無氟無銨四合一砂面前處理藥劑及其使用和藥劑回收系統的制作方法
【專利摘要】無氟無銨四合一砂面前處理藥劑及其使用和藥劑回收系統，無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，包括以下組分：氫氧化鈉30?50g/L，氯化鈉100?200g/L，硫代硫酸鈉1.5?3.5g/L，表面活性劑1.5?3.5g/L，山梨醇1.5?3.5g/L，葡萄糖酸鈉1.5?3.5g/L，余量為水。其藥劑回收系統，包括四合一槽和不流動水洗槽子系統，所述不流動水洗槽子系統整體反相串聯設置，且其水流動方向的始端設有補水口，其終端的出水口串聯于所述四合一槽。本發明提出一種無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，具有除油、酸蝕、堿蝕、中和四槽的功能，有效地解決鋁合金陽極氧化前處理的氟和銨污染，另外使用上述無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的藥劑回收系統，通過藥劑的限定使用及對藥劑的回收，大大減少企業治污量，降低生產成本，提高功效。
【專利說明】
無氟無銨四合一砂面前處理藥劑及其使用和藥劑回收系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及鋁材表面處理技術領域，尤其涉及無氟無銨四合一砂面前處理藥劑及 其使用和藥劑回收系統。
【背景技術】
[0002] 鋁合金砂面前處理工藝主要分為堿蝕、酸蝕和機械噴砂三大類。
[0003] 傳統機械噴砂工藝已大規模應用20多年，雖然具有鋁耗低、藥耗低等優點，但需要 配置專門的噴砂車間，噴砂后再轉運至氧化車間，效率低，易擦傷表面形成廢品。受鋁材形 狀限制，噴砂表面很難均勻，著色后不均勻被放大，廢品率直線上升。
[0004]
【申請人】的在先申請(200510101420. X)鋁合金光亮酸蝕技術，公開了對既有酸蝕工 藝的改進，按下述方式安排反應槽：
[0006] 表1鋁合金光亮酸蝕技術槽位布置（中國專利200510101420. X)
[0007] 各槽功能為：
[0008] 1#除油脫蠟槽:主要功能是在常溫下除油、脫蠟、脫自然氧化膜，并兼備一定程度 的低溫拋光能力；
[0009] 3#增亮酸蝕槽:普通酸蝕槽的改進型，具備普通酸蝕槽的起砂快、去機械紋能力 強、鋁耗低和砂粒均勻等優點；
[0010] 4#砂面拋光槽:清除酸蝕灰和砂面材低溫拋光。盡管鋁材從3#增亮酸蝕槽取出后， 大部分酸蝕灰已被清除，但少量殘存灰依然十分頑固，常規方法很難清除；除了酸蝕灰外， 如何使砂面材亮起來，也是現有技術中要解決的核心任務之一。4#砂面拋光槽正是為完成 上述兩大任務而精心設計的。本槽中，添加有兩大類功能組分，即除灰劑和低溫拋光劑，增 亮酸蝕材經本槽處理后，表面無灰、金屬色，并具有相當的亮度。另外，考慮到環保和藥劑損 失，本槽設計為對3#增亮酸蝕槽兼容，即鋁材經3#槽處理后，直接進4#槽，中間不設水洗槽， 既節約了藥劑，又有利于環保；
[0011] 7#平光拋光槽：砂面材的精除灰和平光材的低溫拋光。鋁材經1#、3#和4#槽處理 后，已具備相當的亮度，表面無紋、細砂且很干凈，可直接進行陽極氧化。但有些出口訂單， 鋁材表面質量要求很高，可選擇先進7#槽，進行精除灰，并進一步拋光，然后再進行陽極氧 化。對于不要求起砂和去機械紋的平光材而言，由于3#槽和4#槽都容易起砂，
[0012]不能生產平光材，7#槽的設置，正好彌補了上述不足，平光材可利用1#和7#槽進行 低溫拋光。
[0013] 近10來，本發明專利的產業化，生產了大量高端砂面鋁材，出口到世界各地。但從 強調清潔文明生產的今天來看，該發明存在如下明顯不足：
[0014] 1、藥劑含氟：1#槽含NH4HF2 20g/L，3#槽含氟化銨100g/L，氟硼酸65g/L，4#槽含氟 硼酸含288/1，順4冊 23(^/1，冊188/1，7#槽含順4冊21(^/1。這些氟化物現在嚴格禁用。
[0015] 2、含鉻酐:7#槽含Cr0335g/1，更加不容許這樣使用。
[0016] 3、含大量氨氮：1#槽含NH4HF2 20g/L，3#槽含氟化銨 100g/L，4#槽含NH4HF230g/L， 7#槽含NH4HF210g/L，HN03 200g/L。能避免時，應該盡可能少用含氨氮的化合物。
[0017] 4、含⑶D:l#槽含山梨醇6.5g/L，4#槽含山梨醇40g/L，應該盡可能少用含C0D的化 合物。
[0018]
【申請人】的另一發明專利申請（201010515738)鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和 廢水零排放表面前處理系統，公開了用一個藥劑槽取代酸蝕四個藥劑槽的節藥節水方法。 槽位布置如圖5所示，其各工作槽和系統功能如下：
