992U公开一种铝挤压模具碱洗设备碱洗废液回收利用系统，煲模碱液回收槽与碱液准备罐连通，晶析分离槽与煲模碱液回收槽连通，晶析分离槽上部与中间水槽连通，晶析分离槽内设置搅拌机，搅拌机与控制部件连接，晶析分离槽内设置加热器，加热器与控制部件连接，实现对碱洗后的碱液进行回收。
在化工废液处理领域，特别是铝型材废液处理领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。
发明内容
本发明提出了一种铝型材模具废液回收碱的方法以解决所述问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，通入二氧化碳，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
可选地，所述氢氧化铝的添加量为：1L所述铝型材模具废液中添加所述氢氧化铝不小于240g。
一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置并往所述搅拌釜中通入二氧化碳，静置2-6d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.4-0.6的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。
可选地，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种。
可选地，所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液。
可选地，在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤。
可选地，所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
与现有技术相比，本发明所取得的有益技术效果是：
1、本发明的铝型材模具废液回收碱的方法操作简单，容易控制，且处理后得到的的碱液铝离子浓度能控制在10g/L以下，氢氧化铝的回收率高。
2、本发明的铝型材模具废液回收碱的方法，通过控制添加氢氧化铝形成糊状物，容易存放以及方便取用，当在线回收循环利用的过程中，加水搅拌并静置沉降或离心分离即可实现碱液以及氢氧化铝的在线回收利用，无需再添加其它辅助设备，大大增加了处理的可操作性、处理的便捷性以及处理的安全性，同时，也降低了处理成本，并避免废液污染。
3、本发明的铝型材模具废液回收碱的方法在搅拌釜中适当通入二氧化碳，能促进析出反应平衡正向移动，加快析出反应的进程，进而促进处理的效率，且无需再进行加热，具有节能的优点。
4、本发明的铝型材模具废液回收碱的方法能有效减少容器壁铝垢的产生，维护的频率大大降低，可大幅延长维修周期，保护容器设备，延长其使用寿命。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。
图1是本发明实施例之一中一种铝型材模具废液回收碱的方法的流程示意图；
图2是现有某铝型材厂含铝废渣来源示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。实施例为示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明为一种铝型材模具废液回收碱的方法，根据附图说明所示讲述以下实施例：
实施例1：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，通入二氧化碳，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
其中，所述氢氧化铝的添加量为：所述铝型材模具废液中所述氢氧化铝添加量为240g/L。
具体地，一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置并往所述搅拌釜中通入二氧化碳，静置2d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.4的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。
其中，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种；所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液；在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤；所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
实施例2：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，通入二氧化碳，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
其中，所述氢氧化铝的添加量为：所述铝型材模具废液中所述氢氧化铝添加量为5g/L。
具体地，一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置并往所述搅拌釜中通入二氧化碳，所述二氧化碳与析出的或糊状废液中氢氧化钠发生反应生成碳酸钠，有利于反应向氢氧化铝析出的方向反应，静置6d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.6的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。当然，在可以在糊状废液中加入水后进行离心分离。
其中，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种；所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液；在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤；所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
实施例3：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，通入二氧化碳，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
其中，所述氢氧化铝的添加量为：所述铝型材模具废液中所述氢氧化铝的添加量为8g/L。
具体地，一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置并往所述搅拌釜中通入二氧化碳，静置4d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.5的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。
其中，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种；所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液；在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤；所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
对比例1：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
其中，所述氢氧化铝的添加量为：所述铝型材模具废液中所述氢氧化铝的添加量为8g/L。
具体地，一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置4d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.5的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。
其中，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种；所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液；在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤；所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
且在本实施例中，所述检查所述碱液中铝离子浓度的方法为：在线回收过程中，设置铝离子的浓度检测传感器，通过栅极-源极电压对源极-漏极电流特性的阈值电压漂移检测感测对象物质中的离子的浓度，且所述浓度检测传感器与控制器相连接，所述控制器能根据所述浓度检测传感器检测到的浓度数据与预先设定的铝离子浓度进行分析对比，做出是否需要重复处理步骤的判断，操作人员根据所述判断进行相应的操作。
对比例2：
一种铝型材模具废液回收碱的方法，通过将氢氧化铝添加到所述铝型材废液中，搅拌至糊状，静置，通入二氧化碳，使得所述铝型材废液中的氢氧化钠与所述氢氧化铝发生反应生成四羟基合铝酸钠，且所述生成四羟基合铝酸钠达到饱和状态并发生析出反应，所述析出反应的化学式为：
x Al(OH)3+NaAl(OH)4＝(x+1)Al(OH)3+NaOH。
CO2+NaOH＝Na2CO3
其中，所述氢氧化铝的添加量为：所述铝型材模具废液中所述氢氧化铝的添加量为1.2g/L。
具体地，一种铝型材模具废液回收碱的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)取铝型材模具中的废液至搅拌釜中；
(2)往所述废液中添加氢氧化铝并启动所述搅拌釜进行搅拌至糊状，停止搅拌，静置并往所述搅拌釜中通入二氧化碳，静置4d后，按照糊状物与水的质量比为1:0.5的比例添加水并启动搅拌釜进行搅拌10-20min，后静置1-3h；
(3)将步骤(2)后的混合液导入压滤机中进行压渣，得到碱液以及氢氧化铝。
其中，所述废液为铝型材挤压模具的煲模液、煲模液的稀释液、用氢氧化钠溶解的铝灰液或氧化前处理的碱蚀液中的任意一种；所述煲模液为由氢氧化钠溶解铝生成的含偏铝酸钠的碱性槽液；在回收氢氧化铝后，检测所述碱液中铝离子浓度低于10g/L，若所述碱液中铝离子浓度高于或等于10g/L，所述碱液需要返回所述搅拌釜中重复处理步骤；所述碱液是在线回收；所述在线回收是当固液分离后，将得到所述碱液直接送回煲模槽中循环使用，得到所述氢氧化铝能直接送回煲模槽中作为晶种继续循环使用。
对比例3：
一种铝废水渣的处理方法，包括以下步骤：
干燥：使用回转炉干燥将铝废水渣进行干燥，干燥至水分含量为8％；
碱溶：将干燥后的铝废水渣加至碱液中，加热至100℃使铝废水渣溶解；碱液中氢氧根离子浓度为4mol/L；加入热碱液使铝离子浓度为4mol/L；
冷却结晶：将溶解后的液体趁热保温过滤，以10℃/h的速率冷却至23℃，析出氢氧化铝晶体；
分离：过滤，回收碱液和晶体。
根据对实施例3回收的氢氧化铝进行检测，检测结果与分析如下：
实施例1-3以及对比例1-3回收的碱液以及回收氢氧化铝进行检测，检测结果如下：
由上述数据分析可知，本发明的铝型材废液回收过程中回收得到的碱液与氢氧化铝纯度高，且无需经过加热等操作，具有节能的优点，添加进废液中的氢氧化铝的添加量会影响碱液中铝离子的浓度，进而会影响碱液的回收质量，且二氧化碳的通入会促进氢氧化铝的析出反应，加快处理的时间与处理的效果。
综上所述,本发明提供了一种铝型材模具废液回收碱的方法，具有操作简单，处理效率高，低处理成本的优点。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如，已经示出了众所周知的过程和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
