CN110314955A - 一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法，碱洗步骤：配制釜的碱液通入碱液储罐，待处理模具置于碱洗处理箱，通入碱液，清洗完成碱液反向通入碱液储罐，第一水储罐通入清水，清洗完成清水反向通入第一水储罐，第二水储罐通入清水，清洗完成清水反向通入第二水储罐，直至碱液储罐中铝离子浓度达到上限变成废碱液则将碱液储罐的废碱液通入结晶釜，固液分离，固体进入离心或压滤设备收集，液体进入配制釜，继续配置，第一水储罐向配制釜补水、第二水储罐向第一水储罐补水、水源向第二水储罐补水，配制釜的碱液通入碱液储罐，重复进行上述步骤。在整个过程中，只反应生成偏铝酸钠，不产生氢氧化铝，不容易堵塞管道，且***可以随时启停。

Description

一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***
技术领域
本发明涉及铝挤压模具碱洗领域，尤其涉及一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***。
背景技术
我国铝材产量大，其中铝挤压型材占比一半以上，达到2千多万吨/年。
铝挤压使用模具加工，完成铝挤压的模具会残留铝，模具再次使用前需把残留铝去除，避免影响再次使用的效果。
在现有技术中，处理的方法为：将待处理模具置于碱液中，加热去除残留铝，接着再使用清水洗净模具。在这个过程中会产生大量的废气、废弃固液体等，而且现有技术的处理方法碱洗效率低、碱消耗大，经过碱洗的混有铝离子的废碱液需要经过多重净化环保等方式处理，才能安全排放至环境中，但极大多数的企业并不具有完全安全排放的能力，导致环境污染严重。
因此本领域人员急需研发一些适用性广、且能实现环保排放的技术，从而替代现有技术的缺陷。
发明内容
本发明提供了一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***，通过可持续处理方法，将碱洗废液分解成偏铝酸钠和碱液，实现物料的回收和碱液再利用。
本发明提供的一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法，包括碱洗的步骤：
A1、向配制釜投入片碱和水，制得的碱液通入碱液储罐，备用；
A2、将待处理模具置于碱洗处理箱内，碱液储罐向碱洗处理箱通入碱液，清洗模具，清洗完成后，碱洗处理箱的碱液反向通入碱液储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A3、第一水储罐向碱洗处理箱通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱的清水反向通入第一水储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A4、第二水储罐向碱洗处理箱通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱的清水反向通入第二水储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A5、碱洗处理箱更换待处理模具后，步骤A1至A4重复操作，此时第一水储罐向碱液储罐补水、第二水储罐向第一水储罐补水、水源向第二水储罐补水，直至步骤A2的碱液储罐中铝离子浓度达到上限变成废碱液则进行步骤A6-A8；
A6、碱液储罐的废碱液通入结晶釜进行蒸发冷却结晶；
A7、结晶釜固液混合的结晶物进入离心或压滤设备进行固液分离，固体收集、液体通入配制釜；
A8、结晶釜分离的液体进入配制釜，投入片碱，第一水储罐向配制釜补水、第二水储罐向第一水储罐补水、水源向第二水储罐补水，配制釜制得的碱液通入碱液储罐，重复进行上述步骤。
优选地，还包括能量交换的步骤：
配制釜和碱洗处理箱在工作过程中产生的热量传至热交换器，热交换后能量保存在加热和储能***中，并由加热和储能***控制热交换器反向给结晶釜释放或提供能量。
优选地，还包括废气处理排放的步骤：
B1、碱洗处理箱在碱洗过程中产生的废气包括碱蒸汽、水蒸汽和氢气；