[0019] 1#四合一砂面槽
[0020] 本槽為堿性槽液，功能為脫脂、去自然氧化膜、去紋、起砂、調整鋁合金底色、去灰、 中溫拋光；1#四合一砂面槽:Na0H 60g/L，Na2S〇4 10g/L，Na3P〇4 5g/L，山梨醇5g/L，十二烷 基磺酸鈉〇. 3g/L，余量水;工作溫度為65°C，處理時間為8分鐘，滴流1分鐘；
[0021] 2#平光槽
[0022] 截留1#槽藥劑，分解沉淀氫氧化鋁和磷酸鋁，再生回收堿液，對磨砂材進行低溫拋 光，生產平光材和掃紋材，對1#槽補充液位；
[0023] 3#、4#水洗截留槽
[0024]進一步截留藥劑、分解沉淀氫氧化鋁和磷酸鋁、再生回收堿液；
[0025] 5#水洗截留槽
[0026] 4#水洗截留槽帶出的堿液與6#水洗待料槽反向補水的酸液在本槽在線中和，使處 理的鋁材由堿性槽液順利過渡到酸性槽液；
[0027] 6#水洗待料槽
[0028]本槽與氧化后的8#水洗槽連通，槽液為酸性。鋁材在本槽進一步中和，除灰，在酸 性條件下待料，可防止點蝕和白斑;酸性水洗后進入7#氧化槽，節約氧化液；
[0029] 7#氧化槽
[0030]本槽為常規氧化，帶出的氧化液被8#水洗截留槽截留，補充8#和6#槽酸液，維持6# 槽酸度；
[0031] 8#水洗截留槽
[0032 ]本槽為氧化后水洗槽，與6#反向串聯，截留氧化液，維持6#槽的酸度值。
[0033]各系統功能如下：
[0034] 抽渣系統
[0035] 由2#槽、3#槽、4#槽和5#槽及1#副槽和2#副槽、離心機、清液池、2#閥門、3#閥門、4# 閥門、5#閥門、7#閥門、8#閥門、10#閥門、11#閥門、12#閥門、13#閥門和1#抽渣栗、2#清液栗、 3#管道栗、4#管道栗和5#管道栗組成。2#槽、3#槽、4#槽和5#槽并聯，槽底管口裝有2#閥門、 3#閥門、4#閥門、和5#閥門，槽間由3#管道栗、4#管道栗和5#管道栗連接，3#管道栗與2#閥門 出口用三通連接，此三通另一支管線連接1#抽渣栗、經8#閥門到2#副槽。副槽底部裝有10# 閥門、11#閥門、12#閥門和13#閥門，連接離心機。離心機連接清液池，清液池由2#清液栗連 接2#副槽。1#槽沒有沉渣，不需抽渣，但需要補充液位。故1#副槽和2#副槽連通，中間設有7# 閥門，1#副槽與1#主槽間設有1#閥門。當2#槽抽渣時，打開2#閥門和8#閥門，關閉其他槽閥 門，開1#抽渣栗即可抽2#槽的渣到2#副槽，槽液溢流回2#槽;打開1#副槽和2#副槽間7#閥 門，2#副槽槽液流進1#副槽。清渣時，分別打開10#閥門、11#閥門、12#閥門和13#閥門，堿渣 流入離心機脫水，清渣，藥液流入清液池，由2#清液栗抽回2#副槽。清渣后，2#槽需補充液 位，打開2#閥門和3#閥門，關閉其他閥門，打開3#管道栗，即可將3#槽的沉渣和藥液一起抽 到2#槽。既補充2#槽液位，又回收3#槽藥劑，還抽到3#槽沉渣。4#槽抽到3#槽，5#槽抽到4#槽 抽渣類推。
[0036]藥劑回收系統
[0037]由1#槽、1#閥門和抽渣系統構成，清除反應鋁渣的同時，回收藥劑。由于生產時藥 劑只添加到1#槽，1#槽維持強堿性，2#槽、3#槽、4#槽和5#槽均為藥劑截留槽，堿性藥劑來自 1 #槽，濃度由高到低。按拜耳法，1 #槽中生成的偏鋁酸鈉，在2#槽、3#槽、4#槽和5#槽中分解， 生成沉渣氫氧化錯和堿液氫氧化鈉。沉渣由抽渣系統處理，堿液以抽渣方式，反向回收，2# 副槽經1#副槽補1#槽，3#槽補2#槽，4#槽補3#槽，5#槽補4#槽。
[0038] 水循環凈化處理系統
[0039]由8#槽、7#槽和6#槽、補水池、過濾池、浮渣過濾收集袋、9#閥門和6#循環栗組成。 由6#循環栗將補水池的酸性水抽至高位過濾池，經濾袋過濾后，溢流到8#槽和6#槽，再溢流 回補水池，完成循環過濾。7#槽為系統提供酸液，保持槽液清晰。
[0040] 反向補水中和系統
[0041]由6#閥門、水循環凈化處理系統和抽渣系統組成，反向補充系統的水消耗。補水 時，開啟6#閥門，6#槽的酸性水通過表面溢流至5#槽。1#槽、2#槽、3#槽、4#槽補充液位按藥 劑回收方式進行。
[0042]上述申請鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢水零排放表面前處理系統經過近5 年的運行，完全能用一槽取代四槽，生產砂面材，可大幅降低用藥和用水，并實現藥劑回收， 但有以下幾方面的問題需要改進：
[0043] 1、1#四合一砂面槽的化學配方需要改進：本槽選用NaOH 60g/L，Na2S〇4 10g/L， Na3P〇4 5g/L，山梨醇5g/L，十二烷基磺酸鈉 0.3g/L，余量水;工作溫度為65 °C，處理時間為8 分鐘，滴流1分鐘。生產中發現如下不足：
