煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置及工艺的制作方法

本发明涉及铝加工技术领域，尤其涉及一种煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置及工艺，实际上为煲模液代碱蚀液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置及工艺。

背景技术：

铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用。近年来，铝代铜、铝代木、铝代钢、扩大铝应用范围的趋势更加明显。铝加工业既是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。但是，在经济新常态下，铝加工行业能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的共性问题，突显为制约行业发展的瓶颈和障碍。

铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会产生不同程度的废气、废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序产生煲模碱性废液，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置，其结构中可利用二次滤液作为回收系统；

本发明的目的还提出煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置的工艺，其能有效分离出氢氧化钠和硫酸钠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置，包括：二次滤液收集池、煲模废液处理系统、原料废液处理系统、反应液处理系统和一次滤液收集系统；

所述煲模废液处理系统包括：六号泵、煲模槽、废水导流沟、煲模液收集罐；

所述二次滤液收集池、六号泵、煲模槽、废水导流沟和煲模液收集罐相邻依次相通连接；所述废水导流沟内设有高压雾化水枪；所述高压雾化水枪与所述六号泵相通连接；所述煲模槽用于铝材的煲模；

所述碱蚀废液处理系统包括：碱蚀废液生成系统和碱蚀废液收集系统；所述碱蚀废液生成系统包括：碱蚀槽、第一碱蚀液截留槽、第二碱蚀液截留槽、碱蚀液收集罐、七号泵、八号泵和九号泵；所述碱蚀废液收集系统包括：除油槽、流动水洗槽、高压雾化喷淋槽、中和槽、喷淋液收集罐；

所述除油槽、流动水洗槽、碱蚀槽、第一碱蚀液截留槽、第二碱蚀液截留槽、高压雾化喷淋槽和中和槽依次连接；所述煲模液收集罐、七号泵和碱蚀槽依次连接；所述第二碱蚀液截留槽、九号泵和二次滤液收集池依次连接；所述第一碱蚀液截留槽、八号泵和所述碱蚀液收集罐依次连接；所述高压雾化喷淋槽和流动水洗槽分别接有进水口；所述高压雾化喷淋槽、喷淋液收集罐、九号泵和第二碱蚀液截留槽依次相通连接，所述九号泵还连接有所述二次滤液收集池；

通过所述七号泵，所述废水导流沟内的煲模液依次经过煲模液收集罐和碱蚀槽；所述除油槽和流动水洗槽分别用于处理铝材；所述碱蚀槽用于处理所述煲模液收集罐的煲模液，并碱蚀所述除油槽和流动水处理后的铝材，生成碱蚀废液；所述第一碱蚀液截留槽和第二碱蚀液截留槽用于清洗所述碱蚀槽处理后的铝材；所述高压雾化喷淋槽用于喷淋所述碱蚀槽处理后铝材；所述中和槽用于中和处理后铝材；所述碱蚀液收集罐用于收集所述第一碱蚀液截留槽的碱蚀废液，并将碱蚀废液传至所述反应液处理系统；

所述反应液处理系统、滤液收集系统和一次滤液分离系统依次相通连接；

所述反应液处理系统接收所述碱蚀液收集罐的碱蚀废液，并加入氧化废液与之混合并反应，再通过所述滤液收集系统在分离出氢氧化铝和一次滤液，由所述一次滤液分离系统将一次滤液分离出硫酸钠；

所述第二碱蚀液截留槽、喷淋液收集罐和高压雾化喷淋槽依次连接，所述喷淋液收集罐和所述第二碱蚀液截留槽的连接管路上设有九号泵，所述喷淋液收集罐、九号泵和二次滤液收集池依次连接，所述二次滤液收集池还用于收集所述第二碱蚀液截留槽和高压雾化喷淋槽的碱蚀废液。

更进一步说明，所述煲模液收集罐通过有氢氧化钠与铝制模具反应后的煲模废液；

经过所述煲模液收集罐时，所述煲模废液的游离碱浓度和铝离子的浓度之间比值为3.8-4.2；

经过所述碱蚀槽时，所述煲模废液的游离碱浓度和铝离子的浓度之间比值为3.5-4.0。

更进一步说明，所述反应液处理系统包括：反应液添加系统和反应液分离系统；

所述反应液添加系统包括：氧化液收集罐、反应罐、一号泵和二号泵；所述氧化液收集罐、一号泵和反应罐分别依次相通连接，使所述氧化液收集罐的氧化废液通过所述一号泵传递至所述反应罐；所述反应罐和所述碱蚀液收集罐连接有所述二号泵，使所述二号泵将所述碱蚀液收集罐的碱蚀废液传至所述反应罐内；

