一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法

摘要

本发明公开了一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法，所述煲模液中偏铝酸钠分解点的R为3.0；将煲模液与酸中和，在恰当的pH区间，首先过滤，回收含铝副产品；滤液冷却结晶，再次过滤，回收含钠副产品；二次滤液仍然含所添加酸的钠盐，送回煲模槽开槽，等待下一次回收，全部隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放。涉及铝挤压企业产生废渣占总渣量28％的煲模液的回收处理、利用煲模液转化含铝和钠的副产品的方法，回收煲模液中的铝和钠，截留、清除钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放,降低废水处理难度，为中水回用打下坚实基础。

说明书

技术领域

本发明涉及铝加工技术领域，尤其涉及一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法。

背景技术

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。

中国专利201320875536.9提出用煲模液中和阳极氧化液回收氢氧化铝的方法，确实可以回收满足国标GB4294-2010要求的氢氧化铝，但没有回收硫酸根离子和钠离子，而钠离子是中水回用的最大障碍。

中国专利CN201710461889.7、CN201010273267.X提供了一种回收煲模液的方法，即采用晶析法回收氢氧化铝和氢氧化钠，有两方面的技术障碍可能阻碍这些专利的实施。障碍一是煲模液不同于碱蚀液，煲模液排放时，游离碱为250g/L左右，铝离子为50g/L左右，R(即游离碱与铝离子浓度之比)在5.0以上，而碱蚀液的游离碱为60g/L左右，铝离子为20g/L左右，R在3.0左右，碱性槽液，偏铝酸钠分解、氢氧化铝析出的R区间为：R<3.0，大量氢氧化铝分解析出；3.0≤R≤3.5，部分氢氧化铝分解析出；R>3.5，氢氧化铝不分解析出；碱蚀液的R为3.0左右，完全可以利用拜耳法，采用晶析手段回收氢氧化铝、回用氢氧化钠；但煲模液的R在5.0以上，离偏铝酸钠的分解区间太远，大量的游离碱阻碍了偏铝酸钠分解，溶解可能生成的氢氧化铝；为了分解煲模液的偏铝酸钠，回收氢氧化铝，必须添加大量的酸，消耗游离碱，降低R，使R回到分解区间，方可回收氢氧化铝；但大量酸的添加，已损失大量的碱，这种回收方式已失去碱回收的设计初衷；障碍二是氢氧化铝易分解结垢，设备维护非常麻烦，且回收的氢氧化铝太细，价值不高。

中国专CN201610128702.7提出用石灰处理煲模液，生成铝酸钙、回收氢氧化钠的方法；在强碱条件下，铝酸钙被溶解，该发明不能生成铝酸钙，不能回收煲模液。

现行的处理方法过于简单：一是直接排放进废水处理中心，既增加了处理成本，又浪费了铝和钠资源，还在中水中引入大量的钠离子，阻碍中水回用；二是请专业处理厂家拉走，这些处理厂若单项处理海量的煲模废碱液，需消耗海量的酸液，将为此付出昂贵的处理成本。全国年产挤压铝材2000万吨，产生煲模废液75万吨，含氢氧化钠15万吨、铝3万吨，按现行的处理方法，需添加12万吨硫酸中和，产生45万吨危废碱渣！既付出巨额的废水处理费用，又损失约3万吨铝和15万吨氢氧化钠，还产生45万吨危废碱渣，这种浪费令人触目惊心！

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提出一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法，所述煲模液为含铝离子、偏铝酸钠和氢氧化钠的铝挤压模具的煲模液，所述煲模液中偏铝酸钠分解点的R为3.0；所述煲模液在没有晶种，并且R≥3.50条件下，所述煲模液由管道输送；所述煲模液在没有晶种，并且R≥4.00条件下，所述煲模液长期储存，所述R为游离碱浓度/铝离子浓度；包括以下步骤：

硫酸添加步骤，在R≥3.50的所述煲模液中，添加硫酸，在pH介于4.50-4.89之间，回收硫酸铝和硫酸钠副产品，和在pH介于7.00-7.50之间，回收氢氧化铝和硫酸钠副产品；

