铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺及配置

铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺及配置

熊映明

（佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司，广东佛山，528100）

基金项目：广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目（2011A032303001）

第一作者及通讯作者：熊映明，男，博士

摘  要：通过对铝加工厂阳极氧化废液中铝离子和硫酸回收工艺进行创新研发及涉及，解决铝加工企业阳极氧化工艺存在的废液量大、环保压力大、药剂浪费严重等难题。

关键词：阳极氧化槽；铝离子；硫酸

1  前 言

    铝是目前世界上产量最大、应用最广的有色金属，铝及其制品已广泛应用于建筑、航空航天、交通运输、机械设备、电子设备、包装材料、电力及日用品等行业；铝是国民经济建设、战略性新兴产业和国防科技工业发展不可缺少的重要基础原材料。近十年全球铝产业呈现持续发展趋势，铝制品需求量逐年增长。2011年全球原铝产量约4500万吨，比上年增长8%，其中我国铝工业发展贡献最大。我国是铝加工和消费大国，产量稳居全球首位。2011年国内铝制品产量达2345万吨，同比增长20%。广东省是铝合金加工大省，2011年铝合金产量约500万吨。建筑铝合金是广东省的优势产品，其产量约占全国的50%，市场占有率超过45%，广东省建筑铝合金产业规模在国内位列第一。

    佛山市是铝加工产业聚集区。经过近40年发展，佛山铝加工产业已经成为国内企业最多、产能最大、从业人数最多、专业技术人才最密集的生产加工和贸易中心，并将逐步成长为全球最重要的铝加工基地。铝加工产业是佛山市的支柱产业，该产业每年综合产值超过1000亿元。建筑铝合金是佛山铝加工产业的主要产品，约占总产量的70%，在国内乃至全球铝加工行业都具有明显优势。
    铝合金生产加工的关键过程是铝表面处理。通过表面处理，提高铝合金的抗腐蚀性、延长其使用寿命、增强其装饰性。阳极氧化工艺是目前铝合金表面处理的主要工艺，工艺流程见图1，每年经氧化工艺处理的铝合金约占建筑铝合金总产量的45%。
    图1，11#槽阳极氧化液中,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转化膜。电化学氧化膜与天然氧化膜不同,氧化膜为堆积细胞结构,每个细胞为一个六角柱体,其顶端为一个圆弧形且具六角星形的细孔截断面.氧化膜有两层结构.靠近基体金属的是一层致密且薄,厚度为0.01-0.05μm的纯AL2O3膜,硬度高,此层即为阻挡层；外层为多孔氧化膜层,由带结晶水的AL2O3组成,硬度较低。
电化学氧化按电解液的主要成分可分为:硫酸阳极氧化,草酸阳极氧化,铬酸阳极氧化；按氧化膜的功能可分为:耐磨膜层,耐腐蚀膜层,胶接膜层,绝缘膜层,瓷质膜层及装饰氧化。
    铝合金经阳极氧化处理后，在铝材表面形成以多孔性为特征的氧化膜，必须经过封孔处理，以保证铝合金阳极氧化产品的耐腐蚀性、耐候性和耐磨性等物理化学性能，获得耐久的使用性能。