B2、对碱蒸汽进行喷淋和冷凝回流；
B3、对水蒸汽和氢气进行有组织排放。
优选地，所述步骤A1制得的碱液的溶液质量百分比浓度为15-50％。
本发明还提供一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的***，包括碱洗***、控制***；
所述碱洗***，包括配制釜、碱洗处理箱、结晶釜、离心或压滤设备、第一水储罐、第二水储罐、碱液储罐和水源；
所述配制釜，与所述碱液储罐、第一水储罐、结晶釜、离心或压滤设备和水源通过管路连接；
所述碱洗处理箱，分别与所述碱液储罐、所述第一水储罐、所述第二水储罐通过管路连接；
所述水源、所述第二水储罐、所述第一水储罐、所述碱液储罐依次通过管路连接；
所述结晶釜，与所述碱液储罐、所述离心或压滤设备通过管路连接；
所述控制***与所述碱洗***的各部件连接。
优选地，还包括能量***；
所述能量***，包括热交换器和加热和储能***；
所述热交换器，与所述配制釜、结晶釜、碱洗处理箱连接；
所述加热和储能***，与热交换器连接；
所述控制***与所述能量***的各部件连接。
优选地，还包括废气处理***，
所述废气处理***，包括氢气检测仪、与填料塔、气体排放装置；
所述填料塔与所述碱洗处理箱连接，所述氢气检测仪安装在室内，所述气体排放装置置于室内排气口；
所述控制***与所述废气处理***的各部件连接。
优选地，所述碱洗处理箱为铝合金模具碱洗处理箱，包括箱体、箱盖及控制器；
所述箱体内设置有进料口、超声波清洗部件、温控加热部件、液位传感器、过滤部件及出料口，其中所述进料口与所述碱液储罐通过管道相连，所述超声波清洗部件包括至少一个超声波发生器，所述温控加热部件包括加热器及温度传感器，所述过滤部件、所述出料口分别与所述碱液储罐或第一水储罐或第二水储罐的回收管道连接；
所述箱盖包括喷淋部件、进气部件及排气部件；
所述控制器与所述超声波清洗部件、所述温控加热部件、所述液位传感器、所述喷淋部件、所述进气部件及所述排气部件相连。
优选地，所述超声波清洗部件包括三轴超声波发生器，所述三轴超声波发生器包括X轴超声波发生器、Y轴超声波发生器及Z轴超声波发生器；
所述X轴超声波发生器包括X轴移动部件及X轴超声波发生器；
所述Y轴超声波发生器包括Y轴移动部件及Y轴超声波发生器；
所述Z轴超声波发生器包括Z轴移动部件及Z轴超声波发生器；
所述X轴超声波发生器、所述Y轴超声波发生器及所述Z轴超声波发生器所在位置方向两两相互垂直。
优选地，还设置鼓风机，所述鼓风机与所述碱洗处理箱连接，用于对管道进行反吹向所述碱液储罐、所述第一水储罐和第二水储罐。
本发明提供的一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***，使用片碱和水在配制釜内配制碱液，通入碱液储罐，将待处理模具放入碱洗处理箱，碱液储罐向碱洗处理箱通入碱液，此时发生2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑反应，碱洗处理箱的液体回收至碱液储罐，待碱洗处理箱和管道的液体都去除干净后，第一水储罐通入清水，清洗完成回收液体至第一水储罐，待碱洗处理箱和管道内液体物质去除干净后，第二水储罐再通入清水，清洗完成后又回收液体至第二水储罐，待碱洗处理箱和管道内液体物质去除干净，取出洗干净的模具再次使用，碱洗完成。整个过程中控制偏铝酸钠不水解，使得***中不出现或极小出现氢氧化铝的沉淀，从而保证管道的通畅、器具不产生沉淀物，***可随时停机，不会对管道造成影响。
接着，待碱液储罐的偏铝酸钠的铝离子达到一定程度，碱液不适合碱洗时，则将碱液储罐的废碱液通入结晶釜，得到的固体进入离心或压滤设备，得到的液体进入配制釜再次利用，但再次利用的碱液量不足，此时第一水储罐向配制釜补充水，第二水储罐向第一水储罐补充水，水源向第一水储罐补充水，并添加片碱，得到可碱洗的碱液，此时则可以进行上述碱洗步骤。在此过程中，碱液中的偏铝酸钠则被结晶和压滤出来，收集后可利用，碱液无浪费可重复利用，整个过程中不产生废物或产生的废物量极少，使用后的废液无需化学处理，有效保护环境。