[0044] (1)絡合劑山梨醇選用不當，絡合能力不夠。當生產的鋁材數量增加時，鋁離子不 斷上升，當鋁離子超過l〇〇g/L時，槽液分解，析出氫氧化鋁，懸浮在槽液中；槽液粘度上升， 生產時液位上升，溫度高或藥劑濃度高時，槽液容易溢出；
[0045] (2)砂面劑Na3P〇4選用不當，起砂能力不夠。磷酸起砂太細，鋁材底色太亮；
[0046] (3)拋光劑Na2S〇4選用不當，砂面材底色應該發灰發暗，客戶不喜歡發亮底色；
[0047] (4)十二烷基磺酸鈉選用不當，液位上升過快。槽液本來很黏，加十二烷基磺酸鈉 后，液位上升更快，更容易溢槽。
[0048] 2、抽渣系統過于復雜，生產線工人不適應復雜操作。現行氧化線早已成型，在既有 線上直接施工、添加設備，鋁材廠很難接受。
[0049] 3、藥劑回收系統技術思路非常好，既減少水耗，由降低葯耗，還減少污染，一舉多 得。但實際生產中，由于1 #四合一槽的絡合劑能力不夠，帶出藥劑在2#、3#、4#、5#槽中分解 過快，各槽槽壁結垢，清底時非常麻煩。
[0050] 4、水循環凈化處理系統思路很好，在線凈化，但生產線工人不適應復雜操作。同 樣，現行氧化線早已成型，在既有線上直接施工、添加設備，鋁材廠很難接受。
[0051] 5、反向補水中和系統既補充液位，由回收藥劑，技術理念非常好。但需要1#槽強大 的絡合劑配合，才能實現。
[0052]針對上述在先申請文件存在的問題，
【申請人】對其做了更進一步的研究，并獲得解 決上述問題的技術方案。針對傳統堿蝕(如圖3所示）、酸蝕(如圖4所示)和噴砂工藝復雜、工 作槽和水洗槽太多、工效低，藥劑用量多、廢水排放量大、處理氟、C0D及氨氮的成本太高以 及噴砂效率太低、廢品率高的弊端，兼顧中國專利200510101420.X鋁合金光亮酸蝕技術和 中國發明專利201010515738鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢水零排放表面前處理系 統的利弊，專門設計的一套節藥節水的鋁合金砂面處理工藝，還起到了最根本的目的:節藥 節水目。
【發明內容】
[0053]本發明的目的在于提出一種無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，具有除油、酸蝕、堿 蝕、中和四槽的功能，有效地解決鋁合金陽極氧化前處理的氟和銨污染，大大減少企業治污 量。
[0054] 本發明的另一個目的在于提出上述無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的使用方法， 限定其使用參數的指標，使其藥劑的作用可良好的發揮。
[0055] 本發明的另一個目的在于提出使用上述無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的藥劑 回收系統，通過藥劑的限定使用同時實現對藥劑的回收，大大減少企業治污量，降低生產成 本，提尚功效。
[0056] 為達此目的，本發明采用以下技術方案：
[0057] 無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，包括以下組分:氫氧化鈉30_50g/L，氯化鈉100-200g/L，硫代硫酸鈉1.5-3.5g/L，表面活性劑1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L，葡萄糖酸鈉 1.5-3.5g/L，余量為水。
[0058]更進一步的說明，所述表面活性劑為三聚磷酸鈉。
[0059] 更進一步的說明，置于四合一砂面槽內，工作溫度為65°C，處理時間為8分鐘，滴流 1分鐘。
[0060]使用上述的無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的藥劑回收系統，所述藥劑回收系統 包括四合一槽和不流動水洗槽子系統，所述不流動水洗槽子系統整體反相串聯設置，且其 水流動方向的始端設有補水口，其終端的出水口串聯于所述四合一槽。
[0061 ]更進一步的說明，所述不流動水洗槽子系統設置有不少于三個不流動水洗槽。
[0062] 更進一步的說明，所述不流動水洗槽子系統包括:順序布置的2#不流動水洗槽、3# 不流動水洗槽和4#不流動水洗槽;所述4#不流動水洗槽設置有補水口。
[0063] 更進一步的說明，所述不流動水洗槽子系統單個槽體的補水口和出水口分別設置 于兩端，清洗水從其一端流入，并從另一端流出至水流動方向的下游流動水洗槽。
[0064] 更進一步的說明，所述不流動水洗槽子系統的單個補水口和排水口分別設置于4# 不流動水洗槽和2#不流動水洗槽，清洗水從4#不流動水洗槽補入，從2#不流動水洗槽流進 所述四合一槽。