磷酸添加步骤，在R≥3.50的所述煲模液中，添加磷酸，在pH介于12.5-13.0之间，回收氢氧化铝和磷酸钠副产品，和在pH介于4.00-4.50之间，回收磷酸铝和磷酸二氢钠副产品；

二氧化碳添加步骤，在R≥3.50的所述煲模液中，添加二氧化碳，在pH介于12.0-12.5之间，回收氢氧化铝和碳酸钠副产品；在pH介于7.00-7.50之间，回收氢氧化铝和碳酸氢钠副产品；

草酸添加步骤，在R≥3.50的所述煲模液中，添加草酸，在pH介于8.00-8.50之间，回收氢氧化铝和草酸钠副产品；在pH介于2.50-3.00之间，回收草酸铝和草酸氢钠副产品。

煲模液与酸中和后，在恰当的pH区间，首先过滤，回收含铝副产品；滤液冷却结晶，再次过滤，回收含钠副产品；二次滤液仍然含所添加酸的钠盐，送回煲模槽开槽，等待下一次回收，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍。上述方法也适用于在氧化线的碱蚀液和铝灰的碱溶解液等其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液中回收含铝与钠副产品。

优选地，所述硫酸添加步骤中回收硫酸铝和硫酸钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加稀硫酸或总酸200g/L且铝离子20/L的氧化废液，在pH介于4.50-4.89之间，回收硫酸铝和硫酸钠副产品，利用硫酸铝和硫酸钠在不同温度下溶解度的差异，冷却结晶，分离硫酸铝和硫酸钠副产品，然后将滤液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述硫酸添加步骤中回收氢氧化铝和硫酸钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加稀硫酸或总酸200g/L且铝离子20/L的氧化废液，在pH介于7.00-7.50之间，分解偏铝酸钠、析出氢氧化铝；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝；冷却滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得硫酸钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述磷酸添加步骤中回收氢氧化铝和磷酸钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加稀磷酸，在pH介于12.5-13.0之间，偏铝酸钠分解析出氢氧化铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述磷酸添加步骤中回收磷酸铝和磷酸二氢钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加稀磷酸，在pH介于4.00-4.50之间，分解、析出磷酸铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度磷酸铝；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸二氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸二氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸二氢钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述二氧化碳添加步骤中回收氢氧化铝和碳酸钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加二氧化碳，在pH介于12.0-12.5之间，偏铝酸钠分解析出氢氧化铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述二氧化碳添加步骤中回收氢氧化铝和碳酸氢钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加二氧化碳，在pH介于7.00-7.50之间，偏铝酸钠分解析出氢氧化铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸氢钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述草酸添加步骤中回收氢氧化铝和草酸钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加草酸，在pH介于8.00-8.50之间，偏铝酸钠分解析出氢氧化铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝；冷却滤液至5℃以下，利用草酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述草酸添加步骤中回收草酸铝和草酸氢钠副产品具体为：

取R≥3.50的所述煲模液，并往所述煲模液中添加草酸，在pH介于2.50-3.00之间，分解、析出草酸铝；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度草酸铝；冷却滤液至5℃以下，利用草酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸氢钠副产品；然后将母液送回煲模槽继续煲模。

优选地，所述煲模液中游离碱浓度为253.33g/L,铝离子浓度为51.35g/L；所述磷酸浓度为133.33g/L；所述二氧化碳浓度为99％；所述草酸浓度为150g/L，温度为30℃。

所述铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法，涉及铝挤压企业产生废渣占总渣量28％的煲模液的回收处理、利用煲模液转化含铝和钠的副产品的方法，回收煲模液中的铝和钠，截留、清除钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放,降低废水处理难度，为中水回用打下坚实基础。所述铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法可对75万吨煲模废液进行处理，回收钠8.6万吨、铝3万吨，转化成含铝副产品约30万吨、含钠副产品约200万吨，减排污染中水的钠离子8.6万吨、固体危废45万吨，减少中和硫酸12万吨,节药煲模用水100万吨，变废为宝，实现废铝和钠的高价值资源化利用。

