废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房的制作方法

1.本发明属于铝合金喷涂加工前处理技术领域，具体涉及一种废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房。


背景技术：

2.现有技术的无铬钝化前处理喷淋房，设置为不外排水槽废水零排放后，钝化剂不参与成膜，铝离子和钝化剂在钝化槽的槽液中不断积累，逐步降低钝化槽的钝化能力而容易死槽；整条喷涂预处理线配置了多个水槽，流程太长，并且需要频繁地清槽否则会影响经处理的铝材表面涂层的附着力，既增加了操作人员的工作强度，还严重降低了生产效率。


技术实现要素：

3.本发明提出了可实现废水废渣零排放的无铬钝化前处理喷淋房，各区域的槽液互不窜槽也不外排。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，为设置于铝合金氟碳喷漆线的通道式喷淋房，包括沿运行方向依次排列的1#除油区、2#除油区、除油沥干区、1#钝化区、2#钝化区、3#钝化区和钝化沥干区；
6.所述1#除油区的运行前端设有1#隔板；所述1#除油区和所述2#除油区之间设有2#隔板，所述除油沥干区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区之间分别设有3#隔板、4#隔板和5#隔板；所述钝化沥干区的运行后端设有6#隔板；
7.所述1#除油区、所述2#除油区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区的底部分别设置有1#除油槽、2#除油槽、1#钝化槽、2#钝化槽和3#钝化槽；
8.所述1#除油槽和所述2#除油槽内含有的除油剂与所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽内含有的钝化剂化学成分兼容，所述除油剂和所述钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸；
9.所述1#除油区、所述2#除油区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区均设有喷淋式循环泵，各自区域内的所述喷淋式循环泵分别与对应的区域中的所述1#除油槽、所述2#除油槽、所述1#钝化槽、所述2#钝化槽或所述3#钝化槽相连通，喷淋方式为自上而下进行瀑布式的循环喷淋，各区域的槽液互不窜槽也不外排。
10.进一步的，所述铝合金氟碳喷漆线的运行前方，配制有两条并联运行的铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线。
11.进一步的，所述铝合金氟碳喷漆线的运行链速为2
‑
4m/min。
12.具体的，铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线的线体运行长度为50米，运行时间为12.5
‑
20min；
13.由运行的前端计算，所述1#隔板、所述2#隔板、所述3#隔板、所述4#隔板、所述5#隔板和所述6#隔板的安装位置与运行的前端的距离分别为0米、7米、22米、30米、38米和50米。
14.具体的，所述铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线的运行链速为4m/min时；
15.所述1#除油区的运行时间为105s，其中的喷淋时间为30
‑
90s，滴流时间为15
‑
75s；
16.所述2#除油区和除油沥干区的合计运行时间为225s，其中的喷淋时间为60
‑
75s、滴流时间为135
‑
150s；
17.所述1#钝化区和2#钝化区的运行时间均为120s，其中的喷淋时间为60
‑
105s、滴流时间为15
‑
60s；
18.所述3#钝化区和钝化沥干区的合计运行时间为180s，其中的喷淋时间为60
‑
90s、滴流时间为90
‑
120s。
19.进一步的，所述1#除油槽、所述2#除油槽、所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽均可补充自来水，补充的自来水从所述3#钝化槽进入，再依次经过所述2#钝化槽、所述1#钝化槽、所述2#除油槽和所述1#除油槽。
20.优选的，所述1#除油槽和所述2#除油槽均安装有过滤系统，用于过滤槽液中的浮尘和铝屑；滤渣中的铝屑烘干后回用为铝材的原材料。
21.优选的，所述除油剂和所述钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸，所述除油剂或所述钝化剂中含有的所述聚丙烯酸、所述氟锆酸和所述氟钛酸的重量百分比的比值均为98：1.6：0.4；
22.所述聚丙烯酸选用分子量为3000
‑
9500的聚丙烯酸。