[0065]傳統酸蝕、堿蝕氧化線的上述弊端，根本原因在于以下幾個方面：
[0066] 1、槽位配置設計理念有缺陷。設計過多的工作槽，必須配備兩倍的水洗槽;每個工 作槽要消耗不同的化學藥劑，而且有酸有堿，盡管經過大量水洗，但也避免不了互相消耗， 使總藥耗進一步上升。大量的藥耗、大量的水耗，給鋁加工企業帶來巨大的廢水處理壓力。 盡可能多地減少工作槽，最大限度地降低藥耗，減少水耗，才是未來表面處理技術的發展方 向；
[0067] 2、槽液配方的設計理念有缺陷。槽液中，有氟離子，限制了廢水回用；有C0D和氨 氮，限制了廢水排放，廠家不得不處理含氟、C0D和氨氮的廢水，需付出巨大的環保成本。
[0068] 3、獨立的清洗水槽設計理念有缺陷。堿蝕氧化線5個藥劑槽，每個藥劑槽配置一套 獨立的水洗槽，整條氧化線配置5套水洗，互相獨立，清洗水5進5出；酸蝕氧化線6個藥劑槽， 每個藥劑槽配置一套獨立的水洗槽，整條氧化線配置6套水洗，互相獨立，清洗水6進6出。將 清洗槽反向串聯，并研發水流上游對下游兼容的工作槽藥劑配方，是氧化線節水的根本方 向。
[0069]鋁合金無氟無銨四合一砂面前處理工藝及藥劑回收與兼容和清洗槽反向串聯節 水系統，是在充分認識傳統堿蝕、酸蝕和噴砂弊端的基礎之上，經中國專利200510101420 .X 鋁合金光亮酸蝕技術和中國發明專利201010515738鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢 水零排放表面前處理系統兩套專利技術大規模生產運行，不斷總結、調整后誕生的一項新 工藝。
[0070] 首先，本發明工藝充分吸取了傳統堿蝕和酸蝕使用含氟及氨氮化學藥品的教訓， 擯棄了沿用多年的氟化鎳、氟化氫銨和硝酸，使砂面工藝無氟無銨，從而使企業徹底擺脫了 氟化氫氣體污染車間、危害工人、腐蝕設備以及排放氟、銨廢水的困境;廢水中無氟無銨，為 鋁加工廠充分回收、循環用水，廢水零排放解決了最大的難題；
[0071] 其次，本發明工藝吸取了傳統工藝功能槽太多、工藝太復雜、藥耗太高的教訓，將 除油、酸蝕、堿蝕、中和四槽的功能集于一槽，四槽合一，省去了原有酸蝕工藝的三個功能 槽，藥劑消耗量由酸蝕工藝的130-150公斤/噸材，減少為60-80公斤/噸材，少用藥劑50 %以 上；
[0072]第三，本發明工藝吸取了傳統工藝鋁材出藥劑槽后直接水洗、葯耗太高的教訓，在 四合一槽后設置3個不流動水洗槽，截留、回用藥劑；
[0073]第四，本發明工藝在設計時就考慮到氧化線廢水偏酸性，必須進行堿中和處理的 特點，將鋁合金無氟無銨四槽合一槽砂面處理液設計成堿性槽液，水洗槽帶出的堿性槽液 恰好中和陽極氧化水洗槽偏酸廢水，在線水洗時兼顧除灰中和；
[0074] 第五，本發明工藝經中國專利200510101420.X鋁合金光亮酸蝕技術和中國發明專 利201010515738鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢水零排放表面前處理系統兩套專利 技術大規模生產運行，充分總結了這兩項專利的利弊，進行大規模藥劑和系統配置調整，更 切合生產實際，易于配套設施施工，工人更容易管理和操作。
[0075]第六、本發明工藝藝普適性強，可取代堿砂材、酸砂材和噴砂材。所生產的砂面鋁 材表面無紋、無灰、細砂、亮麗。不僅解決了堿蝕鋁耗高、砂粒不均勻的難題，同時也徹底解 決了酸蝕氟污染、噴砂材表面不均勻的難題。
【附圖說明】
[0076] 圖1是本發明的一個實施例槽位布置圖；
[0077] 圖2是本發明的藥劑回收系統應用于現有鋁型材標準的堿蝕槽位布置圖；
[0078] 圖3是現有鋁型材標準的堿蝕槽位布置圖；
[0079] 圖4是現有鋁型材標準的酸蝕槽位布置圖；
[0080] 圖5是現有技術鋁合金四工作槽合一藥劑全回收和廢水零排放表面前處理系統布 置圖。
[0081 ] 其中，第二閥門02,第一閥門01。
【具體實施方式】
[0082]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0083] 作為一種鋁合金表面處理的前沿工藝，鋁合金無氟無銨四槽合一槽砂面處理極大 地提升了鋁合金表面質量，是現有普通酸蝕、堿蝕和噴砂等傳統工藝的換代技術，可有效地 解決鋁合金陽極氧化前處理的氟和銨污染，實現陽極氧化線大幅度節水，大大減少企業治 污量，降低生廣成本，提尚功效。
[0084] 如圖1所示，本發明由1 #四合一砂面槽、2#、3#、4#三道不流動水洗槽，5#、6#流動水 洗槽、7#水洗待料槽、8#氧化槽，9#、10#流動水洗槽，11#中溫封孔槽及12#、13#流動水洗槽 構成。其中，1#四合一砂面槽與2#、3#和4#不流動水洗槽，組成藥劑回收系統；1#、2#、3#、4# 槽按反向串聯設置，用于梯級截留1#四合一槽的藥劑，2#、3#和4#不流動水洗槽清洗鋁材、 截留藥劑、補充1#槽液位，自來水通過第二閥門02的開關控制可從4#進入，經3#、2#、進入1# 槽，從而實現藥劑截留和回收，并通過第三閥門01的開關實現1#槽補充液位；
