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      氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)與方法

      498   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:佛山市三水雄鷹鋁表面技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司  
      2023-12-08 14:11:31
      權(quán)利要求書: 1.一種氧化液與煲模液中和回收氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:依次包括氧化液收集系統(tǒng)、煲膜液添加系統(tǒng)、反應(yīng)液分離系統(tǒng)、一次濾液收集系統(tǒng)、一次濾液回收系統(tǒng)和硫酸鈉回收系統(tǒng);

      所述氧化液收集系統(tǒng)包括氧化液收集罐、1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,所述氧化液收集系統(tǒng)用于收集待處理的氧化液并輸送至1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐;

      所述煲膜液添加系統(tǒng)包括1#煲模液收集罐,所述煲膜液添加系統(tǒng)用于往1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐添加煲膜液,使煲膜液和氧化液反應(yīng)生成氫氧化鋁和硫酸鈉;

      所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)包括固液分離罐和1#離心機,所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)用于固液分離出氫氧化鋁;

      所述一次濾液收集系統(tǒng)包括1#濾液回收罐,所述一次濾液收集系統(tǒng)用于收集固液分離后的含有硫酸鈉的濾液至1#濾液回收罐;

      所述一次濾液回收系統(tǒng)包括3#泵,所述一次濾液回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的沉淀物輸送至1#反應(yīng)罐,循環(huán)回收氫氧化鋁;

      所述硫酸鈉回收系統(tǒng)包括硫酸鈉結(jié)晶罐、冰機和2#離心機,所述硫酸鈉回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的上清液輸送至硫酸鈉結(jié)晶罐冷卻結(jié)晶,然后固液分離回收硫酸鈉;

      冷卻一次濾液至5℃以下,利用硫酸鈉在低溫下溶解度急劇降低的物理特性,結(jié)晶析出硫酸鈉;所述煲模液中偏鋁酸鈉分解點的R為3.0;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥3.50條件下,所述煲模液由管道輸送;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥4.00條件下,所述煲模液長期儲存,所述R為游離堿濃度/鋁離子濃度。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:還包括煲模液生成系統(tǒng),所述煲模液生成系統(tǒng)包括煲模槽、廢水導(dǎo)流溝、2#煲模液收集罐和二次濾液收集池,所述煲模液生成系統(tǒng)用于生成、收集待處理的煲模液進2#煲模液收集罐。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:還包括二次濾液收集系統(tǒng),所述二次濾液收集系統(tǒng)包括2#濾液回收罐,所述二次濾液收集系統(tǒng)用于將收集硫酸鈉結(jié)晶罐固液分離后的濾液,并將該濾液輸送至煲模液生成系統(tǒng)的二次濾液收集池。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:所述氧化液收集系統(tǒng)還包括1#泵、22#閥、1#閥和2#閥,所述氧化液收集罐的頂部和氧化槽連通,所述氧化液收集罐的底部和1#泵的輸入口連通,所述1#泵的輸出口通過管道分別和1#反應(yīng)罐的頂部、2#反應(yīng)罐的頂部連通,所述氧化液收集罐和1#泵之間設(shè)有22#閥,所述1#泵和1#反應(yīng)罐之間設(shè)有1#閥,所述1#泵和2#反應(yīng)罐之間設(shè)有2#閥,所述1#反應(yīng)罐中設(shè)有1#電攪拌,所述2#反應(yīng)罐中設(shè)有2#電攪拌;

      所述煲膜液添加系統(tǒng)還包括2#泵、3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、7#閥、8#閥、9#閥、10#閥、11#閥、12#閥、13#閥和14#閥,所述1#反應(yīng)罐的底部、2#反應(yīng)罐的底部均和2#泵連通,所述1#反應(yīng)罐的底部設(shè)有7#閥,所述2#反應(yīng)罐的底部設(shè)有8#閥,所述9#閥設(shè)于靠近所述2#泵處,所述

      1#反應(yīng)罐分別通過設(shè)有3#閥和設(shè)有5#閥的管道與所述2#泵連通,所述2#反應(yīng)罐分別通過設(shè)有4#閥和設(shè)有6#閥的管道與所述2#泵連通,所述1#煲模液收集罐的底部通過設(shè)有10#閥的管道與所述2#泵連通;所述2#泵通過設(shè)有12#閥的管道與所述1#濾液回收罐的頂部連通,

      12#閥設(shè)于靠近所述2#泵處;所述2#泵通過設(shè)有11#閥的管道分別與1#反應(yīng)罐的頂部、2#反應(yīng)罐的頂部連通,并且11#閥設(shè)于靠近所述2#泵處,在靠近1#反應(yīng)罐的頂部處設(shè)置13#閥,在靠近2#反應(yīng)罐的頂部處設(shè)置14#閥。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)還包括16#閥和17#閥,所述一次濾液收集系統(tǒng)還包括15#閥、18#閥和19#閥,所述一次濾液回收系統(tǒng)還包括21#閥和20#閥;

      所述2#泵還通過設(shè)有12#閥的管道與固液分離罐的頂部連通,并且靠近所述固液分離罐處設(shè)有16#閥,靠近所述1#濾液回收罐處設(shè)有15#閥;所述固液分離罐的底部和1#離心機的輸入口連通,所述固液分離罐和1#離心機之間設(shè)有17#閥;所述1#離心機設(shè)有固態(tài)分離料口和液態(tài)分離料口,所述1#離心機的固態(tài)分離料口輸出氫氧化鋁,所述1#離心機的液態(tài)分離料口通過管道和1#濾液回收罐的頂部連通;所述1#濾液回收罐的底部通過設(shè)有19#閥的管道和3#泵連通,所述19#閥靠近1#濾液回收罐的底部;所述1#濾液回收罐的中部通過設(shè)有

      18#閥的管道和3#泵連通,所述18#閥靠近1#濾液回收罐的中部;所述3#泵通過設(shè)有21#閥的管道和1#反應(yīng)罐的頂部連通,所述3#泵通過設(shè)有20#閥的管道和硫酸鈉結(jié)晶罐的頂部連通。

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:所述硫酸鈉回收系統(tǒng)還包括23#閥、24#閥、25#閥、冷卻管、4#泵和26#閥,所述二次濾液收集系統(tǒng)還包括27#閥、5#泵和28#閥;

      所述冷卻管插入所述硫酸鈉結(jié)晶罐內(nèi),并且所述冷卻管的一端和冰機的輸入口連通,所述冷卻管的另一端和冰機的輸出口連通,所述冷卻管的一端設(shè)有23#閥,所述冷卻管的另一端設(shè)有24#閥;所述硫酸鈉結(jié)晶罐的底部通過設(shè)有25#閥的管道和4#泵連通,所述4#泵通過設(shè)有26#閥的管道和2#離心機的輸入口連通;所述2#離心機設(shè)有固態(tài)分離料口和液態(tài)分離料口,所述2#離心機的固態(tài)分離料口輸出硫酸鈉,所述2#離心機的液態(tài)分離料口通過管道和2#濾液回收罐的頂部連通;所述2#濾液回收罐的底部通過設(shè)有27#閥的管道和5#泵連通,所述5#泵通過設(shè)有28#閥的管道和二次濾液收集池的頂部連通。

      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),其特征在于:所述煲模液生成系統(tǒng)還包括6#泵、29#閥、30#閥、31#閥、56#閥、高壓霧化水槍和7#泵,所述二次濾液收集池的底部通過設(shè)有29#閥的管道和6#泵連通,所述6#泵通過設(shè)有30#閥的管道和煲模槽的輸入口連通,所述煲模槽的輸出口和廢水導(dǎo)流溝的輸入口連通,所述廢水導(dǎo)流溝的輸出口和2#煲模液收集罐的頂部連通,所述2#煲模液收集罐的底部通過設(shè)有56#閥的管道和7#泵連通,所述7#泵通過管道和連通1#煲模液收集罐的頂部連通,所述6#泵通過設(shè)有31#閥的管道和高壓霧化水槍的輸入口連通,所述高壓霧化水槍設(shè)置于廢水導(dǎo)流溝;

      所述固液分離罐中設(shè)有3#電攪拌,所述1#濾液回收罐中設(shè)有4#電攪拌,所述硫酸鈉結(jié)晶罐中設(shè)有5#電攪拌;