所述反应液分离系统包括：固液分离罐、第一离心机、第一滤液回收罐和三号泵；所述固液分离罐、所述第一离心机、所述第一滤液回收罐和所述三号泵相邻依次相通连接；

所述反应罐的上层、二号泵和第一滤液回收罐依次相通连接，所述二号泵用于将所述第一滤液回收罐的一次滤液向所述反应罐传递；

所述固液分离罐的上端、第一滤液回收罐和二号泵和所述反应罐分别相通连接；

所述第一滤液回收罐底部和中部分别设有通向所述三号泵的管路，并分别由十九号阀和十八号阀控制；所述三号泵还连接有所述反应罐；

所述第一离心机用于在ph介于7.00-7.50分离出氧气化钠，并将液体导流至所述第一滤液回收罐；所述三号泵连接有所述一次滤液分离系统，使所述第一滤液回收罐中的一次滤液传至所述一次滤液分离系统后，由所述一次滤液分离系统分离在ph介于7.00-7.50出硫酸钠。

更进一步说明，所述反应罐的数量为2；所述反应罐之间分别于两者侧壁的中部、下部以及所述反应罐的底部相通连接，并共同连接于所述二号泵；

所述二号泵于连接所述反应罐的上层中，其连接管路于其中一个所述反应罐的入口处设有十三号阀，于另外一个所述反应罐的入口处设有十四号阀；

其中一个所述反应罐于中部的出口处设有三号阀，于下部的出口处设有五号阀，且该反应罐的底部设有七号阀；另一个反应罐于中部的出口处设有四号阀，于下部的出口处设有六号阀，且该反应罐的底部设有八号阀；所述反应罐共同连接于所述二号泵的连接管路上设有九号阀；

所述一号泵分别连接于所述反应罐的顶部，并于连接的管路上分别设有一号阀。

更进一步说明，所述滤液收集系统包括：硫酸钠结晶罐、四号泵、第二离心机、第二滤液回收罐和五号泵；所述三号泵、硫酸钠结晶罐、所述四号泵、所述第二离心机、所述第二滤液回收罐和所述五号泵相邻依次相通连接；所述三号泵接入所述硫酸钠结晶罐内；所述五号泵相通连接于所述二次滤液收集池；

所述硫酸钠结晶罐内设有冰机；所述第二离心机用于分离出硫酸钠。

更进一步说明，所述煲模槽内设有若干个煲模容器；所述煲模容器的入口分别与所述六号泵连接，且所述煲模容器的入口设有四十四号阀；所述煲模容器的出口与所述废水导流沟连接，且所述煲模容器的出口设有三十二号阀；

更进一步说明，所述反应罐的侧边设有防溢口；所述防溢口设于所述反应罐侧壁的顶部和中部之间位置；所述第一滤液回收罐分别与所述防溢口通过管道连接；

所述反应罐、固液分离罐、滤液回收罐和硫酸钠结晶罐内设有搅拌机。

更进一步说明，煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置的工艺，包括以下步骤：(1)煲模废液回收、(2)碱蚀废液生成、(3)碱蚀废液收集、(4)氧化废液收集、(5)碱蚀废液添加、(6)反应液分离操作、(7)一次滤液收集和回收、(8)硫酸钠回收、(9)二次滤液收集；

本发明的有益效果：

1、本发明首次用二次滤液作为回收系统：给煲模槽开槽，回用二次滤液；用二次滤液借助高压雾化水枪清洗模具，减少清洗用水，确保回收的煲模废液浓度；在煲模时大量蒸发用的水、十水硫酸钠消耗大量结晶水前提下，煲模车间的大系统缺水、整个煲模车间由高压雾化喷淋槽的喷淋用水，并经九号泵补水至二次滤液收集池，彻底阻断煲模操作和碱蚀操作中钠离子对废水中心的污染，实现废水废渣零排放；利用五号泵送回二次滤液收集池循环使用，等待下一次回收，彻底隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放，为中水回用清除最大的钠离子障碍；

2、本发明的r为氢氧化钠使游离碱浓度和铝离子浓度的比值，并首次充分研究煲模液的分解规律，得出r＝3.00为偏铝酸钠分解点；在没有晶种，r≥3.50条件下，煲模液可管道输送；在没有晶种，r≥4.00条件下，煲模液可长期储存；为煲模液转化为碱蚀液、储存与输送至碱蚀槽，打下了坚实的在线回收基础。

3、本发明首次利用氧化废液为反应液，添加回收的碱蚀废液，在ph介于7.00-7.50之间，回收氢氧化铝和硫酸钠副产品，获得纯度高的回收产物。

附图说明

图1是原料废液处理系统的结构图；

图2是二次滤液收集池和煲模废液处理系统的连接结构图；

图3是原料废液处理系统、反应液处理系统和滤液收集系统的连接结构图；

图4是一次滤液分离系统的结构图；

其中：

氧化液收集罐1、反应罐2、碱蚀液收集罐3、固液分离罐4、第一离心机51、第二离心机52、第一滤液回收罐61、第二滤液回收罐62、煲模槽7、废水导流沟8、二次滤液收集池9、硫酸钠结晶罐111；高压雾化水枪81；煲模液收集罐99；进水口88；

