阅读说明：本技术 一种膜分离铝离子回收装置及系统 (Membrane separation aluminum ion recovery device and system ) 是由 朱国荣 黄伟军 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种膜分离铝离子回收装置及系统,包括绝缘板架、渗析单元、酸液管路和接受液管路,渗析单元包括可以装盛液态物质的腔室和阴离子隔膜,阴离子隔膜安装在腔室内并将腔室分为渗析室和扩散室,渗析室包括废液进口和废液出口,扩散室包括接受液进口和接受液出口；酸液管路包括进酸管和废液管,进酸管连接至渗析室的废液进口,废液管连接至渗析室的废液出口；接受液管路包括进液管和回酸管,进液管连接至扩散室的接受液进口,回酸管连接至接受液出口。本发明能快速高效的将硫酸与铝离子分离,将铝离子排放溶液之外将硫酸送回氧化槽中继续使用,使氧化槽液中铝离子稳定在一定工艺范围之内,使铝材氧化膜厚度及品质稳定,极大降低工艺成本。(The invention discloses a membrane separation aluminum ion recovery device and a membrane separation aluminum ion recovery system, which comprise an insulating plate frame, a dialysis unit, an acid liquor pipeline and a liquid receiving pipeline, wherein the dialysis unit comprises a chamber capable of containing liquid substances and an anion diaphragm, the anion diaphragm is arranged in the chamber and divides the chamber into a dialysis chamber and a diffusion chamber, the dialysis chamber comprises a waste liquid inlet and a waste liquid outlet, and the diffusion chamber comprises a liquid receiving inlet and a liquid receiving outlet; the acid liquor pipeline comprises an acid inlet pipe and a waste liquor pipe, the acid inlet pipe is connected to a waste liquor inlet of the dialysis chamber, and the waste liquor pipe is connected to a waste liquor outlet of the dialysis chamber; the liquid receiving pipeline comprises a liquid inlet pipe and an acid return pipe, the liquid inlet pipe is connected to a liquid receiving inlet of the diffusion chamber, and the acid return pipe is connected to a liquid receiving outlet. The method can quickly and efficiently separate the sulfuric acid from the aluminum ions, and send the sulfuric acid back to the oxidation tank for continuous use except for discharging the aluminum ions out of the solution, so that the aluminum ions in the oxidation tank solution are stabilized within a certain process range, the thickness and the quality of the aluminum oxide film are stabilized, and the process cost is greatly reduced.)

一种膜分离铝离子回收装置及系统

技术领域

本发明涉及铝合金加工设备技术领域，特别是一种膜分离铝离子回收装置及系统。

背景技术

铝合金建筑型材是当今门窗和幕墙主要的结构材料，在世界范围内广泛应用。铝合金挤压型材(未经表面处理)外观单一，并且在潮湿大气中容易腐蚀，因而很难满足建筑材料高装饰性和强耐侯性的要求，为了提高装饰效果、增强抗腐蚀性及延长使用寿命，铝型材一般都要进行表面处理。因此，表面处理是铝合金建筑型材生产的一道必不可少且极为重要的工序，在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法，在铝合金表面形成致密的氧化膜，以显著改善铝合金的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性能。

目前铝合金阳极氧化处理是利用电化学方法，在适当电解液中，以铝合金合金零件为阳极，以不锈钢、铝等金属为阴极，电解液经常为酸性溶液，经过长时间的浸泡，不锈钢和铝等金属会与酸性溶液发生反应，造成材料的浪费；铝合金氧化过程中氧化生产中有约1/3形成氧化膜的铝被硫酸溶液重新溶解使得槽液铝含量不断上升，导致电流很大，设备经会产生很大的热量，极易产生电烧蚀，损坏导电装置，从而影响电流的稳定性，导致铝合金表面形成的氧化膜质量不良。阳极氧化16分钟时每吨型材溶铝量约为1.7Kg/每吨铝型材(每480m²为一吨计算)。每日产50吨，槽液量180m³，AL3+(8～18)g/L，硫酸含量180g/L，以氧化时间为16分钟时，每吨型材溶铝量约为1.7kg(每480㎡为一吨计算)，每日产铝量计算为：50吨×1.7kg/吨＝85kg/天，铝离子从9g/L作料升到18g/L作料时的时间为：9g/L×180m³÷85kg/天＝19天，每排一次槽的酸损耗为：9g/L×180m³÷18g/L×180g/L＝16吨。可见，在铝合金氧化工艺中，一方面槽液中的铝离子浓度会不断上升，影响氧化品质，另一方面，酸液的消耗量大，工艺成本高。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种膜分离铝离子回收装置。本发明的技术方案为：

一种膜分离铝离子回收装置，包括绝缘板架、渗析单元、酸液管路和接受液管路，所述渗析单元包括可以装盛液态物质的腔室和阴离子隔膜，所述阴离子隔膜安装在所述腔室内并将所述腔室分为渗析室和扩散室，所述渗析室包括废液进口和废液出口，所述扩散室包括接受液进口和接受液出口；所述酸液管路包括进酸管和废液管，所述进酸管连接至所述渗析室的废液进口，所述废液管连接至所述渗析室的废液出口；所述接受液管路包括进液管和回酸管，所述进液管连接至所述扩散室的接受液进口，所述回酸管连接至所述扩散室的接受液出口。