      所述氧化液收集系統(tǒng)還包括1#溢流管和2#溢流管,所述1#反應(yīng)罐通過1#溢流管和1#濾液回收罐連通,所述2#反應(yīng)罐通過2#溢流管和1#濾液回收罐連通。

      8.使用權(quán)利要求7所述的氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)的回收方法,其特征在于,包括以下步驟:氧化液收集步驟,打開閥1#閥、2#閥和22#閥,開啟1#泵,將氧化液收集罐中的氧化液泵入1#反應(yīng)罐至1#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位,同時將氧化液收集罐中的氧化液泵入2#反應(yīng)罐至2#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位;

      煲膜液添加步驟,首先關(guān)閉3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、8#閥、12#閥和14#閥,打開7#閥、9#閥、11#閥和13#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,循環(huán)1#反應(yīng)罐中的氧化液;

      然后打開10#閥,利用負壓,將1#煲模液收集罐中的煲模液吸入2#泵,高速攪拌混合后分別送入1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,中和1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐的氧化液,形成反應(yīng)液;邊添加煲模液,邊檢測反應(yīng)液的pH值:當反應(yīng)液pH值落入7.0-7.5時,達到反應(yīng)終點,生成氫氧化鋁和硫酸鈉,關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液;

      反應(yīng)液分離步驟,先關(guān)閉4#閥、6#閥、7#閥、8#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開3#閥或5#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將1#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;

      然后關(guān)閉3#閥、5#閥、15#閥和17#閥,打開7#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將1#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      接著關(guān)閉3#閥、5#閥、8#閥、7#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開4#閥或6#閥,打開9#閥、

      12#閥和15#閥,開啟2#泵,將2#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;

      繼而關(guān)閉4#閥、6#閥、15#閥和17#閥,打開8#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將2#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      最后開啟3#電攪拌和1#離心機,打開17#閥,固液分離、噴淋、分裝氫氧化鋁,含有硫酸鈉的一次濾液送入1#濾液回收罐;

      硫酸鈉回收步驟,先關(guān)閉19#閥和21#閥,打開18#閥和20#閥,開啟3#泵,將1#濾液回收罐中的上清液泵入硫酸鈉結(jié)晶罐;

      然后關(guān)閉25#閥,打開23#閥和24#閥,開啟冰機,冷卻一次濾液至5℃以下,結(jié)晶析出硫酸鈉;接著開啟5#電攪拌,打開25#閥和26#閥,開啟2#離心機和4#泵,固液分離出回收硫酸鈉,并將固液分離后的二次濾液輸送至2#濾液回收罐;

      所述煲模液中偏鋁酸鈉分解點的R為3.0;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥3.50條件下,所述煲模液由管道輸送;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥4.00條件下,所述煲模液長期儲存,所述R為游離堿濃度/鋁離子濃度;

      所述煲膜液添加步驟中,在關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液后,繼續(xù)攪拌30分鐘,然后靜置

      60分鐘。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的回收方法,其特征在于,還包括以下步驟:

      煲模液生成步驟,先關(guān)閉煲模槽的排水閥,打開29#閥、30#閥和煲模槽的進水閥,開啟

      6#泵,給煲模槽注水;

      然后按150-250g/L氫氧化鈉的濃度標準,給煲模液開槽;將模具吊入煲模槽,進行煲模;

      煲模完成后,吊出模具,打開31#閥和6#泵,用高壓霧化水槍清洗模具,模具晾干回收,清洗水經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐,回收廢液;

      當煲模液中的鋁離子達到60g/L以上時,打開煲模槽的排水閥,煲模廢液經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐;打開56#閥,開啟7#泵,將煲模廢液泵入1#煲模液收集罐;

      一次濾液回收步驟,在反應(yīng)液分離步驟完成后,打開19#閥和21#閥,關(guān)閉#閥和20#閥,開啟4#電攪拌和3#泵,將1#濾液回收罐中沉淀物泵入1#反應(yīng)罐中,進行二次回收;

      二次濾液收集步驟,在硫酸鈉回收步驟完成后,關(guān)閉27#閥,收集二次濾液;然后打開

      27#閥和28#閥,開啟5#泵,將二次濾液送入煲模車間輸送至二次濾液收集池,用于煲模槽開槽和清洗模具。

      說明書: 氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)與方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及鋁加工技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)與方法。背景技術(shù)[0002] 鋁型材擠壓模具使用后要放入高濃度堿液中進行煲模,將模腔內(nèi)的鋁反應(yīng)腐蝕掉。煲模液中氫氧化鈉的濃度達200-300g/L,隨著反應(yīng)的進行,鋁離子含量不斷升高,當達到60-70g/L以上、反應(yīng)速度明顯降低時,就必須將煲模液排掉,排掉的廢液中含有大量的鋁離子及氫氧化鈉,潛在的經(jīng)濟價值非常大。[0003] 中國專利201320875536.9提出用煲模液中和陽極氧化液回收氫氧化鋁的方法,確實可以回收滿足國標GB4294-2010要求的氫氧化鋁,但沒有回收硫酸根離子和鈉離子,而鈉離子是中水回用的最大障礙。[0004] 中國專利CN201710461889.7、CN201010273267.X提供了一種回收煲模液的方法,即采用晶析法回收氫氧化鋁和氫氧化鈉,有兩方面的技術(shù)障礙可能阻礙這些專利的實施。障礙一是煲模液不同于堿蝕液,煲模液排放時,游離堿為250g/L左右,鋁離子為50g/L左右,R值(游離堿與鋁離子濃度之比)在5.0以上,而堿蝕液的游離堿為60g/L左右,鋁離子為20g/L左右,R值在3.0左右,堿性槽液,偏鋁酸鈉分解、氫氧化鋁析出的R值區(qū)間為:R<3.0,大量氫氧化鋁分解析出;3.0≤R≤3.5,部分氫氧化鋁分解析出;R>3.5,氫氧化鋁不分解析出;堿蝕液的R值為3.0左右,完全可以利用拜耳法,采用晶析手段回收氫氧化鋁、回用氫氧化鈉;但煲模液的R值在5.0以上,離偏鋁酸鈉的分解區(qū)間太遠,大量的游離堿阻礙了偏鋁酸鈉分解,溶解可能生成的氫氧化鋁;為了分解煲模液的偏鋁酸鈉,回收氫氧化鋁,必須添加大量的酸,消耗游離堿,降低R值,使R值回到分解區(qū)間,方可回收氫氧化鋁;但大量酸的添加,已損失大量的堿,這種回收方式已失去堿回收的設(shè)計初衷;障礙二是氫氧化鋁易分解結(jié)垢,設(shè)備維護非常麻煩,且回收的氫氧化鋁太細,價值不高。