除油槽71、流动水洗槽72、碱蚀槽74、第一碱蚀液截留槽75、第二碱蚀液截留槽76、高压雾化喷淋槽77、中和槽78；喷淋液收集罐771

一号泵01、二号泵02、三号泵03、四号泵04、五号泵05、六号泵06、七号泵07、八号泵08、九号泵09、十号泵010；

一号阀0001、三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、七号阀0007、八号阀0008、九号阀0009、十号阀0010；十一号阀0011、十二号阀0012、十三号阀0013、十四号阀0014、十五号阀0015、十六号阀0016、十七号阀0017、十八号阀0018、十九号阀0019、二十号阀0020；二十一号阀0021、二十二号阀0022；二十五号阀0025、二十六号阀0026、二十七号阀0027、二十八号阀0028、二十九号阀0029、三十号阀0030；三十一号阀0031、三十二号阀0032；四十四号阀0044；五十六号阀0056、五十七号阀0057、五十八号阀0058、五十九号阀0059；六十一号阀0061、六十号阀0060、六十二号阀0062、六十三号阀0063；

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置，包括：二次滤液收集池9、煲模废液处理系统、原料废液处理系统、反应液处理系统和一次滤液收集系统；

所述煲模废液处理系统包括：六号泵06、煲模槽7、废水导流沟8、煲模液收集罐99；

所述二次滤液收集池9、六号泵06、煲模槽7、废水导流沟8和煲模液收集罐99相邻依次相通连接；所述废水导流沟8内设有高压雾化水枪81；所述高压雾化水枪81与所述六号泵06相通连接；所述煲模槽7用于铝材的煲模；

所述碱蚀废液处理系统包括：碱蚀废液生成系统和碱蚀废液收集系统；所述碱蚀废液生成系统包括：碱蚀槽74、第一碱蚀液截留槽75、第二碱蚀液截留槽76、碱蚀液收集罐3、七号泵07、八号泵08和九号泵09；所述碱蚀废液收集系统包括：除油槽71、流动水洗槽72、高压雾化喷淋槽77、中和槽78、喷淋液收集罐771；

所述除油槽71、流动水洗槽72、碱蚀槽74、第一碱蚀液截留槽75、第二碱蚀液截留槽76、高压雾化喷淋槽77和中和槽78依次连接；所述煲模液收集罐99、七号泵07和碱蚀槽74依次连接；所述第二碱蚀液截留槽76、九号泵09和二次滤液收集池9依次连接；所述第一碱蚀液截留槽75、八号泵08和所述碱蚀液收集罐3依次连接；所述高压雾化喷淋槽77和流动水洗槽72分别接有进水口88；所述高压雾化喷淋槽77、喷淋液收集罐771、九号泵09和第二碱蚀液截留槽76依次相通连接，所述九号泵09还连接有所述二次滤液收集池9；

通过所述七号泵07，所述废水导流沟8内的煲模液依次经过煲模液收集罐99和碱蚀槽74；所述除油槽71和流动水洗槽72分别用于处理铝材；所述碱蚀槽74用于处理所述煲模液收集罐99的煲模液，并碱蚀所述除油槽71和流动水处理后的铝材，生成碱蚀废液；所述第一碱蚀液截留槽75和第二碱蚀液截留槽76用于清洗所述碱蚀槽74处理后的铝材；所述高压雾化喷淋槽77用于喷淋所述碱蚀槽74处理后铝材；所述中和槽78用于中和处理后铝材；所述碱蚀液收集罐3用于收集所述第一碱蚀液截留槽75的碱蚀废液，并将碱蚀废液传至所述反应液处理系统；

所述反应液处理系统、滤液收集系统和一次滤液分离系统依次相通连接；

所述反应液处理系统接收所述碱蚀液收集罐3的碱蚀废液，并加入氧化废液与之混合并反应，再通过所述滤液收集系统在分离出氢氧化铝和一次滤液，由所述一次滤液分离系统将一次滤液分离出硫酸钠；

所述第二碱蚀液截留槽76、喷淋液收集罐771和高压雾化喷淋槽77依次连接，所述喷淋液收集罐771和所述第二碱蚀液截留槽76的连接管路上设有九号泵09，所述喷淋液收集罐771、九号泵09和二次滤液收集池9依次连接，所述二次滤液收集池9还用于收集所述第二碱蚀液截留槽76和高压雾化喷淋槽77的碱蚀废液。

更进一步说明，本发明首次用二次滤液作为回收系统：给煲模槽7开槽，回用二次滤液；用二次滤液借助高压雾化水枪清洗模具，减少清洗用水，确保回收的煲模废液浓度；在煲模时大量蒸发用的水、十水硫酸钠消耗大量结晶水前提下，煲模车间的大系统缺水、整个煲模车间由高压雾化喷淋槽的喷淋用水，并经九号泵09补水至二次滤液收集池9，彻底阻断煲模操作和碱蚀操作中钠离子对废水中心的污染，实现废水废渣零排放；利用五号泵05送回二次滤液收集池9循环使用，等待下一次回收，彻底隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放，为中水回用清除最大的钠离子障碍；

更进一步说明，所述煲模液收集罐99通过有氢氧化钠与铝制模具反应后的煲模废液；

经过所述煲模液收集罐99时，所述煲模废液的游离碱浓度和铝离子的浓度之间比值为3.8-4.2；

经过所述碱蚀槽74时，所述煲模废液的游离碱浓度和铝离子的浓度之间比值为3.5-4.0。

更进一步说明，本发明首次充分研究煲模液的分解规律，得出r＝3.00为偏铝酸钠分解点；在没有晶种，r≥3.50条件下，煲模液可管道输送；在没有晶种，r≥4.00条件下，煲模液可长期储存；

