鋁軋制乳化液沉淀渣處理工藝研究

繆淑琴

（蘭州理工大學，甘肅 蘭州 730000）

國內外對鋁連鑄連軋技術應用廣泛。國內大部分文獻介紹了鋁連鑄連軋作為生產工藝在鋁生產技術中的應用［1］，而對鋁連鑄連軋乳化液沉淀渣回收方面的報道較少。乳化液沉淀渣中有部分有機物質、鋁粉、鐵粉，目前國內大多采用唯放的形式處理，這無疑是對資源的浪費，和對環境嚴重的威脅。因此分離乳化液污泥中的鋁粉、潤滑油等，對生產和環境保護方面有著極為深遠的意義。

乳化液的成分有：潤滑劑、防銹劑、浸潤劑、抗磨添加劑、消泡劑、抗氧化劑、防霉防腐劑等多種添加劑，屬于水溶性冷卻潤滑液，適用于各種型號的連鑄連軋機生產電工圓鋁桿或鋁合金桿的專用工藝乳化液［2-3］。數據統計，澄宇金屬材料責任有限公司年產30000 t鋁材產生乳化液沉淀渣30 t，全國每年所生產的鋁材可達3000萬t可產生乳化液沉淀渣30000 t左右。

目前主要的處理方法為燃燒法［4-6］。但在高溫燃燒時，會產生大量濃煙并伴隨惡臭等異味，給大氣造成了嚴重的污染。因此鋁軋制乳化液沉淀渣的處理迫在眉睫。

1 實驗材料與方法

1.1 供試材料

鋁軋制乳化液沉淀渣由嘉峪關澄宇金屬材料有限公司提供。

1.2 實驗藥品與儀器

1.2.1 實驗藥品

無水乙醇，分析純，天津市百世化工有限公司。

1.2.2 實驗儀器

電熱鼓風恒溫干燥箱101-1，循環水式多用真空泵SHB-III，集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF-101S，電子天平HX20027，旋轉蒸發器RE52C等。

1.3 實驗工藝流程圖

實驗用無水乙醇洗滌鋁軋制乳化液沉淀渣來分離乳化液和鋁渣；將濾液中的乙醇利用旋轉蒸發器蒸出循環利用；采用磁分離來分離鋁粉與鐵粉。實驗工藝流程如圖1所示。

圖1 鋁軋制乳化液沉淀渣處理工藝

2 實驗設計與操作方法

2.1 液固比與乳化液回收率的設計

稱取10g的沉淀渣，按照液固比［m（無水乙醇）∶m（沉淀渣）］分別為：4∶1、6∶1、8∶1、10∶1和12∶1進行混合，保持溫度為40℃，磁力攪拌2 h，過濾，在干燥箱內100℃下烘干濾餅，約2 h。濾液采用旋轉蒸發器出乙醇。稱取濾餅和乳化油質量。

2.2 溫度與乳化液回收率的設計

稱取10g的沉淀渣，液固比10∶1，溫度分別為20℃、40℃、60℃、80℃、100℃下磁力攪拌 2 h，過濾，在100℃下烘干濾餅，約2 h。濾液采用旋轉蒸發器蒸發出乙醇。稱取濾餅和乳化油質量。

2.3 時間與乳化液回收率的設計

稱取10g沉淀渣，液固比10∶1，溫度為40℃，分別用磁力攪拌1、1.5、2、2.5h和3h后過濾，在100℃下烘干濾餅，約2 h。濾液采用旋轉蒸發器蒸發出乙醇。稱取濾餅和乳化油質量。

3 實驗結果與討論

3.1 實驗結果討論

3.1.1 液固比對沉淀渣乳化液回收率的影響

由圖2可知，沉淀渣乳化液回收率隨著液固比的增加明顯上升，液固比從4增加至8時，乳化液回收率從89.49%增加到96.62%，再增加液固比，乳化液回收率增幅較小，液固比為10后，乳化液回收率基本沒有明顯增加，主要是在加入較少的溶劑，乳化液的溶解能力較小，因此乳化液回收率較低，當溶劑增加到10時，乳化液與溶劑充分接觸，溶解能力增加，從回收成本方面考慮。確定液固比為10較宜。

圖2 液固比與沉淀渣乳化液回收率的關系

3.1.2 溫度對沉淀渣乳化液回收率的影響

由圖3可知，乳化液回收率隨著洗滌溫度的升高先急劇增加，后緩慢減小。在20℃時，回收率為89.35%；當升溫至40℃，回收率增加了8%左右；再升高溫度，乳化油回收率出現下降的趨勢。主要原因是溫度增加至40℃，使沉淀渣中附著表面乳化液流動性增加，便于溶解；溫度升高至100℃，乙醇沸騰，揮發量增加，因此使得回收率降低。因此選40℃為宜。

圖3 洗滌溫度與沉淀渣乳化液回收率的關系

3.1.3 時間對沉淀渣乳化液回收率的影響

由圖4可知，沉淀渣中乳化液回收率隨著洗滌時間的延長明顯增加。時間從1 h延長至2 h，乳化液回收率從91.42%增加到96.62%；再延長時間，乳化液回收率增幅較小；洗滌時間為2.5 h后，乳化液回收率增加不明顯。從經濟性方面考慮，宜選2 h。

圖4 不同洗滌時間與沉淀渣乳化液回收率的關系

4 結論

本實驗采用相似相溶原理，用無水乙醇回收沉淀渣中乳化液，通過實驗找到了一條綠色、高效、無污染的回收工藝。由單因素實驗確定了該回收工藝的最佳工藝條件：液固比為10，洗滌溫度40℃，洗滌時間為2 h，乳化液回收率可達到98.18%，且在回收時不產生三廢。分離得到的鋁粉，鐵粉，乳化液均有利用價值，旋蒸回收的乙醇可以循環利用，大大降低了回收成本。