单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法技术

单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法，包括如下步骤：(1)由在线截留水洗槽截留含镍清洗废水，汇集至含镍清洗废水反应罐中；(2)加入液氨，并在pH值8.5‑9.0下，回收Ni

【技术实现步骤摘要】
单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法
本专利技术涉及铝加工
，尤其涉及单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法。
技术介绍
铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用。近年来，铝代铜、铝代木、铝代钢、扩大铝应用范围的趋势更加明显。铝加工业既是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。据统计，欧美发达国家人均年消费铝合金32kg以上，而我国人均只有13kg左右，只是发达国家的三分之一左右，国内铝合金消费还有巨大的增长空间。但是，铝加工行业能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的共性问题，突显为制约行业发展的瓶颈和障碍。铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会产生不同程度的废气、废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序产生煲模碱性废液，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。一、铝业废渣来源1、电解熔铸铝灰铝灰产生于铝及铝合金的电解、熔炼及铸造工序，因铝灰造成的铝总损失量在1-12％。每加工一吨原铝，约产生20-40kg铝灰，铝液直接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时量较多，而再生一吨废铝约产生100-250kg铝灰。铝灰可分为两种：一种是一次铝灰，是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生的浮渣及撇渣，主要成分为金属铝和铝氧化物，铝含量可达15％-70％不等，颜色为白色；另一种是二次铝灰，是一次铝灰提铝回收后的废弃物，铝含量较一次铝灰低，一般呈灰黑色。二次铝灰成分复杂，含有金属铝(5-30％)、氧化铝(30-70％)、二氧化硅和三氧化二铁(5-15％)、钾钠钙镁的氯化物(10-30％)以及氮氟砷等有毒有害成分。下图1为铝灰的成分检测报告。以下所称铝灰均指二次铝灰。2016年全国电解铝产量3250万吨，挤压及压延加工铝材产量超过2000万吨，每年全国的铝灰量保守估计在200万吨以上，更有数据认为铝灰总量在600-850万吨。铝灰是一种可再生的资源，具有较高的综合回收利用价值，但一直没得到足够的重视，造成了巨大的资源浪费。同时因铝灰渣中含有氟化物、氨氮、砷等有毒有害物质，被列为危险废弃物，在2016年版《国家危险废物名录》中铝灰的废物类别为HW48，危险特性T(Toxicity)-毒性危险废物。随着经济的发展，废铝灰积蓄量将逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、无害化的方法加以处理，将越来越凸显其对环境的严重威胁。目前我国铝灰的回收尚处于起步阶段，缺乏技术成熟可靠、经济性好的回收方法，铝灰处理回收率低、能源消耗和浪费大，利用途径不多。即便处理后的铝灰内仍含有大量有害物质，还是只能堆场堆存或掩埋处理，具有极大的环境危害性，同时厂家承担着巨大的违法风险。2、挤压表面处理废水废渣铝加工制品的生产要消耗大量的水，每生产1吨铝材至少消耗15吨水，全行业年生产挤压材2000万吨，排放废水近2.25亿吨，废水处理后产生废渣约150万吨，数量极为惊人。2.1、挤压煲模废液废水废渣铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达200-300g/L，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/L以上、反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉，如图2所示。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式，直接排放进废水中心，与氧化工序产生的废酸中和处理。这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占到企业总渣量的28％左右；同时，大量钠离子进入废水中心，污染中水，彻底断绝中水回用的可能性。煲模液这种粗糙的处理方式，企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。2.2、表面处理废水废渣铝材为增强防腐性和装饰性能，要进行表面处理。常用的表面处理方式有阳极氧化着色、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等。表面处理过程产生大量成分复杂的废水。按工艺划分，阳极氧化工艺(图3)产生的废水废渣有：碱蚀液产生的碱性废水废渣，占总渣量的18％；氧化液产生的酸性废水废渣，占总渣量的27％，着色与封孔液产生的含镍废渣，占总渣量9％；喷涂工艺(图4)产生的酸性废水废渣，占总渣量的18％。铝加工企业废水中心铝渣来源细分为：煲模液(图2)碱渣占总渣量的28％，碱蚀液碱渣占总渣量的18％，氧化液酸渣占总渣量的27％，着色与封孔液镍渣占总渣量9％；喷涂酸性废渣占总渣量的18％，废渣来源如图5所示。此外，部分企业生产抛光铝材，产生大量的抛光废渣，如图6所示。废水中心收集的废水，含有Al3+、Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+等阳离子，SO42-、F-、NO3-、NO2-、S2-、Cl-、酒石酸根、葡萄糖酸根、醋酸根等阴离子，以及有机酚、表面活性剂和丙烯酸树脂等有机物等。酸性废水、碱性废水通常是混合中和处理，而含铬废水、含镍废水必须单独处理。近年来氧化电泳材比例下降，但大多数铝材厂还是酸性废水多于碱性废水，酸碱水全部混在一起处理，废水混合后呈酸性，需要投入大量的片碱、石灰及PAC、PAM，产生了大量废渣。废渣中的大量金属铝、酸、碱等有用资源没有得到利用，造成巨大资源浪费。废渣属于危险废物，含有氢氧化铝、氟化物、硫化物、镍盐、苯酚、硝酸盐、亚硝酸盐等多种有毒有害物质，环境危害巨大，不可填埋，具有极大的环境危害性。废水中心处理、固液分离后，中水含有钠离子、铵离子、硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、醋酸根、酒石酸根、硫代硫酸根、氯离子、硫离子、氟离子等，不可回用。当前的环保形势，迫使企业要向节能减排及资源循环利用方向转型发展，但缺乏成熟可靠的技术。实现中水全部回用、废渣零产出、资源利用价值最大化，具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。2016年8月1日起施行的最新版《国家危险废物名录》已将酸性及碱性废水废渣列入名录管理，废物类别分别是HW34、HW35。酸、碱渣、铬渣、镍渣已列入最新版《国家危险废物名录》。二、铝业废渣处理及利用现状1、电解熔铸铝灰处理及利用现状国内外相继开发了不少铝灰回收及资源化利用的方法，近年来关于铝灰回收利用的专利也呈上升趋势，但大多数处于试验研究阶段，技术局限于高温条件提取金属铝，制备氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料以及炼钢辅料等方面，离产业化、规模化还有一定距离。1.1、铝灰回收目前回收铝灰的方法可分为热处理法和冷处理法，都只是回收了铝灰内的金属铝。国内大型再生铝厂多采用倾动回转窑处理法，把铝灰和添加剂盐类(通常是氯化钠、氯化钾以及少量氟化钙的混合物)放在倾动回转窑中加热后分离金属铝，但回收过程有烟气产生，金属回收率较低，铝灰中残留铝量较高，仍有进一步回收空间。小作坊式的人工炒灰法也在大量采用，此法为敞开式作业，产生大量灰尘烟雾。其它方法还有压榨回收法、等离子速溶法、电选法、MRM法、ALUREC法等。1.2、铝灰综合利用因铝灰的成分与铝土矿基本一致，用铝土矿能够生产的产品，都有人用铝灰进行过试验研究。当前铝灰的资源化利用方面主要有三条路线：(1)回收氧化铝返电解，回收氯盐作为熔铸精炼剂使用，但铝灰中的主要成分为α-Al2O3，活性差，将其电离需消耗更多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)由在线截留水洗槽截留含镍清洗废水，并汇集至含镍清洗废水反应罐中；(2)向含镍废水反应罐中加入液氨，混合反应生成初级反应液，并在pH值8.5‑9.0下，回收Ni2+，固液分离后，回收固态的氢氧化镍和液态的第一滤液；(3)将回收的氢氧化镍中加入纯水和醋酸，沉淀、过滤，获得pH值≥6.0、醋酸镍含量低于饱和点的液态醋酸镍溶液；并根据醋酸镍/三乙醇胺＝10、醋酸镍/异丁醇＝10的重量比，分别添加三乙醇胺和异丁醇，使液态醋酸镍溶液转化成液体中温封孔剂；(4)将步骤(2)的第一滤液中加入磷酸，混合反应生成次级反应液，并将pH值调整至6.5‑7.5，转化残余Ni2+为磷酸镍，固液分离后，回收固态的磷酸镍和液态的第二滤液；(5)步骤(4)获得的第二滤液中含有磷酸铵、硫酸铵、硼酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇，其pH值在6.5‑7.5之间，用于作为N‑P复合肥。