本发明首次设置碱蚀废液收集系统，负责将第一碱蚀液截留槽75截留的碱蚀废液送入碱蚀液收集罐3；将喷淋液收集罐771收集的喷淋液送入第二碱蚀液截留槽76，反向流回第一碱蚀液截留槽75，碱蚀废液梯级截留，浓度前高后低，反向收集；多余的喷淋液泵入二次滤液收集池9，给煲模车间补水，整个煲模车间和氧化车间含钠废水全部回用，彻底阻断钠离子对废水中心的污染；

更进一步说明，所述反应液处理系统包括：反应液添加系统和反应液分离系统；

所述反应液添加系统包括：氧化液收集罐1、反应罐2、一号泵01和二号泵02；所述氧化液收集罐1、一号泵01和反应罐2分别依次相通连接，使所述氧化液收集罐1的氧化废液通过所述一号泵01传递至所述反应罐2；所述反应罐2和所述碱蚀液收集罐3连接有所述二号泵02，使所述二号泵02将所述碱蚀液收集罐3的碱蚀废液传至所述反应罐2内；

所述反应液分离系统包括：固液分离罐4、第一离心机51、第一滤液回收罐61和三号泵03；所述固液分离罐4、所述第一离心机51、所述第一滤液回收罐61和所述三号泵03相邻依次相通连接；

所述反应罐2的上层、二号泵02和第一滤液回收罐61依次相通连接，所述二号泵02用于将所述第一滤液回收罐61的一次滤液向所述反应罐2传递；

所述固液分离罐4的上端、第一滤液回收罐61和二号泵02和所述反应罐2分别相通连接；

所述第一滤液回收罐61底部和中部分别设有通向所述三号泵03的管路，并分别由十九号阀0019和十八号阀0018控制；所述三号泵03还连接有所述反应罐2；

所述第一离心机51用于在ph介于7.00-7.50分离出氧气化钠，并将液体导流至所述第一滤液回收罐61；所述三号泵03连接有所述一次滤液分离系统，使所述第一滤液回收罐61中的一次滤液传至所述一次滤液分离系统后，由所述一次滤液分离系统分离在ph介于7.00-7.50出硫酸钠。

更进一步说明，所述反应罐2的数量为2；所述反应罐2之间分别于两者侧壁的中部、下部以及所述反应罐2的底部相通连接，并共同连接于所述二号泵02；

所述二号泵02于连接所述反应罐2的上层中，其连接管路于其中一个所述反应罐2的入口处设有十三号阀0013，于另外一个所述反应罐2的入口处设有十四号阀0014；

其中一个所述反应罐2于中部的出口处设有三号阀0003，于下部的出口处设有五号阀0005，且该反应罐2的底部设有七号阀0007；另一个反应罐2于中部的出口处设有四号阀0004，于下部的出口处设有六号阀0006，且该反应罐2的底部设有八号阀0008；所述反应罐2共同连接于所述二号泵02的连接管路上设有九号阀0009；

所述一号泵01分别连接于所述反应罐2的顶部，并于连接的管路上分别设有一号阀0001。

更进一步说明，本发明首次在反应液添加系统中设置十号阀0010，利用十一号阀0011、十三号阀0013、十四号阀0014、反应罐2、七号阀0007、八号阀0008和二号泵02形成的反应液循环，十号阀0010处于负压的巧妙设计，将碱蚀废液吸入反应罐2；碱蚀废液在二号泵02处与氧化液充分混合、反应，生成氢氧化铝，回收金属铝和钠；

更进一步说明，所述滤液收集系统包括：硫酸钠结晶罐111、四号泵04、第二离心机52、第二滤液回收罐62和五号泵05；所述三号泵03、硫酸钠结晶罐111、所述四号泵04、所述第二离心机52、所述第二滤液回收罐62和所述五号泵05相邻依次相通连接；所述三号泵03接入所述硫酸钠结晶罐111内；所述五号泵05相通连接于所述二次滤液收集池9；

所述硫酸钠结晶罐111内设有冰机；所述第二离心机52用于分离出硫酸钠。

更进一步说明，所述煲模槽7内设有若干个煲模容器；所述煲模容器的入口分别与所述六号泵06连接，且所述煲模容器的入口设有四十四号阀0044；所述煲模容器的出口与所述废水导流沟8连接，且所述煲模容器的出口设有三十二号阀0032；

所述二次滤液收集池9和所述六号泵06的连接管路上设有二十九号阀0029；所述六号泵06和所述煲模槽7的连接管路设有三十号阀0030；所述高压雾化水枪81和所述六号泵06的连接管路设有三十一号阀0031；