      [0005] 中國專CN201610128702.7提出用石灰處理煲模液,生成鋁酸鈣、回收氫氧化鈉的方法;在強堿條件下,鋁酸鈣被溶解,該發(fā)明不能生成鋁酸鈣,不能回收煲模液。[0006] 現(xiàn)行的處理方法過于簡單:一是直接排放進廢水處理中心,既增加了處理成本,又浪費了鋁和鈉資源,還在中水中引入大量的鈉離子,阻礙中水回用;二是請專業(yè)處理廠家拉走,這些處理廠若單項處理海量的煲模廢堿液,需消耗海量的酸液,將為此付出昂貴的處理成本。全國年產(chǎn)擠壓鋁材2000萬噸,產(chǎn)生煲模廢液75萬噸,含氫氧化鈉15萬噸、鋁3萬噸,按現(xiàn)行的處理方法,需添加12萬噸硫酸中和,產(chǎn)生45萬噸危廢堿渣!既付出巨額的廢水處理費用,又損失約3萬噸鋁和15萬噸氫氧化鈉,還產(chǎn)生45萬噸危廢堿渣,這種浪費令人觸目驚心!發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,提出氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)與方法。[0008] 為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:[0009] 一種氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng),依次包括氧化液收集系統(tǒng)、煲膜液添加系統(tǒng)、反應(yīng)液分離系統(tǒng)、一次濾液收集系統(tǒng)、一次濾液回收系統(tǒng)和硫酸鈉回收系統(tǒng);[0010] 所述氧化液收集系統(tǒng)包括氧化液收集罐、1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,所述氧化液收集系統(tǒng)用于收集待處理的氧化液并輸送至1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐;[0011] 所述煲膜液添加系統(tǒng)包括1#煲模液收集罐,所述煲膜液添加系統(tǒng)用于往1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐添加煲膜液,使煲膜液和氧化液反應(yīng)生成氫氧化鋁和硫酸鈉;[0012] 所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)包括固液分離罐和1#離心機,所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)用于固液分離出氫氧化鋁;[0013] 所述一次濾液收集系統(tǒng)包括1#濾液回收罐,所述一次濾液收集系統(tǒng)用于收集固液分離后的含有硫酸鈉的濾液至1#濾液回收罐;[0014] 所述一次濾液回收系統(tǒng)包括3#泵,所述一次濾液回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的沉淀物輸送至1#反應(yīng)罐,循環(huán)回收氫氧化鋁;[0015] 所述硫酸鈉回收系統(tǒng)包括硫酸鈉結(jié)晶罐、冰機和2#離心機,所述硫酸鈉回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的上清液輸送至硫酸鈉結(jié)晶罐冷卻結(jié)晶,然后固液分離回收硫酸鈉。[0016] 優(yōu)選地,還包括煲模液生成系統(tǒng),所述煲模液生成系統(tǒng)包括煲模槽、廢水導(dǎo)流溝、2#煲模液收集罐和二次濾液收集池,所述煲模液生成系統(tǒng)用于生成、收集待處理的煲模液進2#煲模液收集罐。

      [0017] 優(yōu)選地,還包括二次濾液收集系統(tǒng),所述二次濾液收集系統(tǒng)包括2#濾液回收罐,所述二次濾液收集系統(tǒng)用于將收集硫酸鈉結(jié)晶罐固液分離后的濾液,并將該濾液輸送至煲模液生成系統(tǒng)的二次濾液收集池。[0018] 優(yōu)選地,所述氧化液收集系統(tǒng)還包括1#泵、22#閥、1#閥和2#閥,所述氧化液收集罐的頂部和氧化槽連通,所述氧化液收集罐的底部和1#泵的輸入口連通,所述1#泵的輸出口通過管道分別和1#反應(yīng)罐的頂部、2#反應(yīng)罐的頂部連通,所述氧化液收集罐和1#泵之間設(shè)有22#閥,所述1#泵和1#反應(yīng)罐之間設(shè)有1#閥,所述1#泵和2#反應(yīng)罐之間設(shè)有2#閥,所述1#反應(yīng)罐中設(shè)有1#電攪拌,所述2#反應(yīng)罐中設(shè)有2#電攪拌;[0019] 所述煲膜液添加系統(tǒng)還包括2#泵、3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、7#閥、8#閥、9#閥、10#閥、11#閥、12#閥、13#閥和14#閥,所述1#反應(yīng)罐的底部、2#反應(yīng)罐的底部均和2#泵連通,所述1#反應(yīng)罐的底部設(shè)有7#閥,所述2#反應(yīng)罐的底部設(shè)有8#閥,所述9#閥設(shè)于靠近所述2#泵處,所述1#反應(yīng)罐分別通過設(shè)有3#閥和設(shè)有5#閥的管道與所述2#泵連通,所述2#反應(yīng)罐分別通過設(shè)有4#閥和設(shè)有6#閥的管道與所述2#泵連通,所述1#煲模液收集罐的底部通過設(shè)有10#閥的管道與所述2#泵連通;所述2#泵通過設(shè)有12#閥的管道與所述1#濾液回收罐的頂部連通,12#閥設(shè)于靠近所述2#泵處;所述2#泵通過設(shè)有11#閥的管道分別與1#反應(yīng)罐的頂部、

      2#反應(yīng)罐的頂部連通,并且11#閥設(shè)于靠近所述2#泵處,在靠近1#反應(yīng)罐的頂部處設(shè)置13#閥,在靠近2#反應(yīng)罐的頂部處設(shè)置14#閥。

      [0020] 優(yōu)選地,所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)還包括16#閥和17#閥,所述一次濾液收集系統(tǒng)還包括15#閥、18#閥和19#閥,所述一次濾液回收系統(tǒng)還包括21#閥和20#閥;[0021] 所述2#泵還通過設(shè)有12#閥的管道與固液分離罐的頂部連通,并且靠近所述固液分離罐處設(shè)有16#閥,靠近所述1#濾液回收罐處設(shè)有15#閥;所述固液分離罐的底部和1#離心機的輸入口連通,所述固液分離罐和1#離心機之間設(shè)有17#閥;所述1#離心機設(shè)有固態(tài)分離料口和液態(tài)分離料口,所述1#離心機的固態(tài)分離料口輸出氫氧化鋁,所述1#離心機的液態(tài)分離料口通過管道和1#濾液回收罐的頂部連通;所述1#濾液回收罐的底部通過設(shè)有19#閥的管道和3#泵連通,所述19#閥靠近1#濾液回收罐的底部;所述1#濾液回收罐的中部通過設(shè)有18#閥的管道和3#泵連通,所述18#閥靠近1#濾液回收罐的中部;所述3#泵通過設(shè)有21#閥的管道和1#反應(yīng)罐的頂部連通,所述3#泵通過設(shè)有20#閥的管道和硫酸鈉結(jié)晶罐的頂部連通。[0022] 優(yōu)選地,所述硫酸鈉回收系統(tǒng)還包括23#閥、24#閥、25#閥、冷卻管、4#泵和26#閥,所述二次濾液收集系統(tǒng)還包括27#閥、5#泵和28#閥;所述冷卻管插入所述硫酸鈉結(jié)晶罐內(nèi),并且所述冷卻管的一端和冰機的輸入口連通,所述冷卻管的另一端和冰機的輸出口連通,所述冷卻管的一端設(shè)有23#閥,所述冷卻管的另一端設(shè)有24#閥;所述硫酸鈉結(jié)晶罐的底部通過設(shè)有25#閥的管道和4#泵連通,所述4#泵通過設(shè)有26#閥的管道和2#離心機的輸入口連通;所述2#離心機設(shè)有固態(tài)分離料口和液態(tài)分離料口,所述2#離心機的固態(tài)分離料口輸出硫酸鈉,所述2#離心機的液態(tài)分離料口通過管道和2#濾液回收罐的頂部連通;所述2#濾液回收罐的底部通過設(shè)有27#閥的管道和5#泵連通,所述5#泵通過設(shè)有28#閥的管道和二次濾液收集池的頂部連通。[0023] 優(yōu)選地,所述煲模液生成系統(tǒng)還包括6#泵、29#閥、30#閥、31#閥、56#閥、高壓霧化水槍和7#泵,所述二次濾液收集池的底部通過設(shè)有29#閥的管道和6#泵連通,所述6#泵通過設(shè)有30#閥的管道和煲模槽的輸入口連通,所述煲模槽的輸出口和廢水導(dǎo)流溝的輸入口連通,所述廢水導(dǎo)流溝的輸出口和2#煲模液收集罐的頂部連通,所述2#煲模液收集罐的底部通過設(shè)有56#閥的管道和7#泵連通,所述7#泵通過管道和連通1#煲模液收集罐的頂部連通,所述6#泵通過設(shè)有31#閥的管道和高壓霧化水槍的輸入口連通,所述高壓霧化水槍設(shè)置于廢水導(dǎo)流溝;所述固液分離罐中設(shè)有3#電攪拌,所述1#濾液回收罐中設(shè)有4#電攪拌,所述硫酸鈉結(jié)晶罐中設(shè)有5#電攪拌;所述氧化液收集系統(tǒng)還包括1#溢流管和2#溢流管,所述1#反應(yīng)罐通過1#溢流管和1#濾液回收罐連通,所述2#反應(yīng)罐通過2#溢流管和1#濾液回收罐連通。[0024] 優(yōu)選地,所述氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)的回收方法,包括以下步驟:[0025] 氧化液收集步驟,打開閥1#閥、2#閥和22#閥,開啟1#泵,將氧化液收集罐中的氧化液泵入1#反應(yīng)罐至1#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位,同時將氧化液收集罐中的氧化液泵入2#反應(yīng)罐至2#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位;