23.优选的，所述聚丙烯酸的分子量为6000
‑
6500之间。
24.具体的，所述1#除油槽和2#除油槽含有的除油剂的浓度均为25
‑
30ml/l；
25.所述1#除油槽和2#除油槽的槽液的ph值均为2.0
‑
2.5，除油温度为5
‑
35℃，除油时间为≥60s；
26.所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽含有的钝化剂的浓度分别为10
‑
25ml/l、5
‑
10ml/l和2.5
‑
5ml/l；
27.所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽的槽液的ph值分别为2.5
‑
3.0、3.0
‑
3.5和3.5
‑
4.5，钝化温度均为5
‑
35℃，钝化时间均为≥30s。
28.本发明的技术方案的有益效果为：所述的废水废渣零排放的无铬钝化前处理喷淋房，包括沿运行方向依次排列的1#除油区、2#除油区、除油沥干区、1#钝化区、2#钝化区、3#钝化区和钝化沥干区；还设有1#隔板、2#隔板、3#隔板、4#隔板、5#隔板和6#隔板；底部分别设置有1#除油槽、2#除油槽、1#钝化槽、2#钝化槽和3#钝化槽；所述除油剂和所述钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸；所述1#除油区、所述2#除油区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区均设有喷淋式循环泵，各区域的槽液互不窜槽也不外排，可实现无废水废渣的排放，并且制得的复合钝化膜含有锆钛离子，具有较强的防腐性能。
29.本发明有效解决了现有技术的无铬钝化前处理喷淋房容易死槽，需要频繁地清槽，既增加了操作人员的工作强度，还严重降低了生产效率的技术问题。
附图说明
30.图1为本发明的所述废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房的一个实施例的槽位配置图；
31.图2为图1中的含有两条铝合金氟碳喷漆线的喷淋房的平面布局示意图；
32.图3为表2，是实施例的不同链速运行的喷淋房工艺指标与铝材成品的国标检测结果。
具体实施方式
33.下面结合附图1
‑
2及具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
34.一种废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，为设置于铝合金氟碳喷漆线的通道式喷淋房，包括沿运行方向依次排列的1#除油区、2#除油区、除油沥干区、1#钝化区、2#钝化区、3#钝化区和钝化沥干区；
35.所述1#除油区的运行前端设有1#隔板；所述1#除油区和所述2#除油区之间设有2#隔板，所述除油沥干区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区之间分别设有3#隔板、4#隔板和5#隔板；所述钝化沥干区的运行后端设有6#隔板；
36.所述1#除油区、所述2#除油区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区的底部分别设置有1#除油槽、2#除油槽、1#钝化槽、2#钝化槽和3#钝化槽；
37.所述1#除油槽和所述2#除油槽内含有的除油剂与所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽内含有的钝化剂化学成分兼容，所述除油剂和所述钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸；
38.所述1#除油区、所述2#除油区、所述1#钝化区、所述2#钝化区和所述3#钝化区均设有喷淋式循环泵，各自区域内的所述喷淋式循环泵分别与对应的区域中的所述1#除油槽、所述2#除油槽、所述1#钝化槽、所述2#钝化槽或所述3#钝化槽相连通，喷淋方式为自上而下进行瀑布式的循环喷淋，各区域的槽液互不窜槽也不外排。
39.本发明的所述废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，用于铝合金氟碳喷漆线的通道式喷淋房，实际生产中的铝材为链条悬挂，悬挂铝材的链条沿轨道不间断循环，铝材通过喷淋进行除油或者钝化处理；包括沿运行方向依次排列的1#除油区、2#除油区、除油沥干区、1#钝化区、2#钝化区、3#钝化区和钝化沥干区；2#除油区与1#钝化区之间不设水洗区，3#钝化区的后端也不设水洗区，不仅可节省清洗的用水，还可减少清洗除油剂的废水和清洗钝化剂的废水的产生，除油剂和钝化剂均含有化学成分相同，各区域的槽液互不窜槽也不外排，进而实现无废水废渣的排放。
