一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种铝制品生产加工技术领域,更具体地说，它涉及一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统。

背景技术：

2.目前，铝合金表面处理的主要工艺是阳极氧化，在氧化槽的阳极氧化液中，具有导电表面的铝合金置于阳极，在外电流的作用下，表面形成氧化膜的过程称为阳极氧化，所产生的膜为阳极氧化膜或电化学氧化膜。在阳极氧化过程中铝材本身也会与硫酸、磷酸等反应形成铝离子，从而导致槽液中铝离子浓度不断上升。当铝离子达到15g/l以上时阳极氧化效果会变差，对产品品质造成较大的影响，这时全部或至少大部分的槽液就需要被替换。倒掉一半的槽液，并且重新加入新的酸和水对其进行中和，然而，倒掉的槽液对外界环境有污染，达不到排放标准。因此，需对槽液进行处理，通过碱对其中和，这就会带来成本较高，易对环境造成污染的问题。同时，废酸得不到有效的回收利用，造成资源的极大浪费。
3.虽然目前已有很多铝阳极氧化槽液的酸回收工艺，但这些工艺在运行过程中仍存在一些问题：（1）专利cn201520172273.4公开了一种铝阳极处理氧化槽硫酸回收精制系统，该系统虽然能实现铝阳极处理氧化槽中硫酸的回收循环利用，但无法实现自动回收氧化槽中的硫酸，还需人工操作才能完成回收利用；（2）现有酸回收方法还有直接采用硫酸回收机，由于分离罐内装有阳离子交换的特殊材料，能够快速高效地将硫酸与铝离子分离，将铝离子排出溶液之外，将硫酸送回氧化槽中继续使用，使生产中不断产生的铝离子排出溶液之外。从理论上讲，该装置可使铝材氧化膜厚度及品质稳定，并且节能，也为稳定型材着工艺提供良好的氧化膜基础。但在实际运行中，某型号硫酸回收机需消耗水约1.5m3/h，消耗电约3kw/h，即每月耗水1080吨，耗电2160度，能耗压力大。
4.鉴于以上问题，本文旨在发明一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，该系统在实现高效回收氧化槽中酸的同时，还能实现酸回收系统的自动运行以及降低运行能耗和成本。

