铝基材碱洗废液除油净化技术

Posted 2023-01-15 石灰

篇首语：一个伟大的灵魂，会强化思想和生命。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了铝基材碱洗废液除油净化技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

铝基材在镀、涂前需进行表面处理，如印刷用 PS 版、CTP 版铝版基处理工序如下：铝板→碱洗除油→水洗→电解粗化→水洗→阳极氧化→水洗→封孔→水洗→干燥→涂布，由此产生大量的含铝碱性废液和含铝酸性废液。其中的含铝酸性废液成分简单，在进一步回收处理中不需要净化即可直接应用，而含铝碱性废液中成分较为复杂，原因在于：（1）从铝基材表面脱除的轧制油、贮存时的污物及乳化剂、分散剂等有机物以极细的水包油液滴均匀分散于废液中，这些液滴即使用膜分离手段也很难分离〔1, 2〕；（2）轧制油在轧制过程中由于高温氧化使矿物基础油氧化为烷基酸、醇、酯及分子质量较大的化合物，使废液颜色变黄甚至更深，为棕色〔3, 4〕，造成废液净化处理困难；（3）由于铝的活泼性，使得铝基材铝损失率高达2～12 g/m2，废液中铝的质量浓度高达50～ 80 g/L〔5, 6〕。因此，在对高铝碱性废液进行铝回收之前，必须对废液进行除油脱色净化，而已报道的文献中都未提出合适的处理方法。

1 试验部分

1.1 试验材料

试验用含铝废液取自乐凯华光印刷科技有限公司，主要成分为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠及葡萄糖酸钠，pH 为12.3，铝质量浓度为52.5 g/L，COD 为 25 000 mg/L。试验用石灰、硬脂酸、亚硫酸钠均为工业级。

1.2 试验仪器与测试方法

试验仪器：水循环真空泵，河南巩义市裕华仪器公司生产。

测试方法：COD 按GB 11914—1989 的方法进行测定；色度按稀释倍数法进行测定，对废碱液除油后呈透明的溶液进行色度测定。

1.3 试验方法

将50 mL 含铝碱性废液加热后投入0.1～1.0 g 硬脂酸直至完全溶解，在快速搅拌下将其加入到 1 L 含铝碱性废液中，然后在搅拌下加入石灰1.0～ 5.0 g，继续搅拌1 h，真空抽滤，对滤液进行COD 和色度测定。

2 结果与讨论

2.1 添加硬脂酸的除油脱色效果

将不同量的硬脂酸热溶于50 mL 废碱液后，在快速搅拌下迅速加入到1 L 的废碱液中，真空抽滤，对滤液进行COD 和色度测定，考察添加硬脂酸的除油脱色效果，结果见表 1。

试验结果表明，当硬脂酸加入量过少时，过滤后的滤液仍浑浊，无法进行色度测定。当硬脂酸质量达到0.8 g 以上时，滤液变为清亮透明，说明已无油滴。

硬脂酸为长链烷基脂肪酸，溶于碱液后呈阴离子表面活性剂。在用碱液除油过程中，铝基材表面的轧制油被洗涤下来，轧制油的主要成分为基础油，即长链烃类。在含油废碱液中加入高级脂肪酸表面活性剂后，由于吸附和破乳作用，使烃类油性分子吸附于絮状的高级脂肪酸钠表面，从而达到除油的效果。此时虽然除油效果明显，但色度仍较高，说明硬脂酸对有色物质只是部分吸附。

2.2 添加硬脂酸和石灰的协同除油脱色效果

在50 mL 含铝碱性废液中热溶入0.8 g 硬脂酸，快速搅拌下迅速加入到1 L 的废碱液中，再加入不同量的石灰，继续搅拌1 h，真空抽滤，对滤液进行 COD 和色度的测定，考察添加硬脂酸和石灰的协同除油脱色效果，结果见表 2。

试验结果表明，对含铝碱性废液，硬脂酸和石灰具有协同除油脱色效果。当硬脂酸质量为0.8 g，石灰质量达到4.0 g 时，处理出水COD 接近稳定值，脱色效果也很明显。

加入石灰后，石灰首先与废碱液中的碳酸钠和磷酸钠反应：

轧制油氧化后形成高级烷基酸，可与石灰反应形成微溶的高级烷基酸钙：

葡萄糖酸钠也可与Ca（OH）2 作用形成微溶的葡萄糖酸钙。

过滤时反应生成的不溶物形成致密的滤层，滤层使原来没被吸附的极细油滴也被截留，这样不但使废碱液中的油得到很好的分离，大部分的色素物质如烷基酸等也被分离掉。

2.3 废碱液放置时间对脱色效果的影响

试验中发现，当废碱液放置时间较长时，颜色会加深，这是由于废碱液中的油溶性铝化合物对轧制油有催化作用，使其更多地被氧化为烷基酸〔3〕，并且在空气和微生物的作用下，这一过程更为显著。试验表明，对刚产生的废碱液进行处理，当硬脂酸、石灰投加质量分别为0.8、4.0 g 时，滤液的色度可减少至 70 度；若将废碱液在空气中放置5 d，用同样的量进行处理，色度上升到160 度。

为此，试验中对放置时间较长的废碱液采取加入还原剂的方法延缓这一过程的发生。对还原剂的选择，应考虑以下几点：（1）对后续处理无影响；（2）最好在后续处理中能被除掉；（3）价廉。据此选择亚硫酸钠作为还原剂，因为亚硫酸钠在后续的分离时能与石灰反应形成亚硫酸钙的难溶盐而被去除。试验表明，亚硫酸钠的加入质量达到0.1 g 即能达到阻止轧制油进一步氧化的效果。

2.4 对固体废物的处理

产生的滤饼中的主要成分为无机盐、有机物。将滤饼凉干后于100 ℃下烘干1 h，再于550 ℃下灼烧 3 h，以减少量为有机物量，可计算出干基滤饼中有机物的质量分数约为8%，可掺入煤中作燃料使用。。

3 结论

铝基材碱洗废液中含有大量的铝，须回收利用，因此，必须先除掉废碱液中的油性组分和色素。在 50 mL 废碱液中热溶入0.8 g 硬脂酸，搅拌下迅速加入到1 L 的废碱液中，再加入4.0 g 石灰，搅拌1 h，真空抽滤，即可得到基本澄清透明的精制废碱液。精制的废碱液中COD 降至480 mg/L，色度降至70 度。产生的废碱液最好立即处理，若不能马上处理，应在上述废碱液中加入0.1 g 的亚硫酸钠，减缓油性物质的氧化变色。对产生的滤饼，晾干后可作燃料掺入煤中使用，避免了二次污染。