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挤压厂模具蚀洗以及氢氧化钠的回收刘静安刘红杰（西南铝业（集团）有限责任公司重庆401326)摘要：这是一个快速、经济、环保、安全的新工艺，可以作为挤压厂一现有蚀洗工艺的替代方案。它可以防止腐蚀性气体和氢气的溢出，加上一个氢氧化钠的回收系统后，能够回收80%的氢氧化钠溶液供重新使用。关键词：挤压；模具；蚀洗；氢氧化钠回收在挤压厂的现代化大生产中，模具对实现整个挤压过程有着十分重要的意义。为了提高模具的寿命，各个国家对模具的使用和维护开展了广泛的研究。针对挤压厂模具清洁处理的工艺现状，设计并实施了一种新的工艺。这是一个快速、经济、环保、安全的新工艺，可以作为挤压厂现有蚀洗工艺的替代方案。它可以防止腐蚀性气体和氢气的溢出，在加上一个氢氧化钠的回收系统后，能够回收80%的氢氧化钠溶液供重新使用，因此可以大量减少氢氧化钠的补给需求。现在挤压厂使用的工业氢氧化钠，大约1200多元一桶，一桶工业氢氧化钠一般只能蚀洗一批次模具。这种新工艺可以回收80%的氢氧化钠，因此处理一批次模具只需要300元左右，可以节省将近900多元，一年累计下来可以为挤压厂节约大量的费用。图1为一种等待蚀洗的挤压模具。1挤压模具传统的蚀洗方法传统的挤压模具蚀洗方法是将模具浸没到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液会把铝金属溶解掉，因此使模具变得干净，方便再次使用。但是氢氧化钠溶液里会很快富集溶解的铝，所以在继续溶解更多铝时，其溶解能力下降直至完全丧失，因此氢氧化钠溶液必须频繁地进行更换，同时也带来了一系列问题，特别是下面几项：―更换氢氧化钠需要的费用―处理大量有害废弃氢氧化钠溶液的费用―不能回收铝―氢氧化钠溶液中挥发出来的气体给工厂带来的环境问题，以及在蚀洗过程中对工人健康造成的危害2挤压模具新的蚀洗方法在蚀洗间的前端安装三个储存罐，1号罐装氢氧化钠溶液，2号罐装一次漂洗水，3号罐装二次漂洗水，然后在储存罐与蚀洗槽之间安装一个泵，它能够在打开清洁处理槽的盖子之前，把蚀洗模具用的氢氧化钠溶液转移到存储罐内，因此没有氢氧化钠蒸汽挥发到环境中。清洁处理阶段是一个“无有害气体挥发”的过程，因为氢气和腐蚀性气体通过集气罩和排气装置转移，并可以分别在涤气器里进行处理。可以用液压泵搅拌器搅拌氢氧化钠溶液，这样比起以前的方法能减少20%～25%的清洁处理时间。操作人员只需将要清洁处理的模具放置在合适的吊篮里，并将它们吊运到清洁处理槽内，清洁处理完后，将清洁过的模具取出放在卸载处即可。这个工艺唯一的副产品是由氢氧化铝组成的干泥，这些副产品可用作纺织品的媒染剂、纸的填料、水的净化剂等，所以能被出售，或作为无害材料处理，这样就消除了必须处理有害氢氧化钠溶液的难题。除了这些显著的经济优点外，这个工艺非常有利于环保。它可以循环利用使用过的氢氧化钠溶液。与以前的方法相比，这个新的设计显示出很多优点：―快速的模具清洗―高度环保―铝以氢氧化物的形式回收―80%的氢氧化钠回收―更加经济3新蚀洗工艺的设计分析图2为新蚀洗工艺过程的示意图。模具清洗过程是自动进行的，处理槽的盖子首先是打开的，需要被清洗的模具按照一定的顺序放置在装料台上，操作者只要按这一顺序提取模具放人处理槽中，然后关上处理槽的盖子，从存储罐中向处理槽内注人氢氧化钠溶液到预先设定的水平，使用液压泵搅拌器搅拌溶液，同时将处理槽中的氢氧化钠溶液加热到70-90℃。在一个清洗周期的昀后，用泵将处理槽中的氢氧化钠溶液返回到存储罐中。