作为本发明进一步地说明，所述渗析单元的数量为两个以上。

更进一步地，所述渗析单元为片状渗析单元，间隔设置在所述绝缘板架内。

更进一步地，所述阴离子隔膜为GER膜。

更进一步地，所述酸液管路和接受液管路中分别设置流量控制阀。

本发明的另一方面，提供一种铝合金氧化槽液铝离子分离回收系统，包含上述膜分离铝离子回收装置、氧化槽、酸罐和废水处理池，所述渗析片的渗析室均通过酸液管路中的进酸管连接至氧化槽，所述渗析片的扩散室均通过接受液管路中的回酸管连接至酸罐。

更进一步地，所述氧化槽和所述膜分离铝离子回收装置之间设置有过滤器。

更进一步地，所述铝合金氧化槽液铝离子分离回收系统中的接受液为自来水。

本发明的有益效果：

本发明通过多个包含阴离子隔膜的渗析单元快速高效的将硫酸与铝离子分离，将铝离子排放溶液之外将硫酸送回氧化槽中继续使用，从而使生产中不断产生的铝离子排出槽液之外，达到溶液中铝离子稳定在一定工艺范围之内的目的，并能净化槽液中有机物等杂物，长期运行无需更换槽液，能使铝材氧化膜厚度及品质稳定，也为稳定铝型材着色工艺提供良好的基础、氧化电耗减小、减小冷冻机能耗、减小换热器阻塞和提高换热效果、设备全自动运行，保持氧化槽液面平衡，无需人员操作。

附图说明

图1为本发明实施例膜分离铝离子回收装置结构示意图；

图2为本发明渗析单元剖面示意图；

图3为本发明膜分离铝离子回收装置应用系统示意图。

附图标记：绝缘板架1、渗析单元2、渗析室21、扩散室22、酸液管路3、进酸管31、废液管32、接受液管路4、进液管41、回酸管42、阴离子隔膜5。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图对本发明实施例详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见附图，一种膜分离铝离子回收装置，包括绝缘板架1、渗析单元2、酸液管路3和接受液管路4，所述渗析单元2包括可以装盛液态物质的腔室和阴离子隔膜5，所述阴离子隔膜5安装在所述腔室内并将所述腔室分为渗析室21和扩散室22，所述渗析室21包括废液进口和废液出口，所述扩散室22包括接受液进口和接受液出口；所述酸液管路3包括进酸管31和废液管32，所述进酸管31连接至所述渗析室21的废液进口，所述废液管32连接至所述渗析室21的废液出口；所述接受液管路4包括进液管41和回酸管42，所述进液管41连接至所述扩散室22的接受液进口，所述回酸管42连接至所述扩散室22的接受液出口。本实施例的膜分离铝离子回收装置主要应用于铝合金氧化槽液的铝离子的分离，能有效保持氧化槽液中铝离子的含量维持在一定范围内，有效保证铝合金的氧化效果，同时可以有效回收氧化槽液中酸液进行重复利用，极大地降低了工艺的生产成本。

本发明膜分离铝离子回收装置的具体应用参见附图所示的一种铝合金氧化槽液铝离子分离回收系统，包括了氧化槽、膜分离铝离子回收装置、酸罐和废水处理池，所述膜分离铝离子回收装置包括绝缘板架1、渗析单元2、酸液管路3和接受液管路4，其中渗析单元2为若干个间隔设置的渗析片，每个渗析片内部均包含一张GER膜，所述GER膜将所述渗析片内部分为渗析室21和扩散室22，所述渗析片的渗析室21均通过酸液管路3中的进酸管31连接至氧化槽，所述渗析片的扩散室22均通过接受液管路4中的回酸管42连接至酸罐。该系统运作过程中，氧化槽中的槽液通过酸泵和流量阀的控制，以一定的速率输送到渗析片中，在渗析片中GER膜分别通入废酸液及接受液(本实施例采用自来水作为接受液)，废酸液侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧。由于浓度梯度的存在，废酸及其盐类有向扩散室22渗透的趋势，但膜对离子具有选择透过性，故在浓度差的作用下，废酸测的阴离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求，也会夹带阳离子，由于H+的水化半径比较小，电荷较少；而金属盐的水化半径比较大，电荷较多，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来，快速高效的将硫酸与铝离子分离，将铝离子排放溶液之外将硫酸送回氧化槽中继续使用，从而使生产中不断产生的铝离子排出槽液之外，达到溶液中铝离子稳定在一定工艺范围之内的目的，并能净化槽液中有机物等杂物，长期运行无需更换槽液。能使铝材氧化膜厚度及品质稳定，也为稳定铝型材着色工艺提供良好的基础、氧化电耗减小、减小冷冻机能耗、减小换热器阻塞和提高换热效果、设备全自动运行，保持氧化槽液面平衡，无需人员操作。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。