陽極氧化企業化拋廢水酸回用清潔生產潛力挖掘

江建義

（福建省環安檢測評價有限公司，福建廈門 361006）

某企業主要從事筆記本電腦、手機外殼的生產加工，其產品主要供應給國內外各大手機、電腦廠商。由于生產過程涉及陽極氧化工序，使用氫氧化鈉、硫酸、磷酸、清洗劑等原輔材料，產生廢水、廢氣、危險廢物，符合《清潔生產審核辦法》第八條中“（三）使用有毒有害原料進行生產或者在生產中排放有毒有害物質的”的情形，被列入需加快推進強制性清潔生產審核工作企業名單。

1 生產工藝及污染物來源

1.1 生產工藝

陽極氧化工藝流程見圖1。

圖1 陽極氧化工藝流程

化學拋光的目是除去工件表面原有的Al2O3不導電層，主要為了調整工件表面的光亮度及表面平整性。拋光采用磷酸、硫酸的混合酸，磷酸、硫酸磷硫比3∶1，操作溫度為100℃左右。工件經化拋處理后將工件表面清洗干凈。化拋過程中產生硫酸霧、磷酸霧廢氣和酸性廢水。

1.2 含酸廢水處理

該公司配套蒸發濃縮含酸廢水回收處理設施，含酸廢水中磷酸、硫酸混合酸濃度大概在1.5%~2%，經蒸發濃縮至混酸濃度為60%左右的廢酸液，廢酸液作為危廢處理（圖2）。根據統計，該公司每年約產生650t廢酸液，按照950元/t的處置費用委托有資質的單位處置。

圖2 含磷廢水蒸發濃縮處理工藝流程

2 清潔生產潛力分析

2.1 對照清潔生產評價指標體系分析

因該公司生產涉及陽極氧化工藝，故根據《電鍍行業清潔生產評價指標體系》“表2陽極氧化清潔生產評價指標項目、權重及基準值”相關指標要求進行分析，公司因無在線或離線回收酸、堿設施，導致“重金屬污染物污染預放措施”指標低于Ⅲ級，無法達到國內清潔生產基本水平。

2.2 物料實測分析

清潔生產審核小組在操作人員的密切配合下，對化拋工序物料的投入產出情況進行實測。化拋工序物料走向見圖3。

圖3 化拋工序物料流向

經分析，該公司拋光工序需要采用磷酸、硫酸的混合酸，而公司將化拋含酸廢水蒸發濃縮為廢酸液，委托有資質單位處置，不僅加大了公司的運行成本，而且浪費廢酸液，故審核小組建議公司針對廢酸液回用化拋工序進行可行性分析，以減少磷酸、硫酸原料的使用量，減少廢酸液危廢的產生量。

3 方案可行性分析

3.1 技術評估

目前，國內從化拋廢水中回收酸有兩條基本的工藝路線：吸附法和萃取法。經多方調研，決定采用吸附法對廢水中酸進行回收再利用，具體工藝如圖4所示。

圖4 酸回收工藝流程圖

公司已將化拋清洗水全部收集并采用蒸發至密度1.66g/cm3左右的濃酸，經研究，決定在現有蒸發器完成預濃縮和蒸發至濃酸的基礎上，增加隔油除雜、過濾除雜、除鋁系統、精密過濾（提純器）等設備，將化拋水中的有價酸經提純除雜、去除鋁離子和蒸發等措施后，獲得可回于化拋產線的酸液（按工藝要求配入新酸和添加劑），同時可減少廢酸液。

經二次取水樣小試，提純所得濃酸1.70g/cm3以上，總酸含量75%~81%、磷酸比約為14∶1，經筆記本電腦外殼化拋測試，化拋效果符合公司產品品質要求。故該方案技術可行。

3.2 環境評估

按化驗的數據，650t密度1.66g/cm3的濃酸液（總酸含量約為74%，即481t的酸），經提純濃縮可回收到密度1.70g/cm3的濃酸（含酸量按80%計）約為425t，其中磷酸395t、硫酸30t。

3.3 經濟評估

此方案的效益主要有兩部分：廢酸液處理置費的減少及回用的有價酸。

按照磷酸5 300元/t、硫酸1 000元/t，則回收酸的節約成本為209.35萬元。

經酸回收后，可減少650t廢酸的處置費，按每噸950元計算，可節約成本，61.75萬元。

兩項合計收益為：209.35+61.75=271.1萬元

方案運行成本（在現有基礎上增加的部分）主要構成有：蒸汽、水電費和少量廢酸液處理費用。經核算預濃縮的蒸汽費用差6.48萬元、水電費22.479萬元、廢液的處置費12.54萬元、清洗水處理費3.15萬元，合計運行成本44.649萬元。

綜上所述，該方案經濟效益為：226.451萬元。

計算方案經濟評估指標匯總見表1。

表1 方案經濟評估指標匯總表

該方案投資金額300萬，公司年增加現金流量187萬元，凈現值大于0，投資償還期為1.6年，內部收益率大于7%，該方案的經濟效益顯著，投資回報期短，經濟可行。

4 結束語

采用吸附法對濃縮廢酸液進行再提純，鋁去除率不低于50%、酸回收率不低于75%，回收再生的酸液符合配制化拋溶液的要求。該方案的實施減少了硫酸、磷酸的使用量，減少廢酸液的產生量，并提高了公司的清潔生產水平。