本发明的有益效果：

1、本发明首次充分研究煲模液的分解规律，得出R＝3.00为偏铝酸钠分解点；在没有晶种，并且R≥3.50条件下，煲模液可管道输送；在没有晶种，并且RR≥4.00条件下，煲模液可长期储存；

2、本发明首次利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加稀硫酸(或氧化废液)，在pH介于4.50-4.89之间，回收硫酸铝和硫酸钠副产品；在pH介于7.00-7.50之间，回收氢氧化铝和硫酸钠副产品；

3、本发明首次利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加磷酸，在pH介于12.5-13.0之间，回收氢氧化铝和磷酸钠副产品；在pH介于4.00-4.50之间，回收磷酸铝和磷酸二氢钠副产品；

4、本发明首次利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加碳酸(99％二氧化碳)，在pH介于12.0-12.5之间，回收氢氧化铝和碳酸钠副产品；在pH介于7.00-7.50之间，回收氢氧化铝和碳酸氢钠副产品；

5、本发明首次利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加草酸(98％)，在pH介于8.00-8.50之间，回收氢氧化铝和草酸钠副产品；在pH介于2.50-3.00之间，回收草酸铝和草酸氢钠副产品；

6、本发明首次将煲模液与酸中和，在恰当的pH区间，首先过滤，回收含铝副产品；滤液冷却结晶，再次过滤，回收含钠副产品；二次滤液仍然含所添加酸的钠盐，送回煲模槽开槽，等待下一次回收，全部隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一、煲模废液回收含铝与含钠副产品的理论依据

煲模时，模具中的铝料头在碱蚀液中发生如下化学反应：

Al₂O₃+2NaOH＝2NaAlO₂+H₂O(去自然氧化膜)(1)

2Al+2NaOH+2H₂O＝2NaAlO₂+3H₂↑(溶铝)(2)

NaAlO₂+2H₂O＝Al(OH)₃↓+NaOH(槽液分解，再生碱液)(3)

2Al(OH)₃＝Al₂O₃.3H₂O(槽壁结垢、堵塞管道)(4)

(2)+(3)式,在强碱条件下

2Al+6H₂O＝2Al(OH)₃↓+3H₂↑(5)

(2)(3)(5)式中，是否生成Al(OH)₃沉淀，取决于煲模液游离碱浓度，当R值(游离碱浓度/铝离子浓度)大于3.5时，铝以NaAlO₂形式存在，低于3.5时，分解析出Al(OH)₃。在碱性条件下，煲模液化学反应的本质是铝与水的反应，铝被溶解，水被分解，释放氢气，生成氢氧根，煲模液总碱浓度增加，增加量为一摩尔铝，增加三摩尔总碱。

按(1)(2)两式，碱浓度越高，溶铝速度越快；按(3)(4)(5)两式，煲模液不稳定，易分解，并结垢。按(3)(4)(5)式，为了防止偏铝酸钠分解，可适当增加氢氧化钠浓度，保持偏铝酸钠稳定，防止回收设备、泵、阀门结垢，以利于回收煲模液。在含偏铝酸钠的煲模液中，逐步添加硫酸、磷酸、碳酸和草酸，发生如下化学反应：

(a)添加硫酸

与少量稀硫酸反应：

2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O＝Na₂SO₄+2Al(OH)₃↓(pH在7以上)(6)

与过量稀硫酸反应：

2NaAlO₂+4H₂SO₄＝＝Na₂SO₄+Al₂(SO₄)₃+4H₂O(pH在4.89以下)(7)

(b)与磷酸反应

与少量磷酸反应：

3NaAlO₂+4H₃PO₄＝2Al(OH)₃↓+Na₃PO₄+6H₂O(pH在12以上)(8)

与过量磷酸反应：

NaAlO₂+2H₃PO₄＝AlPO₄+NaH₂PO₄+2H₂O(pH在4.5以下)(9)

