专利名称：一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种铝材表面处理产生含镍废液回收利用的方法，尤其是一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备近红外传感材料的方法。
背景技术：
长期以来，一般铝厂在生产精炼铝及铝型材加工过程中，都产生大量的含铝废渣和含铝废液。其中废渣是高温精炼铝与铸造过程产生的，含有部分铝屑、氮化铝和碳化铝等杂质。遇水会产生难闻的氨水和乙炔；含铝废液则是铝型材表面电化学精饰加工过程产生的，常年排放将造成江河污染，影响沿岸居民的饮水安全。一个中型铝型材加工企业产生的废液相当可观，年排放约万吨，上缴排污费百万余元，不仅造成严重的环境污染，也浪费了可利用的铝资源。铝型材厂含铝废液是由铝型材电化学表面氧化车间以及其它一些表面处理车间产生的，比如碱洗工序使铝型材表面的含铝物质溶解在碱洗液中，铝元素蓄积至一定程度时，槽液失效而必须倒槽排放；此外，铝型材在各表面处理工序的后水漂洗也会带出一些含铝废液。废液中除了铝元素外，还有封闭工序引入的镍元素、以及葡萄糖酸钠、缓蚀剂等添加剂成分，共同构成型材厂的这种成分复杂的含铝废液，由此也给废液的处理和铝资源回收利用带来了难度。目前大部分铝型材厂对含铝废液的处理工艺是这样的废液先进入集水池初步沉降，再进入中和池以酸中和，再加入絮凝剂使铝渣充分沉淀；清液回用，沉淀浆液输至板框压滤机滤出铝渣。这样的废液处理工艺，一方面由于该铝渣中含有镍以及多种杂质成分，难以采用传统的利用思路将其做成对纯度要求很高的铝系净水剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、明矾等，也就是难以实现资源化利用；另一方面，低浓度的镍元素难以充分结晶沉淀，部分以絮凝包夹的形式混入铝渣，部分则以溶解形式残留清液中。因此，无论从水处理角度，还是从资源化利用角度，均需要对铝型材厂原有废液的处理工艺作出革新。由于红外线具有较强的穿透能力，红外照相常用于军事侦察，还有印刷行业制版用红外激光照相机，这些红外胶片都必须采用加入近红外传感材料的卤化银乳剂。随着先进红外探测器的问世，红外探测在现代战争中将占有越来越重要的地位， 如海湾战争中美国击落的飞机，有40%是由红外制导的空-空导弹击中的，因此，红外传感材料的研究已成为导弹技术关键材料研究中的一个重要内容。夜视技术的发展也推动了现代战争作战模式的发展，将近红外传感材料涂装在织物上涂层做成野战迷彩服，可做成可见光_红外夜视的双重迷彩隐身功能。发射780 830 nm激光的Ga / As半导体激光的发现推动了新的光电材料开发， 近红外传感材料在这些体系中是激光的接受体，是一种关键材料。激光记录材料的发展需要各种类型的近红外传感材料。激光威胁的主要对象是人眼和武器装备系统中的光电装置。因此，研制和寻找一些对某些特定波长的激光具有防护作用的材料，对于保护人眼及光电装置等具有十分重要的意义。从技术可行性和经济性着眼，近红外传感材料是实现激光防护的主要途径之一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，方法简捷，同时保持镍元素回收率90%以上。按照本发明提供的技术方案，所述由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤
a、取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度，将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入二酮化合物和含氮有机碱，二酮化合物与废液中镍元素物质的量的比为0.广10:1，含氮有机碱与废液中镍元素物质的量的比为0. Γ10:1 ；
C、含镍废液与二酮化合物和含氮有机碱的反应时间控制在0. 5^24小时，反应后，调整 PH值5 9，以有机溶剂萃取，得萃取液，水相回用；
d、将萃取液蒸馏回收有机溶剂，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在5(T20(TC，烘干时间控制在0. Γ5小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。所述二酮化合物和含氮有机碱加入量与废液中镍元素物质的量的比例均为 0.5 5: 1。所述二酮化合物为b-二酮化合物。所述b-二酮化合物为2，4-戊二酮、1，1，1-三
氟乙酰丙酮或苯甲酰丙酮。所述含氮有机碱为脂肪族伯胺、脂肪族仲胺、脂肪族叔胺、芳香族伯胺、芳香族仲胺、芳香族叔胺中的一种或几种混合物。所述脂肪族伯胺为丁胺或乙二胺；所述芳香族叔胺为喹啉；所述芳香族仲胺为哌啶。所述有机溶剂为与水不混溶的溶剂。所述有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、乙醚、四氢呋喃或1，4-二氧六环。所述步骤c中，所述含镍废液与二酮化合物和含氮有机碱的反应时间控制在广5 小时。本发明方法充分利用铝型材厂原有的污水处理设备，尽量避免了新设备的添置， 降低了设备投资成本，镍元素资源90%以上回收利用为有用产品。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例一一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤 a、取20m3的铝材表面处理废液，测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度，
质量浓度含量为8%的铝元素，质量浓度含量为1%的镍元素，将废液通入反应容器中并搅拌；b、搅拌废液的同时往废液中加入2，4_戊二酮和丁胺，2，4_戊二酮与废液中镍元素物质的量的比为0. 1:1，丁胺与废液中镍元素物质的量的比为0. 1:1 ；
C、含镍废液与2，4_戊二酮和丁胺的反应时间控制在0.5小时，反应后，调整pH值5，以四氢呋喃萃取，得萃取液，水相回用送常规含铝废液处理工段；d、将萃取液蒸馏回收四氢呋喃，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在50°C，烘干时间控制在5小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。实施例二 一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤
a、取20m3的铝材表面处理废液，测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度， 质量浓度含量为8%的铝元素，质量浓度含量为1%的镍元素，将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入2，4_戊二酮和喹啉，2，4_戊二酮与废液中镍元素物质的量的比为10:1，喹啉与废液中镍元素物质的量的比为10:1 ；
C、含镍废液与2，4-戊二酮和喹啉的反应时间控制在24小时，反应后，调整pH值9，以氯仿萃取，得萃取液，水相回用；
d、将萃取液蒸馏回收氯仿，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在 200°C，烘干时间控制在0. 1小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。实施例三一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤
a、取20m3的铝材表面处理废液，测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度， 质量浓度含量为8%的铝元素，质量浓度含量为1%的镍元素，