所述七号泵07和煲模液收集罐99的连接管路设有五十六号阀0056；所述第一碱蚀液截留槽75向所述碱蚀槽74设有单向的五十七号阀0057；所述第二碱蚀液截留槽76向所述第一碱蚀液截留槽75设有单向的五十八号阀0058；所述第一碱蚀液截留槽75和所述八号泵08的连接管路设有五十九号阀0059；所述第二碱蚀液截留槽76和所述九号泵09的连接管路设有六十二号阀0062；所述十号泵010和所述进水口88的连接管路设有六十号阀0060；所述高压雾化喷淋槽77和所述高压雾化喷淋槽77的连接管路设有六十一号阀0061；所述九号泵09和所述二次滤液收集池9的连接管路设有六十三号阀0063；

所述氧化液收集罐1和所述一号泵01的连接管路设有二十二号阀0022；所述碱蚀液收集罐3连接于所述反应罐2和所述二号泵02连接管路，且该连接管路与所述碱蚀液收集罐3之间设有十号阀0010；所述二号泵02还连接于通过所述反应罐2顶部，且该连接管路上设有十一号阀0011；

所述二号泵02与所述固液分离罐4的连接管路设有十六号阀0016；在所述第一滤液回收罐61与所述二号泵02的连接管路上，所述第一滤液回收罐61的入口处设有十五号阀0015，所述二号泵02的出口处设有十二号阀0012；所述固液分离罐4的出口位置设有十七号阀0017；

所述三号泵03和硫酸钠结晶罐111的连接管路设有二十号阀0020；所述三号泵03与所述反应罐2的连接管路设有二十一号阀0021；所述四号泵04和所述硫酸钠结晶罐111的连接管路设有二十五号阀0025；所述四号泵04和第二离心机52的连接管路设有二十六号阀0026；所述第二滤液回收罐62和五号泵05的连接管路设有二十七号阀0027；所述二次滤液收集池9和五号泵05的连接管路设有二十八号阀0028。

更进一步说明，所述反应罐2的侧边设有防溢口；所述防溢口设于所述反应罐2侧壁的顶部和中部之间位置；所述第一滤液回收罐61分别与所述防溢口通过管道连接；

所述反应罐2、固液分离罐4、滤液回收罐和硫酸钠结晶罐111内设有搅拌机。

更进一步说明，煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠的氧化线配置的生产工艺，包括以下步骤：

(1)煲模废液回收：关闭所述煲模槽7中各个阀和泵；并打开所述二十九号阀0029、三十号阀0030和三十二号阀0032，启动所述六号泵06，为所述煲模槽7注水；按150-250g/l的氢氧化钠为所述煲模槽开槽；将模具吊入所述煲模槽7作煲模操作；待煲模操作完成后吊出模具，打开所述三十一号阀0031，启动所述六号泵06，用所述高压雾化水枪81清洗模具，模具晾干回收；将清洗模具的水导流至所述煲模液收集罐99回收；当煲模液铝离子达到60g/l以上时，将煲模废液导流至所述煲模液收集罐99；添加质量分数为50％的液碱，使煲模废液中游离碱浓度和铝离子浓度的比值调至3.8-4.2之间；打开所述五十六号阀0056，启动所述七号泵07，将煲模废液作为碱蚀液泵入所述碱蚀槽74；

(2)碱蚀废液生成：检测碱蚀液的所述碱蚀槽74，添加氢氧化钠使游离碱浓度和铝离子浓度的比值控制至3.5-4.0；

铝材在所述除油槽71经2-5分钟除油后，经所述流动水洗槽72清洗60-120s，滴流30s，然后进入所述碱蚀槽74；50-60℃下，碱蚀5-15分钟；再经所述第一碱蚀液截留槽75和第二碱蚀液截留槽76清洗60s，滴流30s；经所述高压雾化喷淋槽77喷淋60s，进入中和槽78，完成碱蚀废液生成；

(3)碱蚀废液收集：打开所述十号阀0010，启动所述八号泵08，将所述第一碱蚀液截留槽75截留的碱蚀废液送入所述碱蚀液收集罐3；开启九号泵09，将所述喷淋液收集罐771收集的喷淋液泵入所述第二碱蚀液截留槽76，经所述六十二号阀0062、五十八号阀0058，反向流回所述第一碱蚀液截留槽75；

(4)氧化废液收集：打开所述一号阀0001、二十二号阀0022，启动所述一号泵01，将所述氧化液收集罐1中的氧化废液泵入所述反应罐2内；

(5)碱蚀废液添加：根据碱蚀废液滴定氧化废液的结果，估算所需添加碱蚀废液的体积；

关闭所述三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、八号阀0008、十二号阀0012和十四号阀0014，打开所述七号阀0007、九号阀0009、十一号阀0011、十三号阀0013，启动所述二号泵02，循环其中一个反应罐2的氧化废液；或关闭所述三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、七号阀0007、十二号阀0012和十三号阀0013，打开所述八号阀0008、九号阀0009、十一号阀0011、十四号阀0014，启动所述二号泵02，循环另一个反应罐2的氧化废液；

打开所述十号阀0010，利用负压，将所述碱蚀液收集罐3中的碱蚀废液吸入所述二号泵02并送入所述反应罐2，中和氧化废液；添加碱蚀废液至反应液ph值在7.0-7.5时，达到反应终点，生成氢氧化铝和硫酸钠；关闭所述十号阀0010，停止添加碱蚀废液；继续搅拌30分钟，静置60分钟；