(c)与碳酸反应

与少量碳酸反应：

2NaAlO₂+CO₂+3H₂O＝2Al(OH)₃↓+Na₂CO₃(pH在12以上)(10)

与过量碳酸反应：

NaAlO₂+CO₂+2H₂O＝Al(OH)₃↓+NaHCO₃(pH8.3以下)(11)

(d)与草酸反应

与少量草酸反应：

2NaAlO₂+H₂C₂O₄+2H₂O＝2Al(OH)₃↓+Na₂C₂O₄(pH在8以上)(12)

与过量草酸反应

2NaAlO₂+H₂C₂O₄+2H₂O＝2Al₂(C₂O₄)₃↓+NaHC₂O₄(pH在3以下)(13)

煲模液开槽时，游离碱为150g/L以上，溶解的铝，转化成偏铝酸钠，存在于煲模液中。添加酸时，按(3)式，酸中和煲模液的游离碱，游离碱浓度降低，反应向右边移动，偏铝酸钠分解，生成氢氧化铝和含钠副产品，同时释放氢氧化钠，游离碱浓度增加。溶解一摩尔铝，增加三当量总碱；回收一摩尔氢氧化铝，消耗三当量总碱；生成氢氧化铝消耗的碱，是铝与水反应产生的碱，而不是煲模液开槽的原始碱。拜耳法回收碱蚀液中的氢氧化铝、回用碱蚀液，利用的正是这一原理。煲模液的游离碱浓度较高，倒槽时，游离碱为250g/L、铝离子为50g/L左右，R值(游离碱浓度/铝离子浓度)为5.0左右。碱蚀液抽渣时游离碱为60g/L、铝离子为20g/L左右，R值在3.0左右，煲模液与碱蚀液两者的R值不同，决定了回收方式不同。当煲模液添加的酸过量时，氢氧化铝可能被溶解，生成与添加酸对应的盐，也可作为回收目标。

二、煲模废液回收含铝与钠副产品的试验结果

(a)煲模液溶解铝的分解规律

按不同碱浓度开槽一升，溶解铝屑，研究游离碱浓度、铝离子浓度和槽液分解变化规律；每次溶解完铝屑后，搅拌均匀，补充液位至一升，沉淀，滴定游离碱和铝离子浓度，结果如表1所示(J为游离碱浓度g/L,L为铝离子浓度g/L，R为游离碱浓度/铝离子浓度)。表1列出的大规模实验结果，为煲模液的回收、储存与输送，打下了坚实的在线回收基础。

表1不同浓度碱液溶解铝屑的变化规律

实验结果

试样A

1)开槽指标J98.88L0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，J值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，L值不断增加，R值不断降低，J值降低有限；

2)当铝屑增加到50g时，L值继续增加，指标为J94.76L38.01R2.49，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，R为最低点2.49；

3)当铝屑增加到60g时，指标为J94.76L30.59R3.10，L值降低，氢氧化铝分解析出，R值回升至3.10；

4)继续增加铝屑，按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故J值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，R值继续上升至稳态，在铝屑添加至80-160范围内，R值介于3.50-4.00之间，考虑到滴定误差，R值≥4.00时，试样A绝对稳定，不会分解析出氢氧化铝。

试样B

1)开槽指标J199.82L0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，J值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，L值不断增加，R值不断降低，J值降低有限；

2)当铝屑增加到90g时，L值继续增加，指标为J199.76L68.13R2.93，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，R为最低点2.93；

3)当铝屑增加到100g时，指标为J193.64L68.60R2.82，L值不变，氢氧化铝分解析出，R值为2.82；

4)继续增加铝屑，铝屑表面的氧化铝按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故J值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，R值继续上升至稳态，在铝屑添加至120-160范围内，R值介于4.00-4.15之间，考虑到滴定误差，R值≥4.20时，试样B绝对稳定，不会分解析出氢氧化铝。试样C