将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入1，1，1-三氟乙酰丙酮和哌啶、乙二胺，1，1，1-三氟乙酰丙酮的加入量为与废液中镍元素物质的量的比例为0. 5:1 ；哌啶与废液中镍元素物质的量的比为0. 5:1，乙二胺与废液中镍元素物质的量的比为0. 5:1 ；
C、含镍废液与1，1，1-三氟乙酰丙酮和哌啶、乙二胺的反应时间控制在5小时，反应后， 调整PH值6，以四氢呋喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、将萃取液蒸馏回收四氢呋喃，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在80°C，烘干时间控制在1小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。实施例四一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤
a、取20m3的铝材表面处理废液，测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度， 质量浓度含量为8%的铝元素，质量浓度含量为1%的镍元素，
将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入苯甲酰丙酮和丁胺，苯甲酰丙酮与废液中镍元素物质的量的比为5:1，丁胺与废液中镍元素物质的量的比为5:1 ；
C、含镍废液与苯甲酰丙酮和丁胺的反应时间控制在12小时，反应后，调整pH值8，以乙酸乙酯喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、将萃取液蒸馏回收乙酸乙酯喃，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在100°C，烘干时间控制在4小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。实施例五一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤
a、取20m3的铝材表面处理废液，测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度， 质量浓度含量为8%的铝元素，质量浓度含量为1%的镍元素，
将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入苯甲酰丙酮和丁胺，苯甲酰丙酮与废液中镍元素物质的量的比为4:1，丁胺与废液中镍元素物质的量的比为4:1 ；C、含镍废液与苯甲酰丙酮和丁胺的反应时间控制在8小时，反应后，调整pH值7，以乙酸乙酯喃萃取，得萃取液，水相回用；
d、将萃取液蒸馏回收乙酸乙酯喃，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在80°C，烘干时间控制在2小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。
对比例一
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8%，镍元素含量为1%)进入反应池，充分搅拌下加入苯甲酰丙酮，加入量与废液中镍元素的物质的量的比例为2:1，反应2小时后调整PH值为7，以乙酸乙酯萃取，得萃取液，水相送常规含铝废液处理工段；将萃取液蒸馏回收乙酸乙酯，余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在100°C，烘干时间控制在1小时，烘干黄色沉淀物后，得粉体，无近红外传感活性。
权利要求
1.一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是包括以下制备步骤a、取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度，将含镍废液通入反应容器中并搅拌；b、搅拌废液的同时往废液中加入二酮化合物和含氮有机碱，二酮化合物与废液中镍元素物质的量的比为0.广10:1，含氮有机碱与废液中镍元素物质的量的比为0. Γ10:1 ；C、含镍废液与二酮化合物和含氮有机碱的反应时间控制在0. 5^24小时，反应后，调整 PH值5 9，以有机溶剂萃取，得萃取液，水相回用；d、将萃取液蒸馏回收有机溶剂，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在5(T20(TC，烘干时间控制在0. Γ5小时，烘干得到黄色沉淀物，即为所述的近红外传感材料。
2.如权利要求1所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述二酮化合物和含氮有机碱加入量与废液中镍元素物质的量的比例均为0. 5^5: 1。
3.如权利要求1所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述二酮化合物为b- 二酮化合物。
4.如权利要求3所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述b-二酮化合物为2，4-戊二酮、1，1，1-三氟乙酰丙酮或苯甲酰丙酮。
5.如权利要求1所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述含氮有机碱为脂肪族伯胺、脂肪族仲胺、脂肪族叔胺、芳香族伯胺、芳香族仲胺、芳香族叔胺中的一种或几种混合物。
6.如权利要求5所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述脂肪族伯胺为丁胺或乙二胺；所述芳香族叔胺为喹啉；所述芳香族仲胺为哌啶。
7.如权利要求1所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述有机溶剂为与水不混溶的溶剂。
8.如权利要求5所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、乙醚、四氢呋喃或 1，4-二氧六环。
9.如权利要求1所述的一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，其特征是所述步骤c中，所述含镍废液与二酮化合物和含氮有机碱的反应时间控制在广5小时。
全文摘要
本发明涉及一种由含镍铝工业废液制备近红外传感材料的方法，包括以下步骤a、取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝、镍元素的浓度，将废液通入反应容器中搅拌；b、搅拌废液的同时加入二酮化合物和含氮有机碱，二酮化合物与废液中镍元素物质的量的比为0.1~10:1，含氮有机碱与废液中镍元素物质的量的比为0.1~10:1；c、反应0.5~24小时后，调整pH值5~9，以有机溶剂萃取，得萃取液；d、将萃取液蒸馏回收有机溶剂，蒸馏回收后的余物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在50~200℃，烘干时间控制在0.1~5小时，烘干即得到所述的近红外传感材料。本发明方法充分利用铝型材厂原有的污水处理设备，尽量避免了新设备的添置，降低了设备投资成本，镍元素资源90%以上回收。
文档编号C07F15/04GK102199174SQ20111003668
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者孟庆华, 戴希燕, 戴润, 戴祖军 申请人:江苏锦绣铝业有限公司