一种切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的方法
技术领域
本发明涉及一种切削液处理回用和废渣资源化的方法。
背景技术
金属切削液是金属加工过程中一种用于冷却和润滑切削工具、工件，冲洗金属切屑，防止工件生锈等的化学制品，是金属加工过程中的重要辅助用品，在机加工车间广泛使用。随着切削液的不断发展，切削液可分为油基切削液、水基切削液。油基切削液不易受微生物污染；水基切削液中的乳化切削液含有石油成分、脂肪酸、水分、无机盐等。
切削液在使用过程中变脏、变浑浊或细菌超标，散发出如烧碱、醇类、胺类等刺激性气味，甚至腥臭，金属固体碎屑增多，对切削液的功能、人体和作业环境造成较大影响，此时就需要进行换液。而且高浓度废切屑液属于“三废”，需严格进行处理。通常高浓度废切削液主要含有大量乳化剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺等，还有助溶剂、防锈剂、杀菌剂、消泡剂、抗氧化剂、乳化油等高分子难降解有机物，属高浓度乳化难降解废水，处理成本高。
切削液污水处理回用产生的含重金属含油的渣子属于危险废弃物，这块要强调一下，我们处理后能够资源化回收。
发明内容
本发明的目的是为了解决切削液固体杂质难过滤去除，难以循环利用的问题，而提供一种切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的方法。
本发明切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的方法按照以下步骤实现：
一、向(废)切削液中投加十八水合硫酸铝或聚合氯化铝，开启搅拌器，使硫酸铝或聚合氯化铝充分溶解并搅拌均匀，得到含铝盐切削液；
二、搅拌含铝盐切削液的同时加入氢氧化钠溶液，直至切削液pH为8.5-9.5，得到碱性切削液；
三、将阴离子型PAM(聚丙烯酰胺)母液添加到步骤二中的碱性切削液中，搅拌均匀，得到切削混合液；
四、将切削混合液输送到过滤器中经粗过滤层过滤，收集废渣，得到粗滤后的切削混合液；
五、粗滤后的切削混合液再经过精过滤层过滤，完成切削液处理以及有价金属的回收。
本发明通过化学药剂硫酸铝或聚合氯化铝使切削液中的悬浮物固体能够聚集，提高了杂质的可过滤性，硫酸铝或聚合氯化铝作为絮凝剂，阴离子型PAM作为助凝剂，絮凝切削液中的固体碎屑，加快分离速度，对切削液的有机物影响很小，处理后的切削液能够回用，再通过粗过滤去除切削液中的大部分固体杂质。
本发明最后经过膜过滤处理，提高了细颗粒物的去除率，减少了对切割平面的影响，得到的切削液透明度高，具有重复使用性，也便于补加新切削液后回用，减少切削液的排放，从而减少切削液使用量、排放量，并降低企业成本。
本发明是一种由化学法和膜过滤法组成的切削液处理方法，能够去除切削液中的固体杂质，补加新切削液后可以重复使用。
过滤废渣含有大量有机污染物，属于危险废弃物，采用焚烧法处理过滤废渣，能够有效分解其中的石油等有机物质，实现废渣的无害化处理，进行有价金属的回收。
附图说明
图1为实施例中切削液处理前后的对比照片，其中左侧为处理前切削液，右侧为处理后的切削液；
图2为实施例中废渣处理前后的对比照片，左侧为处理前废渣，右侧为处理后废渣；
图3为实施例中切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的工艺装置图，其中1—搅拌器，2—污泥泵，3—粗过滤层，4—精过滤层，5—收集池，6—废渣收集池，7—反冲洗水池，8—自吸泵。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的方法按照以下步骤实施：
一、向(废)切削液中投加十八水合硫酸铝或聚合氯化铝，开启搅拌器，使硫酸铝或聚合氯化铝充分溶解并搅拌均匀，得到含铝盐切削液；
二、搅拌含铝盐切削液的同时加入氢氧化钠溶液，直至切削液pH为8.5-9.5，得到碱性切削液；
三、将阴离子型PAM(聚丙烯酰胺)母液添加到步骤二中的碱性切削液中，搅拌均匀，得到切削混合液；
四、将切削混合液输送到过滤器中经粗过滤层过滤，收集废渣，得到粗滤后的切削混合液；
五、粗滤后的切削混合液再经过精过滤层过滤，完成切削液处理以及有价金属的回收。
本实施方式中PAM起到絮凝作用，将氢氧化铝沉淀絮凝成较大的颗粒，加快沉淀速度。
本实施方式通过化学沉淀使切削液中固体杂质易于去除，同时使切削液的浑浊程度下降，通过膜过滤去除切削液中的沉淀物后，适量补充新切削液后能够重新使用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的切削液为水基切削液。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中向(废)切削液中投加5-15g/L的十八水合硫酸铝或聚合氯化铝。