1)开槽指标J313.12L0，随着铝屑添加量的增加，按(1)式，铝屑表面的氧化铝消耗游离碱，J值逐步降低；按(2)(5)式，铝的溶解释放氢气，生成总碱，转化为偏铝酸钠，不消耗游离碱，L值不断增加，R值不断降低，J值降低有限；

2)当铝屑增加到130g时，L值继续增加，指标为J276.04L92.79R2.98，形成偏铝酸钠过饱和溶液，槽液达到氢氧化铝分解析出临界点，R为最低点2.98；

3)当铝屑增加到140g时，指标为J273.98L93.261R2.94，L值变化很小，氢氧化铝分解析出，R值为2.94；

4)继续增加铝屑，按(3)式，槽液进入拜耳法控制区间，溶解的铝不断生成氢氧化铝，铝的溶解、释放氢气、生成氢氧根与氢氧化铝生成、消耗氢氧根同时进行，氢氧化铝析出，不消耗游离碱，故J值降低有限；由于槽液含有大量氢氧化铝晶种，可基本消除偏铝酸钠过饱和状态，R值继续上升至稳态，在铝屑添加至120-160范围内，R值介于3.18-3.25之间；由于槽液粘度太大，分解的氢氧化铝，搅拌后很难沉淀，滴定误差太大，铝屑添加量>160g以上的数据无法取得，试样C的稳态R值无法取到。

实验结果分析

1)试样A-C，均存在分解临界点。A的分解临界点为J94.76L38.01R2.49，B的分解临界点为J199.76L68.13R2.93，C的分解临界点为J276.04L92.79R2.98；在分解临界点以上，J略微降低，L升高，R降低，槽液逐步进入偏铝酸钠过饱和区间，没有氢氧化铝析出；

2)试样A-C，均存在分解点。A的分解点为J94.76L30.59R3.10，B的分解点为J193.64L68.60R2.82，C的分解点为J273.98L93.261R2.94，在分解点以下，J略微降低，L不再随铝屑的添加而大幅增加，R不再随铝屑添加而大幅降低，槽液进入拜耳法偏铝酸钠分解区间，分解析出大量氢氧化铝。试样A存在明显的过饱和现象，临界点L38.01R2.49，分解点L30.59R3.10，添加10g铝屑后，L不但没有增加，反而大幅降低，析出大量氢氧化铝，R反弹至3.10；试样B过饱和现象不明显，临界点L68.13R2.93与分解点L68.60R2.82之间平稳过度，添加的10g铝屑直接分解成氢氧化铝，L、R几乎没有变化，槽液直接进入拜耳法偏铝酸钠分解区间；试样C过饱和现象不明显，临界点L92.79R2.98与分解点L93.261R2.94之间平稳过度，添加的10g铝屑直接分解成氢氧化铝，L、R几乎没有变化，槽液直接进入拜耳法偏铝酸钠分解区间；

3)进入拜耳法偏铝酸钠分解区间后，继续添加铝屑，L不再增加，R不断升高。试样A的R值逐步趋近3.50-4.00区间，试样B的R值逐步趋近4.00-4.15区间；除添加的铝屑直接分解成氢氧化铝外，大量氢氧化铝晶种的存在，进一步诱导偏铝酸钠分解，彻底消除过饱和现象，实现(3)式化学反应的动态平衡；

4)煲模液倒槽时的指标为J250L50R5.00，试样B、C最接近煲模液的工作指标。实验结果表明，在没有晶种的条件下，煲模液分解的R值为3.00左右，要回收煲模液中的铝，必须分解煲模液，添加相当浓度的酸，消耗游离碱，降低R值至3.00左右，方能分解出氢氧化铝；要管道输送煲模液，R值必须大于3.00，考虑到意外晶种的引入，诱发偏铝酸钠分解，R值最好在3.50以上输送；要长期储存煲模液，不分解、不沉淀，R值最好控制在4.00以上。