      [0026] 煲膜液添加步驟,首先關(guān)閉3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、8#閥、12#閥和14#閥,打開7#閥、9#閥、11#閥和13#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,循環(huán)1#反應(yīng)罐中的氧化液;[0027] 然后打開10#閥,利用負壓,將1#煲模液收集罐中的煲模液吸入2#泵,高速攪拌混合后分別送入1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,中和1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐的氧化液,形成反應(yīng)液;邊添加煲模液,邊檢測反應(yīng)液的pH值:當反應(yīng)液pH值落入7.0-7.5時,達到反應(yīng)終點,生成氫氧化鋁和硫酸鈉,關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液;[0028] 反應(yīng)液分離步驟,先關(guān)閉4#閥、6#閥、7#閥、8#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開3#閥或5#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將1#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;[0029] 然后關(guān)閉3#閥、5#閥、15#閥和17#閥,打開7#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將1#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      [0030] 接著關(guān)閉3#閥、5#閥、8#閥、7#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開4#閥或6#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將2#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;[0031] 繼而關(guān)閉4#閥、6#閥、15#閥和17#閥,打開8#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將2#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      [0032] 最后開啟3#電攪拌和1#離心機,打開17#閥,固液分離、噴淋、分裝氫氧化鋁,含有硫酸鈉的一次濾液送入1#濾液回收罐;[0033] 硫酸鈉回收步驟,先關(guān)閉19#閥和21#閥,打開18#閥和20#閥,開啟3#泵,將1#濾液回收罐中的上清液泵入硫酸鈉結(jié)晶罐;[0034] 然后關(guān)閉25#閥,打開23#閥和24#閥,開啟冰機,冷卻一次濾液至5℃以下,結(jié)晶析出硫酸鈉;接著開啟5#電攪拌,打開25#閥和26#閥,開啟2#離心機和4#泵,固液分離出回收硫酸鈉,并將固液分離后的二次濾液輸送至2#濾液回收罐。[0035] 優(yōu)選地,還包括以下步驟:[0036] 煲模液生成步驟,先關(guān)閉煲模槽的排水閥,打開29#閥、30#閥和煲模槽的進水閥,開啟6#泵,給煲模槽注水;[0037] 然后按150-250g/L氫氧化鈉的濃度標準,給煲模液開槽;將模具吊入煲模槽,進行煲模;[0038] 煲模完成后,吊出模具,打開31#閥和6#泵,用高壓霧化水槍清洗模具,模具晾干回收,清洗水經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐,回收廢液;[0039] 當煲模液中的鋁離子達到60g/L以上時,打開煲模槽的排水閥,煲模廢液經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐;打開56#閥,開啟7#泵,將煲模廢液泵入1#煲模液收集罐;[0040] 一次濾液回收步驟,在反應(yīng)液分離步驟完成后,打開19#閥和21#閥,關(guān)閉#閥和20#閥,開啟4#電攪拌和3#泵,將1#濾液回收罐中沉淀物泵入1#反應(yīng)罐中,進行二次回收;[0041] 二次濾液收集步驟,在硫酸鈉回收步驟完成后,關(guān)閉27#閥,收集二次濾液;然后打開27#閥和28#閥,開啟5#泵,將二次濾液送入煲模車間輸送至二次濾液收集池,用于煲模槽開槽和清洗模具。[0042] 優(yōu)選地,所述煲模液中偏鋁酸鈉分解點的R為3.0;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥3.50條件下,所述煲模液由管道輸送;所述煲模液在沒有晶種,并且R≥4.00條件下,所述煲模液長期儲存,所述R為游離堿濃度/鋁離子濃度;[0043] 所述煲膜液添加步驟中,在關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液后,繼續(xù)攪拌30分鐘,然后靜置60分鐘。[0044] 本發(fā)明的有益效果:[0045] 1、本發(fā)明首次充分研究煲模液的分解規(guī)律,得出R=3.00為偏鋁酸鈉分解點;在沒有晶種,并且R≥3.50條件下,煲模液可管道輸送;在沒有晶種,并且RR≥4.00條件下,煲模液可長期儲存;[0046] 2、本發(fā)明首次利用氧化廢液為反應(yīng)液,添加煲模液或其他含偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的堿液(如氧化線堿蝕液(不含堿蝕劑)、鋁灰的堿溶解液等,R≥3.5),在pH介于7.00-7.50之間,回收氫氧化鋁和硫酸鈉副產(chǎn)品;[0047] 3、本發(fā)明首次在煲模液添加系統(tǒng)中設(shè)置10#閥,利用11#閥、13#閥、14#閥、1#反應(yīng)罐、2#反應(yīng)罐、7#閥、8#閥和2#泵形成的反應(yīng)液循環(huán),10#閥處于負壓的巧妙設(shè)計,將煲模液吸入反應(yīng)罐;煲模液在2#泵處與氧化液充分混合、反應(yīng),生成氫氧化鋁,回收金屬鋁和鈉;本添加方法實現(xiàn)低位添加煲模液,避免在反應(yīng)罐上方高位添加,既杜絕了煲模液從氧化液上表面添加、高溫反應(yīng)濺出傷人的風險,又利用2#泵高速攪拌、充分混合,避免了堿液結(jié)塊,減輕電攪拌壓力,大幅縮短反應(yīng)時間;[0048] 4、本發(fā)明首次在一次濾液回收系統(tǒng)、一次濾液收集系統(tǒng)中,設(shè)置18#閥、19#閥、20#閥、21#閥和3#泵,利用閥門轉(zhuǎn)換,將1#濾液回收罐中的上清液送入硫酸鈉結(jié)晶罐冷卻結(jié)晶,實現(xiàn)硫酸鈉回收;將1#濾液回收罐底部的固液混合物送回1#反應(yīng)罐,實現(xiàn)氫氧化鋁再回收;[0049] 5、本發(fā)明首次在硫酸鈉回收系統(tǒng)配置冰機,利用硫酸鈉在不同溫度下巨大的溶解度差,在5℃以下,結(jié)晶分離回收硫酸鈉;[0050] 6、本發(fā)明首次將二次濾液收集系統(tǒng)中收集的含少量硫酸鈉溶液,利用5#泵,送回煲模車間二次濾液收集池,給煲模槽開槽、清洗模具,循環(huán)使用,等待下一次回收,徹底隔離廢水中心的鈉離子,實現(xiàn)煲模車間廢水廢渣零排放,為中水回用清除最大的鈉離子障礙;[0051] 7、本發(fā)明首次將氧化廢液設(shè)置為反應(yīng)液母液,添加煲模液,生成的氫氧化鋁經(jīng)歷整個酸性過程,與拜耳法生成氫氧化鋁經(jīng)歷的整個堿性過程正好相反,獲得的氫氧化鋁粒度均勻,325目通過率滿足國標要求;[0052] 8、本發(fā)明首次設(shè)置的硫酸鈉回收方法,是先經(jīng)過回收氫氧化鋁、經(jīng)歷大量氫氧化鋁凈化過程后,再回收的硫酸鈉;硫酸鈉品質(zhì)遠超1類優(yōu)等品指標,其中白度(R457)遠超國標88,高達90.3。[0053] 9、本發(fā)明首次在煲模液生成系統(tǒng)中配置二次濾液收集池和高壓霧化水槍,用二次濾液給煲模槽開槽,回用二次濾液;用二次濾液、借助高壓霧化水槍清洗模具,減少清洗用水,確?;厥盏撵夷U液濃度;在煲模時大量蒸發(fā)用水、和10水硫酸鈉消耗大量結(jié)晶水前提下,煲模車間的大系統(tǒng)缺水、整個煲模車間需要補水而不排水,實現(xiàn)煲模廢水廢渣零排放,徹底阻斷鈉離子對廢水中心的污染。附圖說明[0054] 附圖對本發(fā)明做進一步說明,但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。[0055] 圖1是本發(fā)明其中一個實施例的煲膜液生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;[0056] 圖2是本發(fā)明其中一個實施例的氫氧化鋁回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;[0057] 圖3是本發(fā)明其中一個實施例的硫酸鈉回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式[0058] 下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。[0059] 一、氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的理論依據(jù)[0060] 煲模時,模具中的鋁料頭在堿蝕液中發(fā)生如下化學反應(yīng):[0061] Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(去自然氧化膜)(1)[0062] 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(溶鋁)(2)[0063] NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaOH(槽液分解,再生堿液)(3)[0064] 2Al(OH)3=Al2O3.3H2O(槽壁結(jié)垢、堵塞管道)(4)[0065] (2)+(3)式,在強堿條件下[0066] 2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑(5)[0067] (2)(3)(5)式中,是否生成Al(OH)3沉淀,取決于煲模液游離堿濃度,當R值(游離堿濃度/鋁離子濃度)大于3.5時,鋁以NaAlO2形式存在,低于3.5時,分解析出Al(OH)3。在堿性條件下,煲模液化學反應(yīng)的本質(zhì)是鋁與水的反應(yīng),鋁被溶解,水被分解,釋放氫氣,生成氫氧根,煲模液總堿濃度增加,增加量為一摩爾鋁,增加三摩爾總堿。[0068] 按(1)(2)兩式,堿濃度越高,溶鋁速度越快;按(3)(4)(5)兩式,煲模液不穩(wěn)定,易分解,并結(jié)垢。按(3)(4)(5)式,為了防止偏鋁酸鈉分解,可適當增加氫氧化鈉濃度,保持偏鋁酸鈉穩(wěn)定,防止回收設(shè)備、泵、閥門結(jié)垢,以利于回收煲模液。在含偏鋁酸鈉的煲模液中,逐步添加硫酸(或氧化廢液),發(fā)生如下化學反應(yīng):[0069] 與少量稀硫酸反應(yīng):[0070] 2NaAlO2+H2SO4+2H2O=Na2SO4+2Al(OH)3↓(pH在7以上)(6)[0071] 與過量稀硫酸反應(yīng):[0072] 2NaAlO2+4H2SO4==Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O(pH在4.89以下)(7)[0073] 二、氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的試驗結(jié)果[0074] (a)煲模液溶解鋁的分解規(guī)律[0075] 按不同堿濃度開槽一升,溶解鋁屑,研究游離堿濃度、鋁離子濃度和槽液分解變化規(guī)律;每次溶解完鋁屑后,攪拌均勻,補充液位至一升,沉淀,滴定游離堿和鋁離子濃度,結(jié)果如表1所示(J為游離堿濃度g/L,L為鋁離子濃度g/L,R為游離堿濃度/鋁離子濃度)。表1列出的大規(guī)模實驗結(jié)果,為煲模液的回收、儲存與輸送,打下了堅實的在線回收基礎(chǔ)。[0076][0077] 表1不同濃度堿液溶解鋁屑的變化規(guī)律[0078] 實驗結(jié)果[0079] 試樣A[0080] 1)開槽指標J98.88L0,隨著鋁屑添加量的增加,按(1)式,鋁屑表面的氧化鋁消耗游離堿,J值逐步降低;按(2)(5)式,鋁的溶解釋放氫氣,生成總堿,轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉,不消耗游離堿,L值不斷增加,R值不斷降低,J值降低有限;[0081] 2)當鋁屑增加到50g時,L值繼續(xù)增加,指標為J94.76L38.01R2.49,形成偏鋁酸鈉過飽和溶液,槽液達到氫氧化鋁分解析出臨界點,R為最低點2.49;[0082] 3)當鋁屑增加到60g時,指標為J94.76L30.59R3.10,L值降低,氫氧化鋁分解析出,R值回升至3.10;[0083] 4)繼續(xù)增加鋁屑,按(3)式,槽液進入拜耳法控制區(qū)間,溶解的鋁不斷生成氫氧化鋁,鋁的溶解、釋放氫氣、生成氫氧根與氫氧化鋁生成、消耗氫氧根同時進行,氫氧化鋁析出,不消耗游離堿,故J值降低有限;由于槽液含有大量氫氧化鋁晶種,可基本消除偏鋁酸鈉過飽和狀態(tài),R值繼續(xù)上升至穩(wěn)態(tài),在鋁屑添加至80-160范圍內(nèi),R值介于3.50-4.00之間,考慮到滴定誤差,R值≥4.00時,試樣A絕對穩(wěn)定,不會分解析出氫氧化鋁。[0084] 試樣B[0085] 1)開槽指標J199.82L0,隨著鋁屑添加量的增加,按(1)式,鋁屑表面的氧化鋁消耗游離堿,J值逐步降低;按(2)(5)式,鋁的溶解釋放氫氣,生成總堿,轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉,不消耗游離堿,L值不斷增加,R值不斷降低,J值降低有限;[0086] 2)當鋁屑增加到90g時,L值繼續(xù)增加,指標為J199.76L68.13R2.93,形成偏鋁酸鈉過飽和溶液,槽液達到氫氧化鋁分解析出臨界點,R為最低點2.93;[0087] 3)當鋁屑增加到100g時,指標為J193.64L68.60R2.82,L值不變,氫氧化鋁分解析出,R值為2.82;[0088] 4)繼續(xù)增加鋁屑,鋁屑表面的氧化鋁按(3)式,槽液進入拜耳法控制區(qū)間,溶解的鋁不斷生成氫氧化鋁,鋁的溶解、釋放氫氣、生成氫氧根與氫氧化鋁生成、消耗氫氧根同時進行,氫氧化鋁析出,不消耗游離堿,故J值降低有限;由于槽液含有大量氫氧化鋁晶種,可基本消除偏鋁酸鈉過飽和狀態(tài),R值繼續(xù)上升至穩(wěn)態(tài),在鋁屑添加至120-160范圍內(nèi),R值介于4.00-4.15之間,考慮到滴定誤差,R值≥4.20時,試樣B絕對穩(wěn)定,不會分解析出氫氧化鋁。[0089] 試樣C[0090] 1)開槽指標J313.12L0,隨著鋁屑添加量的增加,按(1)式,鋁屑表面的氧化鋁消耗游離堿,J值逐步降低;按(2)(5)式,鋁的溶解釋放氫氣,生成總堿,轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉,不消耗游離堿,L值不斷增加,R值不斷降低,J值降低有限;[0091] 2)當鋁屑增加到130g時,L值繼續(xù)增加,指標為J276.04L92.79R2.98,形成偏鋁酸鈉過飽和溶液,槽液達到氫氧化鋁分解析出臨界點,R為最低點2.98;[0092] 3)當鋁屑增加到140g時,指標為J273.98L93.261R2.94,L值變化很小,氫氧化鋁分解析出,R值為2.94;[0093] 4)繼續(xù)增加鋁屑,按(3)式,槽液進入拜耳法控制區(qū)間,溶解的鋁不斷生成氫氧化鋁,鋁的溶解、釋放氫氣、生成氫氧根與氫氧化鋁生成、消耗氫氧根同時進行,氫氧化鋁析出,不消耗游離堿,故J值降低有限;由于槽液含有大量氫氧化鋁晶種,可基本消除偏鋁酸鈉過飽和狀態(tài),R值繼續(xù)上升至穩(wěn)態(tài),在鋁屑添加至120-160范圍內(nèi),R值介于3.18-3.25之間;由于槽液粘度太大,分解的氫氧化鋁,攪拌后很難沉淀,滴定誤差太大,鋁屑添加量>160g以上的數(shù)據(jù)無法取得,試樣C的穩(wěn)態(tài)R值無法取到。