然后，配制釜和碱洗处理箱在工作时会产生大量的热量，因此通过热交换转换至加热和储能***保存热量，可供结晶釜结晶时使用，有效利用***资源。
最后，碱洗处理箱在碱洗过程中会排出三种气体，碱蒸汽经过填料塔的喷淋和回流，水蒸气和氢气进行有组织排放，并通过氢气检测仪监测***环境的氢气量，保证整体***的安全。
附图说明
图1为本发明一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***的流程示意图；
图2为本发明一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的***的碱洗处理箱示意图。
带有箭头的实线表示物料和液体流动的方向，其中离心或压滤设备8流动到配制釜1的细实线与碱液储罐3流动到结晶釜2的粗实线是独立的，带有箭头的虚线表示能量移动的方向。
其中，图中标记如下所示：
配制釜1、结晶釜2、碱液储罐3、第一水储罐4、第二水储罐5、水源6、碱洗处理箱7、离心或压滤设备8、加热和储能***9、热交换器10；
71箱体、711进料口、712超声波清洗部件、7121X轴超声波发生器、7122Y轴超声波发生器、7123Z轴超声波发生器、713温控加热部件、714液位传感器、715过滤部件、716出料口、72箱盖、721喷淋部件、722进气部件、723排气部件。
具体实施方式
本发明提供了一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***，在***内碱液和铝反应，有效控制只反应生成偏铝酸钠，不生成氢氧化铝沉淀，保证***的通畅运作，不产生污染物，废弃物无需多次加工，环保，可持续发展，推广性强。
下面结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，图1为本发明一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***的流程示意图；图2为本发明一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的***的碱洗处理箱示意图。
本发明提供的一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法，包括碱洗的步骤：
A1、向配制釜1投入片碱和水，制得的碱液通入碱液储罐3，备用；
A2、将待处理模具置于碱洗处理箱7内，碱液储罐3向碱洗处理箱7通入碱液，清洗模具，清洗完成后，碱洗处理箱7的碱液反向通入碱液储罐3，烘干碱洗处理箱7，并对连接管路进行反向吹扫；
A3、第一水储罐4向碱洗处理箱7通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱7的清水反向通入第一水储罐4，烘干碱洗处理箱7，并对连接管路进行反向吹扫；
A4、第二水储罐5向碱洗处理箱7通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱7的清水反向通入第二水储罐5，烘干碱洗处理箱7，并对连接管路进行反向吹扫；
A5、碱洗处理箱7更换待处理模具后，步骤A1至A4重复操作，此时第一水储罐4向碱液储罐3补水、第二水储罐5向第一水储罐4补水、水源6向第二水储罐5补水，直至步骤A2的碱液储罐3中铝离子浓度达到上限变成废碱液则进行步骤A6-A8；
A6、碱液储罐3的废碱液通入结晶釜2进行蒸发冷却结晶；
A7、结晶釜2固液混合的结晶物进入离心或压滤设备8进行固液分离，固体收集、液体通入配制釜1；
A8、结晶釜2分离的液体进入配制釜1，投入片碱，第一水储罐4向配制釜1补水、第二水储罐5向第一水储罐4补水、水源6向第二水储罐5补水，配制釜1制得的碱液通入碱液储罐3，重复进行上述步骤。
优选地，还包括能量交换的步骤：
配制釜1和碱洗处理箱7在工作过程中产生的热量传至热交换器10，热交换后能量保存在加热和储能***9中，并由加热和储能***9控制热交换器10反向给结晶釜2释放或提供能量。
优选地，还包括废气处理排放的步骤：
B1、碱洗处理箱7在碱洗过程中产生的废气包括碱蒸汽、水蒸汽和氢气；