本实施方式如果反应后的切削液仍然浑浊也可以补充添加药剂。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中所述氢氧化钠溶液的浓度为30-50g/L。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三中所述阴离子型PAM母液的浓度为1000mg/L。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中所述阴离子型PAM的分子量为700万-1000万。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤三中将阴离子型PAM母液添加到步骤二中的碱性切削液中，使PAM在碱性切削液中的浓度为10-15mg/L。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中所述的粗过滤层为纱布滤网或过滤棉。
本实施方式拆缷粗过滤层后人工除渣，清洗粗过滤层。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五中所述的精过滤层为超滤膜、微孔滤膜、纳滤膜、微滤膜、中空纤维超滤膜、折叠滤芯或陶瓷膜。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是精过滤层采用反冲洗的方式清洗，反冲洗液为稀盐酸溶液。
本实施方式将反冲洗液排入到废渣收集池中。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤四和步骤五中收集的废渣采用热解、焚烧或氧化分解进行处理。
本实施方式经过废渣处理，分解其中的石油等有机污染物，然后进行填埋或制成建筑材料。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式十一不同的是所述的热解处理将废渣的湿度控制在0～60％，以25℃/min的升温速率升温到400℃～600℃进行热解处理；所述焚烧处理是将废渣的湿度控制在0～70％，在焚烧炉中焚烧。
实施例一：本实施例切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的方法按照以下步骤实施：
一、向电火花切割过程中产生的废切削液中投加18g/L的十八水合硫酸铝，开启搅拌器，使硫酸铝或聚合氯化铝充分溶解并搅拌均匀，得到含铝盐切削液；
二、搅拌的同时通过微型水泵将40g/L的加入氢氧化钠溶液添加到含铝盐切削液中，切削液液面以下有pH探头，直至切削液pH为9.0时微型水泵自动停止运行并停止搅拌，得到碱性切削液；
三、通过微型水泵将1000mg/L的阴离子型PAM(聚丙烯酰胺)母液(分子量为700万-800万)添加到步骤二中的碱性切削液中，同时开启搅拌器，使PAM在切削液中的浓度为12mg/L，搅拌均匀后停止搅拌，得到切削混合液；
四、通过泵将切削混合液输送到过滤器中经粗过滤层过滤，粗过滤层为5层纱布滤网，过滤去除较大的沉淀物，收集废渣，得到粗滤后的切削混合液；
五、粗滤后的切削混合液再经过精过滤层过滤，精过滤层为5-10μm折叠滤芯，完成切削液处理以及有价金属的回收，精过滤后的切削液呈淡黄色，清澈透明，添加新切削液后能够重复使用。
本实施例切削液化学结合膜过滤处理及有价金属回收的工艺装置图如图3所示，在原水池中设置有搅拌器1，在原水池中加入化学药剂，切削混合液通过污泥泵2输送到过滤器中先经粗过滤层3过滤，再经过精过滤层4过滤，在过滤器底部设置有反冲洗管，反冲洗管与反冲洗水池7相连通，经过精过滤层的滤液通过自吸泵8流入收集池5中，原水池和过滤器粗过滤层收集的废渣经输送管分别与废渣收集池6相连通。
本实施例步骤四将粗过滤层取出，将过滤的固体沉淀倾倒到废渣存储箱内，用清水冲洗后重新放回。步骤五中的滤膜采用反冲洗的方式清洗，清洗后重新使用。
本实施例为电火花切割过程中产生的废切削液，测得600nm波长下吸光度为0.736，采用上述处理方法进行处理，分别采用过滤棉和5-10μm折叠滤芯进行粗过滤和精过滤，经处理后测得检测处理切削液的吸光度及回收率如表1所示，处理前后图片如图1所示。并对废渣进行焚烧法处理，处理前后如图2所示，废渣焚烧后重量减少，体积减少，里面的石油烃等有机物被去除。
表1切削液处理后数据表
表2处理前后切削液COD和含油量对比
吸光度可以反应出切削液中的固体杂质情况，处理后切削液的吸光度大大降低，处理废切削液的平均回收率为91.3％。切削液处理后对含油量和COD含量均有下降，这是生成氢氧化铝沉淀过程中去除了部分的石油烃和乳化剂导致的。