40.在除油剂和钝化剂的药剂(化学成分)兼容的条件下，除油后不设水洗槽，无需排水；钝化槽添加paa(聚丙烯酸)，可络合金属阳离子，槽液不会分解出现沉淀，无需排渣；paa的游离羧基与氟碳粉末涂料固化交联，固化交联的钝化膜的附着力超强，钝化后可不设水洗槽，无需排水排渣；并且钝化剂的全部组分为成膜物质，无成分积累死槽的风险，不会出现倒槽现象；paa与锆离子、钛离子形成的有机无机复合钝化膜，与铝基体通过化学键键合，进而还可以与喷涂的氟碳粉末涂料固化交联键合为一体，不会出现掉粉现象；复合钝化膜含有锆钛离子，具有较强的防腐性能。
41.针对现有技术的不足，本发明依据gb/t5237.4
‑
2017《铝合金建筑型材》第四部分的喷涂型材检测标准，按除油剂和钝化剂的药剂兼容、废水废渣零排放的设计理念，重新审视对比聚丙烯酸(paa)和现有技术使用的有机多元膦酸、氟钛酸和氟锆酸的除油、钝化成膜机理，在不外排的严苛条件下，优化铝合金喷涂前处理系统的稳定性。
42.聚丙烯酸(以下称paa)分子式为(c3h4o2)
n
，其中的n为paa的聚合度，聚丙烯酸与铝
合金的化学反应的机理如下：
43.(1)铝合金失重(刻蚀)机理
44.在paa浓度为160ml/l
‑
20ml/l区间，ph值介于1.45
‑
2.45之间的酸性槽液中，铝合金被腐蚀失重，铝合金表面的自然氧化膜被溶解：
45.(c3h4o2)n+al2o3＝(c3h3o2)6al2·
(c3h4o2)
n
‑6+3h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
46.然后，以铝合金纯铝相为阳极，合金相为阴极，产生原电池反应，阳极铝被溶解，产生刻蚀作用，铝合金失重；阴极释放氢气，化学反应式为：
47.(c3h4o2)n+al＝(c3h3o2)3al
·
(c3h4o2)
n
‑3+3/2h2↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
48.(c3h4o2)n+xal＝(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
+3x/2h2↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
49.阳极溶解的铝，以丙烯酸铝(c3h3o2)
3x
al
x
的形式被络合，链接在聚丙烯酸的长线分子链上，形成稳定的分子结构，不分解、不沉淀。
50.在ph值1.45
‑
2.45之间，选择聚丙烯酸作为除油剂，聚丙烯酸含有的烃基乳化矿物油具有脱脂作用；聚丙烯酸含有的羧基溶解自然氧化膜和铝、刻蚀铝基体并络合铝离子，除油剂具有脱脂、刻蚀和络合的三大功能。
51.(2)铝合金增重(成膜)机理
52.在paa浓度为10ml/l
‑
1.25ml/l区间内，ph值介于3.05
‑
4.68之间的酸性槽液中，铝合金除了发生溶解反应外，铝合金的阳极相吸引聚丙烯酸含有的羧基电键合在铝合金的表面，发生电化学反应成膜；当成膜反应强度大于溶解反应的强度，槽液中的铝合金板材出现增重现象。化学反应式为：
53.(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
3y
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
3y
+3yh
+
+al
y
＝
54.(c3h3o2)
3x
al
x
·
[(c3h3o2)
3y
·
al
y
]
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
3y
↓
+3y/2h2↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0055]
铝合金的阳极相键合成膜物质(c3h3o2)
3x
al
x
·
[(c3h3o2)
3y
·
al
y
]
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
3y
，铝合金的阴极相(合金相)析出氢气，完成电荷转移的paa在阳极键合有机物钝化成膜。
[0056]
氟锆酸与氟钛酸的对铝合金表面的刻蚀机理类同，paa对铝合金表面的刻蚀机理见以上化学反应式(1)
‑
(4)，氟钛酸对铝合金表面的刻蚀机理如下：
[0057]
(1)氟钛酸电离水解
[0058]
4h2tif6+6h2o＝14h
+
+tif
62
‑
+ti(oh)f
52
‑
+ti(oh)2f
42
‑
+ti(oh)3f
32
‑
+6f
_
ꢀꢀꢀ
(5)
[0059]
(2)氟钛酸电离出的h
+
，溶解铝合金表面的自然氧化膜
[0060]
al2o3+6h
+
＝2al
3+
+3h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0061]
(3)氟钛酸电离出的h
+
，溶解铝基体表面的铝，产生刻蚀
[0062]