      [0094] 實驗結(jié)果分析[0095] 1)試樣A-C,均存在分解臨界點。A的分解臨界點為J94.76L38.01R2.49,B的分解臨界點為J199.76L68.13R2.93,C的分解臨界點為J276.04L92.79R2.98;在分解臨界點以上,J略微降低,L升高,R降低,槽液逐步進入偏鋁酸鈉過飽和區(qū)間,沒有氫氧化鋁析出;[0096] 2)試樣A-C,均存在分解點。A的分解點為J94.76L30.59R3.10,B的分解點為J193.64L68.60R2.82,C的分解點為J273.98L93.261R2.94,在分解點以下,J略微降低,L不再隨鋁屑的添加而大幅增加,R不再隨鋁屑添加而大幅降低,槽液進入拜耳法偏鋁酸鈉分解區(qū)間,分解析出大量氫氧化鋁。試樣A存在明顯的過飽和現(xiàn)象,臨界點L38.01R2.49,分解點L30.59R3.10,添加10g鋁屑后,L不但沒有增加,反而大幅降低,析出大量氫氧化鋁,R反彈至3.10;試樣B過飽和現(xiàn)象不明顯,臨界點L68.13R2.93與分解點L68.60R2.82之間平穩(wěn)過度,添加的10g鋁屑直接分解成氫氧化鋁,L、R幾乎沒有變化,槽液直接進入拜耳法偏鋁酸鈉分解區(qū)間;試樣C過飽和現(xiàn)象不明顯,臨界點L92.79R2.98與分解點L93.261R2.94之間平穩(wěn)過度,添加的10g鋁屑直接分解成氫氧化鋁,L、R幾乎沒有變化,槽液直接進入拜耳法偏鋁酸鈉分解區(qū)間;