[0085] 反向串聯節水系統由5#、6#、7#、9#、10#、12#、13#流動水洗槽組成，按自來水通過 第一閥門03的開關控制可從13#槽進入，反向串聯流動，經12#、10#、9#、7#、6#槽，最后經5# 槽流出，實現整條氧化線水洗槽反向大串聯，將傳統酸蝕氧化線清洗水6進6出，改為本設計 的1進1出，節水80 %以上；8#氧化槽和11#中溫封孔槽，組成藥劑兼容系統，設計為11#中溫 封孔槽對8#氧化槽兼容，即11#槽的中溫封孔液帶入8#氧化槽后，不影響氧化液的工作能力 和鋁合金氧化膜的性能；
[0086]其中的藥劑兼容系統為11 #中溫封孔槽對8#氧化槽的兼容。按自來水從13#槽進 入，反向串聯流動，經12#、10#、9#、7#、6#槽，最后經5#槽流出，11 #中溫封孔槽在8#氧化槽清 洗水流的上游，生產時，中溫封孔液帶入13#、12#槽，經12#、10#、9#、7#、6#槽，最后經5#槽流 出，7#水洗待料槽中含中溫封孔液，按11#中溫封孔槽對8#氧化槽兼容設計，11#中溫封孔槽 含醋酸鎳、異丁醇和三乙醇胺，鎳離子為導電鹽，添加進8#氧化槽，可降低槽液電阻，提高成 膜速度;醋酸和異丁醇為緩蝕劑，可降低溶膜速度，提高成膜率;三乙醇胺可螯合氧化液中 的鋁離子，降低槽液電阻，提高成膜率。11#中溫封孔槽各組分對8#氧化槽完全兼容，帶入8# 氧化槽后，不影響氧化液的工作能力和鋁合金氧化膜的性能，從而實現整條氧化線反向串 聯連接，大幅降低清洗用水。
[0087] 不同鋁材的生產方式如下：
[0088](一)機械噴砂材
[0089] 噴砂鋁材直接進入1 #槽，反應4-6分鐘，95-105 °C，滴流1分鐘，再經2#、3#、4#槽三 道不流動水洗槽，進入5#、6#、7#水洗槽清洗;在8#氧化槽氧化45-60分鐘，經9#、10#清洗;在 11#槽封孔10-20分鐘，經12#、13#水洗槽水洗，完成氧化處理。
[0090] (二)化學磨砂材
[0091] 鋁材直接進入1#槽，反應8-12分鐘，95-105°C，滴流1分鐘，再經2#、3#、4#槽三道不 流動水洗槽，進入5#、6#、7#水洗槽清洗;在8#氧化槽氧化45-60分鐘，經9#、10#清洗;在11# 槽封孔10-20分鐘，經12#、13#水洗槽水洗，完成氧化處理。
[0092]更進一步的說明，上述各槽工作機理如下：
[0093] 1#四合一槽
[0094] 1、堿性槽液:考慮到整條氧化線廢水偏酸性，本槽設計為在堿性條件下工作，以中 和水洗槽偏酸廢水，實現廢水酸堿平衡。鋁材進入本槽后，按原電池原理，以純鋁相為陽極， 合金相為陰極，陽離子向合金相、陰離子向純鋁相移動，按反應式(1)和(2)進行化學反應；
[0095] 2、去膜脫脂:按反應式（1)，鋁材進本槽后，先去自然氧化膜，同時在恰當濃度的表 面活性劑三聚磷酸鈉作用下，可除去油污和指紋，省去除油槽；
[0096] 3、起砂去紋。本槽選用氯化鈉作為起砂去紋的主要成分。按反應式(2)，純鋁相作 為陽極被溶解，與被陽極吸引而來的氯離子相遇;點蝕起砂，且砂粒均勻，鋁耗低，去機械紋 徹底;反應式為：
[0097] A13++3C1-=A1C13
[0098] 2AlCl3+2Na0H=Al2(0H)2Cl4+2NaCl (10)
[0099] Al2(0H)2Cl4+Na0H=Al2(0H)3Cl3+NaCl [0100] 2AlCl3+nNa0H=Al2(0H)nCl6-n+nNaCl
[0101] 氯離子在陽極相附近與溶解的鋁離子結合，生成聚合氯化鋁，降低鋁表面化學反 應區的鋁離子濃度，加快溶鋁、起砂、去紋的速度；
[0102] 4、完全絡合:本槽添加有足夠量的硫代硫酸鈉、山梨醇和葡鈉，山梨醇按(6)式、葡 鈉按反應式(7)絡合鋁離子，硫代硫酸鈉與鋁離子按下式形成絡合物：
[0103] Al3++2S2〇32-=[Al(S203)2]- (11)
[0104] 按(6)、（7)、（10)和（11)式，鋁離子能被完全絡合，特別是硫代硫酸鈉與鋁形成的 絡離子，粘度極低，槽液清澈，好滴流，好清洗，液位上升有限，很難溢槽；
[0105] 5、槽液中含大量的cr，鋁材表面的黑灰，能通過cr來清除，不需要專門設置除灰 槽。
[0106] 2#、3#和4#三道不流動槽
[0107] 1、清洗鋁材。1#槽鋁離子可達150g/L以上，粘度很高。清洗時間為2#槽2分鐘；3#槽 2分鐘;4#槽1分鐘;徹底清洗鋁材帶出的藥劑；
[0108] 2、截留藥劑。三道清洗槽逐級截留。1#槽被帶出的藥劑，其濃度成梯級分布;2#槽 藥劑濃度高，4#槽藥劑濃度低；