技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，采用如下技术方案：
6.一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，包括铝离子在线监测系统和酸净化回收系统；所述铝离子在线监测系统包括铝离子在线监测仪和plc控制装置，所述plc控制装置根据铝离子在线监测仪反馈数据启动酸净化回收系统；所述酸净化回收系统包括陶瓷超滤除杂装置、扩散渗析膜分离回收装置和自来水桶；所述铝阳极氧化槽通过输液导管导通至陶瓷超滤除杂装置，所述陶瓷超滤除杂装置通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置，所述自来水桶通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置；所述陶瓷超滤除杂装置设有废液第一排放口；所述扩散渗析膜分离回收装置设有酸回收口和废液
第二排放口；所述酸回收口通过输液导管导通至铝阳极氧化槽。
7.进一步地，所述铝离子在线监测系统依据工艺特性可设置不同检测频率及铝离子浓度上限值及下限值。
8.进一步地，所述陶瓷超滤除杂装置内设陶瓷超滤膜。
9.进一步地，所述扩散渗析膜分离回收装置设有扩散渗析膜，膜压应控制在0.1-1.5bar。
10.进一步地，所述自来水桶与陶瓷超滤除杂装置出水同步进入扩散渗析膜分离回收装置。
11.进一步地，所述铝阳极氧化槽与陶瓷超滤除杂装置之间的输液导管设有槽液提升泵，自来水桶与扩散渗析膜分离回收装置之间的输液导管上设有自来水提升泵。
12.进一步地，所述铝阳极氧化槽液中的酸为硫酸或磷酸。
13.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
14.（1）通过铝离子在线监测系统和酸净化回收系统的同步联动，实现生产和净化回收同步作业；
15.（2）该系统可根据实际生产所需，设定启动酸净化回收系统的铝离子浓度上限值及下限值和铝离子在线监测系统的检测频率；
16.（3）该系统大幅度节省了铝阳极氧化槽中酸液替换费用的中和费用，大幅度节省酸碱中和所产生的废物；
17.（4）该系统节省了更换阳极氧化槽的时间与人力成本；
18.（5）该系统能够实现酸液回收率在80%~90%。
附图说明
19.图1为本实用新型内部结构示意图；
20.其中1-铝阳极氧化槽，2-铝离子在线监测仪，3-plc控制装置，4-槽液提升泵，5-陶瓷超滤除杂装置，6-扩散渗析膜分离回收装置，7-输液导管，8-自来水桶，9-废液第一排出管，10-废液第一排放口，11-酸回收口，12-自来水提升泵，13-铝离子在线监测系统，14-酸净化回收系统，15-废液第二排出管，16-废液第二排放口。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。
22.如图1所示，本实用新型提供的一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，该系统包括铝阳极氧化槽1，铝离子在线监测仪2，plc控制装置3，槽液提升泵4，陶瓷超滤除杂装置5，扩散渗析膜分离回收装置6，输液导管7，自来水桶8，废液第一排出管9，废液第一排放口10，酸回收口11，自来水提升泵12，铝离子在线监测系统13，酸净化回收系统14，废液第二排出管15，废液第二排放口16。
23.该系统包括铝离子在线监测系统13和酸净化回收系统14；所述铝离子在线监测系统13包括铝离子在线监测仪2和plc控制装置3，所述plc控制装置3根据铝离子在线监测仪1反馈数据启动酸净化回收系统14；所述酸净化回收系统14包括陶瓷超滤除杂装置4、扩散渗析膜分离回收装置6和自来水桶8；所述铝阳极氧化槽1通过输液导管7导通至陶瓷超滤除杂
装置5，所述陶瓷超滤除杂装置5通过输液导管7导通至扩散渗析膜分离回收装置6，所述自来水桶8通过输液导管7导通至扩散渗析膜分离回收装置6；所述陶瓷超滤除杂装置5设有废液第一排放口10；所述扩散渗析膜分离回收装置6设有酸回收口11和废液第二排放口16；所述酸回收口11通过输液导管7导通至铝阳极氧化槽1。
24.所述铝离子在线监测系统13依据工艺特性可设置不同检测频率及铝离子浓度上限值及下限值；所述陶瓷超滤除杂装置5内设陶瓷超滤膜；所述扩散渗析膜分离回收装置6设有扩散渗析膜，膜压应控制在0.1-1.5 bar；所述自来水桶8与陶瓷超滤除杂装置5出水同步进入扩散渗析膜分离回收装置6；所述铝阳极氧化槽1与陶瓷超滤除杂装置5之间的输液导管7设有槽液提升泵4，自来水桶8与扩散渗析膜分离回收装置6之间的输液导管7上设有自来水提升泵12；所述铝阳极氧化槽液中的酸为硫酸或磷酸。
25.系统的处理流程如下：依据工艺特性的不同可对铝离子在线监测系统13设置不同的检测频率及铝离子浓度上限值及下限值。当铝离子在线监测仪2检测到铝阳极氧化槽1中的铝离子浓度大于或等于设定的铝离子浓度上限值时，联动plc控制装置3反馈至酸净化回收系统14启动作业。此时，槽液提升泵4自动启动，将氧化槽液提升至陶瓷超滤除杂装置5进行除杂处理，得到除杂后的酸液和杂质浓液，除杂后的酸液进入后续的扩散渗析膜分离回收装置6进行酸回收作业，杂质浓液经废液第一排出管9排入污水处理站。从陶瓷超滤除杂装置5流出的除杂后的酸液和自来水桶8流出的自来水同时进入扩散渗析膜分离回收装置6，由扩散渗析膜进行算回收作业得到净化后的酸液和金属盐溶液，净化后的酸液回流至铝阳极氧化槽1继续使用，金属盐溶液经废液第二排出管15排入污水处理站，回收作业完成。
26.常规的铝阳极氧化槽液的酸回收工艺虽然能实现铝阳极处理氧化槽中硫酸的回收循环利用，但无法实现自动回收氧化槽中的硫酸，还需人工操作才能完成回收利用。同时目前采用硫酸回收机进行酸回收作业的方法耗能大，经济性较差。而本实用新型在实现高效回收氧化槽中酸的同时，还能实现酸回收系统的自动运行以及降低运行能耗和成本。因此，本实用新型具有明显的优势。
实施例
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.如如图1所示，本公司项目现场采用上述技术方案试制了一套用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，该系统包括铝阳极氧化槽1，铝离子在线监测仪2，plc控制装置3，槽液提升泵4，陶瓷超滤除杂装置5，扩散渗析膜分离回收装置6，输液导管7，自来水桶8，废液第一排出管9，废液第一排放口10，酸回收口11，自来水提升泵12，铝离子在线监测系统13，酸净化回收系统14，废液第二排出管15，废液第二排放口16。
29.陶瓷超滤除杂装置5、扩散渗析膜分离回收装置6和自来水桶8都为圆柱体，尺寸分别为100 mm*100 mm*300mm、210 mm*210mm*600 mm及1500 mm*1500 mm*9000 mm，处理对象为公司运营铝合金型材加工厂的铝阳极氧化槽中的氧化液。
30.该系统包括铝离子在线监测系统13和酸净化回收系统14；所述铝离子在线监测系统13包括铝离子在线监测仪2和plc控制装置3，所述plc控制装置3根据铝离子在线监测仪1
反馈数据启动酸净化回收系统14；所述酸净化回收系统14包括陶瓷超滤除杂装置4、扩散渗析膜分离回收装置6和自来水桶8；所述铝阳极氧化槽1通过输液导管7导通至陶瓷超滤除杂装置5，所述陶瓷超滤除杂装置5通过输液导管7导通至扩散渗析膜分离回收装置6，所述自来水桶8通过输液导管7导通至扩散渗析膜分离回收装置6；所述陶瓷超滤除杂装置5设有废液第一排放口10；所述扩散渗析膜分离回收装置6设有酸回收口11和废液第二排放口16；所述酸回收口11通过输液导管7导通至铝阳极氧化槽1。
31.所述铝离子在线监测系统13依据工艺特性可设置不同检测频率及铝离子浓度上限值及下限值；所述陶瓷超滤除杂装置5内设陶瓷超滤膜；所述扩散渗析膜分离回收装置6设有扩散渗析膜，膜压应控制在1.0 bar；所述自来水桶8与陶瓷超滤除杂装置5出水同步进入扩散渗析膜分离回收装置6；所述铝阳极氧化槽1与陶瓷超滤除杂装置5之间的输液导管7设有槽液提升泵4，自来水桶8与扩散渗析膜分离回收装置6之间的输液导管7上设有自来水提升泵12；所述铝阳极氧化槽液中的酸为硫酸。
32.使用本装置处理铝阳极氧化槽中的氧化液，进水废液水质酸度为150~160 g/l、铝离子浓度为15~20 g/l，回流的酸液水质酸度为130~140 g/l、铝离子浓度为0.5~1 g/l，外排的杂质浓液和盐溶液的水质酸度为20~30 g/l、铝离子浓度为15~20 g/l，酸回收率为80~90%，长期运行时，铝阳极氧化槽内稳定作业，未出现效果不佳的情形。
33.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的一种实施方式，而非对其限制。应当指出的是：本领域的普通技术人员可对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的保护范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