B2、对碱蒸汽进行喷淋和冷凝回流；
B3、对水蒸汽和氢气进行有组织排放。
优选地，所述步骤A1制得的碱液的溶液质量百分比浓度为15-50％。
下面通过具体实施方式对本发明的方法进行详细描述：
需要说明的是，本发明***内部涉及的液体通过管道运输，涉及的能量通过线路传递，涉及的电信号控制通过线路或无线连接，他们的运用都是常规手段，在本文中不一一列明。
本申请的各部件数量和容器大小为非标设计，数量和容量可以按照用户需求进行设计。
将片碱和水投入至配制釜1，根据工艺过程和配制量的需求搅拌5-30分钟，配制得到溶液质量百分比浓度为15-50％的碱液，此时碱液转至碱液储罐3保存。
完成加工遗留有铝的模具放入碱洗处理箱7内，闭合箱盖，碱液储罐3向碱洗处理箱7通入碱液，碱洗开始，碱洗处理箱7内的超声波等部件同时启动，对模具进行全方位的碱洗，在这个过程中发生以下化学反应：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，消耗与铝数量对应的碱液，得到与铝数量对应的偏铝酸钠。当碱洗完成，碱洗处理箱7的液体回通入碱液储罐3，并将管道内的液体反吹至碱液储罐3中，并烘干碱洗处理箱7内部。
当管道和碱洗处理箱7干净后，进行第一次水洗：第一水储罐4向碱洗处理箱7通入清水，模具第一次水洗开始，碱洗处理箱7内超声波等部件同时启动，对模具进行全方位的水洗，第一次水洗完成后，液体回通入第一水储罐4，并将管道内的液体反吹至碱液储罐3中，并烘干碱洗处理箱7内部。
当管道和碱洗处理箱7干净后，进行第二次水洗：第二水储罐5向碱洗处理箱7通入清水，模具第二次水洗开始，碱洗处理箱7内超声波等部件同时启动，对模具进行全方位的水洗，第二次水洗完成后，液体回通入第二水储罐5，并将管道内的液体反吹至碱液储罐3中，并烘干碱洗处理箱7内部。
经过碱洗、一次水洗、二次水洗，模具内部铝遗留物质基本上清洗完成，开启碱洗处理箱7，取出模具，取出剩余残铝，模具符合再次使用的标准。
当新的待处理模具再次放入碱洗处理箱7后，重复上述步骤。在碱洗水洗过程中，液体会消耗，此时第一水储罐4向碱液储罐3提供水、第二水储罐5向第一水储罐4提供水、水源6向第二水储罐5提供水，有效保证被污染水的持续使用，极大降低清水的使用量。
在多次碱洗后，碱液储罐3的铝离子含量过高，一般是Al3+达到80g/L，碱液已经不能再进行碱洗时，此时可称为废碱液，废碱液通入结晶釜2，经过10-72小时的结晶，固液混合的结晶物进入离心或压滤设备8，经过固液分离后，固体收集，液体进入配制釜1。
离心或压滤设备8离心或压滤分离后得到的固体偏铝酸钠，收集；得到的液体通入配制釜1。此时配制釜1的碱液量不达标，则添加片碱和第一水储罐4向配制釜1提供水，第二水储罐5向第一水储罐4提供水，水源6向第二水储罐5提供水，从而保证配制釜1的水源。待配制釜1的碱液配置完成后，通入碱液储罐3，准备下一次的碱洗。
离心或压滤设备具体为离心设备或压滤设备，在实际中根据用户需求而定，离心设备、压滤设备均可采用现有技术的相关设备。
在生产过程中配制釜1和碱洗处理箱7处理时会产生大量的热量，由热交换器10收集并转化成能量，保存至加热和储能***9内，加热和储能***9是本发明整个***的能量来源，由其控制能量的释放。在结晶釜2运作需要吸收热量时，加热和储能***9向热交换器10提供热量，热交换器10将热量输送至结晶釜2，实现能量的转移。
加热和储能***9可以对其他各部件进行能量提供，并通过热交换器10实现能量的转移，如热能。本发明的加热和储能***可采用现有技术中的具有加热和储能功能的能量***。
在碱洗处理箱7内的反应会产生碱蒸汽、水蒸汽和氢气，碱洗处理箱7的排气部件与填料塔连接，碱蒸汽进入填料塔内喷淋和冷凝回流，符合环境要求的水蒸汽和氢气则进行有组织排放。
优点：
碱洗前后和碱洗过程中，从碱液储罐3到碱洗处理箱7，碱液和经过碱洗的液体是保存在一个密闭独立的个体中，因此生成的偏铝酸钠很稳定，不会受外界或水的影响而生成氢氧化铝沉淀等堵塞管路/管道，保证了整个***可以随时关停机，杜绝了现有技术的必须持续性开机的操作要求，适合大小规模的企业。***避免NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaOH的发生。
