CN109183118A - 镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置 - Google Patents

Abstract

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置，其利用方法包括：反向串联节水操作、镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N‑P复合肥回收操作；其在线配置包括：镍锡废水生成***、镍锡废水收集***、镍锡分离***、磷酸镍回收***和N‑P复合肥回收***；本发明利用在线分类回收方法，借助本设计的在线配置，截留收集着色和封孔清洗用的水，回收镍锡固体混合物，转化成镍锡盐着色剂；回收利用处理后的中水，并转化成N‑P复合液体肥料，阻断含镍锡废水对废水处理中心的污染，减少工业危废排放，实现含毒废弃物的资源化循环利用。

Description

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置

技术领域

本发明涉及铝加工技术领域，尤其涉及镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水 利用方法与在线配置。

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。

铝业废渣来源

1、电解熔铸铝灰铝灰产生于铝及铝合金的电解、熔炼及铸造工序，因铝 灰造成的铝总损失量在1-12％。每加工一吨原铝，约产生20-40kg铝灰，铝液直 接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时量较多，而再生一吨废铝约产生100-250kg 铝灰。

铝灰可分为两种：一种是一次铝灰，是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂 过程中产生的浮渣及撇渣，主要成分为金属铝和铝氧化物，铝含量可达 15％-70％不等，颜色为白色；另一种是二次铝灰，是一次铝灰提铝回收后的废 弃物，铝含量较一次铝灰低，一般呈灰黑色。二次铝灰成分复杂，含有金属铝 (5-30％)、氧化铝(30-70％)、二氧化硅和三氧化二铁(5-15％)、钾钠钙镁 的氯化物(10-30％)以及氮氟砷等有毒有害成分。以下所称铝灰均指二次铝灰。

2016年全国电解铝产量3250万吨，挤压及压延加工铝材产量超过2000万 吨，每年全国的铝灰量保守估计在200万吨以上，更有数据认为铝灰总量在 600-850万吨。铝灰是一种可再生的资源，具有较高的综合回收利用价值，但 一直没得到足够的重视，造成了巨大的资源浪费。同时因铝灰渣中含有氟化 物、氨氮、砷等有毒有害物质，被列为危险废弃物，在2016年版《国家危险废 物名录》中铝灰的废物类别为HW48，危险特性T(Toxicity)-毒性危险废物。 随着经济的发展，废铝灰积蓄量将逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、无害化的方法加以处理，将越来越凸显其对环境的严重威胁。目前我国铝灰的回 收尚处于起步阶段，缺乏技术成熟可靠、经济性好的回收方法，铝灰处理回收 率低、能源消耗和浪费大，利用途径不多。即便处理后的铝灰内仍含有大量有 害物质，还是只能堆场堆存或掩埋处理，具有极大的环境危害性，同时厂家承 担着巨大的违法风险。2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税 法》规定，铝灰排放企业将要交纳1000元/吨的环境保护税。

2、挤压表面处理废水废渣

铝加工制品的生产要消耗大量的水，每生产1吨铝材至少消耗15吨水，全 行业年生产挤压材2000万吨，排放废水近2.25亿吨，废水处理后产生废渣约 150万吨，数量极为惊人。

2.1、挤压煲模废液废水废渣

铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应 腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达200-300g/L，随着反应的进行，铝离子含 量不断升高，当达到60-70g/L以上、反应速度明显降低时，就必须将煲模液排 掉。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲 模废液的处理一般采取“以废治废”的方式，直接排放进废水中心，与氧化工 序产生的废酸中和处理。这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占 到企业总渣量的28％左右；同时，大量钠离子进入废水中心，污染中水，彻底 断绝中水回用的可能性。煲模液这种粗糙的处理方式，企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。

2.2、表面处理废水废渣

铝材为增强防腐性和装饰性能，要进行表面处理。常用的表面处理方式有 阳极氧化着色封孔、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂等。表面处理过程产生 大量成分复杂的废水。

按工艺划分，阳极氧化工艺产生的废水废渣有：碱蚀液产生的碱性废水废 渣，占总渣量的18％；氧化液产生的酸性废水废渣，占总渣量的29％，着色与封 孔液产生的含镍废渣，占总渣量9％；喷涂工艺产生的酸性废水废渣，占总渣量 的18％。铝加工企业废水中心铝渣来源细分为：煲模液碱渣占总渣量的28％，碱 蚀液碱渣占总渣量的18％，氧化液酸渣占总渣量的29％，着色与封孔液镍渣占总 渣量9％；喷涂酸性废渣占总渣量的18％。此外，部分企业生产抛光铝材，产生 大量的抛光废渣。

废水中心收集的废水，含有Al3+、Na+、NH4+、Ni2+、Sn2+、Cr6+等阳离 子，SO42-、F-、NO3-、NO2-、S2-、Cl-、酒石酸根、葡萄糖酸根、醋酸根等 阴离子，以及有机酚、表面活性剂和丙烯酸树脂等有机物等。酸性废水、碱性 废水通常是混合中和处理，而含铬废水、含镍废水必须单独处理。近年来氧化 电泳材比例下降，但大多数铝材厂还是酸性废水多于碱性废水，酸碱水全部混 在一起处理，废水混合后呈酸性，需要投入大量的片碱、石灰及PAC、PAM，产 生了大量废渣。废渣中的大量金属铝、酸、碱等有用资源没有得到利用，造成 巨大资源浪费。废渣属于危险废物，含有氢氧化铝、氟化物、硫化物、镍盐、 苯酚、硝酸盐、亚硝酸盐等多种有毒有害物质，环境危害巨大，不可填埋，具 有极大的环境危害性。废水中心处理、固液分离后，中水含有钠离子、铵离 子、硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、醋酸根、酒石酸根、硫代硫酸根、氯离子、 硫离子、氟离子等，不可回用。当前的环保形势，迫使企业要向节能减排及资 源循环利用方向转型发展，但缺乏成熟可靠的技术。实现中水全部回用、废渣 零产出、资源利用价值最大化，具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。

2016年8月1日起施行的最新版《国家危险废物名录》已将酸性及碱性废 水废渣列入名录管理，废物类别分别是HW34、HW35。酸、碱渣、铬渣、镍渣已 列入最新版《国家危险废物名录》。

《中华人民共和国环境保护法》于2018年1月1日起施行，征收排污税。 废水按1.4-14元/T、废渣按1000元/T、危废2000元/T缴税。全行业废水纳税 22.5亿元、危废纳税30亿元。

发明内容

本发明的目的在于提出镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，该方 法用于回收着色和封孔清洗用水，转化成镍锡盐着色剂。

本发明还提出镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水的在线配置，该在线配置 用于回收着色和封孔清洗用水，转化成镍锡盐着色剂。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，包括：反向串联节水操作、 镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N-P复合肥回收操 作；

(1)所述反向串联节水操作包括：打开阀14，从自来水进水口向18#流动 水洗槽通入自来水，经阀15进入17#流动水洗槽，经阀16进入15#流动水洗槽， 经阀17进入14#流动水洗槽，经阀1和泵1，进入着色封孔镍锡废水收集罐；

(2)所述镍锡废水截留操作包括：将铝材在13#镍锡盐着色槽中利用着色 液着色30s-15min，起挂滴流至少30s；将着色后的铝材进入14#流动水洗槽清 洗至少1min，起挂滴流至少30s，并转至15#流动水洗槽后清洗至少1min，起 挂滴流至少30s，其中，铝材在13#镍锡盐着色槽着色后会将着色液中的硫酸镍、 硫酸亚锡和酒石酸带入于14#流动水洗槽和15#流动水洗槽，形成着色后的镍锡 废水；将铝材转至16#中温封孔槽中，利用封孔液对铝材进行封孔处理10-25min， 起挂滴流至少30s后，依次进入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽，每个槽分别 清洗至少1min和起挂滴流至少30s，其中，铝材在16#中温封孔槽中封孔时，会将封孔液的醋酸镍、三乙醇胺和异丁醇带入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽 中，形成封孔后的镍锡废水；将17#流动水洗槽和18#流动水洗槽中封孔后的镍 锡废水反向流入15#流动水洗槽和14#流动水洗槽，形成混合的镍锡废水，调整 18#流动水洗槽通入自来水控制14#流动水洗槽的pH>3.0和15#流动水洗槽的 pH>5.5，固定阀14；