[0109] 3、回收藥劑、補充1#槽液位。1#槽中，藥劑的蒸發和帶出損失，液位不斷下降，需要 補充液位。打開第二閥門02，自來水從4#槽進入，流經3#、2#槽，最后進入1#槽，既補充了液 位，又實現了藥劑的逐級回收。
[0110] 整條氧化線的工作指標為：
[0111] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉30-50g/L，氯化鈉100-200g/L，硫代硫酸鈉1 ? 5-3 ? 5g/ L，三聚磷酸鈉1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L，葡萄糖酸鈉1.5-3.5g/L，余量水;工作溫度 為80-90 °C，處理時間為8-12分鐘，滴流1分鐘；
[0112] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0113] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0114] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0115] 如圖2所示，后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所 示），水洗后經氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。
[0116] 1#四合一磨砂槽添加有起砂去紋成分氯化鈉，其優化工作濃度為100-200g/L;另 外添加有槽液穩定成分硫代硫酸鈉，其優化工作濃度為1.5-3.5g/L;除油成分三聚磷酸鈉， 其優化工作濃度為1.5-3.5g/L;絡合成分山梨醇，其優化工作濃度為1.5-3.5g/L;同為絡合 成分葡萄糖酸鈉，其優化工作濃度為1.5-3.5g/L，此外，1#四合一磨砂槽還添加有氫氧化 鈉，其優化工作濃度為30_50g/L;水洗槽帶出的堿性槽液恰好中和陽極氧化水洗槽偏酸廢 水，在線除灰中和。
[0117] 與普通酸堿蝕和噴砂相比，本發明具有如下重大技術突破：
[0118] 1、首次以現代環保、節能、減排、降耗、清潔文明生產的角度，大幅度變革，重新設 計錯合金陽極氧化生產線；
[0119] 2、首次精心選擇鋁合金表面處理化學藥劑配方，徹底杜絕含氟、含銨的成分，確保 整條氧化線無氟無銨，大幅降低廢水處理成本；
[0120] 3、首次摒棄傳統工藝由酸到堿、再由堿到酸、藥劑互相消耗的槽位布局，采用一個 藥劑槽前處理鋁材，不串槽，省水省藥；
[0121 ] 4、首次大規模減少功能槽，將酸蝕工藝的四個功能槽減少為一個，大幅度降低藥 耗，提尚功效；
[0122] 5、首次設置由1#四合一槽與2#、3#和4#不流動水洗槽組成的藥劑回收系統。2#、3# 和4#不流動水洗槽清洗鋁材、逐級截留藥劑;4#、3#、2#、1#反向串聯，由4#槽補水，反向流 動，將藥劑逐級回收至1#槽，藥劑回收率80%以上，大幅降低葯耗；
[0123] 本發明取150L槽體積設計模擬氧化線，各功能槽按100L開槽，槽液控制參數如下 各實施例所示。
[0124] 實施例1組-四合一砂面材生產
[0125] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0126] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉、氯化鈉、硫代硫酸鈉、三聚磷酸鈉、山梨醇、葡萄糖酸 鈉按下表1添加，余量為水;工作溫度為85°C，處理時間為10分鐘，滴流1分鐘；
[0128] 表1
[0129] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0130] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0131] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0132] 如圖2所示，后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所 示），水洗后經氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。
[0133] 實施例組1，可批量生產鋁合金化學磨砂材，且隨著氫氧化鈉濃度升高，反應速度 加快，可適當降低反應溫度，縮短反應時間。
[0134] 實施例2組-四合一砂面材生產