第一水储罐4向碱液储罐3提供水，第二水储罐5向第一水储罐4提供水，水源6向第二水储罐5提供水。第一水储罐4是一次水洗的水，污染性较大，因此使用其作为水源配制碱液，有效降低清水的使用量、增加水洗的清洁度、降低水污染。
碱洗处理箱7在碱洗、一次水洗和二次水洗过程中，都将液体回通入碱液储罐3、第一水储罐4、第二水储罐5，并反吹管道，使得管道不残留物质，并烘干碱洗处理箱7，从而保证偏铝酸钠不遇水，不会产生氢氧化铝沉淀，而且水的洁净度有效增强。
本发明的一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的***，包括碱洗***、控制***(未在图中画出)；
所述碱洗***，包括配制釜1、碱洗处理箱7、结晶釜2、离心或压滤设备8、第一水储罐4、第二水储罐5、碱液储罐3和水源6；
所述配制釜1，与所述碱液储罐3、第一水储罐4、结晶釜2、离心或压滤设备8和水源6通过管路连接；
所述碱洗处理箱7，分别与所述碱液储罐3、所述第一水储罐4、所述第二水储罐5通过管路连接；
所述水源6、所述第二水储罐5、所述第一水储罐4、所述碱液储罐3依次通过管路连接；
所述结晶釜2，与所述碱液储罐3、所述离心或压滤设备8通过管路连接；
所述控制***与所述碱洗***的各部件连接。
优选地，还包括能量***；
所述能量***，包括热交换器10和加热和储能***9；
所述热交换器10，与所述配制釜1、结晶釜2、碱洗处理箱7连接，具体为通过热量传递连接；
所述加热和储能***9，与热交换器10连接；
所述控制***与所述能量***的各部件连接。
优选地，还包括废气处理***(未在图中画出)，
所述废气处理***，包括氢气检测仪(未在图中画出)、与填料塔(未在图中画出)、气体排放装置(未在图中画出)；
所述填料塔与所述碱洗处理箱7连接，所述氢气检测仪安装在室内，所述气体排放装置置于室内排气口；
所述控制***与所述废气处理***的各部件连接。
优选地，所述碱洗处理箱7为铝合金模具碱洗处理箱7，包括箱体71、箱盖72及控制器(未在图中画出)；
所述箱体内设置有进料口711、超声波清洗部件712、温控加热部件713、液位传感器714、过滤部件715及出料口716，其中所述进料口与所述碱液储罐3通过管道相连，所述超声波清洗部件包括至少一个超声波发生器，所述温控加热部件包括加热器及温度传感器，所述过滤部件、所述出料口分别与所述碱液储罐3或第一水储罐4或第二水储罐5的回收管道连接；
所述箱盖包括喷淋部件721、进气部件722及排气部件723；
所述控制器与所述超声波清洗部件、所述温控加热部件、所述液位传感器、所述喷淋部件、所述进气部件及所述排气部件相连。
优选地，所述超声波清洗部件包括三轴超声波发生器，所述三轴超声波发生器包括X轴超声波发生器7121、Y轴超声波发生器7122及Z轴超声波发生器7123；
所述X轴超声波发生器包括X轴移动部件及X轴超声波发生器；
所述Y轴超声波发生器包括Y轴移动部件及Y轴超声波发生器；
所述Z轴超声波发生器包括Z轴移动部件及Z轴超声波发生器；
所述X轴超声波发生器、所述Y轴超声波发生器及所述Z轴超声波发生器所在位置方向两两相互垂直。
优选地，还设置鼓风机(未在图中画出)，所述鼓风机与所述碱洗处理箱7连接，用于对管道进行反吹向所述碱液储罐3、所述第一水储罐和第二水储罐5。
本发明的碱洗处理箱7进行详细描述：
碱洗处理箱7，即铝合金模具碱洗处理箱：
包括有箱体、箱盖及控制器，它的优点是通过部件：进料口、超声波清洗部件、温控加热部件、液位传感器、过滤部件及出料口的设置，将铝合金模具吊装到箱体内部后并盖上箱盖后，即可全自动完成铝合金模具的清洗过程，不仅能够实现铝合金模具的自动化清洗，而且能够精确控制碱液反应环境。
由于铝合金模具的造型各不相同，在一些结构复杂的铝合金模具中，部分连接结构会很难清洗干净，通过本三轴超声波发生器可以全方位对铝合金模具进行清洗。具体来讲，控制器通过控制X轴移动部件、Y轴移动部件及Z轴移动部件，进而控制X轴超声波发生器、Y轴超声波发生器及Z轴超声波发生器移动，能够使超声波发生器的工作范围到达箱体的各位位置，进而可以对铝合金模具进行全方位的清洗，能够大幅度提高铝合金模具清洗的洁净度。