al+3h
+
＝al
3+
+3/2h2↑
[0063]
3al
3+
+18f
‑
+3h2o＝(alf6)3‑
+(half6)2‑
+(h2alf6)
‑
+3oh
‑
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0064]
反应式(6)和(7)为氟钛酸的刻蚀机理。反应释放氢气，槽液的ph值上升较快，是由于(7)式中氟铝酸水解，吸收了h
+
并释放oh
‑
，导致氟浓度越来越高，ph值上升越快。
[0065]
采用的钝化剂含有paa、氟钛酸和氟锆酸，钝化环境的ph值为2.50
‑
3.50，铝合金表面的氟钛酸的钝化机理如下，氟锆酸的类同：
[0066]
3ti[ti(oh)
m
f6‑
m2
‑
]+6tih
+
+2tial＝al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
↓
+3tih2↑
[0067]
alf
63
‑
+3h
+
+al＝al
·
alf6↓
+3/2h2↑
[0068]
3(half6)2‑
+6h
+
+2al＝al2·
[half6]3↓
+3h2↑
[0069]
3(h2alf6)
‑
+3h
+
+al＝al
·
[h2alf6]3↓
+3/2h2↑ꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0070]
铝合金表面阳极相(纯铝相)键合成膜物质为al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
、al
·
alf6、al2·
[half6]3和al
·
[h2alf6]3；阴极相(合金相)析出氢气，完成无机键合成膜。其中，3ti为电键合在铝表面的羟基氟钛酸根数，m为氟钛酸根所含羟基数(0≦m≦3)，2ti为铝表面被羟基氟钛酸根键合的铝原子数。
[0071]
在酸性条件下，每个铝原子键合1.5个羟基氟钛酸根和氟铝酸根(half
62
‑
)，组成网状结构，键合于铝合金表面，其分子结构为al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
和al2·
[half6]3。
[0072]
上述的氟钛酸、氟锆酸和氟铝酸的键合钝化成膜机理相同，如化学反应式(8)所述，氟钛酸、氟锆酸和氟铝酸的键合钝化膜具有良好的耐盐雾腐蚀性能。
[0073]
按(1)
‑
(3)式，游离的铝离子被络合为(c3h3o2)
3x
al
x
，槽液中分解出的锆钛氢氧化物与paa产生如下(10)和(11)所示的化学反应：
[0074]
(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
+tti(oh)4＝(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
+4th2o
ꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0075]
其中，x为络合的al
3+
个数，t为络合的ti
4+
个数，n
‑
3x
‑
4t为paa链上游离的羧基数；
[0076]
(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
+zzr(oh)4＝(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
+4zh2o
ꢀꢀ
(11)
[0077]
其中，z为络合的zr
4+
个数，n
‑
3x
‑
4t
‑
4z为paa链上游离的羧基数。
[0078]
在高浓度paa的酸性条件下，paa分子链上的络合物(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
非常稳定，该络合物的化学键键合强度完全超过了氟化物打开络合键的能力，因此槽液保持清晰，不出现浑浊，故而不需要倒槽。
[0079]
根据原电池原理，在钝化槽中携带有络合物的paa，游离羧基电键合在铝表面的阳极相，形成有机膜：
[0080]
(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
·
[(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
]
3y
‑
+3yh
‑
+yal＝(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
·
[(c3h3o2)
3y
·
al
y
]
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
‑
3y
↓
+3y/2h2↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0081]