技术特征：

1.一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，包括铝离子在线监测系统和酸净化回收系统；所述铝离子在线监测系统包括铝离子在线监测仪和plc控制装置，所述plc控制装置根据铝离子在线监测仪反馈数据启动酸净化回收系统；所述酸净化回收系统包括陶瓷超滤除杂装置、扩散渗析膜分离回收装置和自来水桶；所述铝阳极氧化槽通过输液导管导通至陶瓷超滤除杂装置，所述陶瓷超滤除杂装置通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置，所述自来水桶通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置；所述陶瓷超滤除杂装置设有废液第一排放口；所述扩散渗析膜分离回收装置设有酸回收口和废液第二排放口；所述酸回收口通过输液导管导通至铝阳极氧化槽。2.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述铝离子在线监测系统依据工艺特性可设置不同检测频率及铝离子浓度上限值及下限值。3.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述陶瓷超滤除杂装置内设陶瓷超滤膜。4.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述扩散渗析膜分离回收装置设有扩散渗析膜，膜压应控制在0.1-1.5bar。5.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述自来水桶与陶瓷超滤除杂装置出水同步进入扩散渗析膜分离回收装置。6.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述铝阳极氧化槽与陶瓷超滤除杂装置之间的输液导管设有槽液提升泵，自来水桶与扩散渗析膜分离回收装置之间的输液导管上设有自来水提升泵。7.根据权利要求1所述一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，所述铝阳极氧化槽液中的酸为硫酸或磷酸。

技术总结

本实用新型提供了一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，其特征在于，包括铝离子在线监测系统和酸净化回收系统；所述铝离子在线监测系统包括铝离子在线监测仪和PLC控制装置；所述酸净化回收系统包括陶瓷超滤除杂装置、扩散渗析膜分离回收装置和自来水桶；所述铝阳极氧化槽通过输液导管导通至陶瓷超滤除杂装置，所述陶瓷超滤除杂装置通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置，所述自来水桶通过输液导管导通至扩散渗析膜分离回收装置；所述酸回收口通过输液导管导通至铝阳极氧化槽。本文发明一种用于铝阳极氧化槽液的自动酸回收系统，该系统在实现高效回收氧化槽中酸的同时，还能实现酸回收系统的自动运行以及降低运行能耗和成本。行能耗和成本。行能耗和成本。