摘要
解決目前鋁合金陽極氧化廠對氧化槽廢液的處理技術持續生產槽液,經化驗後發現 H2SO4會正常消耗,可以添加, 但鋁離子(AL3+)一直增加卻無法過濾清除,當鋁離子(AL3+) 高於管理範圍,通稱為廢液。將廢液部份排放至廢水設備來降低鋁離子含量,造成廢水設備, 鹼液量增加費用,廢水排放量加大。
廢液的定義
鋁陽極氧化液是指鋁合金陽極氧化所用的槽液。開槽時,陽極氧化液H2SO4濃度在 150-200g/l 之間,槽液中若沒有鋁離子,則氧化膜溶解能力強。陽極氧化30分鐘時,一般 每噸型材溶鋁量依據膜厚不同,約為3.84Kg(400m²/T)。隨著槽液中溶鋁的累積,Al3+對 H+和SO4 2-的攔截面積增加,嚴重阻礙 H+向陰極,SO4 2-向陽極移動,槽液導電性能下降。 當鋁離子濃度達到20g/l以上時,槽液電阻太大, 此時稱為廢液。
例如: AL3+達到20g/l要降至10g/l時,都被視為廢液,必需將氧化槽液排出一半槽 液,槽體越大排放量越多,且是週期性的排放至廢水處理系統, 此時造成廢水負荷加大, 必需用大量鹼液來中和成本增加,槽液下降,無法生產,因為要再補充硫酸液,並要用冰水 機來冷卻槽液溫度,如果生產控制AL3+ 從10g/l 升到20g/l再排放, 氧化膜孔(pore)會不 一樣,需要經常去調高整流器的輸出,使廢氣量增加及阻擋(barrier layer)變化,造成有色 差問題。
生產時,發生現象
當Al3+過高,槽液電阻會增高,致使導電性能下降:
- 加長電解時間 整流器在原設定的電壓,操作(定電壓C/V),生產後發現膜厚不足了,電流下降電 流密度降低 ,拉長電解時間,解決膜厚需求。
- 因為槽液電阻高,導電性能下降,所以加高電壓恢復原生產電流密度。整流器電流 升高,對電力消耗功率提高,致使槽液升溫加快,冰水機運行時間加長,電力消耗 功率提高,冰水冷卻循環系統設計不良會造成槽液溫差變化大,也會造成電解槽硫 酸電解消耗增大,添加硫酸頻率增加,產生的廢氣量增大。
最終材料表面發生的現象
- 銀白料: 顏色偏暗
- 染色料:同樣時間色澤不均勻顏色變深
- 電解著色料:有色差
陽極氧化液組成
陽極氧化液組成鋁離子AL3+g/l濃度控制範圍,和H2SO4濃度g/l 控制範圍,槽液操作
溫度,電流密度A/dm2, 依鋁合金及表面需求不同,圖表建議:
鑒於鋁離子濃度變化與氧化膜品質和氧化能耗有如此重要的關係,鋁加工企業一般採用
兩種方法控制鋁離子。
- 使用傳統式處理氧化槽廢液:(曲線圖一)
適量排掉槽液至廢水設備(倒槽)的方法,降低鋁離子AL3+含量

(1) 氧化槽液液位降低,補足硫酸濃度及液位硫酸分子會與水分子結合,形成一系列穩定 的水合物,同時釋放出大量的熱量,無法立刻生產,要加強冷卻循環來降溫,浪費時 間等待和冰水機消耗功率造就成本增加。
(2) 每次大量排掉槽液至廢水設備,會浪費硫酸費用,則大量的廢酸在廢水區需用大量鹼 來中和調高pH方可排放,造成廢水排放量增加,氧化槽因液位降低,需停止生產。
(3) 為控制鋁離子AL3+降低含量,每次大量排放H2SO4,對環境造成很大問題,產生週 期性的排放廢液動作以外也須常常改變電流密度和加長電解時間,整流器消耗功率增 加。 -
使用麗百代引進的酸回收鋁離子穩定設備:(曲線圖二)
麗百代引進酸回收設備所提供的鋁離子控制

(1) 當鋁離子AL3+升高,完全不需要排放廢液,只要打開酸回收設備,廢液經過濾後完 全可以100%回用並能潔淨氧化槽液,陽極氧化槽可以連續生產,不需停工整流器、 製冷設備,皆正常的消耗功率。
(2) 酸回收設備將廢酸回用後,將AL3+排放至廢水設備,沒有大量的廢酸排出,不會造 成廢水負荷節省廢水中和鹼液消耗,達到減廢效果。
(3) 酸回收設備運行可設定自動或手動,批量式運行可達到無需人員操作,控制槽液 AL3+±1g/l,節省人工費用確保正確的電流密度運行。

