铝型材阳极氧化膜布满微孔,新生的膜层具有很高的活性,极易吸附污物而被污染。封孔即是对阳极氧化膜进行的化学或物理处理过程,以降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力。项目使用的封孔剂主要成分是2.5%的硫酸镍、0.1%的氟化钾。
本项目采用冷封封孔方式。
冷封孔技术的机理研究还不太深入,目前认为其大概的机理是:氟离子首先与阳极氧化膜反应,形成氟铝酸盐,再进一步与氧化铝和水反应得到铝的羟基氟化物,与此同时必须有镍离子的存在,氟化物可以促使镍离子以氢氧化镍形式在膜中沉积。其反应过程可能是含有氟化物的铝酸镍进一步与水发生反应,在铝酸盐的分子中提高OH-/F-的比率,随着OH-的增加使得氢氧化镍体积增加引起孔的阻塞。
(9)电泳涂漆
电泳涂漆是将经电解着色后的铝型材工件和对应电极放入环氧树脂制成的电泳漆液中,接上直流电源后,在电场的作用下,涂料在工件上沉积形成均匀涂膜的一种工艺。电泳涂层具有漆膜均匀、附着力强、涂料利用率高、施工速度快等优点。其原理如下:
阳极(铝型材):
2HO 4H++4e-+O↑
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-+
R-COO+H R-COOH(涂膜)
Me Men++ne- 阴极(极板):
-n+n+
RCOO+Me (R-COO)nMe(析出)
- 2H2O+2e 2OH+H2↑
本项目电泳后采用电泳漆回收设备对电泳漆进行回收,即电泳漆回收设备的浓水返回电泳槽,淡水作为清洗水利用。
②产污环节
废水:表面除油废液、清洗废水;
废气:表面除油、阳极氧化、电解着色过程中会产生硫酸雾、氢气; 固废:电泳废漆
3)粉末静电喷涂工序
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挤压基材、半成品 硫酸雾、氢气W3-1废酸 W3-2清洗废水 稀硫酸溶液 表面除油 水洗 水分烘干 水蒸气 上件 粉尘回用 粉尘 粉尘 非甲烷总烃 旋风除尘器 聚酯树脂粉末 静电粉末喷涂 烟尘、SO2、NOx 天然气 固化炉 涂层物理固化 粉尘 转印木纹工序 成品 图2.2-3 粉末静电喷涂工序工艺流程及产污环节图
①工艺流程说明 (1)表面除油
此处表面除油原理及方法和阳极氧化工序的原理和方法一致。 (2)水分烘干
铝型材经水洗后放入烘干炉内进行烘干,温度控制在约70℃。 (3)粉末静电喷涂
静电喷粉原理如下:工件喷涂时先接地,在净化的压缩空气作用下,粉末涂料聚酯树脂由供粉器通过输粉管进入静电喷粉枪,喷粉枪头部装有金属环或极针作为电极,金属环的端部呈尖锐状,当电极接通静电后,尖端产生电晕放电,在电极附近产生了密集的负电荷,粉末从静电喷枪头喷出时,捕获电荷成为带电粉末,在气流和电场作用下飞向接地工件,并吸附在工件表面上。
本项目喷粉涂料采用聚酯树脂粉末,在半封闭式的静电喷粉房内进行。 铝制品在喷粉之后必须尽快进入固化炉中进行流平、固化,以防止粉尘等杂质黏附和掉粉而影响涂层质量,烘烤温度约180~200℃。
②产污环节
废水:表面除油废液,清洗废水;
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废气:表面除油产生的硫酸雾、氢气。铝材烘干过程产生的水蒸气,粉末静电喷涂过程产生的有组织粉尘、无组织粉尘、涂层固化时粉末受热分解挥发的非甲烷总烃、固化炉燃烧天然气产生的废气。
4)转印木纹工序
氧化型材、电泳型材、喷涂型材 木纹纸 包木纹纸 废木纹纸 非甲烷总烃 废塑料膜 塑料膜 套高温膜 抽真空 塑料膜回用天然气 入炉固化 烟尘、SO2、NOx ①工艺流程说明 (1)包木纹纸
经上述工艺加工后产生的氧化型材、电泳型材、喷涂型材中根据市场的需求,部分产品需要转印木纹纸。
(2)套高温膜
在包裹好木纹纸的型材上套上耐高温加热的塑料薄膜。 (3)抽真空
用抽真空机将高温膜里面的空气抽干。防止木纹纸与型材接触不完全,使得型材部分地方未能印上木纹。
(4)固化
将包裹好木纹纸的铝型材放入固化炉中固化,使木纹纸能完全印在型材上。
②产污环节
废气:套高温膜过程产生的无组织废气,固化炉燃天然气产生的废气。 固废:包木纹纸过程中会产生少量的废木纹纸,高温膜使用过程中会
