铝合金化铣液资源化应用的研究

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1、ResearchofRe-utilizationonAluminiumAlloyChemicalMillingSolutionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnEnvironmentalEngineeringbyChenJingUndertheSupervisionofProf.WEILi-anCollegeofEnvironmentalandChemicalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaDecember,2011南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要随着我国航空

2、航天事业的发展，铝合金工件加工量日益增多，化铣液消耗量不断增大，导致大量的化铣液失效，带来严重的生产成本问题，特别是环境问题，成为航空铝合金加工的技术瓶颈。本研究以清洁生产理论为指导，从生产源头及生产过程着手，探讨了铝合金化铣液资源化应用的途径。本研究在调查国内航空企业化铣工艺现状的基础上，以控制铝含量为重点，通过稀释比、晶种量、苛性比、温度、搅拌、反应时间等实验因素，研究了铝的结晶与去除规律；通过模拟序批式、连续式、“膜”式反应器的实验，研究了反应器各参数对铝离子去除效率的影响；通过现场生产试验，研究了化铣液资源化的可行性，得出了如下研究结果：1．稀释可以改变化铣液的饱和度，为保证

3、化铣效果，稀释倍数不宜过大，控制在0.5~1.5倍较佳。2．晶种的添加有助于铝离子的去除，提高晶种添加量及采用粒度小、比表面积大的晶种，可提高铝去除率。3．低温可以提高铝去除率，但混合液沉降性能欠佳；高温时铝去除率很低，但混合液沉淀性能较好。相同条件下，30℃的铝去除率可达40%，70℃的仅为3%。4．搅拌速率对铝的去除也有较大的影响，速率太低或过快，都不利于铝的去除。5．随着时间的延长，铝去除率呈递增趋势，但其去除速率先增后减，反应6h时的铝去除速率达到最大。6．序批式反应器操作简单，铝去除效果较好。当周期为48h时，平均铝去除速率为0.28g/L·h，铝去除率可达38.45%；当

4、周期缩短为24h时，平均铝去除速率能达到0.52g/L·h，铝去除率可达34.16%。序批式反应器的搅拌反应时间不宜过长，控制在6h内最佳，最高铝去除速率可达到1.12g/L·h。7．连续式反应器出水稳定，进水铝浓度为45.85g/L的稀释化铣液，当平均水力停留时间为48h时，稳定出水铝浓度为26.07g/L，铝去除率为43.14%，稳定出水铝去除速率为0.41g/L·h。当平均水力停留时间为24h时，稳定出水铝浓度31.47g/L，铝去除率为31.36%，稳定出水铝去除速率为0.60g/L·h。I南昌航空大学硕士学位论文摘要8．“膜”式反应器进水铝浓度为35.74g/L，平均水力停

5、留时间为48h时，稳定出水铝浓度27.87g/L，铝去除率为22.02%，稳定出水铝去除速率为0.16g/L·h。9．通过对三种反应器的比选，认为序批式反应器为最优选择，其反应参数：周期12h（6h搅拌反应+6h静置沉淀），晶种添加量120~200g/L，反应温度30℃，稀释比0.5~1.5。10．生产试验采用序批式处理方式，搅拌反应16h后，铝去除速率能达到0.36g/L·h，铝去除率可达20%以上，能满足化铣液资源化应用需要，处理液符合生产质量标准要求。关键词：化铣液，资源化，铝去除率，反应器II南昌航空大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththedevelop

6、mentofChina'saerospaceindustry，theprocessedworkpieceofaluminumalloyareincreasingdaybyday.Theconsumptionofaluminumalloychemicalmillingresultinalotofwastesolution,whichmadeproductioncostsissues,especiallyenvironmentalpollution.Thoseissueshavebecomeatechnologybottlenedkinaviationaluminumalloychemi

7、calmilling.Thisstudycombineswithcleanerproductiontheory,andbeginswiththeproductionsourceandprocesstoresearchthemethodofre-utilizationofaluminumalloychemicalmillingsolution.Afterinvestigatingthestatusquoofchemicalmillingprocessatho