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化铣液报废后会造成浪费大量化学原料、末端治理成本费用高、环境压力大等问题,上海某航天研究所通过使用化铣液加水稀释结晶的处理工艺来解决化铣液报废问题。工艺调试过程中发现处理效果无法达到预期的设计效果,仅能够有限延长化铣液使用寿命,无法很好地解决化铣液报废的问题。
本论文根据工艺调试过程中发现的问题和化铣车间生产情况,通过对化铣液中的SS、稀释比例、搅拌速度、晶种量和类型等关键因素进行实验研究,找到能够达到最优处理效果的最佳参数,并根据最佳参数对试运行工艺进行优化,最后通过实地实验得到一套能够实际解决化铣液报废问题的优化工艺。研究结论如下:
(1)根据各关键因素的小试实验结果,最佳的参数组合为:过滤后的化铣液与同体积的水1∶1稀释混合,加入Al3+质量相当于稀释后化铣液中Al3+质量20%的200目氢氧化铝晶种,在20℃下以100rpm搅拌,3天Al3+去除率达到了24.87%,7天Al3+去除率能够达到47.41%,接近48%左右的理论处理效果。
(2)投加碳酸氢钠可以十分迅速地降低化铣液中Al3+浓度。在各因素最优条件下处理3天,根据化铣液中的Al3+浓度计算得所需碳酸氢钠的质量m1,当投加碳酸钠的理论投加量2.5倍时,化铣液中Al3+去除率可以满足目前化铣车间日常生产要求,达到48%左右的理论处理效果。
(3)根据小试实验的最佳参数数据以及投加碳酸氢钠实验的数据,针对工艺调试中发现的问题提出优化方案,并通过实地实验进行进一步的调试改进,得到能够稳定调节化铣液Al3+浓度的改进工艺。在实地实验过程中,化铣槽原液Al3+浓度在3~5天内从50g/L逐渐升高到65g/L,结晶槽在3~5天后的Al3+去除率为22%左右,与小试实验的24.87%相差不大,根据化铣槽原液以及结晶槽液Al3+浓度确定碳酸氢钠的投加量,进一步降低结晶槽液Al3+浓度,从而将原液Al3+浓度由65g/L调节到50g/L的初始值,最终达到铝合金化铣液稳定再生的目的。在实地实验过程中,化铣液的化铣速度能够维持在3um/min这一较好水平,化铣后工件进行打磨的工作量也很大程度地减少。
本论文根据工艺调试过程中发现的问题和化铣车间生产情况,通过对化铣液中的SS、稀释比例、搅拌速度、晶种量和类型等关键因素进行实验研究,找到能够达到最优处理效果的最佳参数,并根据最佳参数对试运行工艺进行优化,最后通过实地实验得到一套能够实际解决化铣液报废问题的优化工艺。研究结论如下:
(1)根据各关键因素的小试实验结果,最佳的参数组合为:过滤后的化铣液与同体积的水1∶1稀释混合,加入Al3+质量相当于稀释后化铣液中Al3+质量20%的200目氢氧化铝晶种,在20℃下以100rpm搅拌,3天Al3+去除率达到了24.87%,7天Al3+去除率能够达到47.41%,接近48%左右的理论处理效果。
(2)投加碳酸氢钠可以十分迅速地降低化铣液中Al3+浓度。在各因素最优条件下处理3天,根据化铣液中的Al3+浓度计算得所需碳酸氢钠的质量m1,当投加碳酸钠的理论投加量2.5倍时,化铣液中Al3+去除率可以满足目前化铣车间日常生产要求,达到48%左右的理论处理效果。
(3)根据小试实验的最佳参数数据以及投加碳酸氢钠实验的数据,针对工艺调试中发现的问题提出优化方案,并通过实地实验进行进一步的调试改进,得到能够稳定调节化铣液Al3+浓度的改进工艺。在实地实验过程中,化铣槽原液Al3+浓度在3~5天内从50g/L逐渐升高到65g/L,结晶槽在3~5天后的Al3+去除率为22%左右,与小试实验的24.87%相差不大,根据化铣槽原液以及结晶槽液Al3+浓度确定碳酸氢钠的投加量,进一步降低结晶槽液Al3+浓度,从而将原液Al3+浓度由65g/L调节到50g/L的初始值,最终达到铝合金化铣液稳定再生的目的。在实地实验过程中,化铣液的化铣速度能够维持在3um/min这一较好水平,化铣后工件进行打磨的工作量也很大程度地减少。