      [0097] 3)進入拜耳法偏鋁酸鈉分解區(qū)間后,繼續(xù)添加鋁屑,L不再增加,R不斷升高。試樣A的R值逐步趨近3.50-4.00區(qū)間,試樣B的R值逐步趨近4.00-4.15區(qū)間;除添加的鋁屑直接分解成氫氧化鋁外,大量氫氧化鋁晶種的存在,進一步誘導(dǎo)偏鋁酸鈉分解,徹底消除過飽和現(xiàn)象,實現(xiàn)(3)式化學反應(yīng)的動態(tài)平衡;[0098] 4)煲模液倒槽時的指標為J250L50R5.00,試樣B、C最接近煲模液的工作指標。實驗結(jié)果表明,在沒有晶種的條件下,煲模液分解的R值為3.00左右,要回收煲模液中的鋁,必須分解煲模液,添加相當濃度的酸,消耗游離堿,降低R值至3.00左右,方能分解出氫氧化鋁;要管道輸送煲模液,R值必須大于3.00,考慮到意外晶種的引入,誘發(fā)偏鋁酸鈉分解,R值最好在3.50以上輸送;要長期儲存煲模液,不分解、不沉淀,R值最好控制在4.00以上。

      [0099] (b)無水硫酸鈉溶解度隨溫度的變化規(guī)律[0100] 取純水100ml,從0℃開始,添加無水硫酸鈉,記錄飽和點溶解無水硫酸鈉重量(g);每隔10℃,檢測一次,得無聲硫酸鈉飽和濃度隨溫度的變化規(guī)律,如表2所示:

      [0101][0102] 表2無水硫酸鈉溶解度隨溫度的變化規(guī)律[0103] 實驗結(jié)果分析[0104] 1)無水硫酸鈉溶解度隨溫度變化很大,0℃時4.9g/100ml,40℃時48.8g/100ml,相差近10倍;[0105] 2)0-40℃區(qū)間,溶解度急劇上升;40-100℃,溶解度略微下降;[0106] 3)可用冷卻方法,結(jié)晶析出10水硫酸鈉,通過固液分離,獲得10水硫酸鈉產(chǎn)品;大幅降低濾液硫酸鈉含量。[0107] (c)氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉實驗結(jié)果[0108] A、定性定量分析:按(6)(7)式,硫酸(或氧化廢酸)中添加煲模液,可回收氫氧化鋁和硫酸鈉,或硫酸鋁和硫酸鈉。氫氧化鋁不溶于水,容易實現(xiàn)氫氧化鋁與硫酸鈉的分離;硫酸鋁與硫酸鈉溶于水,實現(xiàn)兩者回收,在線分離有一定難度,需要消耗大量清洗用水,排放進入廢水中心,鈉離子會污染中水,阻礙中水回用。[0109] 取老化后、排放前的煲模液,J253.33L51.35R4.93一升,總堿含量J總12.04當量;添加濃度為200g/L的稀硫酸,當量濃度為4.08,完全反應(yīng)至中性,需要消耗稀硫酸2.951升,硫酸12.04當量。反應(yīng)產(chǎn)物為:反應(yīng)液總體積3.951升,含鋁5.71當量、硫酸根12.04當量;生成10水硫酸鈉12.04當量,計1938.44g;生成氫氧化鋁5.71當量,計148.46g;

      [0110] B、反應(yīng)初段:取200g/L稀硫酸2.951升,添加指標為J253.33L51.35R4.93的煲模液,pH值不斷上升;按(7)式,在pH4.5-4.89區(qū)間,反應(yīng)產(chǎn)物為硫酸鋁和硫酸鈉;利用不同溫度下硫酸鋁和硫酸鈉溶解度的不同,可結(jié)晶分離這兩種化工產(chǎn)品??紤]到在線處理、鋁材廠煲模廢液量巨大、這兩種化工產(chǎn)品產(chǎn)量巨大、且都溶于水、所用清洗水量巨大,在線分離難度太大,且有水排放,不環(huán)保,不宜在線生成硫酸鋁和硫酸鈉;可一塊結(jié)晶析出,固液分離,留待后期再結(jié)晶,分離硫酸鋁和硫酸鈉;[0111] C、反應(yīng)終段:繼續(xù)添加煲模液,當pH大于4.89時,槽液分解、析出氫氧化鋁,添加煲模液一升至反應(yīng)終點,pH介于7.00-7.50,大部分偏鋁酸鈉分解析出;過濾、漂洗、烘干,得到滿足國標要求的高純度氫氧化鋁產(chǎn)品;冷卻一次濾液至5℃以下,利用硫酸鈉在低溫下溶解度急劇降低的物理特性,結(jié)晶析出硫酸鈉,固液分離,漂洗,烘干,得硫酸鈉產(chǎn)品;二次濾液送回煲模槽繼續(xù)煲模,實現(xiàn)煲模廢水廢渣零排放;[0112] D、與氧化液反應(yīng):取氧化廢液(總酸200g/L、鋁離子20/L)2.951升,添加煲模液(J253.33L51.35R4.93)一升至反應(yīng)終點,pH介于7.00-7.50,偏鋁酸鈉分解析出;過濾、漂洗、烘干,得到滿足國標要求的高純度氫氧化鋁產(chǎn)品,見表3;冷卻一次濾液至5℃以下,利用硫酸鈉在低溫下溶解度急劇降低的物理特性,結(jié)晶析出硫酸鈉,固液分離,漂洗,烘干,得高品質(zhì)硫酸鈉產(chǎn)品,見表4;二次濾液送回煲模槽繼續(xù)煲模,實現(xiàn)煲模廢水廢渣零排放;盡管國家發(fā)明專利201310395510.9和201320875536.9利用氧化液與煲模液中和反應(yīng),回收了氫氧化鋁,但濾液中大量硫酸鈉排放進入廢水處理中心,既浪費了大量硫酸鈉,又污染了中水;大量的鈉離子,嚴重阻礙中水回用;本發(fā)明冷卻一次濾液至5℃以下,結(jié)晶析出硫酸鈉,生產(chǎn)硫酸鈉產(chǎn)品;二次濾液送回煲模槽繼續(xù)煲模,完全實現(xiàn)鈉離子與廢水中心隔離,為中水回用掃除最大的離子障礙。