[0135] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0136] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉、氯化鈉、硫代硫酸鈉、三聚磷酸鈉、山梨醇、葡萄糖酸 鈉按下表2添加，余量為水;工作溫度為85 °C，處理時間為10分鐘，滴流1分鐘；
[0139] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0140] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0141] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0142] 如圖2所示，后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所 示），水洗后經氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。
[0143] 實施例組2,可批量生產鋁合金化學磨砂材，從實施例2-1至2-2可得，隨著氯化鈉 濃度升高，起砂速度加快，砂面加重。可適當降低反應溫度，縮短反應時間。
[0144] 實施例3組-四合一砂面材生產
[0145] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0146] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉、氯化鈉、硫代硫酸鈉、三聚磷酸鈉、山梨醇、葡萄糖酸 鈉按下表3添加，余量為水;工作溫度為85 °C，處理時間為10分鐘，滴流1分鐘；
[0148] 表3
[0149] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0150] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0151] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0152] 如圖2所示，后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始，水洗后 經氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。
[0153] 實施例組3,可批量生產鋁合金化學磨砂材，從實施例3-1至3-2可得，隨著硫代硫 酸鈉濃度升高，反應速度降低，槽液穩定性增加，可適當提高反應溫度，延長反應時間；從實 施例3-3至3-4可得，隨著三聚磷酸鈉濃度升高，槽液鋁離子絡合能力增加，反應速度降低， 可適當提高反應溫度，延長反應時間。實施例4組-四合一砂面材生產
[0154] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0155] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉、氯化鈉、硫代硫酸鈉、三聚磷酸鈉、山梨醇、葡萄糖酸 鈉按下表4添加，余量為水;工作溫度為85 °C，處理時間為10分鐘，滴流1分鐘；
[0158] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0159] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0160] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0161] 后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所示），水洗后經 氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。
[0162] 實施例組4,可批量生產鋁合金化學磨砂材，從實施例4-1至4-2可得，隨著山梨醇 濃度升高，槽液鋁離子絡合能力增加，反應速度降低，可適當提高反應溫度，延長反應時間； 從實施例4-3至4-4可得，槽液鋁離子絡合能力增加，反應速度降低，可適當提高反應溫度， 延長反應時間。
[0163] 實施例5-四合一砂面材生產
[0164] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0165] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉40g/L，氯化鈉100g/L，硫代硫酸鈉2.5g/L，三聚磷酸鈉 2.5g/L，山梨醇2.5g/L，葡萄糖酸鈉2.5g/L，余量水;工作溫度為80°C，處理時間為10分鐘， 滴流1分鐘；