(3)所述镍锡废水处理操作包括：打开阀1，开启泵1，将14#流动水洗槽 的槽底出水口排出的镍锡废水泵入着色封孔镍锡废水收集罐备用；打开阀2和 阀3，关闭阀4，开启泵2，将镍锡废水作为反应液泵入镍锡固体回收罐；打开 阀4和阀6，开启泵3和1#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀5，将液氨罐的液 氨吸入泵3，利用泵3的高速旋转，充分混合反应液；边添加液氨，边检测反应 液的pH值，当pH值达到8.5-9.0时，关闭阀5，停止加入液氨，继续循环搅拌 1小时；开启1#压滤机，打开阀7，关闭阀6和阀8，固液分离镍锡固体和一次 滤液；反复喷淋、漂洗镍锡固体10分钟后，回收镍锡固体，一次滤液流入磷酸 镍回收罐；

(4)所述磷酸镍回收操作包括：关闭阀9和阀11，打开阀8和阀10，开 启泵4和2#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀9，将磷酸罐的磷酸吸入泵4，利 用泵4的高速旋转，充分混合反应液；边添加磷酸，边检测反应液的pH值，当 pH值达到6.5-7.5时，关闭阀门9，停止加药，继续循环搅拌1小时；开启2# 压滤机，打开阀11，关闭阀10，固液分离磷酸镍和二次滤液；反复喷淋、漂洗 磷酸镍固体10分钟后，回收磷酸镍产品，二次滤液流入复合肥回收罐；

(5)所述N-P复合肥回收操作包括：打开阀12和阀13，开启泵5，将二 次滤液经过滤器过滤后，输送至绿化用地，作为含氮和磷的N-P复合肥使用， 过滤器的滤渣为磷酸镍，留存于磷酸镍回收罐，等待下一次回收。

更进一步说明，13#镍锡盐着色槽中，硫酸亚锡的浓度控制为6-12g/L，硫 酸镍的浓度控制为20-30g/L，硫酸的浓度控制为15-20g/L，酒石酸的浓度控制 为8-10g/L，pH控制为0.8-1.0，温度控制为20-25℃，处理时间控制为 30s-15min，电压控制为14-16V；

16#中温封孔槽中，醋酸镍的浓度控制为4-6g/L，三乙醇胺的浓度控制为 0.4-0.6g/L，异丁醇的浓度控制为0.4-0.6g/L，pH控制为5.5-6.5，温度控制 为50-60℃，时间控制为10-25min。

更进一步说明，所述镍锡废水处理操作中，镍锡固体包含氢氧化锡、氢氧 化亚锡和氢氧化镍固体，向回收的镍锡固体中，添加纯水、锡粉和硫酸，转化 成硫酸亚锡和硫酸镍；硫酸添加适当过量，反应终点为pH达到＝0.8-1.0；在(纯 水重量/固体混合物重量)＝3和锡粉适当过量的条件下，沉淀和过滤反应液，得 到硫酸亚锡和硫酸镍混合的不饱和溶液和滤渣；该不饱和溶液pH值＝0.8-1.0、 含量低于饱和点且可制作液体镍锡盐着色剂；滤渣为锡粉，留存于反应器中， 等待下一次反应。

更进一步说明，所述镍锡废水处理操作中，利用硫酸亚锡和硫酸镍配置出 液体镍锡盐着色剂，先滴定硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液含量，然后按(硫 酸镍浓度/硫酸亚锡浓)＝2.5和(硫酸镍浓度/酒石酸浓度)＝25/8，调整药剂 配比，将硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液转化成液体镍锡盐着色剂，直接添 加进13#镍锡盐着色槽。

更进一步说明，回收的镍锡固体转化成硫酸亚锡和硫酸镍混合液时，回收 的镍锡固体漂洗、加锡粉和纯水后，直接与硫酸反应。

更进一步说明，利用硫酸亚锡和硫酸镍混合液制备成液体镍锡盐着色剂后， 不浓缩结晶并直接用于13#镍锡盐着色槽的开槽和添加。

更进一步说明，包括：镍锡废水生成***、镍锡废水收集***、镍锡分离 ***、磷酸镍回收***和N-P复合肥回收***；

所述镍锡废水生成***用于处理铝材着色、着色后的清洗和封孔处理，产 生着色后和封孔后的镍锡废水，并将产生的镍锡废水送至所述镍锡废水收集系 统；

所述镍锡废水收集***用于收集所述镍锡废水生成***的镍锡废水，并将 镍锡废水送至镍锡分离***；

所述镍锡分离***用于处理所述镍锡废水收集***的镍锡废水，加入液氨 反应生成镍锡固体混合物；所述镍锡分离***设有一号分离设备，所述一号分 离设备用于处理镍锡固体混合物后，分离出镍锡固体和一次滤液；所述镍锡分 离***还用于将分离出的一次滤液送至所述磷酸镍回收***；

所述磷酸镍回收***处理所述镍锡分离***的一次滤液，加入磷酸反应生 成磷酸镍混合物；所述磷酸镍回收***还设有二号分离设备，所述二号分离设 备用于处理磷酸镍混合物后，分离出磷酸镍固体和二次滤液；所述磷酸镍回收 ***还用于将分离出的二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***用于收集二次滤液，并将收集到的二次滤液进行 过滤操作后，收集成绿化肥料。

更进一步说明，所述镍锡废水生成***包括：13#镍锡盐着色槽、一号流动 水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口；所述13#镍锡盐着 色槽、一号流动水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口相邻 依次连接；

所述二号流动水洗槽还连接于所述一号流动水洗槽，该管路设有阀16；

所述一号流动水洗槽连接于所述镍锡废水收集***，且该连接管路设有泵 1；所述13#镍锡盐着色槽用于为铝材着色；所述一号流动水洗槽用于清洗着色 后的铝材，获得着色后的镍锡废水；所述16#中温封孔槽用于为铝材封孔处理； 所述二号流动水洗槽用于清洗封孔后的铝材，获得封孔后的镍锡废液；所述泵1 用于将所述二号流动水洗槽的封孔废液经阀16泵至所述一号流动水洗槽，并与 所述一号流动水洗槽中镍锡废水一起泵至所述镍锡废水收集***。

更进一步说明，所述一号流动水洗槽包括：14#流动水洗槽和15#流动水洗 槽；所述二号流动水洗槽包括：17#流动水洗槽和18#流动水洗槽；

所述13#镍锡盐着色槽、14#流动水洗槽、15#流动水洗槽、16#中温封孔槽、17#流动水洗槽、18#流动水洗槽和自来水进水口相邻依次连接；所述17#流动水 洗槽和所述15#流动水洗槽连接，并设有所述阀16；所述18#流动水洗槽所述 17#流动水洗槽设有单通向的阀15；所述15#流动水洗槽所述14#流动水洗槽设 有单通向的阀17；所述14#流动水洗槽连接于所述泵1。

更进一步说明，所述镍锡废水收集***包括：着色封孔镍锡废水收集罐和 泵2；所述泵1、着色封孔镍锡废水收集罐和泵2相邻依次连接；

所述着色封孔镍锡废水收集罐通过所述泵2连接于所述镍锡分离***；所 述泵2用于将所述着色封孔镍锡废水收集罐收集的镍锡废水泵至所述镍锡固体 回收罐；

所述镍锡分离***包括：镍锡固体回收罐、泵3、液氨罐和1#压滤机；所 述液氨罐装有液氨；

所述泵2连接于所述镍锡固体回收罐；所述镍锡固体回收罐的底部、所述 泵3和所述1#压滤机相邻依次连接；所述液氨罐设有管路并连接于所述镍锡固 体回收罐和所述泵3的连接管路上；所述泵3还设有连接于所述镍锡固体回收 罐顶部的管路；