      [0113][0114] 表3氧化液與煲模液中和生產(chǎn)氫氧化鋁檢測結(jié)果[0115][0116] 表4氧化液與煲模液中和生產(chǎn)硫酸鈉檢測結(jié)果[0117] 三、氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉副產(chǎn)品試驗結(jié)果定性分析[0118] 按試驗1-4及檢測結(jié)果,可做如下分析:[0119] 1、利用氧化廢液(或稀硫酸),添加煲模液或其他含偏鋁酸鈉和氫氧化鈉的堿液(如氧化線堿蝕液(不含添加劑)、鋁灰的堿溶解液等,R≥3.5),在pH介于4.50-4.89之間,可回收硫酸鋁和硫酸鈉副產(chǎn)品;在pH介于7.00-7.50之間,可回收氫氧化鋁和硫酸鈉副產(chǎn)品;[0120] 2、在反應(yīng)終點pH7.0-7.5之間,偏鋁酸鈉完全分解析出,生成氫氧化鋁;固液分離、漂洗、烘干,可獲得滿足國標要求的高品質(zhì)氫氧化鋁;[0121] 3、冷卻一次濾液至≤5℃,大量結(jié)晶析出硫酸鈉;固液分離,烘干,可獲得滿足國標要求的高品質(zhì)硫酸鈉;[0122] 4、含少量硫酸鈉的二次濾液,可送回煲模槽循環(huán)使用,等待下一次回收,全部隔離廢水中心的鈉離子,實現(xiàn)煲模車間廢水廢渣零排放。[0123] 四、氧化液煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉與煲模車間配置[0124] 依據(jù)反應(yīng)式(6)(7),試驗1-4及檢測結(jié)果,結(jié)合煲模液連續(xù)生產(chǎn)的實際,煲模液與鋁、鈉回收、副產(chǎn)品的收集、包裝等因素,以及空閑場地等,氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的方法與配置如圖1至圖3所示:[0125] 本系統(tǒng)按年產(chǎn)擠壓鋁材10萬噸設(shè)計。年產(chǎn)擠壓鋁材10萬噸,產(chǎn)生煲模廢液3750噸,含氫氧化鈉750噸、鋁150噸,按現(xiàn)行的處理方法,需添加940噸硫酸中和,產(chǎn)生1500噸堿渣!既付出巨額的廢水處理費用,又損失約150噸鋁和750噸氫氧化鈉,還產(chǎn)生1500噸堿渣,這種浪費令人觸目驚心!本發(fā)明正是提供了一種全新的處理工藝,對3750噸煲模廢液進行處理,回收鈉430噸、鋁150噸,轉(zhuǎn)化成含鋁副產(chǎn)品約1500噸、含鈉副產(chǎn)品約1萬噸,減排污染中水的鈉離子430噸、固體危廢1500噸,減少中和硫酸940噸,節(jié)藥煲模用水5000噸。本發(fā)明變廢為寶,實現(xiàn)廢鋁和鈉的高價值資源化利用。[0126] 為了實現(xiàn)年處理3750噸煲模廢液的目標,圖1至圖3配置1個15M3的1#反應(yīng)罐,1個15M32#反應(yīng)罐,1個30M3氧化液回收罐,1個30M3的1#煲模液收集罐,1個30M3的2#煲模液收集罐,1個15M31#濾液回收罐,1個15M3固液分離罐,1個15M32#濾液回收罐,1個30M3二次濾液回收池,1個15M3硫酸鈉結(jié)晶罐,兩臺離心機(或壓濾機),一臺冰機,以及配套的管道、泵和閥門。

      [0127] 考慮到煲模液不易長途管道輸送的特點,本系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置單獨的煲模液處理區(qū)域,緊鄰煲模車間,方便將處理后的二次濾液直接用管道輸送回煲模槽,循環(huán)使用。與反應(yīng)液接觸的罐、泵、閥和管道,必須按耐酸堿、耐高溫設(shè)計,反應(yīng)釜采用電機攪拌。本發(fā)明涉及8大系統(tǒng)配置:[0128] 煲模液生成系統(tǒng)包括煲模槽、廢水導(dǎo)流溝、2#煲模液收集罐和二次濾液收集池,所述煲模液生成系統(tǒng)用于生成、收集待處理的煲模液進2#煲模液收集罐;[0129] 氧化液收集系統(tǒng)包括氧化液收集罐、1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,所述氧化液收集系統(tǒng)用于收集待處理的氧化液并輸送至1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐;[0130] 煲膜液添加系統(tǒng)包括1#煲模液收集罐,所述煲膜液添加系統(tǒng)用于往1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐添加煲膜液,使煲膜液和氧化液反應(yīng)生成氫氧化鋁和硫酸鈉;[0131] 反應(yīng)液分離系統(tǒng)包括固液分離罐和1#離心機,所述反應(yīng)液分離系統(tǒng)用于固液分離出氫氧化鋁;[0132] 一次濾液收集系統(tǒng)包括1#濾液回收罐,所述一次濾液收集系統(tǒng)用于收集固液分離后的含有硫酸鈉的濾液至1#濾液回收罐;[0133] 一次濾液回收系統(tǒng)包括3#泵,所述一次濾液回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的沉淀物輸送至1#反應(yīng)罐,循環(huán)回收氫氧化鋁;[0134] 硫酸鈉回收系統(tǒng)包括硫酸鈉結(jié)晶罐、冰機和2#離心機,所述硫酸鈉回收系統(tǒng)用于將1#濾液回收罐中的上清液輸送至硫酸鈉結(jié)晶罐冷卻結(jié)晶,然后固液分離回收硫酸鈉;[0135] 二次濾液收集系統(tǒng)包括2#濾液回收罐,所述二次濾液收集系統(tǒng)用于將收集硫酸鈉結(jié)晶罐固液分離后的濾液,并將該濾液輸送至煲模液生成系統(tǒng)的二次濾液收集池。[0136] 本發(fā)明依托上述系統(tǒng)設(shè)置,將鋁加工廠海量的氧化液輸送至反應(yīng)罐,按滴定結(jié)果添加煲模液,分解析出氫氧化鋁,回收氫氧化鋁和硫酸鈉。各系統(tǒng)操作流程如下:[0137] 1、煲模液生成系統(tǒng)操作流程:先關(guān)閉煲模槽的排水閥,打開29#閥、30#閥和煲模槽的進水閥,開啟6#泵,給煲模槽注水;[0138] 然后按150-250g/L氫氧化鈉的濃度標準,給煲模液開槽;將模具吊入煲模槽,進行煲模;[0139] 煲模完成后,吊出模具,打開31#閥和6#泵,用高壓霧化水槍清洗模具,模具晾干回收,清洗水經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐,回收廢液;[0140] 當煲模液中的鋁離子達到60g/L以上時,打開煲模槽的排水閥,煲模廢液經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐;打開56#閥,開啟7#泵,將煲模廢液泵入1#煲模液收集罐;[0141] 2、氧化液收集系統(tǒng)操作流程:打開閥1#閥、2#閥和22#閥,開啟1#泵,將氧化液收集罐中的氧化液泵入1#反應(yīng)罐至1#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位,同時將氧化液收集罐中的氧化液泵入2#反應(yīng)罐至2#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位。[0142] 3、煲膜液添加系統(tǒng)操作流程:首先關(guān)閉3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、8#閥、12#閥和14#閥,打開7#閥、9#閥、11#閥和13#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,循環(huán)1#反應(yīng)罐中的氧化液;[0143] 然后打開10#閥,利用負壓,將1#煲模液收集罐中的煲模液吸入2#泵,高速攪拌混合后分別送入1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,中和1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐的氧化液,形成反應(yīng)液;邊添加煲模液,邊檢測反應(yīng)液的pH值:當反應(yīng)液pH值落入7.0-7.5時,達到反應(yīng)終點,生成氫氧化鋁和硫酸鈉,關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液;繼續(xù)攪拌30分鐘,然后靜置60分鐘。[0144] 4、反應(yīng)液分離系統(tǒng)操作流程:先關(guān)閉4#閥、6#閥、7#閥、8#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開3#閥或5#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將1#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;[0145] 然后關(guān)閉3#閥、5#閥、15#閥和17#閥,打開7#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將1#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      [0146] 接著關(guān)閉3#閥、5#閥、8#閥、7#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開4#閥或6#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將2#反應(yīng)罐中的上清液泵入1#濾液回收罐;[0147] 繼而關(guān)閉4#閥、6#閥、15#閥和17#閥,打開8#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將2#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;