(6)反应液分离操作：关闭所述四号阀0004、六号阀0006、七号阀0007、八号阀0008、十号阀0010、十一号阀0011、十六号阀0016；打开所述三号阀0003或五号阀0005，打开所述九号阀0009、十二号阀0012和十五号阀0015，启动所述二号泵02，将所述反应罐2中的上清液泵入所述第一滤液回收罐61；关闭所述三号阀0003、五号阀0005、十五号阀0015和十七号阀0017，打开七号阀0007和十六号阀0016，启动所述二号泵02，将所述反应罐2中的固液混合物泵入搅拌状态下的固液分离罐4，启动所述第一离心机51，打开所述十七号阀0017，固液分离和喷淋后分离出氢氧化铝和一次滤液；将一次滤液送入所述第一滤液回收罐61；

或关闭所述三号阀0003、五号阀0005、七号阀0007、八号阀0008、十号阀0010、十一号阀0011、十六号阀0016；打开所述四号阀0004或六号阀0006，以及所述九号阀0009、十二号阀0012和十五号阀0015，启动所述二号泵02，将所述反应罐2中的上清液泵入所述第一滤液回收罐61；关闭所述四号阀0004、六号阀0006、十五号阀0015和十七号阀0017，打开八号阀0008和十六号阀0016，启动所述二号泵02，将所述反应罐2中的固液混合物泵入搅拌状态下的所述固液分离罐4，启动所述第一离心机51，打开所述十七号阀0017，固液分离和喷淋后分离出氢氧化铝和一次滤液；将滤液送入所述第一滤液回收罐61；

(7)一次滤液收集和回收：关闭所述十五号阀0015、十八号阀0018、十九号阀0019、二十号阀0020和二十一号阀0021，收集一次滤液于所述第一滤液回收罐61中，完成一次滤液收集；关闭所述十九号阀0019和二十一号阀0021，打开所述十八号阀0018和所述二十号阀0020，开启所述三号泵03，将所述滤液回收罐中的上清液泵入所述硫酸钠结晶罐111；打开所述十九号阀0019和二十一号阀0021，关闭所述十八号阀0018和所述二十号阀0020，开启所述三号泵03，将搅拌状态下的所述第一滤液回收罐61中沉淀物泵入反应罐2中，进行二次回收，完成一次滤液回收；

(8)硫酸钠回收：关闭所述二十五号阀0025，开启所述冰机，冷却一次滤液至5℃以下，硫酸钠结晶并析出；开启电搅拌，打开所述二十五号阀0025和二十六号阀0026，开启所述第二离心机52，启动所述四号泵04，固液分离出硫酸钠；滤液流入第二滤液回收罐62，完成硫酸钠回收系统操作流程；

(9)二次滤液收集：关闭所述二十七号阀0027，收集二次滤液；打开所述二十七号阀0027和二十八号阀0028，开启所述五号泵05，将二次滤液送入所述二次滤液收集池9。

更进一步说明，本设计利用硫酸钠在不同温度下巨大的溶解度差，在5℃以下，结晶分离回收硫酸钠，提高回收率；

更进一步说明，步骤(3)中，所述第二碱蚀液截留槽76不能再装喷淋液时，打开六十三号阀0063，启动所述九号泵09，将多余的喷淋液泵入所述二次滤液收集池9。

更进一步说明，所述一号泵01连接于所述反应罐2的上端，使所述步骤(4)中所述一号泵01将所述氧化液收集罐1中的氧化废液从所述反应罐2上端注入；

所述二号泵02连接于所述反应罐2的上端，使所述步骤(5)中所述二号泵02将所述碱蚀液收集罐3中的碱蚀液从所述反应罐2上端注入。

更进一步说明，本添加方法实现低位添加碱蚀废液，避免在反应罐2上方高位添加，既杜绝了碱蚀废液从氧化废液上表面添加、高温反应溅出伤人的风险，又利用二号泵02高速搅拌、充分混合，避免了碱液结块，减轻电搅拌压力，大幅缩短反应时间；

煲模(碱蚀)时，模具中的铝料头在碱蚀液中发生如下化学反应：

al2o3+2naoh＝2naalo2+h2o(去自然氧化膜)(1)

2al+2naoh+2h2o＝2naalo2+3h2↑(溶铝)(2)

naalo2+2h2o＝al(oh)3↓+naoh(槽液分解，再生碱液)(3)

2al(oh)3＝al2o3.3h2o(槽壁结垢、堵塞管道)(4)

(2)+(3)式,在强碱条件下

2al+6h2o＝2al(oh)3↓+3h2↑(5)

(2)(3)(5)式中，是否生成al(oh)3沉淀，取决于煲模液游离碱浓度，当r值(游离碱浓度/铝离子浓度)大于3.5时，铝以naalo2形式存在，低于3.5时，分解析出al(oh)3。在碱性条件下，煲模液化学反应的本质是铝与水的反应，铝被溶解，水被分解，释放氢气，生成氢氧根，煲模液总碱浓度增加，增加量为一摩尔铝，增加三摩尔总碱。