在铝合金表面的阳极相(纯铝相)键合成膜，在阴极相(合金相)析出氢气3y/2h2，完成有机键合成钝化膜。其中，y为paa在铝合金表面电键合的铝原子个数，n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
‑
3y为paa链上游离的羧基数，按(8)和(12)式的paa、氟钛酸和氟锆酸钝化处理形成的有机无机复合膜构成包括：
[0082]
al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
[0083]
al
2zr
·
[zr(oh)
m
f6‑
m
]
3zr
[0084]
(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
·
[(c3h3o2)
3y
·
al
y
]
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
‑
3y
[0085]
al
·
alf6[0086]
al2·
[half6]3[0087]
al
·
[h2alf6]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0088]
其中，2ti为羟基氟钛酸根在铝合金表面电键合的铝原子个数；2zr为羟基氟锆酸根在铝合金表面电键合的铝原子个数；y为paa在铝合金表面电键合的铝原子个数；x为paa络合的铝离子个数；t为paa络合的钛离子个数；z为paa络合的锆离子个数；n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
‑
3y
为paa链上没有反应完的游离羧基数。
[0089]
无机钝化膜al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
、al
2zr
·
[zr(oh)
m
f6‑
m
]
3zr
和al2·
[half6]3在铝合金表面形成网状结构；有机钝化膜：
[0090]
(c3h3o2)
3x
al
x
·
(c3h3o2)
4t
ti
t
·
(c3h3o2)
4z
zr
z
·
[(c3h3o2)
3y
·
al
y
]
·
(c3h4o2)
n
‑
3x
‑
4t
‑
4z
‑
3y
形成线型结构。
[0091]
用sem电镜扫描的结果表明，纯铝相占铝合金表面约85％的面积，合金相占约15％的铝合金表面面积。复合钝化膜的物质仅仅键合在这85％的阳极相区域，合金相没有形成化学键，只是被复合钝化膜覆盖。
[0092]
铝材经过钝化处理后，在90
‑
120℃烘干15
‑
20min，无机钝化膜结构脱水，[half6]3和[h2alf6]3失去h
+
，增加与纯铝相的化学键；al
2ti
·
[ti(oh)
m
f6‑
m
]
3ti
、al
2zr
·
[zr(oh)
m
f6‑
m
]
3zr
失去oh
‑
，成正电性，键合于阴极合金相，形成阳极、阴极均键合成膜的网状结构。
[0093]
按(13)式，无机膜含氟铝酸根，键合于铝合金表面的纯铝相；含有的氟钛酸根和氟锆酸根，烘干脱水后同时键合在纯铝相和合金相，并形成网状结构；覆盖有无机钝化膜的铝合金表面，与纯铝基体相比，具备一定的防腐能力。
[0094]
进一步的，所述铝合金氟碳喷漆线的运行前方，配制有两条并联运行的铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线。
[0095]
按一拖二的方式设计本发明的所述喷淋房，加宽喷淋房的宽度，两条并联运行的铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线，再增加一倍的生产效率，如图2所示。
[0096]
进一步的，所述铝合金氟碳喷漆线的运行链速为2
‑
4m/min。
[0097]
传统的铝合金氟碳喷漆线的运行链速为1.5
‑
2.5m/min，本发明所述的废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房直接提高链速至驱动链条所能承受的极限链速，本发明的铝合金氟碳喷漆线的运行链速为2至4m/min，大幅压缩了除油和钝化的前处理时间，可大幅度提高生产效率。
[0098]
在喷淋房配置已设定的条件下，喷淋房的生产效率完全由链速来确定。本发明的除油剂处理后经钝化剂处理的铝材表面生成的复合膜具有非常强的附着力，不需担心脱粉，生产链速可尽量靠近上限值，操作方法如下：
[0099]
1)开启喷淋房的喷淋系统，启动铝材运送链，开始生产；
[0100]
2)上调链速，提高生产效率。观察铝材的运行状况，当铝材出现颤抖、摇摆时，即为链速上限。
[0101]
3)每种规格铝材的重量和结构不同，链速上限也各不相同。
[0102]