(b)添加酸回收煲模液中铝和钠的副产品实验

1)添加硫酸(或氧化废酸)，回收硫酸钠和氢氧化铝或硫酸铝和硫酸钠

A、定性分析。按(6)(7)式，煲模液中添加硫酸(或氧化废酸)，可回收氢氧化铝和硫酸钠，或硫酸铝和硫酸钠。氢氧化铝不溶于水，容易实现氢氧化铝与硫酸钠的分离；硫酸铝与硫酸钠溶于水，实现两者回收，在线分离有一定难度，需要消耗大量清洗用水，排放进入废水中心，钠离子会污染中水，阻碍中水回用。取老化后、排放前的煲模液，J253.33L51.35R4.93一升，总碱含量J_总为12.04当量；添加浓度为200g/L的稀硫酸，当量浓度为4.08，完全反应至中性，需要消耗稀硫酸2.951升，硫酸12.04当量。反应产物为：反应液总体积3.951升，含铝5.71当量、硫酸根12.04当量；生成10水硫酸钠12.04当量，计1938.44g；生成氢氧化铝5.71当量，计148.46g；

B、反应初段。取200g/L稀硫酸2.951升，添加指标为J 253.33L51.35R4.93的煲模液，pH值不断上升；按(7)式，在pH4.5-4.89区间，反应产物为硫酸铝和硫酸钠；利用不同温度下硫酸铝和硫酸钠溶解度的不同，可结晶分离这两种化工产品。考虑到在线处理、铝材厂煲模废液量巨大、这两种化工产品产量巨大、且都溶于水、所用清洗水量巨大，在线分离难度太大，且有水排放，不环保，不宜在线生成硫酸铝和硫酸钠；

C、反应终段。继续添加煲模液，当pH大于4.89时，槽液分解、析出氢氧化铝，添加煲模液一升至反应终点，pH介于7.00-7.50，偏铝酸钠分解析出；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得硫酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；

D、与氧化废液反应。取氧化废液(总酸200g/L、铝离子20/L)2.951升，添加煲模液(J 253.33L51.35R4.93)一升至反应终点，pH介于7.00-7.50，偏铝酸钠分解析出；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得硫酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；尽管国家发明专利201310395510.9和201320875536.9利用氧化液与煲模液中和反应，回收了氢氧化铝，但排放了大量硫酸钠进入废水处理中心，既浪费了大量硫酸钠，又污染了中水；大量的钠离子，严重阻碍中水回用；本发明冷却滤液至5℃以下，结晶析出硫酸钠，生产硫酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍。

2)、添加磷酸，回收氢氧化铝和磷酸钠、或磷酸铝和磷酸二氢钠

A、定性分析。按(8)(9)式，煲模液中添加磷酸，可回收氢氧化铝和磷酸钠，或回收磷酸铝和磷酸二氢钠。氢氧化铝和磷酸铝均不溶于水，容易实现氢氧化铝与磷酸钠，磷酸铝与磷酸二氢钠的分离；

B、煲模液中添加磷酸，回收氢氧化铝和磷酸钠。按(8)式，取煲模液(J253.33L51.35R4.93)，添加稀磷酸(133.33g/L)，pH值不断降低；按(8)式，在pH落入12.5-13.0区间时，反应产物为氢氧化铝和磷酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加磷酸过量，反应液pH值低于12.5，则滤液所含产物为磷酸钠、磷酸一氢钠、甚至磷酸二氢钠的混合物，分离比较困难，故取反应终点为pH12.5-13.0之间，确保滤液结晶析出的是正磷酸钠；

C、磷酸中添加煲模液，回收磷酸铝和磷酸二氢钠。按(9)式，取磷酸(133.33g/L)，添加煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，当pH落入4.0-4.5之间时，槽液分解、析出磷酸铝，偏铝酸钠大部分分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度磷酸铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸二氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸二氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸二氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加煲模液过量，反应液pH值高于4.5时，则滤液所含产物为磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、甚至磷酸钠的混合物，分离比较困难，故取反应终点为pH4.0-4.5之间，确保滤液结晶析出的是磷酸二氢钠。