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出炉风冷 包装 成品 图2.2-4 转印木纹工序工艺流程及产污环节图
产生一定的破损高温膜。
5)穿条断桥隔热工序
氧化型材、电泳型材、喷涂型材 塑料型材 设备穿条 废塑料型材 物理压合 包装 成品 图2.2-5 穿条断桥隔热工序工艺流程及产污环节图
①工艺流程说明
利用穿条设备用塑料型材将两层铝合金既隔开又紧密连接成一个整体,构成一种新的隔热型的铝型材,依其连接方式不同可分为穿条式及注胶式,本项目采用穿条式。铝合金型材经过穿条后其隔热性优越,彻底解决了铝合金传导散热快、不符合节能要求的致命问题。再经过物理方法将穿条好的塑料型材、两层铝合金型材压合。最后将穿条断桥隔热好的铝型材打包入库。
②产污环节
固废:设备穿条时会产生少量的废塑料型材。 2.2.7“三废”排放及处理情况 项目“三废”排放情况:
(1)废水
一、废水产生情况
本项目水污染物产生环节较多,根据其污染物的成分,进行分类收集、分类处理。
①清洗废水
1)表面除油后清洗废水。
2)阳极氧化后清洗废水、电泳后清洗废水。 3)电解着色后清洗废水、封孔后清洗水。 ②纯水制备含盐废水 ③生活污水
二、废水处理工艺
(1)含第一类污染物总镍的废水
生产过程中电解着色、封孔后的清洗废水中含有总镍,总镍属于第一
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类污染物,需车间排口达标,因此该部分废水需单独进行处理,在总镍达标排放前,不得与其它废水进行混合。
电解着色、封孔后清洗废水经收集后由泵打入PH调整池中,在其中加入NaOH和CaCl2, PH调节至10~11,此时会发生以下化学反应:
Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓;
Sn2++2OH-=Sn(OH)2↓; 2F-+Ca2+=CaF2↓; Ca2++SO42-=CaSO4↓;
含总镍废水中的Ni2+、Sn2+、Al3+与OH-发生反应,生成难溶的Ni(OH)2、Sn(OH)2沉淀,从而去除废水中的Ni2+、Sn2+离子,废水中的F-、SO42-与Ca2+发生反应,生产难溶的CaF2和CaSO4沉淀,从而去除废水中的F-、SO42-离子。
这些化学反应完全后,由于形成的颗粒较小,在水流的作用下不易沉降,所以必须加入絮凝剂PAM、助凝剂PAC,使这些颗粒相互黏结,聚集成较大的颗粒,并依靠泵间的回流水进行搅拌,使废水中矾花快速生成、絮凝变大,通过斜管沉淀进行固液分离,为确保废水达标排放,在斜管沉淀后进行一次过滤操作,以去除废水中未被斜管沉淀池分离的细小的沉淀物,过滤工段采用石英砂过滤器压力过滤,过滤器采用双层过滤,反冲泵定期强制反冲,反冲水洗水返回pH调节池,通过上述方法后,可以确保总镍车间排口达标。
(2)不含第一类污染物总镍的废水
表面除油后清洗废水、阳极氧化后清洗废水、电泳涂漆后清洗废水、纯水制备含盐废水不含第一类污染物总镍。本部分废水经收集后进入由泵打入PH调整池中,在其中加入NaOH和CaCl2,调节PH至10~11,此时会发生以下化学反应:
2Al3++3OH-=Al2(OH)3↓; Ca2++SO42-=CaSO4↓
废水中的Al3+与OH-发生反应,生成难溶的Al2(OH)3沉淀,从而去除废水中的Al3+离子,废水中的SO42-与Ca2+发生反应,生产难溶的CaSO4沉淀,从而去除废水中的SO42-离子。这些化学反应完全后,由于形成的颗粒较小,在水流的作用下不易沉降,所以必须加入絮凝剂PAM、助凝剂PAC,使这些颗粒相互黏结,聚集成较大的颗粒,并依靠泵间的回流水进行搅拌,使废水中矾花快速生成、絮凝变大,通过斜管沉淀进行固液分离,为确保废水达标排放,在斜管沉淀后进行一次过滤操作,以去除废水中未被斜管沉淀池分离的细小的沉淀物。厂区污水处理站出水、车间污水处理设施出水和经化粪池处理的生活污水经调节池调节好水质后一起排入李口镇污水
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