4)根据记录的不同规格铝材的链速上限值，按链速上限值的90％确定本发明的所述喷淋房的实际生产链速，可确保生产效率的最大化。
[0103]
具体的，铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线的线体运行长度为50米，运行时间为12.5
‑
20min；
[0104]
由运行的前端计算，所述1#隔板、所述2#隔板、所述3#隔板、所述4#隔板、所述5#隔板和所述6#隔板的安装位置与运行的前端的距离分别为0米、7米、22米、30米、38米和50米。
[0105]
现有技术的钝化前处理喷淋房，一般配置有两个除油、两个流动水洗槽、一个钝化和两个流动水洗，含设有钝化后的滴流去，总长度一般在60
‑
100米。
[0106]
本发明采用的钝化剂处理的铝材表面的复合钝化膜具有超强的附着力，可大幅压
缩处理时间，缩短喷淋房长度。如图1所示，通过优化可直接用两个除油槽替代两个预水洗槽，并加强循环过滤即可清除浮尘和铝屑，在保持除油槽液的清晰的情况下，可缩短喷淋房的长度。
[0107]
喷淋房的总长度按50米设计，铝材从运行的前端进入，运行2米后开始喷淋除油剂，设立隔板可避免喷淋液溅出；设计两个除油槽，是为了彻底清除浮尘，保护后方的钝化槽免于浑浊需要清槽；除油沥干区设计长度为10m，可彻底沥干挂在铝表面的除油剂和含有的铝屑，保护钝化槽的清澈；3#钝化槽的设计，是为了确保经处理的铝材再喷粉后满足国标检测到达合格；钝化沥干区设计长度为6m，是为了沥干钝化剂，避免带出喷淋房外。
[0108]
喷淋房底部设置喷淋液收集沟，从左至右分别在0m处安装的1#隔板、7m处安装的2#隔板、22m处安装的3#隔板、30m处安装的4#隔板、38m处安装的5#隔板、50m处安装6#隔板，用于分隔功能区，避免窜槽。
[0109]
本发明的所述喷淋房缩短为50m，相比现有技术的60
‑
100m长度的喷淋房，不仅可大幅地降低投资成本，还可提高生产效率。
[0110]
具体的，所述铝合金氟碳喷漆线钝化前处理线的运行链速为4m/min时；
[0111]
所述1#除油区的运行时间为105s，其中的喷淋时间为30
‑
90s，滴流时间为15
‑
75s；
[0112]
所述2#除油区和除油沥干区的合计运行时间为225s，其中的喷淋时间为60
‑
75s、滴流时间为135
‑
150s；
[0113]
所述1#钝化区和2#钝化区的运行时间均为120s，其中的喷淋时间为60
‑
105s、滴流时间为15
‑
60s；
[0114]
所述3#钝化区和钝化沥干区的合计运行时间为180s，其中的喷淋时间为60
‑
90s、滴流时间为90
‑
120s。
[0115]
如图2所示，以4m/min的运行链速为例，可概算各区域运行指标如下：
[0116]
1#除油区，1#
‑
2#隔板分隔的1#除油区的长度为7m，运行时间为105s，其中的喷淋时间为30
‑
90s，滴流时间为15
‑
75s；
[0117]
2#除油区，2#
‑
3#隔板分隔的2#除油区和除油沥干区的长度为15m，运行时间为225s，其中的喷淋时间为60
‑
75s、滴流时间为135
‑
150s；
[0118]
1#钝化区，3#
‑
4#隔板分隔的1#钝化区的长度为8m，运行时间为120s，其中的喷淋时间为60
‑
105s、滴流时间为15
‑
60s；
[0119]
2#钝化区，4#
‑
5#隔板分隔的2#钝化区的长度为8m，运行时间120s，其中的喷淋时间为60
‑
105s、滴流时间为15
‑
60s；
[0120]
3#钝化区，5#
‑
6#隔板分隔出的3#钝化区和钝化沥干区的长度为12m，运行时间为180s，其中的喷淋时间为60
‑
90s、滴流时间为90
‑
120s。
[0121]
按照以上的设计，除油喷淋合计的时间为90
‑
165s、钝化喷淋合计的时间为180
‑
300s，除油喷淋和钝化喷淋两者的时间宽度富余量较大，若链条运行稳定，还可根据需要进一步提高链速在保障处理质量的情况下选择处理时间的下限值，可进一步获得更佳的生产效率。
[0122]
优选的，所述1#除油槽、所述2#除油槽、所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽均可补充自来水，补充的自来水从所述3#钝化槽进入，再依次经过所述2#钝化槽、所述1#钝化槽、所述2#除油槽和所述1#除油槽。
[0123]
采用自来水补充槽液中挥发的水分具有更优的成本，1#
‑
2#除油槽、1#
‑
3#钝化槽均从后向前反向补水,不仅可保持钝化槽的槽液的洁净度，还可简化补水的流程。
[0124]
现有技术的铝合金钝化处理工艺如果选用自来水开槽，含钙镁离子；除油槽溶解铝，含铝离子；钝化槽为酸性槽，溶解铝，消耗h
+
，ph上升，容易分解析出氢氧化物，槽液浑浊，槽底沉淀含铝污泥，需要定期清槽；因此都采用纯净水开槽和补充槽液。
[0125]