3)、添加碳酸，回收氢氧化铝、碳酸钠或碳酸氢钠

A、定性分析。按(10)(11)式，煲模液中添加碳酸，可回收氢氧化铝和碳酸钠，或回收氢氧化铝和碳酸氢钠。氢氧化铝不溶于水，容易实现氢氧化铝与碳酸钠，氢氧化铝与碳酸氢钠的分离；

B、煲模液中添加碳酸，回收氢氧化铝和碳酸钠。按(10)式，取煲模液(J253.33L51.35R4.93)，添加二氧化碳(99％)，pH值不断降低；按(10)式，在pH落入12.0-12.5区间时，反应产物为氢氧化铝和碳酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加碳酸过量，反应液pH值介于8.0-12.0之间，则滤液所含产物为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，分离比较困难，故取反应终点为pH12.0-12.5之间，确保滤液结晶析出的是碳酸钠；

C、煲模液中添加碳酸，回收氢氧化铝和碳酸氢钠。按(11)式，取煲模液(J253.33L51.35R4.93)，添加二氧化碳(99％)，pH值不断降低；按(11)式，在pH落入7.00-7.50区间时，反应产物为氢氧化铝和碳酸氢钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加碳酸不够，反应液pH值介于8.0-12.0之间，则滤液所含产物为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，分离比较困难，取反应终点为pH7.00-7.50之间，确保滤液结晶析出的是碳酸氢钠；

4)、添加草酸，回收氢氧化铝和草酸钠、或草酸铝和草酸氢钠

A、定性分析。按(12)(13)式，煲模液中添加草酸，可回收氢氧化铝和草酸钠，或回收草酸铝和草酸氢钠。氢氧化铝和草酸铝均不溶于水，容易实现氢氧化铝与草酸钠，草酸铝与草酸氢钠的分离；

B、煲模液中添加草酸，回收氢氧化铝和草酸钠。按(12)式，取煲模液(J253.33L51.35R4.93)，添加草酸(98％)，pH值不断降低；按(12)式，在pH落入8.0-8.5区间时，反应产物为氢氧化铝和草酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用草酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加草酸过量，反应液pH值低于8.0，则滤液所含产物为草酸钠和草酸氢钠的混合物，分离比较困难，故取反应终点为pH8.0-8.5之间，确保滤液结晶析出的是草酸钠；

C、草酸(150g/L,30℃)中添加煲模液，回收草酸铝和草酸氢钠。按(13)式，取草酸(150g/L,30℃)，添加煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，当pH落入2.5-3.0之间时，槽液分解、析出草酸铝，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度草酸铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用草酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；若添加煲模液过量，反应液pH值高于3.0时，则滤液所含产物为草酸钠和草酸氢钠的混合物，分离比较困难，故取反应终点为pH2.5-3.0之间，确保滤液结晶析出的是草酸氢钠。

三、煲模废液回收含铝和钠副产品试验结果定性分析

按试验1-4及检测结果，可做如下分析：

1、利用氧化废液(或稀硫酸)，添加煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，在pH介于4.50-4.89之间，可回收硫酸铝和硫酸钠副产品；在pH介于7.00-7.50之间，可回收氢氧化铝和硫酸钠副产品；

2、利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加磷酸，在pH介于12.5-13.0之间，可回收氢氧化铝和磷酸钠副产品；在pH介于4.00-4.50之间，可回收磷酸铝和磷酸二氢钠副产品；

3、利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加碳酸(99％二氧化碳)，在pH介于12.0-12.5之间，可回收氢氧化铝和碳酸钠副产品；在pH介于7.00-7.50之间，可回收氢氧化铝和碳酸氢钠副产品；

4、利用煲模液或其他含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等，R≥3.5)，添加草酸(98％)，在pH介于8.00-8.50之间，可回收氢氧化铝和草酸钠副产品；在pH介于2.50-3.00之间，可回收草酸铝和草酸氢钠副产品；