所述磷酸镍回收***包括：磷酸镍回收罐、泵4、磷酸罐和2#压滤机；所 述液氨罐装有磷酸；

所述1#压滤机连接于所述磷酸镍回收罐；所述磷酸镍回收罐的底部、所述 泵4和所述2#压滤机相邻依次连接；所述磷酸罐设有连接于所述磷酸镍回收罐 和所述泵4的连接管路上；所述泵4还设有连接于所述磷酸镍回收罐顶部的管 路；

所述2#压滤机用于将与磷酸反应后的一次滤液分离出磷酸镍固体和二次滤 液，并将二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***包括：复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料 收集器；

所述2#压滤机、复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料收集器相邻依次 连接；

所述复合肥回收罐用于收集所述2#压滤机的二次滤液，并将二次滤液送至 所述过滤器；所述泵5用于将所述过滤器处理后的二次滤液收集至所述绿化肥 料收集器；

所述镍锡固体回收罐内设有1#电搅拌，所述磷酸镍回收罐内设有2#电搅拌。

本发明的有益效果：

1、本发明利用在线分类回收方法，借助本设计的在线配置，截留收集着色 和封孔清洗用的水，回收镍锡固体混合物，转化成镍锡盐着色剂；回收利用处 理后的中水，并转化成N-P复合液体肥料，阻断含镍锡废水对废水处理中心的 污染，减少工业危废排放，实现含毒废弃物的资源化循环利用。

2、本发明按14#流动水洗槽、15#流动水洗槽设定的pH值控制指标，调整 18#流动水洗槽进水口流量，减少着色封孔清洗用水量；截留14#流动水洗槽的 含镍锡废水，从14#流动水洗槽槽底出水口收集进着色封孔镍锡废水收集罐，在 线、单独处理这些含镍锡废水，避免与其他工序用水混合后，再处理海量含镍 锡废水的麻烦，大幅降低处理含镍锡废水废渣的环保成本。

附图说明

图1是本设计的镍锡分离***、磷酸镍回收***和N-P复合肥回收***连 接结构图；

图2是本设计的镍锡废水生成***和镍锡废水收集***连接结构图；

图3是本发明其中一个实施例的传统氧化着色封孔工艺流程及槽位布置图；

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。

一、13#镍锡盐着色槽和16#中温封孔槽清洗用水截留与收集方法

氧化着色封孔工艺流程如图3所示，1#、4#、7#、10#、13#、16#槽为工作 槽，每个工作槽配两个流动水洗槽，氧化处理，需要18个槽位，其中13#为镍 锡盐着色槽，含硫酸镍、硫酸亚锡和酒石酸；16#槽为中温封孔槽，含醋酸 镍、三乙醇胺和异丁醇；其后续14、15#、17#、18#流动水洗槽带出含镍锡废 水进入废水处理中心，污染全行业2.25亿吨用水，产生150万吨含镍锡的混合 有毒废渣。本发明涉及13#-18#槽，截留收集4800万吨含镍锡的着色封孔清洗 用水，单独回收含镍锡废渣，转化为镍锡盐着色剂，实现含镍锡废水废渣零排 放。13#-18#功能如下：

13#镍锡盐着色槽(以下简称13#)

镍锡盐电解着色，除着青铜色系之外，也可着仿不锈钢色、香槟色和纯黑 色。镍锡盐电解着色液具有良好的着色分散性，形成的色膜色泽均匀、高雅华 贵，有良好的耐晒性、抗腐蚀性和耐磨性，着色液本身具有较强的抗污能力。 适合大规模生产的控制参数为：

硫酸亚锡6-12g/L；硫酸镍20-30g/L(含6个结晶水)；硫酸15-20g/L；

酒石酸8-10g/L；pH＝0.8-1.0；温度20-25℃；时间30s-15min；电压14-16V；

(1)式

用镍锡盐电解液进行着色，不仅成本低，使用时间长，且可以获得单独的 镍盐或锡盐所不能得到的色彩和质量，因而深受广大铝材厂家的青睐。但是， 如同单锡盐着色一样，镍锡盐电解着色体系中的亚锡离子极不稳定。即使在 pH＝1.0的酸性溶液中，也容易被空气中的氧或氢氧根电解释放出的氧，氧化为 高价锡离子，进而发生水解生成白色的锡酸沉淀，轻则影响着色膜的质量，重 则使着色液完全失效。所以控制的重点主要是保证亚锡离子的稳定，另外是色 调的控制。

镍锡盐着色，锡盐为主，两者共存时由于竞争还原提高了着色速度和均匀 性。镍锡盐比单锡盐用量少且更稳定，色调黄中透红更好看。镍盐以20-30g/L 为宜，太高色偏暗，但是纯黑色时宜升至45g/L。一般亚锡盐6-8g/L为宜。夏 季取下限，冬季用上限，着纯黑色需升至10-12g/L。添加剂起着提高均匀性和 防止亚锡水解等作用，但目前在用的着色槽络合能力不够，亚锡照样会氧化水 解，故添加酒石酸，络合亚锡离子。硫酸起防止锡盐水解和提高电导的双重作 用，游离硫酸控制15-20g/L为宜。硫酸偏低光泽性好些，硫酸太高着色速度和 光泽下降，只有着纯黑色才升至25g/L，以防止表面产生氢氧化物。有些镍锡 盐着色液添加硼酸，它在孔内起缓冲作用，有利于镍电沉积，提高均匀性和改 善色感，以20-25g/L为宜，太高色偏暗。

Sn²⁺离子易被一切氧化剂所氧化，然后水解成胶状的Sn(OH)₂和Sn(OH)₄沉淀 于槽底或悬浮于溶液之内。在着色过程中，以下几种情况都会促成Sn²⁺氧化和 水解：

1、槽液搅拌引起的氧化

为了使槽液的温度、浓度均匀，生产时应对着色槽液进行搅拌，尽管避免 用空气直接搅拌而采取循环泵，但还是会使槽液与空气接触的机会增加，在与 空气接触中会发生二价锡被氧化为四价锡的反应

SnSO₄+H₂SO₄+O＝H₂O+Sn(SO₄)₂↓ (2)式

2、电极反应时发生的氧化和水解

当电极处于阳极半周时，会发生氢氧根失电子生成氧的反应:

4OH^--4e^-＝2O+2H₂O (3)式

着色过程中，Sn²⁺在电极反应中易与(3)式反应中生成的氧作用，发生氧 化，按(2)式，生成浑浊物。另外，铝合金作为阴极，析氢反应会使局部pH 值升高，促使槽中的Sn²⁺和Sn⁴⁺离子水解反应

Sn²⁺+2OH^-＝Sn(OH)²↓ (4)式

Sn⁴⁺+4OH^-＝Sn(OH)⁴↓ (5)式

由于以上反应的存在以及Sn²⁺稳定剂络合能力不够等因素，槽液使用周期 越长，悬浮混浊越严重。好的添加剂应该具有一定的综合能力，既防Sn²⁺离子 沉淀水解，还要有加速离子化，提高分散能力的作用。否则，着色过程中络合 与离子化动态平衡协调不好，Sn²⁺在孔内沉积条件不好，会影响着色效率和着 色色调。