按(1)(2)两式，碱浓度越高，溶铝速度越快；按(3)(4)(5)两式，煲模液不稳定，易分解，并结垢。按(3)(4)(5)式，为了防止偏铝酸钠分解，可适当增加氢氧化钠浓度，保持偏铝酸钠稳定，防止回收设备、泵、阀门结垢，以利于回收煲模液。

在含偏铝酸钠的煲模液中，逐步添加硫酸(或氧化废液)，发生如下化学反应：

与少量稀硫酸反应

2naalo2+h2so4+2h2o＝na2so4+2al(oh)3↓(ph值7以上)(6)

与过量稀硫酸反应

2naalo2+4h2so4＝＝na2so4+al2(so4)3+4h2o(ph值4.89以下)(7)

表1所示(j为游离碱浓度g/l,l为铝离子浓度g/l，r为游离碱浓度/al³⁺浓度)。

表1不同浓度碱液溶解铝屑的变化规律

试样a

(1)开槽指标j＝98.88、l＝0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，j值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，l值不断增加，r值不断降低，j值降低有限；

(2)当铝屑增加到50g时，l值继续增加，指标为j＝94.76、l＝38.01、r＝2.49，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，r为最低点2.49；

(3)当铝屑增加到60g时，指标为j＝94.76、l＝30.59、r＝3.10，l值降低，氢氧化铝分解析出，r值回升至3.10；

(4)继续增加铝屑，按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故j值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，r值继续上升至稳态，在铝屑添加至80-160范围内，r值介于3.50-4.00之间，考虑到滴定误差，r值≥4.00时，试样a绝对稳定，不会分解析出氢氧化铝。

试样b

(1)、开槽指标j＝199.82、l＝0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，j值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，l值不断增加，r值不断降低，j值降低有限；

(2)、当铝屑增加到90g时，l值继续增加，指标为j＝199.76、l＝68.13、r＝2.93，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，r为最低点2.93；

(3)、当铝屑增加到100g时，指标为j＝193.64、l＝68.60、r＝2.82，l值不变，氢氧化铝分解析出，r值为2.82；

(4)、继续增加铝屑，铝屑表面的氧化铝按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故j值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，r值继续上升至稳态，在铝屑添加至120-160范围内，r值介于4.00-4.15之间，考虑到滴定误差，r值≥4.20时，试样b绝对稳定，不会分解析出氢氧化铝。

试样c

(1)、开槽指标j＝313.12、l＝0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，j值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，l值不断增加，r值不断降低，j值降低有限；

(2)、当铝屑增加到130g时，l值继续增加，指标为j＝276.04、l＝92.79、r＝2.98，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，r为最低点2.98；

(3)、当铝屑增加到140g时，指标为j＝273.98、l＝93.261、r＝2.94，l值变化很小，氢氧化铝分解析出，r值为2.94；

(4)、继续增加铝屑，按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故j值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，r值继续上升至稳态，在铝屑添加至120-160范围内，r值介于3.18-3.25之间；由于槽液粘度太大，分解的氢氧化铝，搅拌后很难沉淀，滴定误差太大，铝屑添加量>160g以上的数据无法取得，试样c的稳态r值无法取到。

实验结果分析

(1)、试样a-c，均存在分解临界点。a的分解临界点为j＝94.76、l＝38.01、r＝2.49，b的分解临界点为j＝199.76、l＝68.13、r＝2.93，c的分解临界点为j＝276.04、l＝92.79、r＝2.98；在分解临界点以上，j略微降低，l升高，r降低，槽液逐步进入偏铝酸钠过饱和区间，没有氢氧化铝析出；

(2)、试样a-c，均存在分解点。a的分解点为j＝94.76、l＝30.59、r＝3.10，b的分解点为j＝193.64、l＝68.60、r＝2.82，c的分解点为j＝273.98、l＝93.261、r＝2.94，在分解点以下，j略微降低，l不再随铝屑的添加而大幅增加，r不再随铝屑添加而大幅降低，槽液进入拜耳法偏铝酸钠分解区间，分解析出大量氢氧化铝。试样a存在明显的过饱和现象，临界点l＝38.01、r＝2.49，分解点l＝30.59、r＝3.10，添加10g铝屑后，l不但没有增加，反而大幅降低，析出大量氢氧化铝，r反弹至3.10；试样b过饱和现象不明显，临界点l＝68.13、r＝2.93与分解点l＝68.60、r＝2.82之间平稳过度，添加的10g铝屑直接分解成氢氧化铝，l、r几乎没有变化，槽液直接进入拜耳法偏铝酸钠分解区间；试样c过饱和现象不明显，临界点l＝92.79、r＝2.98与分解点l＝93.261、r＝2.94之间平稳过度，添加的10g铝屑直接分解成氢氧化铝，l、r几乎没有变化，槽液直接进入拜耳法偏铝酸钠分解区间；

(3)、进入拜耳法偏铝酸钠分解区间后，继续添加铝屑，l不再增加，r不断升高。试样a的r值逐步趋近3.50-4.00区间，试样b的r值逐步趋近4.00-4.15区间；除添加的铝屑直接分解成氢氧化铝外，大量氢氧化铝晶种的存在，进一步诱导偏铝酸钠分解，彻底消除过饱和现象，实现(3)式化学反应的动态平衡；

