铝合金阳极氧化槽铝离子和硫酸回收工艺及配置

2  研究内容

    铝加工厂阳极氧化废液中铝离子和硫酸的回收工艺，是在充分认识铝加工企业的生产困惑，经多年研发，系统设计，整体配置，大胆变革，对现有铝加工企业废液量最大，环保压力最大，药剂浪费最严重的阳极氧化槽液，进行了前所未有的系统研究后，诞生的一项新工艺。
    如前所述，阳极氧化液中的铝离子，最佳浓度应控制在3-l0g/L范围之内，此时所获的氧化膜耐蚀性、耐磨性最好，氧化能耗低。目前，阳极氧化槽中的铝离子浓度，各企业基本控制在10-20g/L之间，远远超出了最佳浓度区间。铝离子浓度高，电阻大，能耗高，氧化膜质量差，这些是业界共识。但受制于处理氧化废酸的环保压力，企业被迫选择提高铝离子控制上限，减少氧化废酸的排放量。
    氧化液中，有Al³⁺、H⁺和SO₄^2-,，没加电场时，这三种离子在氧化液中的运动方式为两种：震动和漂移。以Al³⁺为例，其运动方式为：
   （1）以某一平衡点为中心的球形区间内震动，通过球心的最大截面为其影响区域，称为震荡截面；
   （2）从一个平衡点漂移到下一个平衡点，然后继续震动，这种迁移叫漂移运动；漂移是无序的，震动是永恒的；
    加电场后，各离子除漂移和震动外，还有沿电力线方向的定向运动，浓度逐步形成梯度分布：
   （a）SO4^2-加电场后向阳极运动，形成阳极附近浓度高，阴极附近浓度低的梯度分布；在阳极，形成如下电化学反应：

    SO₄^2--2e=2O+SO₂↑（失去电子，释放氧原子）   （1）
    2Al+3O=Al₂O₃  （氧化铝合金，制氧化膜）       （2）
    Al₂O₃+3H⁺=2Al³⁺+3OH^-(氧化膜溶解)           （3）
   （b）Al³⁺、H⁺加电场后向阴极运动，形成阴极附近浓度高，阳极附近浓度低的梯度分布；在阴极，形成如下电化学反应：
    2H⁺+2e=H₂↑     （得到电子，释放氢气）        （4）