在着色液中加入硫酸镁、硫酸铝、硫代硫酸铵等添加剂能使表面得到均匀 的着色效果。以锡盐为主的电解着色液，最主要的问题是如何防止或减缓二价 锡的氧化，提高电解液的稳定性和使用寿命。除加入酒石酸、酚、硫酸、硼酸 等添加剂外，还需加入氧化抑制剂，例如:抗坏血酸、联二苯、氢醌等。其中 硫酸可酸化溶液，降低pH值；硼酸具有缓冲及络合作用，酒石酸、柠檬酸、酒 石酸铵不仅可络合亚锡离子，还能对pH值起到缓冲作用。添加硫尿或硫酸联胺 可对四价锡离子起还原作用。添加代替二价锡离子被氧化的药剂，如亚铁离 子，即当二价锡离子和亚铁离子共存时，在二价锡离子向四价锡离子的氧化反 应之前，先发生了亚铁离子的氧化反应，从而控制了二价锡离子向四价锡离子 的转变。这里加入的添加剂都是一些具有缓冲作用、络合作用和抗氧化作用的 物质，能络合Sn²⁺离子，或能优先被溶液中的溶解氧氧化，以防止Sn²⁺离子被空 气氧化成Sn⁴⁺，进而产生Sn(OH)₄白色沉淀影响着色。

综合考虑以上各种因素，着色稳定剂的配方设计必须满足四点要求：1、 提高着色的均匀性能；2、防止产生白色斑点和裂缝；3、稳定亚锡盐；4、提 高电解液的导电性。

为了取得不锈钢色香槟色系铝型材颜色的均匀性，需要严格控制阳极氧化 槽的工艺参数，要求氧化膜的厚度趋于一致，偏差越小越好，最好控制为 12μm。要根据阳极氧化槽的工艺参数情况来确定阳极氧化时间。此外，还得 控制着色参数：

(1)时间和温度

实验证明，电解着色的时间要准确到按秒计算，其时间的确定，是根据电 解着色槽各种工艺参数的状况而确定的。着色时间一秒之差对香槟电泳涂漆铝 型材的颜色都有明显影响，着色时间延长，氧化膜中Sn含量增加，氧化膜颜色 也逐渐变深。氧化膜Sn含量随着时间延长呈线性增加，关系式 为:W＝4.4+2.5t(1≤t≤5)。

电解着色槽槽液温度可规定为20-25℃。当着色槽液温度升高时，着色液 电导率增大，且Sn²⁺沉淀反应速度加快，促使着色速度加快。此外，着色液温 度升高不利于Sn²⁺的稳定。Sn²⁺的氧化反应速度随着着色液的温度升高而加快。 因此，为了保证香槟色电泳涂漆铝型材颜色的一致性，要控制好着色槽液温 度，波动范围越小越好。

(2)pH值

着色槽液pH值在1.0左右时，着色速度基本不变。当pH>1.1时，着色速 度很快，难以控制；如果pH值太小，又影响着色膜耐蚀性。因此，pH值 0.8-1.0是生成香槟色铝型材均匀颜色的重要因素。

(3)电压

着色液电压控制14-16V(不锈钢色10-13V)，电流密度是0.6-0.8A/dm²，零 电压保持1-1.5min。升压控制很重要，约每隔3s升高电压1V。电压小于14V 或大于16V时对着色速度影响很大。

(4)水洗

阳极氧化后在第一道水洗槽中不准停放，在第二道水洗槽中停放时间不超 过2min，即进入着色，以避免水洗槽中硫酸对氧化膜的不良影响。第二道水洗 槽要求pH≥3。着色计时完毕后，应立即起吊转入下道水洗槽再对色，不可在 着色槽中停留，严格控制空中起吊转移时间。着色后的水洗槽也要求pH≥3。 在水洗过程中，膜孔中的着色金属盐极易受到水中酸性物质的浸蚀，导致褪 色。

从着色效果来看，使用镍锡盐着的颜色，较单独使用镍盐或锡盐所着的颜 色都要美观，其耐热性及耐光性均达到了要求。当硫酸亚锡小于2g/L时，着色 速度相对较慢，当提高到5g/L以上时，着色速度明显加快；硫酸镍的浓度范围 较宽广。

14#流动水洗槽和15#流动水洗槽(以下简称14#和15#)

设置这两道水洗槽的目的是清洗着色槽带出的残留着色液，保护封孔槽。 自来水从15#槽进，14#槽出，反向串联，水耗为2.0-3.0吨/吨材左右，耗水量 太大，且排出的是含镍锡废水，增加环保处理压力。适合大规模生产的控制参 数为：14#流动水洗槽pH>3.0；15#流动水洗槽pH>5.5； (6)式

16#封孔槽(以下简称16#)

设置本槽的目的是封住氧化膜的微孔，确保其耐腐蚀性能。也可用电泳槽 取代封孔槽。封孔方法按工作温度分为高温、中温和常温封孔。高温封孔是铝 材在95-100℃的纯水中处理，封孔质量较好，但能耗高，水蒸发量大，易挂 灰，易杂质离子中毒，需经常更换槽液；中温封孔一般采用醋酸镍加添加剂的 方法，在55-65℃下处理，封孔速度快，少挂灰，不裂膜，但含镍锡，不利于 环保；常温封孔采用氟化镍加添加剂方法，在25-35℃下处理，封孔速度较 快，少挂灰，能耗低，使用方便。但易裂膜，且含氟和镍不利于环保。现在， 国内以中温封孔为主要处理方法。中温封孔控制指标为：

醋酸镍4-6g/L；三乙醇胺0.4-0.6g/L；异丁醇0.4-0.6g/L；

pH＝5.5-6.5；温度50-60℃；时间10-25min； (7)式

17#流动水洗槽和18#流动水洗槽(以下简称17#和18#)

设置这两道水洗槽的目的是清洗封孔槽带出含镍残留药剂，保护铝材出厂 后不被腐蚀。同样，自来水从18#槽进，17#槽出，反向串联，水耗为2.0-3.0 吨/吨材左右，耗水量太大，且排出的是含镍废水，增加环保处理压力。

铝材经过18个槽位处理后，可包装出厂，完成阳极氧化处理。

二、13#镍锡盐着色槽和16#中温封孔槽清洗水收集生产镍锡盐着色剂与中水回收利用定量定性分析

1)、取着色封孔镍锡废水收集罐的回收液1L，含硫酸亚锡、硫酸镍、酒石酸、 硫酸、醋酸镍、三乙醇胺和异丁醇，检测药剂浓度为：

硫酸亚锡0.2g/L；醋酸镍0.1g/L；硫酸镍0.5g/L；三乙醇胺0.01g/L；酒石酸0.0.16g/L、异丁醇0.01g/L、pH＝3.15； (8)式

缓慢添加液氨，边加边搅拌，pH值逐步升高，出现如下变化：pH值低于7.0时， 槽液浑浊，沉淀增加，按(4)(5)式，析出氢氧化亚锡和氢氧化锡；pH介于 7.0-7.5之间时，槽液更浑浊，析出物含绿色晶体氢氧化镍：

NH₃+H₂O＝NH₄OH

Sn²⁺+2OH＝Sn(OH)₂↓ (9)式

Sn⁴⁺+4OH＝Sn(OH)₄↓

Ni²⁺+2NH₄OH＝2NH₄ ⁺+Ni(OH)₂↓

pH介于7.5-8.0之间时，槽液浑浊，绿色晶体析出物氢氧化镍增加；

pH介于8.0-8.5之间时，槽液浑浊，绿色晶体析出物氢氧化镍增加；

pH介于8.5-9.0之间时，槽液浑浊，绿色晶体析出物氢氧化镍不再增加；

pH介于9.0-10.0之间时，槽液浑浊，绿色晶体析出物氢氧化镍不再增加。

按上述实验结果，可取第一反应终点pH5.5-6.0，固液分离，回收氢氧化锡 和氢氧化亚锡，滤液含硫酸镍和醋酸镍；在滤液中继续添加液氨，取第二反应 终点pH8.5-9.0，回收氢氧化镍。考虑到第一反应阶段pH3.0-6.0区间，添加液 氨时，反应液局部pH值可能超过7.5，有生成氢氧化镍的风险，回收的氢氧化 锡和氢氧化亚锡中，可能混杂氢氧化镍，不好分离；另外，回收的氢氧化锡和 氢氧化亚锡，需要漂洗，耗水量太大，为后续中水回收利用预设过高门槛，故 本发明采用一步反应，取pH8.5-9.0为反应终点，直接回收氢氧化锡、氢氧化 亚锡和氢氧化镍固体混合物备用；