该温控加热部件包括加热器及温度传感器；加热器为设置在箱体内的加热板、加热丝或加热管道中的一种或多种；温度传感器设置在箱体底部或为移动式可上下移动的结构设计。
由于碱液有最佳反应温度范围，当将碱液控制在最佳反应范围内时，可以使碱液的反应效率达到最佳，因此有必要通过温度传感器实时监测碱液的温度，并在碱液温度低于最佳反应温度范围的最小值时，通过加热器提高碱液温度。
喷淋部件包括相互连接的喷头及伸缩旋转杆；喷头为流量可控喷头。
进气部件包括鼓风机及进气格；进气格包括若干进气孔、进气挡板及进气挡板移动件；进气挡板设置在进气孔的一侧，用于控制所述进气格的进气量；鼓风机、进气挡板移动件与控制器相连。
排气部件包括引风机及出气格；出气格包括若干出气孔、出气挡板及出气挡板移动件；出气挡板设置在出气孔的一侧，用于控制出气格的出气量；引风机、出气挡板移动件与控制器相连。
控制器包括相互连接的控制芯片及控制器件；控制器件包括按键、触摸屏或要遥控器中的一种或多种；控制芯片与超声波清洗部件、温控加热部件、液位传感器、喷淋部件、进气部件及排气部件相连。
箱体为长方体结构；箱盖的一侧活动固定在箱体上，并能够在在箱体上翻转；箱体或箱盖上还设置有锁紧部件，锁紧部件用于将箱盖固定在箱体上。
下面对“铝合金模具碱洗处理箱”的操作方式进行描述：
当箱体内需要进气时，鼓风机工作，将空气通过进气格快速吹至箱体内，当箱体内气压过高或需要***废气时，引风机工作，将箱体内的气体通过出气格快速排出。需要说明的是，需要调节进气或排气的量时，不仅可以通过调节鼓风机或引风机的转速实现，还可以通过调节出气挡板移动件及出气挡板移动件在箱盖的位置来实现，在此处不做限定。
控制芯片及控制器件可以设置在箱体或箱盖内，也可以是控制芯片设置在箱体或箱盖内，并且控制器件通过引线设置在箱体或箱盖外侧，在此处不做限定。
首先需要将待清洗的铝合金模具放入箱体内，具体的可以通过吊装的方式，接着控制器根据铝合金模具的尺寸控制碱液从进料口进入箱体内，然后温控加热部件工作将碱液的温度控制在合适的范围，接着超声波清洗部件工作并对铝合金模具清洗，清洗完毕后，可以将碱液通过过滤部件及出料口排至回收管道，然后喷淋部件对清洗后的铝合金模具进行清洁，最后将清洁后的废液通过过滤部件及出料口排至回收管道。此外，在铝合金模具碱洗处理箱工作过程中，进气部件及排气部件会根据情况将空气吸入或排出，因此本铝合金模具碱洗处理箱内还可以包括与控制器、进气部件及排气部件连接的气压传感器，进气部件及排气部件根据气压传感器的监测情况控制进气及排气的量和时间。
需要说明的是：1、铝合金模具碱洗处理箱的工作过程不限于上述描述的步骤顺序，还可以根据具体情况进行调整，例如碱液从进料口进入箱体内，接着超声波清洗部件工作并对铝合金模具清洗，然后温控加热部件工作将碱液的温度控制在合适的范围，还可以是超声波清洗部件与温控加热部件同时工作，在此处不做限定；2、回收管道可以分为两端不同的管道，并通过控制阀控制那个管道与出料口相连，并在碱液及废液排出时选择不同的管道。
本发明的***与该方法匹配进行，通过附图、方法及物流流动方向，可以看出***的具体结构和运作。
下面通过数据对本发明进行描述：
以我国铝挤压型材的生产量计算，数据显示2017年中国铝材年产量为3820万吨，其中铝挤压型材产量为1950万吨，占比51％；2018年中国铝材年产量为4554.6万吨，其中铝挤压型材产量为2320万吨，占比50％。
铝挤压机器的挤压量：每吨型材平均模具上机套数为：20MN以下机型约为1.0套/吨(含试模)，20MN～40MN的机型约为0.3套/吨(含试模)，40MN以上机型约为0.2套/吨(含试模)。国内铝型材企业以生产建筑型材为主，主要使用20MN以下机型，一般铝材厂每吨型材平均模具上机套数为0.6套/吨，年产量10万吨铝挤压型材的厂家，年模具上机套数为6万套。
我们以本数据来换算现有技术和本发明技术的：
一、消耗量：
(1)现有技术：对于年产量10万吨铝挤压型材的企业，碱洗工序中消耗片碱(氢氧化钠)约为300吨，产生含碱、含铝的碱洗废液约2500吨。