      [0148] 最后開啟3#電攪拌和1#離心機,打開17#閥,固液分離、噴淋、分裝氫氧化鋁,含有硫酸鈉的一次濾液送入1#濾液回收罐。[0149] 5、一次濾液收集系統(tǒng)操作流程:關(guān)閉15#閥、18#閥、19#閥、20#閥和21#閥,收集一次濾液于1#濾液回收罐中。[0150] 6、一次濾液回收系統(tǒng)操作流程:打開19#閥和21#閥,關(guān)閉#閥和20#閥,開啟4#電攪拌和3#泵,將1#濾液回收罐中沉淀物泵入1#反應(yīng)罐中,進行二次回收。[0151] 7、硫酸鈉回收系統(tǒng)操作流程:先關(guān)閉19#閥和21#閥,打開18#閥和20#閥,開啟3#泵,將1#濾液回收罐中的上清液泵入硫酸鈉結(jié)晶罐;[0152] 然后關(guān)閉25#閥,打開23#閥和24#閥,開啟冰機,冷卻一次濾液至5℃以下,結(jié)晶析出硫酸鈉;接著開啟5#電攪拌,打開25#閥和26#閥,開啟2#離心機和4#泵,固液分離出回收硫酸鈉,并將固液分離后的二次濾液輸送至2#濾液回收罐。[0153] 8、二次濾液收集系統(tǒng)操作流程:關(guān)閉27#閥,收集二次濾液;然后打開27#閥和28#閥,開啟5#泵,將二次濾液送入煲模車間輸送至二次濾液收集池,用于煲模槽開槽和清洗模具。[0154] 實施例1(煲模液溶解鋁的分解規(guī)律)[0155] 按不同堿濃度開槽一升,溶解鋁屑,研究游離堿濃度、鋁離子濃度和槽液分解變化規(guī)律。每次溶解完鋁屑后,攪拌均勻,補充液位至一升,沉淀,滴定游離堿和鋁離子濃度,結(jié)果如表1所示(J為游離堿濃度g/L,L為鋁離子濃度g/L,R為游離堿濃度/鋁離子濃度),得到如下實驗結(jié)果:[0156] 1)煲模液中偏鋁酸鈉分解點為R=3.00,在R=3.00附近,煲模液開始分解,析出氫氧化鋁;[0157] 2)在沒有外界晶種條件下,煲模液管道輸送條件為R≥3.50;[0158] 3)在沒有外界晶種條件下,煲模液長期儲存條件為R≥4.00。[0159] 實施例2(氧化廢液中添加煲模液回收氫氧化鋁和硫酸鈉)[0160] 取氧化廢液(總酸200g/L、鋁離子20/L)2.951升,添加煲模液(J253.33L51.35R4.93),一升至反應(yīng)終點,pH介于7.00-7.50,偏鋁酸鈉分解析出;過濾、漂洗、烘干,得到滿足國標要求的高純度氫氧化鋁產(chǎn)品;冷卻一次濾液至5℃以下,利用硫酸鈉在低溫下溶解度急劇降低的物理特性,結(jié)晶析出硫酸鈉,固液分離,漂洗,烘干,得硫酸鈉產(chǎn)品;二次濾液送回煲模槽繼續(xù)煲模,實現(xiàn)煲模廢水廢渣零排放;鈉離子的回收,完全實現(xiàn)鈉離子與廢水中心隔離,為中水回用掃除最大的離子障礙;

      [0161] 實施例3(煲模液生成系統(tǒng)操作)[0162] 如圖1所示,煲模液生成系統(tǒng)操作:關(guān)閉煲模槽各個進出閥,打開29#閥、30#閥和6#泵,給煲模槽注水;按150-250g/L氫氧化鈉,給煲模液開槽;將模具吊入煲模槽,開始煲模,煲模液反應(yīng)劇烈,溫度很快達到沸點,溢出大量堿霧,開啟抽風設(shè)置;煲模完成,吊出模具,打開31#閥和6#泵,用高壓霧化水槍清洗模具,模具晾干回收,清洗水經(jīng)導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐,回收廢液;當煲模液鋁離子達到60g/L以上時,煲模速度越來越慢,打開38#閥-49#閥間的相應(yīng)閥門,排放煲模廢液,經(jīng)廢水導(dǎo)流溝流入2#煲模液收集罐;打開56#閥,開啟

      7#泵,將煲模廢液泵入1#煲模液收集罐,完成煲模液生成系統(tǒng)操作;

      [0163] 實施例4(氧化液收集系統(tǒng)操作)[0164] 如圖2所示,氧化液收集系統(tǒng)操作:打開閥1#閥、2#閥和22#閥,開啟1#泵,將氧化液收集罐中的氧化液泵入1#反應(yīng)罐至1#反應(yīng)罐的溢流口下一半的液位,完成氧化液收集系統(tǒng)操作,2#反應(yīng)罐類推;[0165] 實施例5(煲模液添加系統(tǒng)操作)[0166] 如圖2所示,煲模液添加系統(tǒng)操作:用煲模液滴定氧化液,估算所需添加煲模液的體積;關(guān)閉3#閥、4#閥、5#閥、6#閥、8#閥、12#閥和14#閥,打開7#閥、9#閥、11#閥和13#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,循環(huán)1#反應(yīng)罐中的氧化液;然后打開10#閥,利用負壓,將1#煲模液收集罐中的煲模液吸入2#泵,高速攪拌混合后分別送入1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐,中和1#反應(yīng)罐和2#反應(yīng)罐的氧化液,形成反應(yīng)液;邊添加煲模液,邊檢測反應(yīng)液的pH值:當反應(yīng)液pH值落入

      7.0-7.5時,達到反應(yīng)終點,生成氫氧化鋁和硫酸鈉,關(guān)閉10#閥,停止添加煲模液;繼續(xù)攪拌

      30分鐘,靜置60分鐘,完成煲模液添加系統(tǒng)操作;2#反應(yīng)罐類推;

      [0167] 實施例6(反應(yīng)液分離系統(tǒng)操作)[0168] 如圖2所示,反應(yīng)液分離系統(tǒng)操作:先關(guān)閉4#閥、6#閥、7#閥、8#閥、10#閥、11#閥和16#閥,打開3#閥或5#閥,打開9#閥、12#閥和15#閥,開啟2#泵,將1#反應(yīng)罐中的上清液泵入

      1#濾液回收罐;關(guān)閉3#閥、5#閥、15#閥和17#閥,打開7#閥和16#閥,開啟2#泵和1#電攪拌,將

      1#反應(yīng)罐中的固液混合物泵入固液分離罐;開啟3#電攪拌和1#離心機,打開17#閥,固液分離、噴淋、分裝氫氧化鋁,含有硫酸鈉的一次濾液送入1#濾液回收罐;完成反應(yīng)液分離系統(tǒng)操作;2#反應(yīng)罐類推;

      [0169] 實施例7(一次濾液收集系統(tǒng)操作)[0170] 如圖2所示,一次濾液收集系統(tǒng)操作:關(guān)閉15#閥、18#閥、19#閥、20#閥和21#閥,收集一次濾液于1#濾液回收罐中,完成一次濾液收集系統(tǒng)操作;[0171] 實施例8(一次濾液回收系統(tǒng)操作)[0172] 如圖2所示,一次濾液回收系統(tǒng)操作:打開19#閥和21#閥,關(guān)閉#閥和20#閥,開啟4#電攪拌和3#泵,將1#濾液回收罐中沉淀物泵入1#反應(yīng)罐中,進行二次回收;完成一次濾液回收系統(tǒng)操作;[0173] 實施例9(硫酸鈉回收系統(tǒng)操作)[0174] 如圖3所示,硫酸鈉回收系統(tǒng)操作:先關(guān)閉19#閥和21#閥,打開18#閥和20#閥,開啟3#泵,將1#濾液回收罐中的上清液泵入硫酸鈉結(jié)晶罐;

      [0175] 然后關(guān)閉25#閥,打開23#閥和24#閥,開啟冰機,冷卻一次濾液至5℃以下,結(jié)晶析出硫酸鈉;接著開啟5#電攪拌,打開25#閥和26#閥,開啟2#離心機和4#泵,固液分離出回收硫酸鈉,并將固液分離后的二次濾液輸送至2#濾液回收罐,完成硫酸鈉回收系統(tǒng)操作;[0176] 實施例10(二次濾液收集系統(tǒng)操作)[0177] 如圖3所示,二次濾液收集系統(tǒng)操作:關(guān)閉27#閥,收集二次濾液;然后打開27#閥和28#閥,開啟5#泵,將二次濾液送入煲模車間輸送至二次濾液收集池,用于煲模槽開槽和清洗模具,完成二次濾液收集系統(tǒng)操作。

      [0178] 以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理,而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制。基于此處的解釋,本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式,這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。



      聲明:
      “氧化液與煲模液中和回收氫氧化鋁和硫酸鈉的系統(tǒng)與方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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