2)、硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇不沉淀，存留于液体中。

按(9)式，随着液氨的添加，pH不断升高，氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化 镍不断析出、但硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇，不分解，不 沉淀，存留于液体中；

3)、固液分离，随滤液滤出硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇， 回收氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合物。

按(9)式，将反应产物进行固液分离。硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇 胺和异丁醇随滤液流出，获得氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合物； 经漂洗、烘干，得到混合物固体；滤液中氢氧化镍溶解度130mg/L，远高于0.5mg/L 的排放标准，需要二次处理，方可达标回收利用；

4)、添加硫酸(浓度98％)，转化氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混 合物，反应生成硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液。

称取经漂洗烘干后获得的氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合物 100g(仅实验室计量时烘干，大生产时漂洗干净即可，不必烘干，节约生产成 本)，按(8)式提供的药剂浓度，100g混合固体大约含氢氧化亚锡38g、氢氧 化镍61g、氢氧化锡1g，反应生成硫酸亚锡约53g、硫酸镍(含6个结晶水) 约173g。按硫酸亚锡溶解度330g/L，硫酸镍(含6个结晶水)溶解度625g/L 设计反应液。添加锡粉1g，加300g纯水，混合均匀，缓慢添加硫酸(浓度98％)， 反应如下(用锡粉还原四价锡)：

Sn(OH)₂+H₂SO₄＝SnSO₄+2H₂O

Ni(OH)₂+H₂SO₄＝NiSO₄+2H₂O (10)式

Sn+Sn(OH)₄+2H₂SO₄＝2SnSO₄+4H₂O

取硫酸过量，边添加边检测，当反应液的pH值＝0.8-1.0时，即为反应终点。 过滤反应液，滤渣为残留锡粉，留存于反应器中，等待下一次反应；滤液为硫 酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液，储存备用；

5)、配制镍锡盐着色液。

取(10)式生产的硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液，按(1)式提供的 13#镍锡盐着色槽控制指标，改造方法为：

硫酸镍浓度/硫酸亚锡浓度＝25/10(g/L) (11)

硫酸镍浓度/酒石酸浓度＝25/8(g/L)

滴定硫酸镍和硫酸亚锡浓度，硫酸亚锡浓度为177g/L左右，硫酸镍浓度为 577g/L左右，均低于饱和点，避免了结晶析出；按(11)式添加相应药剂，调 整药剂组分，配制成镍锡盐着色液，回用至13#镍锡盐着色槽；

6)、处理滤液，回收磷酸镍，回收利用着色封孔清洗用水。按(9)式，氢 氧化镍溶解度130mg/L，远高于0.5mg/L的排放标准，需要二次处理，方可 达标回收利用。(9)式的滤液含硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异 丁醇，同时含氢氧化镍130mg/L，需要降低至0.5mg/L以下；在滤液中添加 浓度为85wt.％磷酸，将pH值8.5-9.0调整至6.5-7.5，反应为：

3Ni²⁺+2H₃PO₄＝(Ni)₃(PO₄)₂↓+6H²⁺ (12)

磷酸镍的溶解度为5乘以10的负31次方，滤液远远达到回收使用标准；再次 过滤磷酸镍，漂洗、烘干，得磷酸镍产品，滤液储存于复合肥回收罐备用；滤 液为含硫酸铵、酒石酸铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇的N-P复合肥，作为厂 区绿化肥料使用，实现着色用水回收利用。

三、镍锡盐着色封孔回收着色剂的实验结果

本系列实验按(1)式提供的镍锡盐着色控制指标，分别考察按(11)式生产 的镍锡盐着色剂的着色能力。

1、硫酸亚锡浓度(按(11)式、实际为着色剂浓度)对着色能力的影响。

取pH1.0、温度25℃，硫酸亚锡4、6、8、10、12、14g/L；氧化膜厚度为15 微米，着色时间为4分钟，观察铝材外观颜色，结果如表1所示：

表1硫酸亚锡浓度对着色能力的影响

2、着色时间对着色颜色的影响。

按(11)式，取硫酸亚锡10g/L(此时硫酸镍为25g/L，酒石酸为8g/L)，温度 25℃，pH1.0；取氧化膜厚度为15微米，着色时间为6、8、10、12、14、16 分钟，结果如表2所示：

表2不同着色时间对颜色的影响

四、镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用的实验结果分析

按式(1)-(12)和实验1-2及检测结果，可做如下分析：

1、按式(6)式提供的标准，可在线截留镍锡盐着色封孔清洗用水；调 整18#槽进水流量，控制待处理含镍锡废水总量；在14#槽出水口收集含镍 锡废水进着色封孔镍锡废水收集罐；

按(9)式，添加液氨，在pH值8.5-9.0下，对收集的含镍锡废水在线单独 处理，回收氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合物，将含镍锡固体危 废转化为高价值的化工原料，实现固体危废的资源化利用；

按(10)式，添加硫酸，将回收氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合 物转化为硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液，在锡粉和硫酸过量的条件下， 反应终点为pH值0.8-1.0，满足后续转化成镍锡盐着色剂的要求；

2、按(11)式，将硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液转化成液体镍锡 盐着色剂，直接添加进13#镍锡盐着色槽；大幅节约着色剂的制作成本；

3、按系列实验结果1-2可知，在(1)式规定的控制指标范围内，按 (11)式制作的镍锡盐着色剂完全能够满足着色要求；

4、按(12)式，在氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体混合物固液 分离后的滤液中，添加磷酸，转化残余Ni²⁺为磷酸镍，残存磷酸镍浓度为5乘 以10的负31次方，滤液远远达到回收使用标准；再次过滤磷酸镍，漂洗、烘 干，得磷酸镍产品，滤液储存于复合肥回收罐备用；滤液为含硫酸铵、酒石酸 铵、醋酸铵、三乙醇胺和异丁醇的N-P复合肥，作为厂区绿化肥料使用，实现 镍锡盐着色封孔用水回收利用；肥料滤渣为磷酸镍，留存于反应容器中，等待 下一次回收。

实施例

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置，涉及铝加工行业 产生有毒废渣一大来源，即氧化着色封孔产生的含镍锡有毒废渣。本发明利用 在线分类回收方法，截留收集着色封孔清洗用水，回收转化成着色药剂，回收 利用中水，阻断含镍锡废水对废水处理中心的污染，减少工业危废排放。

全国年产挤压铝材2000万吨，氧化着色封孔材占800万吨以上，着色封孔 消耗用水4800万吨，产生含镍锡废渣13.5万吨，废水废渣问题十分突出！本 发明提供了一种全新的工艺设计，在线分类收集含镍废水，回收氢氧化镍和氢 氧化亚锡13.5万吨，转化成镍锡盐着色剂；回收利用处理后的中水4800万吨， 转化成液体N-P复合肥，实现含毒废弃物的资源化循环利用。

实施例1

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，包括：反向串联节水操作、 镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N-P复合肥回收操 作；

(1)所述反向串联节水操作包括：打开阀14，从自来水进水口向18#流动 水洗槽通入自来水，经阀15进入17#流动水洗槽，经阀16进入15#流动水洗槽， 经阀17进入14#流动水洗槽，经阀1和泵1，进入着色封孔镍锡废水收集罐； 反向串联节水操作负责收集进着色封孔镍锡废水收集罐；大幅减少含镍锡废水 收集量，降低在线设备投入，减少处理量和处理成本；