5、煲模液与酸中和后，在恰当的pH区间，首先过滤，回收含铝副产品；滤液冷却结晶，再次过滤，回收含钠副产品；二次滤液仍然含所添加酸的钠盐，送回煲模槽开槽，等待下一次回收，全部隔离废水中心的钠离子，实现煲模车间废水废渣零排放。

实施例1(煲模液溶解铝的分解规律)

按不同碱浓度开槽一升，溶解铝屑，研究游离碱浓度、铝离子浓度和槽液分解变化规律。每次溶解完铝屑后，搅拌均匀，补充液位至一升，沉淀，滴定游离碱和铝离子浓度，结果如表1所示(J为游离碱浓度g/L,L为铝离子浓度g/L，R为游离碱浓度/铝离子浓度)，得到如下实验结果：

1)煲模液中偏铝酸钠分解点为R＝3.00，在R＝3.00附近，煲模液开始分解，析出氢氧化铝；

2)在没有外界晶种条件下，煲模液管道输送条件为R≥3.50；

3)在没有外界晶种条件下，煲模液长期储存条件为R≥4.00。

实施例2(氧化废液中添加煲模液回收硫酸铝和硫酸钠)

取氧化废液(浓度为总酸200g/L、铝离子20/L)2.951升，添加煲模液(J253.33L51.35R4.93)，在pH4.50-4.89之间，回收硫酸铝和硫酸钠混合物；利用硫酸铝和硫酸钠不同温度下溶解度差异，冷却结晶，分离这两种产品，滤液送回煲模槽继续煲模，实现煲模车间废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍。

实施例3(氧化废液中添加煲模液回收氢氧化铝和硫酸钠)

取氧化废液(浓度为总酸200g/L、铝离子20/L)2.951升，添加煲模液(J253.33L51.35R4.93)，一升至反应终点，pH介于7.00-7.50，偏铝酸钠分解析出；过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用硫酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出硫酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得硫酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例4(煲模液中添加稀磷酸回收氢氧化铝和磷酸钠)

取煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，添加稀磷酸(浓度为133.33g/L)，pH不断降低；在pH落入12.5-13.0区间时，反应产物为氢氧化铝和磷酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例5(稀磷酸中添加煲模液回收磷酸铝和磷酸二氢钠)

取磷酸(浓度为133.33g/L)，添加煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，当pH落入4.0-4.5之间时，槽液分解、析出磷酸铝，偏铝酸钠大部分分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度磷酸铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用磷酸二氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出磷酸二氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得磷酸二氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例6(煲模液中添加碳酸回收氢氧化铝和碳酸钠)

取煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，添加二氧化碳(浓度为99％)，pH不断降低，在pH落入12.0-12.5区间时，反应产物为氢氧化铝和碳酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例7(煲模液中添加碳酸回收氢氧化铝和碳酸氢钠)

取煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，添加二氧化碳(浓度为99％)，pH不断降低；在pH落入7.00-7.50区间时，反应产物为氢氧化铝和碳酸氢钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用碳酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出碳酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得碳酸氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例8(煲模液中添加草酸回收氢氧化铝和草酸钠)

取煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，添加草酸(浓度为98％)，pH不断降低；在pH落入8.0-8.5区间时，反应产物为氢氧化铝和草酸钠，即为反应终点，偏铝酸钠分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度氢氧化铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用草酸钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍；

实施例9(草酸中添加煲模液回收草酸铝和草酸氢钠)

取草酸(浓度为150g/L,30℃)，添加煲模液(J 253.33L51.35R4.93)，当pH落入2.5-3.0之间时，槽液分解、析出草酸铝，偏铝酸钠大部分分解析出；经过滤、漂洗、烘干，得到满足国标要求的高纯度草酸铝产品；冷却滤液至5℃以下，利用草酸氢钠在低温下溶解度急剧降低的物理特性，结晶析出草酸氢钠，固液分离，漂洗，烘干，得草酸氢钠产品；母液送回煲模槽继续煲模，实现煲模废水废渣零排放；钠离子的回收，完全实现钠离子与废水中心隔离，为中水回用扫除最大的离子障碍。

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。