计算方式是根据现有技术氢氧化钠质量浓度取平均值为150g/L，150g/L含铝碱洗液密度约为1.25g/cm3，对于年产量10万吨铝挤压型材的企业，按年消耗片碱300吨计算，年产生碱洗废液：300吨/年*(1.25g/cm3/1000cm3/150g)＝2500吨/年。
(2)本发明申请中，使用了本发明的***，模具碱洗液氢氧化钠质量浓度保持在80g/L，比现有技术的碱液的氢氧化钠质量浓度节省70g/L；碱液密度按照1.25g/cm3计算，年产量10万吨铝挤压型材的企业，按年碱洗废液2500吨及5000元/吨片碱价格计算，本发明的技术可节省约：[(70g/1000cm3/)1.25g/cm3]*2500吨/年＝140吨/年片碱，即70万元的费用。
二、费用：
(1)现有技术的碱洗方式，对于年产量10万吨铝挤压型材企业，按年碱洗废液2500吨、碱洗液密度1.25g/cm3、铝离子浓度80g/L～120g/L，其中铝离子浓度取中间值100g/L，以处理后氢氧化铝污泥含水率35％、氢氧化铝污泥危废处理费用1100元/吨计算，约产生：(100g/1000cm3/1.25g/cm3)*2500吨/年*(78/27)*1.35＝780吨/年的含氟含Ni等重金属的氢氧化铝污泥危废，约86万元/年的环保费用。
(2)本发明的***和方法，实现了废液零排放，节省了大量固体危废的环保处理费用，又实现了废液铝离子的完全回收利用，增加了废液回收利用效益。本***最终回收的铝酸钠副产品含水率15％，以铝酸钠出售价格1500元/吨计算，可节省约86万元/年的环保费用、铝酸钠副产品的销售收入75万元/年，合计161万元/年。
三、洗模时间：
(1)现有技术：碱洗以机器和人工协同操作为主，碱液为静态，模具碱洗效率和周转率低，一般来讲，直径300的模具碱洗约4小时，直径500的模具碱洗约8小时，直径800的模具碱洗约12小时。
(2)本发明的***，是一套综合碱洗***，因此，将提高模具碱洗效率及周转率低约1倍，有效提高型材销售订单的准时交付率。根据实际计算，直径300的模具碱洗约2小时，直径500的模具碱洗约4小时，直径800的模具碱洗约6小时。
四、环境污染：
(1)现有技术：一般使用不带盖或简易抽风的开放式碱槽，或使用吊运模具开盖时，槽内的氢氧化钠溶液与铝进行的化学反应，会冒出大量高达95-130℃的高温、强腐蚀性与刺激性的碱蒸气和氢气，并弥漫于碱洗房内外，环境污染严重，让操作工处于恶劣的环境下工作，并可能对周围环境造成污染或腐蚀，如对周围车间的铝挤压基材造成污染和腐蚀。
(2)本发明的***可以闭合成为密闭环境，产生的废气在***内部即可处理完成，如对碱洗处理槽进行抽风和烘干，实现了工作环境的废气零污染。
可见，本发明的一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法及***是优于现有技术。
以上所述，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的方法，其特征在于，包括碱洗的步骤：
A1、向配制釜投入片碱和水，制得的碱液通入碱液储罐，备用；
A2、将待处理模具置于碱洗处理箱内，碱液储罐向碱洗处理箱通入碱液，清洗模具，清洗完成后，碱洗处理箱的碱液反向通入碱液储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A3、第一水储罐向碱洗处理箱通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱的清水反向通入第一水储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A4、第二水储罐向碱洗处理箱通入清水，清洗完成后，碱洗处理箱的清水反向通入第二水储罐，烘干碱洗处理箱，并对连接管路进行反向吹扫；
A5、碱洗处理箱更换待处理模具后，步骤A1至A4重复操作，此时第一水储罐向碱液储罐补水、第二水储罐向第一水储罐补水、水源向第二水储罐补水，直至步骤A2的碱液储罐中铝离子浓度达到上限变成废碱液则进行步骤A6-A8；