(2)所述镍锡废水截留操作包括：将铝材在13#镍锡盐着色槽中利用着色 液着色30s-15min，起挂滴流至少30s；将着色后的铝材进入14#流动水洗槽清 洗至少1min，起挂滴流至少30s，并转至15#流动水洗槽后清洗至少1min，起 挂滴流至少30s，其中，铝材在13#镍锡盐着色槽着色后会将着色液中的硫酸镍、 硫酸亚锡和酒石酸带入于14#流动水洗槽和15#流动水洗槽，形成着色后的镍锡 废水；将铝材转至16#中温封孔槽中，利用封孔液对铝材进行封孔处理10-25min， 起挂滴流至少30s后，依次进入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽，每个槽分别 清洗至少1min和起挂滴流至少30s，其中，铝材在16#中温封孔槽中封孔时，会将封孔液的醋酸镍、三乙醇胺和异丁醇带入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽 中，形成封孔后的镍锡废水；将17#流动水洗槽和18#流动水洗槽中封孔后的镍 锡废水反向流入15#流动水洗槽和14#流动水洗槽，形成混合的镍锡废水，调整 18#流动水洗槽通入自来水控制14#流动水洗槽的pH>3.0和15#流动水洗槽的 pH>5.5，固定阀14；

(3)所述镍锡废水处理操作包括：打开阀1，开启泵1，将14#流动水洗槽 的槽底出水口排出的镍锡废水泵入着色封孔镍锡废水收集罐备用；打开阀2和 阀3，关闭阀4，开启泵2，将镍锡废水作为反应液泵入镍锡固体回收罐；打开 阀4和阀6，开启泵3和1#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀5，将液氨罐的液 氨吸入泵3，利用泵3的高速旋转，充分混合反应液；边添加液氨，边检测反应 液的pH值，当pH值达到8.5-9.0时，关闭阀5，停止加入液氨，继续循环搅拌 1小时；开启1#压滤机，打开阀7，关闭阀6和阀8，固液分离镍锡固体和一次 滤液；反复喷淋、漂洗镍锡固体10分钟后，回收镍锡固体，一次滤液流入磷酸 镍回收罐；

(4)所述磷酸镍回收操作包括：关闭阀9和阀11，打开阀8和阀10，开 启泵4和2#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀9，将磷酸罐的磷酸吸入泵4，利 用泵4的高速旋转，充分混合反应液；边添加磷酸，边检测反应液的pH值，当 pH值达到6.5-7.5时，关闭阀门9，停止加药，继续循环搅拌1小时；开启2# 压滤机，打开阀11，关闭阀10，固液分离磷酸镍和二次滤液；反复喷淋、漂洗 磷酸镍固体10分钟后，回收磷酸镍产品，二次滤液流入复合肥回收罐；

(5)所述N-P复合肥回收操作包括：打开阀12和阀13，开启泵5，将二 次滤液经过滤器过滤后，输送至绿化用地，作为含氮和磷的N-P复合肥使用， 过滤器的滤渣为磷酸镍，留存于磷酸镍回收罐，等待下一次回收。

更进一步说明，本发明利用在线分类回收方法，借助本设计的***配置， 截留收集着色封孔清洗用水，回收镍锡固体混合物，转化成镍锡盐着色剂；回 收利用处理后的中水，并转化成N-P复合液体肥料，阻断含镍锡废水对废水处 理中心的污染，减少工业危废排放，实现含毒废弃物的资源化循环利用。

更进一步说明，其特征在于，13#镍锡盐着色槽中，硫酸亚锡的浓度控制为 6-12g/L，硫酸镍的浓度控制为20-30g/L，硫酸的浓度控制为15-20g/L，酒石 酸的浓度控制为8-10g/L，pH控制为0.8-1.0，温度控制为20-25℃，处理时间 控制为30s-15min，电压控制为14-16V；

16#中温封孔槽中，醋酸镍的浓度控制为4-6g/L，三乙醇胺的浓度控制为 0.4-0.6g/L，异丁醇的浓度控制为0.4-0.6g/L，pH控制为5.5-6.5，温度控制 为50-60℃，时间控制为10-25min。

更进一步说明，按14#流动水洗槽、15#流动水洗槽设定的pH值控制指标， 调整18#流动水洗槽进水口流量，减少着色封孔清洗用水量；截留14#流动水洗 槽的含镍锡废水，从14#流动水洗槽槽底出水口收集进着色封孔镍锡废水收集 罐，在线、单独处理这些含镍锡废水，避免与其他工序用水混合后，再处理海 量含镍锡废水的麻烦，大幅降低处理含镍锡废水废渣的环保成本；

更进一步说明，所述镍锡废水处理操作中，镍锡固体包含氢氧化锡、氢氧 化亚锡和氢氧化镍固体，向回收的镍锡固体中，添加纯水、锡粉和硫酸，转化 成硫酸亚锡和硫酸镍；硫酸添加适当过量，反应终点为pH达到＝0.8-1.0；在(纯 水重量/固体混合物重量)＝3和锡粉适当过量的条件下，反应液的含量远低于硫 酸亚锡和硫酸镍的饱和浓度，确保反应液无硫酸亚锡和硫酸镍结晶析出；沉淀 和过滤反应液，得到硫酸亚锡和硫酸镍混合的不饱和溶液和滤渣；该不饱和溶 液pH值＝0.8-1.0、含量低于饱和点且可制作液体镍锡盐着色剂；滤渣为锡粉， 留存于反应器中，等待下一次反应。

更进一步说明，所述镍锡废水处理操作中，利用硫酸亚锡和硫酸镍配置出 液体镍锡盐着色剂，先滴定硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液含量，然后按(硫 酸镍浓度/硫酸亚锡浓)＝2.5和(硫酸镍浓度/酒石酸浓度)＝25/8，调整药剂 配比，将硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液转化成液体镍锡盐着色剂，直接添 加进13#镍锡盐着色槽。

更进一步说明，滴定硫酸镍和硫酸亚锡浓度，硫酸亚锡浓度为177g/L左右， 硫酸镍浓度为577g/L左右，均低于饱和点，避免了结晶析出；按硫酸镍浓度/ 硫酸亚锡浓)＝2.5和(硫酸镍浓度/酒石酸浓度)＝25/8添加相应药剂，调整 药剂组分，配制成镍锡盐着色液，回用至13#镍锡盐着色槽，满足铝合金着色质 量要求。

更进一步说明，回收的镍锡固体转化成硫酸亚锡和硫酸镍混合液时，回收 的镍锡固体漂洗、加锡粉和纯水后，直接与硫酸反应。

更进一步说明，固体混合物只漂洗、不烘干、加锡粉和纯水后、直接与硫 酸反应，大幅节约的烘干成本。

更进一步说明，利用硫酸亚锡和硫酸镍混合液制备成液体镍锡盐着色剂后， 不浓缩结晶并直接用于13#镍锡盐着色槽的开槽和添加。

更进一步说明，利用硫酸亚锡和硫酸镍混合液改造成液体镍锡盐着色剂后， 不浓缩结晶，直接用于13#镍锡盐着色槽的开槽和添加，大幅节约着色剂的结晶、 分离、烘干成本；

镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法的在线配置，包括：镍锡废水 生成***、镍锡废水收集***、镍锡分离***、磷酸镍回收***和N-P复合肥 回收***；

所述镍锡废水生成***用于处理铝材着色、着色后的清洗和封孔处理，产 生着色后和封孔后的镍锡废水，并将产生的镍锡废水送至所述镍锡废水收集系 统；

所述镍锡废水收集***用于收集所述镍锡废水生成***的镍锡废水，并将 镍锡废水送至镍锡分离***；

所述镍锡分离***用于处理所述镍锡废水收集***的镍锡废水，加入液氨 反应生成镍锡固体混合物；所述镍锡分离***设有一号分离设备，所述一号分 离设备用于处理镍锡固体混合物后，分离出镍锡固体和一次滤液；所述镍锡分 离***还用于将分离出的一次滤液送至所述磷酸镍回收***；