本发明选用聚丙烯酸paa为主体并包括氟锆酸和氟钛酸的除油剂和钝化剂，充分利用聚丙烯酸paa强大的乳化和阻垢能力，乳化油脂，络合金属阳离子，可杜绝分解形成氢氧化物，可稳定槽液，可避免倒槽减免清除槽底污泥的工作。
[0126]
优选的，所述1#除油槽和所述2#除油槽均安装有过滤系统，用于过滤槽液中的浮尘和铝屑；滤渣中的铝屑烘干后回用为铝材的原材料。
[0127]
滤槽液中的铝屑回收利用，可以减少铝金属的污染排放，具有更好的环保性能。
[0128]
优选的，所述除油剂和所述钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸，所述除油剂或所述钝化剂中含有的所述聚丙烯酸、所述氟锆酸和所述氟钛酸的重量百分比的比值均为98：1.6：0.4；
[0129]
所述聚丙烯酸选用分子量为3000
‑
9500的聚丙烯酸。
[0130]
以聚丙烯酸作为除油剂和钝化剂的主体成分以完成铝合金涂装前处理，既保障了除油和钝化处理的效果，又具有合理的有机合成成本。
[0131]
优选的，所述聚丙烯酸的分子量为6000
‑
6500之间。
[0132]
聚丙烯酸的分子量优选6000
‑
6500，具有更优的材料成本。
[0133]
具体的，所述1#除油槽和2#除油槽含有的除油剂的浓度均为25
‑
30ml/l；
[0134]
所述1#除油槽和2#除油槽的槽液的ph值均为2.0
‑
2.5，除油温度为5
‑
35℃，除油时间为≥60s；
[0135]
所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽含有的钝化剂的浓度分别为10
‑
25ml/l、5
‑
10ml/l和2.5
‑
5ml/l；
[0136]
所述1#钝化槽、所述2#钝化槽和所述3#钝化槽的槽液的ph值分别为2.5
‑
3.0、3.0
‑
3.5和3.5
‑
4.5，钝化温度均为5
‑
35℃，钝化时间均为≥30s。
[0137]
通过滴定、检测1#和2#除油槽、以及1#
‑
3#钝化槽中的除油剂或者钝化剂的浓度和ph，并及时补充添加的除油剂或者钝化剂，更有效地保障除油和钝化效果，并提高各个槽位的槽液的稳定性，避免槽液出现浑浊，从而避免需要进行倒槽处理的生产损失。
[0138]
通过控制1#
‑
2#除油槽中含有的除油剂的含量，并控制ph值在2.0
‑
2.5之间，即可保障除油剂的除油效果。
[0139]
在ph值为2.5
‑
3.0的1#钝化槽和ph值为3.0
‑
3.5的2#钝化槽中，钝化剂在铝合金的表面分两个阶段成膜，可优化钝化膜的附着力，孔隙填补有效率更高，钝化膜层更为紧致密实且附着力更强，并可适用更大的生产流量，生产效率更好。
[0140]
除油槽和钝化槽的工作温度的均在5
‑
35℃的常温范围，可适应大部分的地域的生产需要，无需加热或者降温，具有更好的节能减排的环保效果。
[0141]
实施例
[0142]
按下表1开设1#除油槽、2#除油槽、1#钝化槽、2#钝化槽和3#钝化槽，除油剂和钝化剂均含有聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸，除油剂或所化剂中的聚丙烯酸、氟锆酸和氟钛酸的重
量百分比含量分别为98wt％、1.6wt％和0.4％wt，根据表1中所列的参数和指标管控喷淋房各区指标，进行规模化量产。
[0143]
取不同链速，按照不同的工艺指标运行喷淋房，并对完成了氟碳粉末喷涂的铝材成品进行国标检测，检测样和结果如图3中的表2所示。
[0144]
表1氟碳粉末喷涂铝合金的钝化前处理的喷淋房工艺管控指标
[0145][0146]
分析表2中的检测样和检测结果可知，在1.5
‑
4m/min的链速下，其它的工艺参数和控制指标保持不变的情况下，检测结果均符合gb/t5237.4
‑
2017《铝合金建筑型材》第四部分的喷涂型材检测标准的要求，附着力均合格，说明本发明的技术方案是可行的，采用所述废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，在链速2
‑
4m/min的运行速度进行铝合金无铬钝化前处理可满足现有国标的检测要求,并且前处理时间由28min缩短为10.5min，生产效率得到明显提升。
[0147]
综上所述，如图1
‑
3所示，本发明的所述废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，各个区域的槽液不窜槽也不外排，不仅可实现废水废渣零排放，经处理的铝合金复合钝化膜具有超强的附着力。
[0148]
并且本发明的所述废水废渣零排放的铝合金无铬钝化前处理喷淋房，可长期生产稳定运行，不浑浊、不沉淀，生产效率高，占地面积小，具有良好的成本优势。
[0149]
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。