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第三章 铝的化学预处理 主要内容： 概述 脱脂 碱洗 除灰 氟化物砂面处理 概述 表面预处理目的 油脂和灰尘等污染物 提高表面处理的装饰效果 表面预处理分类: 机械预处理 化学预处理（最常使用、最为经济） 电化学预处理 化学预处理——采用化合物溶液或溶剂对铝表面进行预处理的工艺 化学预处理的效果 去除铝材表面油脂 去除铝材表面污染物 去除铝材表面自然氧化膜等 使铝材获得润湿、均匀清洁表面 根据用途、表面质量不同采用不同的化学预处理工艺过程（课本简绍6种） 各工序槽液一般配用自来水即可，要求高的可用去离子水进行 脱脂 脱脂目的——去除铝材表面的油脂、灰尘等污染物，使后道碱洗比较均匀，以提高阳极氧化膜的质量 脱脂效果可通过表面润湿效果检验，润水膜连续30s为合格 脱脂分类： 酸性脱脂 碱性脱脂 有机溶剂脱脂 酸性脱脂 常温下进行 成本低 主要溶剂：硫酸、磷酸、硝酸 添加乳化剂有利油脂软化、溶解、乳化提高脱脂效果 表3-2为典型的酸性溶液脱脂工艺 碱性脱脂 脱脂原理——碱与油脂发生皂化反应，生成可溶性的肥皂，用皂化反应来消除油脂与铝材表面的结合，从而达到脱脂目的 皂化反应需加热 碱性脱脂溶液应满足要求(9点) 碱性脱脂倾向较快浸湿清洁表面，对有油污的表面浸湿较慢，从而可能导致清洗斑痕 表3-3为典型的碱性溶液脱脂工艺 有机溶剂脱脂 原理——利用油脂易溶于有机溶剂这一特点进行脱脂 特点：脱脂速度快、脱脂能力强、对机体无腐蚀性 有机溶剂分类：四氯化碳、三氯乙烯、苯、汽油、煤油、酒精、丙酮 缺点：易燃、有毒 碱洗 主要成分：NaOH 目的： 进一步去除表面赃物 彻底去除表面自然氧化膜 显露纯净金属基体 为生成均匀阳极氧化膜打下良好基础 原理 碱洗工艺 影响碱洗速度和表面质量工艺因素： 游离氢氧化钠浓度 游离铝离子含量 槽液温度 处理时间等 NaOH浓度提高 碱洗速度加快； 温度提高碱洗速度加快； 铝离子浓度升高碱洗速 度减慢 碱洗工艺分：添加碱 洗涤剂和不添加碱洗涤剂 槽液回收机循环利用 两种方法：物理法和化学法 物理法 如上述原理所述，铝在以氢氧化钠为基的碱浸蚀槽液中浸蚀时，发生化学反应结果生成偏铝酸钠，其水解反应产生氢氧化铝沉淀，并生成氢氧化钠，回收和循环利用就基于此原理，氢氧化钠循环利用，氢氧化铝分离回收。采用离心分离机脱水分离沉淀出的结晶 氢氧化铝回收过程： ①把生产用的碱洗槽液用泵抽入碱回收反应器，并用冷水管将槽液温度降低至20℃以下，以降低槽液内的铝离子浓度与游离氢氧化钠弄的平衡比率，当槽液温度下降至20 ℃以下，偏铝酸钠的溶解度会明显下降； ②想碱回收反应器加入少量的粉状氢氧化铝（晶体作为晶种），以加速偏铝酸钠发生水解反应，加快氢氧化钠结晶析出； ③用铁管吹入空气或者二氧化碳气体一定时间，进一步促进偏铝酸钠水解反应； ④加入适当量的氢氧化钠溶液，对回收碱液的pH值进行一定调整； ⑤静止一段时间，让析出的氢氧化铝自然沉降与反应器底部 ⑥反应器内上不偏铝酸钠地浓度青叶返回碱洗槽重新用于碱洗生产；下不有氢氧化铝沉淀物部分流入离心机，分离出汗固量约为90 ﹪的氢氧化铝副产品 化学法 原理：在碱洗槽液中加入一种适当的化学药品，使其与铝离子发生络合反应，形成一种铝的络合物沉淀，从而实现分离或减少碱洗槽中铝离子、重新利用碱洗槽液中氢氧化钠的目的 与物理法相比优点：不受碱洗槽液中是否加碱洗添加剂限制 缺点：成本高 长寿命添加剂碱洗工艺 目的：使碱洗表面砂面柔和细腻 碱洗槽内铝离子浓度控制在较高水平 原理：借助络合剂与铝形成可溶性的稳定化合物，以抑制偏铝酸钠的水解使铝离子临界沉淀浓度提高到120g/L 组分不同长寿命添加剂： 铝离子络合剂 表面调节剂 分离剂和洗涤剂 重金属沉淀剂 化学法回收过程： ①吧生产用的碱洗槽液用泵抽入回收反应器； ②加入一种适当的化学药品，并机械搅拌数小时，槽液内的铝离子与药品发生络合反应，生成率络合物沉淀； ③静止一段时间，让铝络合物自然沉降与反应器底部； ④反应器内上不铝离子低浓度青叶返回碱洗槽重新用于碱洗生产；下不沉淀物部分流入离心机，分离出白色、细小的铝络合物固体； ⑤用清水对铝络合物固体进行洗涤、脱水，洗去残留的槽液； ⑥烘干或最终产品的一些处理。 长寿命添加剂碱洗工艺： 关键控制碱洗速度 碱洗时间：15~25min 表3-6常用砂面碱洗工艺条件 除灰 除灰工艺是除去附着在铝材表面上的灰状物，亦称出光或中和 除灰的目的是除去碱洗后残留在铝材表面的由各种金属间化合物颗粒形成的表面层（灰褐色或灰黑色的挂灰），其更重要的功能是使铝材表面获得清洁光亮的钝化表面（一层薄氧化膜） 硝酸除灰 传统的硝酸除灰工艺 10%~20%硝酸溶液，在常温下浸湿1