所述磷酸镍回收***处理所述镍锡分离***的一次滤液，加入磷酸反应生 成磷酸镍混合物；所述磷酸镍回收***还设有二号分离设备，所述二号分离设 备用于处理磷酸镍混合物后，分离出磷酸镍固体和二次滤液；所述磷酸镍回收 ***还用于将分离出的二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***用于收集二次滤液，并将收集到的二次滤液进行 过滤操作后，收集成绿化肥料，收集的绿化肥料可传至需要培育的绿地，为该 处的植被提供营养。

更进一步说明，所述镍锡废水生成***包括：13#镍锡盐着色槽、一号流动 水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口；所述13#镍锡盐着 色槽、一号流动水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口相邻 依次连接；

所述二号流动水洗槽还连接于所述一号流动水洗槽，该管路设有阀16；

所述一号流动水洗槽连接于所述镍锡废水收集***，且该连接管路设有泵 1；所述13#镍锡盐着色槽用于为铝材着色；所述一号流动水洗槽用于清洗着色 后的铝材，获得着色后的镍锡废水；所述16#中温封孔槽用于为铝材封孔处理； 所述二号流动水洗槽用于清洗封孔后的铝材，获得封孔后的镍锡废液；所述泵1 用于将所述二号流动水洗槽的封孔废液经阀16泵至所述一号流动水洗槽，并与 所述一号流动水洗槽中镍锡废水一起泵至所述镍锡废水收集***。

更进一步说明，所述一号流动水洗槽包括：14#流动水洗槽和15#流动水洗 槽；所述二号流动水洗槽包括：17#流动水洗槽和18#流动水洗槽；

所述13#镍锡盐着色槽、14#流动水洗槽、15#流动水洗槽、16#中温封孔槽、 17#流动水洗槽、18#流动水洗槽和自来水进水口相邻依次连接；所述17#流动水 洗槽和所述15#流动水洗槽连接，并设有所述阀16；所述18#流动水洗槽所述 17#流动水洗槽设有单通向的阀15；所述15#流动水洗槽所述14#流动水洗槽设 有单通向的阀17；所述14#流动水洗槽连接于所述泵1。

更进一步说明，所述镍锡废水收集***包括：着色封孔镍锡废水收集罐和 泵2；所述泵1、着色封孔镍锡废水收集罐和泵2相邻依次连接；

所述着色封孔镍锡废水收集罐通过所述泵2连接于所述镍锡分离***；所 述泵2用于将所述着色封孔镍锡废水收集罐收集的镍锡废水泵至所述镍锡固体 回收罐；

所述镍锡分离***包括：镍锡固体回收罐、泵3、液氨罐和1#压滤机；所 述液氨罐装有液氨；

所述泵2连接于所述镍锡固体回收罐；所述镍锡固体回收罐的底部、所述 泵3和所述1#压滤机相邻依次连接；所述液氨罐设有管路并连接于所述镍锡固 体回收罐和所述泵3的连接管路上；所述泵3还设有连接于所述镍锡固体回收 罐顶部的管路；

所述磷酸镍回收***包括：磷酸镍回收罐、泵4、磷酸罐和2#压滤机；所 述液氨罐装有磷酸；

所述1#压滤机连接于所述磷酸镍回收罐；所述磷酸镍回收罐的底部、所述 泵4和所述2#压滤机相邻依次连接；所述磷酸罐设有连接于所述磷酸镍回收罐 和所述泵4的连接管路上；所述泵4还设有连接于所述磷酸镍回收罐顶部的管 路；

所述2#压滤机用于将与磷酸反应后的一次滤液分离出磷酸镍固体和二次滤 液，并将二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***包括：复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料 收集器；

所述2#压滤机、复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料收集器相邻依次 连接；

所述复合肥回收罐用于收集所述2#压滤机的二次滤液，并将二次滤液送至 所述过滤器；所述泵5用于将所述过滤器处理后的二次滤液收集至所述绿化肥 料收集器；

所述镍锡固体回收罐内设有1#电搅拌，所述磷酸镍回收罐内设有2#电搅拌。

实施例2(回收生产的镍锡盐着色液工作能力检测)

按图3，连续生产着色铝材，13#镍锡盐着色槽按(1)式控制指标不断 添加本发明回收制作的着色液；取着色液pH＝1.0、温度25℃，硫酸亚锡5－10g/L (其他成分按(12)式计算)；取氧化膜厚度为15微米，着色时间为10分钟， 结果如下表3所示：

表3不同浓度的硫酸亚锡对铝材的着色影响

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。

Claims (10)

1.镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，包括：反向串联节水操作、镍锡废水截留操作、镍锡废水处理操作、磷酸镍回收操作和N-P复合肥回收操作；

(1)所述反向串联节水操作包括：打开阀14，从自来水进水口向18#流动水洗槽通入自来水，经阀15进入17#流动水洗槽，经阀16进入15#流动水洗槽，经阀17进入14#流动水洗槽，经阀1和泵1，进入着色封孔镍锡废水收集罐；

(2)所述镍锡废水截留操作包括：将铝材在13#镍锡盐着色槽中利用着色液着色30s-15min，起挂滴流至少30s；将着色后的铝材进入14#流动水洗槽清洗至少1min，起挂滴流至少30s，并转至15#流动水洗槽后清洗至少1min，起挂滴流至少30s，其中，铝材在13#镍锡盐着色槽着色后会将着色液中的硫酸镍、硫酸亚锡和酒石酸带入于14#流动水洗槽和15#流动水洗槽，形成着色后的镍锡废水；将铝材转至16#中温封孔槽中，利用封孔液对铝材进行封孔处理10-25min，起挂滴流至少30s后，依次进入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽，每个槽分别清洗至少1min和起挂滴流至少30s，其中，铝材在16#中温封孔槽中封孔时，会将封孔液的醋酸镍、三乙醇胺和异丁醇带入17#流动水洗槽和18#流动水洗槽中，形成封孔后的镍锡废水；将17#流动水洗槽和18#流动水洗槽中封孔后的镍锡废水反向流入15#流动水洗槽和14#流动水洗槽，形成混合的镍锡废水，调整18#流动水洗槽通入自来水控制14#流动水洗槽的pH>3.0和15#流动水洗槽的pH>5.5，固定阀14；

(3)所述镍锡废水处理操作包括：打开阀1，开启泵1，将14#流动水洗槽的槽底出水口排出的镍锡废水泵入着色封孔镍锡废水收集罐备用；打开阀2和阀3，关闭阀4，开启泵2，将镍锡废水作为反应液泵入镍锡固体回收罐；打开阀4和阀6，开启泵3和1#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀5，将液氨罐的液氨吸入泵3，利用泵3的高速旋转，充分混合反应液；边添加液氨，边检测反应液的pH值，当pH值达到8.5-9.0时，关闭阀5，停止加入液氨，继续循环搅拌1小时；开启1#压滤机，打开阀7，关闭阀6和阀8，固液分离镍锡固体和一次滤液；反复喷淋、漂洗镍锡固体10分钟后，回收镍锡固体，一次滤液流入磷酸镍回收罐；

(4)所述磷酸镍回收操作包括：关闭阀9和阀11，打开阀8和阀10，开启泵4和2#电搅拌，循环反应液；缓慢打开阀9，将磷酸罐的磷酸吸入泵4，利用泵4的高速旋转，充分混合反应液；边添加磷酸，边检测反应液的pH值，当pH值达到6.5-7.5时，关闭阀门9，停止加药，继续循环搅拌1小时；开启2#压滤机，打开阀11，关闭阀10，固液分离磷酸镍和二次滤液；反复喷淋、漂洗磷酸镍固体10分钟后，回收磷酸镍产品，二次滤液流入复合肥回收罐；