【技术特征摘要】
1.单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)由在线截留水洗槽截留含镍清洗废水，并汇集至含镍清洗废水反应罐中；(2)向含镍废水反应罐中加入液氨，混合反应生成初级反应液，并在pH值8.5-9.0下，回收Ni2+，固液分离后，回收固态的氢氧化镍和液态的第一滤液；(3)将回收的氢氧化镍中加入纯水和醋酸，沉淀、过滤，获得pH值≥6.0、醋酸镍含量低于饱和点的液态醋酸镍溶液；并根据醋酸镍/三乙醇胺＝10、醋酸镍/异丁醇＝10的重量比，分别添加三乙醇胺和异丁醇，使液态醋酸镍溶液转化成液体中温封孔剂；(4)将步骤(2)的第一滤液中加入磷酸，混合反应生成次级反应液，并将pH值调整至6.5-7.5，转化残余Ni2+为磷酸镍，固液分离后，回收固态的磷酸镍和液态的第二滤液；(5)步骤(4)获得的第二滤液中含有磷酸铵、硫酸铵、硼酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇，其pH值在6.5-7.5之间，用于作为N-P复合肥。2.根据权利要求1所述的单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法，其特征在于：所述在线截留水洗槽由单镍盐着色功能槽、第一流动水洗槽和第二流动水洗槽组成；两个流动水洗槽位于所述单镍盐着色功能槽的后面，并反向串联设置，由两个流动水洗槽截留含镍清洗废水，并由第一流动水洗槽的槽底出水口汇集至含镍清洗废水反应罐中。3.根据权利要求2所述的单镍盐着色回收封孔剂与中水利用的方法，其特征在于：控制所述在线截留水洗槽的第二流动水洗槽中的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊映明，
申请(专利权)人：佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44