向处理槽注人来自第一个漂洗罐里的漂洗水，经过昀初的漂洗，漂洗水返回到它的存储罐里，第二次向处理罐中注入更干净的漂洗水来完成整个漂洗过程，经过第二次漂洗后，将漂洗水返回到它的存储罐里。当清洗处理槽里的二次漂洗水排完后，打开清洁处理槽的盖子，把装有清洗模具的篮子吊运到卸载处，将模具取出作适当修理即可重新使用。清洗模具使用的蚀洗液是氢氧化钠溶液，浓度为300g/L，清洗过程中发生的化学反应如下：2Al+2NaOH+2H2O---2NaAlO2+3H2↑……(1)挤压模具是钢制的，氢氧化钠溶液仅仅溶解了铝金属，并不会损坏模具本身。清洗处理槽中的氢氧化钠溶液可以直接用电阻炉来加热，在处理槽的底部装置一个电阻炉，对清洗处理槽内的溶液进行加热。整个处理槽的预热时间可以大大缩减。在清洗处理槽与储存罐之间安装一台泵，用来维持处理槽中液体的搅拌速度。当清洗处理工艺结束时，这台泵也可以用来把处理槽中的溶液转移到存储罐中。处理槽还可以安装一个显像密度计能够显示氢氧化钠溶液的消耗情况，清洁处理槽效率降低时警告操作人员，应该调整氢氧化钠溶液浓度了。两次漂洗结束后，移开清洗处理槽的盖子，取出模具时不会有氢气和难闻的有害气体从处理槽中溢出，这一点很重要。4氢氧化钠的回收使用过的废弃溶液可以储存在一个大池子里，利用设计的新工艺进行回收处理。与以前的方法相比，它表现出来的优点是既经济又环保。新工艺是利用化学反应将用过的含NaAlO2氢氧化钠溶液转化为新的可再次使用的氢氧化钠溶液和氢氧化铝沉淀。用这种新技术所获得的经济利益是明显的：烧碱的消耗减少了80%，消除了必须处理废弃氢氧化钠溶液的大难题。新工艺的另外一个好处是集中在清洗处理槽里的氢氧化钠溶液总是保持不变，因此清洗效率很高。相反，用以前的工作方式，工作几个清洗周期后，由于铝溶解在清洁处理槽中，所以槽内的化学反应急剧下降，结果溶液必须频繁更换，造成大量的经济损失。另一个重大的好处是环保，用循环模式进行工作，没有产生必须要处理的污染产物，这改善了周围的环境。氢氧化铝的沉淀条件（化学的和物理的）以及氢氧化钠溶液的回收工艺是十分具体的。这是新工艺的昀重要的一部分。5模具蚀洗和氢氧化钠回收过程中的一些化学反应模具清洗阶段：铝与烧碱的反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2氢氧化钠回收阶段：(1)通人CO2NaAlO2溶液中通人二氧化碳：CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-……(2)AlO2-盐和弱酸性的CO2反应因为Al(OH)3酸性＜H2CO3，且Al(OH)3酸性＜HCO3-，所以发生如下反应AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(CO2过量)……(3)或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(CO2过量)……(4)(2)加人石灰CaO+Al2OH3+H2O=CaCO3↓+2NaOH……(5)6结束语(1)新工艺清洁处理挤压模具的时间缩短了，因此这是一个快速的模具清洗处理过程；(2)高度环保。没有产生必须要处理的污染产物，这改善了周围的环境，响应国家的环保政策；(3)铝以氢氧化物的形式回收。这个工艺唯一的副产品是由氢氧化铝组成的干泥，这些副产品可用作纺织品的媒染剂、纸的填料、水的净化剂等；(4)80%的氢氧化钠回收，节省了更换氢氧化钠所需要的费用，更加经济；(5)因此，这种新工艺应在挤压厂中大力推广。