A6、碱液储罐的废碱液通入结晶釜进行蒸发冷却结晶；
A7、结晶釜固液混合的结晶物进入离心或压滤设备进行固液分离，固体收集、液体通入配制釜；
A8、结晶釜分离的液体进入配制釜，投入片碱，第一水储罐向配制釜补水、第二水储罐向第一水储罐补水、水源向第二水储罐补水，配制釜制得的碱液通入碱液储罐，重复进行上述步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括能量交换的步骤：
配制釜和碱洗处理箱在工作过程中产生的热量传至热交换器，热交换后能量保存在加热和储能***中，并由加热和储能***控制热交换器反向给结晶釜释放或提供能量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括废气处理排放的步骤：
B1、碱洗处理箱在碱洗过程中产生的废气包括碱蒸汽、水蒸汽和氢气；
B2、对碱蒸汽进行喷淋和冷凝回流；
B3、对水蒸汽和氢气进行有组织排放。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A1制得的碱液的溶液质量百分比浓度为15-50％。
5.一种铝挤压模具碱洗及废液综合回收利用的***，其特征在于，包括碱洗***、控制***；
所述碱洗***，包括配制釜、碱洗处理箱、结晶釜、离心或压滤设备、第一水储罐、第二水储罐、碱液储罐和水源；
所述配制釜，与所述碱液储罐、第一水储罐、结晶釜、离心或压滤设备和水源通过管路连接；
所述碱洗处理箱，分别与所述碱液储罐、所述第一水储罐、所述第二水储罐通过管路连接；
所述水源、所述第二水储罐、所述第一水储罐、所述碱液储罐依次通过管路连接；
所述结晶釜，与所述碱液储罐、所述离心或压滤设备通过管路连接；
所述控制***与所述碱洗***的各部件连接。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，还包括能量***；
所述能量***，包括热交换器和加热和储能***；
所述热交换器，与所述配制釜、结晶釜、碱洗处理箱连接；
所述加热和储能***，与热交换器连接；
所述控制***与所述能量***的各部件连接。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，还包括废气处理***，
所述废气处理***，包括氢气检测仪、与填料塔、气体排放装置；
所述填料塔与所述碱洗处理箱连接，所述氢气检测仪安装在室内，所述气体排放装置置于室内排气口；
所述控制***与所述废气处理***的各部件连接。
8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述碱洗处理箱为铝合金模具碱洗处理箱，包括箱体、箱盖及控制器；
所述箱体内设置有进料口、超声波清洗部件、温控加热部件、液位传感器、过滤部件及出料口，其中所述进料口与所述碱液储罐通过管道相连，所述超声波清洗部件包括至少一个超声波发生器，所述温控加热部件包括加热器及温度传感器，所述过滤部件、所述出料口分别与所述碱液储罐或第一水储罐或第二水储罐的回收管道连接；
所述箱盖包括喷淋部件、进气部件及排气部件；
所述控制器与所述超声波清洗部件、所述温控加热部件、所述液位传感器、所述喷淋部件、所述进气部件及所述排气部件相连。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述超声波清洗部件包括三轴超声波发生器，所述三轴超声波发生器包括X轴超声波发生器、Y轴超声波发生器及Z轴超声波发生器；
所述X轴超声波发生器包括X轴移动部件及X轴超声波发生器；
所述Y轴超声波发生器包括Y轴移动部件及Y轴超声波发生器；
所述Z轴超声波发生器包括Z轴移动部件及Z轴超声波发生器；
所述X轴超声波发生器、所述Y轴超声波发生器及所述Z轴超声波发生器所在位置方向两两相互垂直。
10.根据权利要求5-8中任意一项所述的***，其特征在于，还设置鼓风机，所述鼓风机与所述碱洗处理箱连接，用于对管道进行反吹向所述碱液储罐、所述第一水储罐和第二水储罐。
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