(4)、煲模液倒槽时的指标为j＝250、l＝50、r＝5.00，试样b、c最接近煲模液的工作指标。实验结果表明，在没有晶种的条件下，煲模液分解的r值为3.00左右，要回收煲模液中的铝，必须分解煲模液，添加相当浓度的酸，消耗游离碱，降低r值至3.00左右，方能分解出氢氧化铝；要管道输送煲模液，r值必须大于3.00，考虑到意外晶种的引入，诱发偏铝酸钠分解，r值最好在3.50以上输送；要长期储存煲模液，不分解、不沉淀，r值最好控制在4.00以上。

无水硫酸钠溶解度随温度的变化规律

取纯水100ml，从0℃开始，添加无水硫酸钠，记录饱和点溶解无水硫酸钠重量(g)；每隔10℃，检测一次，得无水硫酸钠饱和浓度随温度的变化规律，如表2所示：

表2无水硫酸钠溶解度随温度的变化规律

实验结果分析

(1)、无水硫酸钠溶解度随温度变化很大，0℃时4.9g/100ml,40℃时48.8g/100ml,相差近10倍；

(2)、0-40℃区间，溶解度急剧上升；40-100℃，溶解度略微下降；

(3)、可用冷却方法，结晶析出十水硫酸钠，通过固液分离，获得十水硫酸钠产品；大幅降低滤液硫酸钠含量。

氧化液与煲模液(碱蚀液)中和回收氢氧化铝和硫酸钠实验结果

定性定量分析。按(6)(7)式，硫酸(或氧化废酸)中添加煲模液，可回收氢氧化铝和硫酸钠，或硫酸铝和硫酸钠。氢氧化铝不溶于水，容易实现氢氧化铝与硫酸钠的分离；硫酸铝与硫酸钠溶于水，实现两者回收，在线分离有一定难度，需要消耗大量清洗用水，排放进入废水中心，钠离子会污染中水，阻碍中水回用。

a、取老化后、排放前的煲模液，j＝253.33、l＝51.35、r＝4.93一升，总碱含量j总12.04当量；添加浓度为200g/l的稀硫酸，当量浓度为4.08，完全反应至中性，需要消耗稀硫酸2.951升，硫酸12.04当量。反应产物为：反应液总体积3.951升，含铝5.71当量、硫酸根12.04当量；生成十水硫酸钠12.04当量，计1938.44g；生成氢氧化铝5.71当量，计148.46g；

b、反应初段。取200g/l稀硫酸2.951升，添加指标为j＝253.33、l＝51.35、r＝4.93的煲模液，ph值不断上升；按(7)式，在ph为4.5-4.89区间，反应产物为硫酸铝和硫酸钠；利用不同温度下硫酸铝和硫酸钠溶解度的不同，可结晶分离这两种化工产品。考虑到在线处理、铝材厂煲模废液量巨大、这两种化工产品产量巨大、且都溶于水、所用清洗水量巨大，在线分离难度太大，且有水排放，不环保，不宜在线生成硫酸铝和硫酸钠；可一块结晶析出，固液分离，留待后期再结晶，分离硫酸铝和硫酸钠；

c、反应终段。继续添加煲模液，当ph大于4.89时，槽液分解、析出氢氧化铝，添加煲模液一升至反应终点，ph介于7.00-7.50，大部分偏铝酸钠分解析出；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却一次滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得硫酸钠产品；二次滤液送回煲模槽7继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；

d、与氧化液反应。取氧化废液(总酸200g/l、铝离子20/l)2.951升，添加煲模液(j＝253.33、l＝51.35、r＝4.93)一升至反应终点，ph介于7.00-7.50，偏铝酸钠分解析出；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品，见表3；冷却一次滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得高品质硫酸钠产品，见表4；二次滤液送回煲模槽7继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；本发明冷却一次滤液至5℃以下，结晶析出硫酸钠，生产硫酸钠产品；二次滤液送回煲模槽7继续煲模，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍。

表3氧化液与煲模液中和生产氢氧化铝检测结果

表4氧化液与煲模液中和生产硫酸钠检测结果

三、氧化液与煲模液(碱蚀液)中和回收氢氧化铝和硫酸钠副产品试验结果定性分析

按试验1-4及检测结果，可做如下分析：

1、利用氧化废液(或稀硫酸)，添加煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液(不含添加剂)、铝灰的碱溶解液等，r≥3.5)，在ph介于4.50-4.89之间，可回收硫酸铝和硫酸钠副产品；在ph介于7.00-7.50之间，可回收氢氧化铝和硫酸钠副产品；

2、在反应终点ph7.0-7.5之间，偏铝酸钠完全分解析出，生成氢氧化铝；固液分离、漂洗、烘干，可获得满足国标要求的高品质氢氧化铝；

3、冷却一次滤液至温度不高于5℃，大量结晶析出硫酸钠；固液分离，烘干，可获得满足国标要求的高品质硫酸钠；

4、含少量硫酸钠的二次滤液，可送回煲模槽7循环使用，等待下一次回收，全部隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。