(5)所述N-P复合肥回收操作包括：打开阀12和阀13，开启泵5，将二次滤液经过滤器过滤后，输送至绿化用地，作为含氮和磷的N-P复合肥使用，过滤器的滤渣为磷酸镍，留存于磷酸镍回收罐，等待下一次回收。

2.根据权利要求1所述镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，13#镍锡盐着色槽中，硫酸亚锡的浓度控制为6-12g/L，硫酸镍的浓度控制为20-30g/L，硫酸的浓度控制为15-20g/L，酒石酸的浓度控制为8-10g/L，pH控制为0.8-1.0，温度控制为20-25℃，处理时间控制为30s-15min，电压控制为14-16V；

16#中温封孔槽中，醋酸镍的浓度控制为4-6g/L，三乙醇胺的浓度控制为0.4-0.6g/L，异丁醇的浓度控制为0.4-0.6g/L，pH控制为5.5-6.5，温度控制为50-60℃，时间控制为10-25min。

3.根据权利要求1所述镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，所述镍锡废水处理操作中，镍锡固体包含氢氧化锡、氢氧化亚锡和氢氧化镍固体，向回收的镍锡固体中，添加纯水、锡粉和硫酸，转化成硫酸亚锡和硫酸镍；硫酸添加适当过量，反应终点为pH达到＝0.8-1.0；在(纯水重量/固体混合物重量)＝3和锡粉适当过量的条件下，沉淀和过滤反应液，得到硫酸亚锡和硫酸镍混合的不饱和溶液和滤渣；该不饱和溶液pH值＝0.8-1.0、含量低于饱和点且可制作液体镍锡盐着色剂；滤渣为锡粉，留存于反应器中，等待下一次反应。

4.根据权利要求3所述镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，所述镍锡废水处理操作中，利用硫酸亚锡和硫酸镍配置出液体镍锡盐着色剂，先滴定硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液含量，然后按(硫酸镍浓度/硫酸亚锡浓)＝2.5和(硫酸镍浓度/酒石酸浓度)＝25/8，调整药剂配比，将硫酸亚锡和硫酸镍混合不饱和溶液转化成液体镍锡盐着色剂，直接添加进13#镍锡盐着色槽。

5.根据权利要求4所述镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，回收的镍锡固体转化成硫酸亚锡和硫酸镍混合液时，回收的镍锡固体漂洗、加锡粉和纯水后，直接与硫酸反应。

6.根据权利要求5所述镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法，其特征在于，利用硫酸亚锡和硫酸镍混合液制备成液体镍锡盐着色剂后，无需浓缩结晶并直接用于13#镍锡盐着色槽的开槽和添加。

7.根据权利要求1～6任意所述的镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法的在线配置，其特征在于，包括：镍锡废水生成***、镍锡废水收集***、镍锡分离***、磷酸镍回收***和N-P复合肥回收***；

所述镍锡废水生成***用于处理铝材着色、着色后的清洗和封孔处理，产生着色后和封孔后的镍锡废水，并将产生的镍锡废水送至所述镍锡废水收集***；

所述镍锡废水收集***用于收集所述镍锡废水生成***的镍锡废水，并将镍锡废水送至镍锡分离***；

所述镍锡分离***用于处理所述镍锡废水收集***的镍锡废水，加入液氨反应生成镍锡固体混合物；所述镍锡分离***设有一号分离设备，所述一号分离设备用于处理镍锡固体混合物后，分离出镍锡固体和一次滤液；所述镍锡分离***还用于将分离出的一次滤液送至所述磷酸镍回收***；

所述磷酸镍回收***处理所述镍锡分离***的一次滤液，加入磷酸反应生成磷酸镍混合物；所述磷酸镍回收***还设有二号分离设备，所述二号分离设备用于处理磷酸镍混合物后，分离出磷酸镍固体和二次滤液；所述磷酸镍回收***还用于将分离出的二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***用于收集二次滤液，并将收集到的二次滤液进行过滤操作后，收集成绿化肥料。

8.根据权利要求7所述的镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置，其特征在于，所述镍锡废水生成***包括：13#镍锡盐着色槽、一号流动水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口；所述13#镍锡盐着色槽、一号流动水洗槽、16#中温封孔槽、二号流动水洗槽和自来水进水口相邻依次连接；

所述二号流动水洗槽还连接于所述一号流动水洗槽，该管路设有阀16；

所述一号流动水洗槽连接于所述镍锡废水收集***，且该连接管路设有泵1；所述13#镍锡盐着色槽用于为铝材着色；所述一号流动水洗槽用于清洗着色后的铝材，获得着色后的镍锡废水；所述16#中温封孔槽用于为铝材封孔处理；所述二号流动水洗槽用于清洗封孔后的铝材，获得封孔后的镍锡废液；所述泵1用于将所述二号流动水洗槽的封孔废液经阀16泵至所述一号流动水洗槽，并与所述一号流动水洗槽中镍锡废水一起泵至所述镍锡废水收集***。

9.根据权利要求8所述的镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置，其特征在于，所述一号流动水洗槽包括：14#流动水洗槽和15#流动水洗槽；所述二号流动水洗槽包括：17#流动水洗槽和18#流动水洗槽；

所述13#镍锡盐着色槽、14#流动水洗槽、15#流动水洗槽、16#中温封孔槽、17#流动水洗槽、18#流动水洗槽和自来水进水口相邻依次连接；所述17#流动水洗槽和所述15#流动水洗槽连接，并设有所述阀16；所述18#流动水洗槽所述17#流动水洗槽设有单通向的阀15；所述15#流动水洗槽所述14#流动水洗槽设有单通向的阀17；所述14#流动水洗槽连接于所述泵1。

10.根据权利要求9所述的镍锡盐着色封孔回收着色剂和中水利用方法与在线配置，其特征在于，所述镍锡废水收集***包括：着色封孔镍锡废水收集罐和泵2；所述泵1、着色封孔镍锡废水收集罐和泵2相邻依次连接；

所述着色封孔镍锡废水收集罐通过所述泵2连接于所述镍锡分离***；所述泵2用于将所述着色封孔镍锡废水收集罐收集的镍锡废水泵至所述镍锡固体回收罐；

所述镍锡分离***包括：镍锡固体回收罐、泵3、液氨罐和1#压滤机；所述液氨罐装有液氨；

所述泵2连接于所述镍锡固体回收罐；所述镍锡固体回收罐的底部、所述泵3和所述1#压滤机相邻依次连接；所述液氨罐设有管路并连接于所述镍锡固体回收罐和所述泵3的连接管路上；所述泵3还设有连接于所述镍锡固体回收罐顶部的管路；

所述磷酸镍回收***包括：磷酸镍回收罐、泵4、磷酸罐和2#压滤机；所述液氨罐装有磷酸；

所述1#压滤机连接于所述磷酸镍回收罐；所述磷酸镍回收罐的底部、所述泵4和所述2#压滤机相邻依次连接；所述磷酸罐设有连接于所述磷酸镍回收罐和所述泵4的连接管路上；所述泵4还设有连接于所述磷酸镍回收罐顶部的管路；

所述2#压滤机用于将与磷酸反应后的一次滤液分离出磷酸镍固体和二次滤液，并将二次滤液送至所述N-P复合肥回收***；

所述N-P复合肥回收***包括：复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料收集器；

所述2#压滤机、复合肥回收罐、过滤器、泵5和绿化肥料收集器相邻依次连接；

所述复合肥回收罐用于收集所述2#压滤机的二次滤液，并将二次滤液送至所述过滤器；所述泵5用于将所述过滤器处理后的二次滤液收集至所述绿化肥料收集器；

所述镍锡固体回收罐内设有1#电搅拌，所述磷酸镍回收罐内设有2#电搅拌。