[0166] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0167] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0168] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0169] 后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所示），水洗后經 氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。實施例6-四合一砂面材 生產
[0170] 除了 1#四合一砂面槽的工作溫度為90°C，其他各槽的藥劑配方和工作指標與實施 例5的處理一致。從實施例5和實施例6可得，隨著槽液溫度升高，反應速度加快，可適當降低 藥劑濃度，縮短反應時間。
[0171] 實施例7-四合一砂面材生產
[0172] 各槽的藥劑配方和工作指標為：
[0173] 1#四合一砂面槽:氫氧化鈉40g/L，氯化鈉100g/L，硫代硫酸鈉2.5g/L，三聚磷酸鈉 2.5g/L，山梨醇2.5g/L，葡萄糖酸鈉2.5g/L，余量水;工作溫度為85°C，處理時間為8分鐘，滴 流1分鐘；
[0174] 2#不流動水洗槽:水洗2分鐘，滴流30秒；
[0175] 3#不流動水洗槽:水洗1.5分鐘，滴流30秒；
[0176] 4#不流動水洗槽:水洗1分鐘，滴流30秒；
[0177] 后續工藝按現有的標準堿蝕槽進行，接其8#流動水洗槽開始（圖3所示），水洗后經 氧化，氧化后進行封孔，最后水洗風干、包裝、入庫，完成表面處理。實施例8-四合一砂面材 生產
[0178] 除了 1#四合一砂面槽的處理時間為12分鐘，其他各槽的藥劑配方和工作指標與實 施例7的處理一致。從實施例7和實施例8可得，隨著鋁材在槽液中反應時間的增加，鋁耗增 加，砂面加重，可適當降低藥劑濃度，縮短反應時間。實施例9-藥劑回收系統測試
[0179] 打開第二閥門02和第一閥門01，自來水進入4#，經3#、2#、進入1 #槽，補充1 #槽液 位;實現藥劑截留、回收。可補充1#槽液位;實現藥劑截留、回收。
[0180]以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的 原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術 人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入 本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，其特征在于:包括以下組分:氫氧化鈉30-50g/L， 氯化鈉100-200g/L，硫代硫酸鈉1.5-3.5g/L，表面活性劑1.5-3.5g/L，山梨醇1.5-3.5g/L， 葡萄糖酸鈉1.5-3.5g/L，余量為水。2. 根據權利要求1所述的無氟無銨四合一砂面前處理藥劑，其特征在于:所述表面活性 劑為三聚磷酸鈉。3. 使用權利要求1或2中所述的無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的方法，其特征在于： 置于四合一砂面槽內，工作溫度為65°C，處理時間為8分鐘，滴流1分鐘。4. 使用權利要求1或2中所述的無氟無銨四合一砂面前處理藥劑的藥劑回收系統，其特 征在于:所述藥劑回收系統包括四合一槽和不流動水洗槽子系統，所述不流動水洗槽子系 統整體反相串聯設置，且其水流動方向的始端設有補水口，其終端的出水口串聯于所述四 合一槽。5. 根據權利要求4所述的藥劑回收系統，其特征在于:所述不流動水洗槽子系統設置有 不少于三個不流動水洗槽。6. 根據權利要求5所述的藥劑回收系統，其特征在于:所述不流動水洗槽子系統包括： 順序布置的2#不流動水洗槽、3#不流動水洗槽和4#不流動水洗槽;所述4#不流動水洗槽設 置有補水口。7. 根據權利要求6所述的藥劑回收系統，其特征在于:所述不流動水洗槽子系統單個槽 體的補水口和出水口分別設置于兩端，清洗水從其一端流入，并從另一端流出至水流動方 向的下游流動水洗槽。8. 根據權利要求7所述的藥劑回收系統，其特征在于:所述不流動水洗槽子系統的單個 補水口和排水口分別設置于4#不流動水洗槽和2#不流動水洗槽，清洗水從4#不流動水洗槽 補入，從2#不流動水洗槽流進所述四合一槽。
【文檔編號】C25D11/16GK105821463SQ201610186264
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】熊映明, 熊晨凱
【申請人】佛山市三水雄鷹鋁表面技術創新中心有限公司