鋁合金加工業(yè)中，工業(yè)廢水是其排放的主要污染物，在其所含的各類有害物中，重金屬是當前最受關(guān)注的化學成分之一。其中，鎳離子最為常見，在電解著色和封孔工藝中常常使用含鎳溶液。鎳離子雖然毒性較低，但已通過的動物實驗和人群觀察證明：鎳具有明顯的積存作用，在人們的腎、脾、肝中積存最多，容易造成器官的慢性病變。

　　所以我國已將工業(yè)廢水中鎳離子的排放濃度從原來的小于1毫克/升降低到0.1毫克/升。在鋁合金擠壓型材表面處理工藝中，封孔作為最后的化學處理工藝，決定了鋁合金型材的表面質(zhì)量、防護性能和裝飾效果。目前，國內(nèi)較為廣泛采用的鎳-氟體系常溫封閉工藝和醋酸鎳體系中溫封閉工藝的處理液中都含有高濃度的金屬鎳。但采用常規(guī)的沉淀法和吸附法處理的含鎳廢水很難達到國家排放要求，同時產(chǎn)生含高濃度鎳的固體沉渣難以處理。

　　在中溫特別是高溫封孔工藝中，有很多不含鎳離子的配方技術(shù)上是很成熟的，無鎳高溫封閉又稱熱水封閉是在接近沸點的純水中，通過氧化鋁的水合反應(yīng)，將非晶態(tài)氧化鋁轉(zhuǎn)化成稱為勃姆體的水合氧化鋁。由于水合氧化鋁比原陽極氧化膜的分子體積大了，體積膨脹使得陽極氧化膜的微孔填充封閉，陽極氧化膜的抗污染性和耐腐蝕性隨之提高，同時導(dǎo)納降低，陽極氧化膜的介電常數(shù)也隨之變大。

　　在上世紀70年代冷封孔技術(shù)問世之前，熱封閉曾經(jīng)是建筑鋁型材陽極氧化膜唯一的封孔方法。由于日本市場至今不認可冷封閉技術(shù)，因此在日本熱封閉仍然是除了電泳涂裝以外鋁建材陽極氧化膜的主要封孔方法。開始用熱水封閉時，發(fā)現(xiàn)用硬水封閉后的表面有白印和粉霜，研究表明同溫度、pH值、水中的雜質(zhì)有關(guān)，后來改用去離子水封閉，把水的pH值用醋酸調(diào)節(jié)至4.5-5.0，粉霜可以減少至最低水平。隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)量檢測更加嚴格，只提高水質(zhì)和調(diào)整pH值仍不能滿足技術(shù)要求，許多公司開發(fā)出除霜劑，效果很好，有的甚至可以用自來水封閉。用水的過熱蒸汽也可以封孔，不需要使用任何化學藥劑，但能耗巨大，同時需要使用耐壓的密閉容器，應(yīng)用遠沒有熱水封閉廣泛。

　　熱的硅酸鈉溶液也是一種無鎳高溫封孔工藝。鋁的陽極氧化膜經(jīng)硅酸鈉溶液封孔，具有優(yōu)異的耐堿腐蝕性能，在特殊場合有較好的應(yīng)用，硅酸鈉溶液封孔的缺點是，封孔后材料表面會留下難看的“水印”，所以應(yīng)用面很窄。

　　常溫封孔在我國應(yīng)用非常廣泛，不管是從降低生產(chǎn)成本的角度，還是從低碳經(jīng)濟發(fā)展的角度，常溫封孔都有其廣泛的市場。目前，我國應(yīng)用最廣的封孔工藝是鎳-氟體系的常溫封孔工藝，從上世紀八十年代應(yīng)用至今，有三十多年的使用歷史，技術(shù)已經(jīng)非常完善和成熟。

　　該工藝需要1.0~1.4g/L的鎳離子，0.2~0.7g/L的氟離子濃度，封孔質(zhì)量可以通過現(xiàn)有所用檢測標準，封孔后氧化膜輕微發(fā)綠。封孔后的水洗水中含有較高濃度的鎳離子，不能直接排放。

　　需要經(jīng)過沉淀、過濾、離子交換樹脂處理，以降低最終排放廢水中的鎳離子濃度，這是一個費時而且耗資巨大的工程。許多廠家都不堪負重，熱切期待無鎳封孔技術(shù)投入使用，特別是無鎳常溫封孔工藝更是廠家最期待的技術(shù)。

　　無鎳常溫封孔工藝誕生的年代并不晚，只是長期沒有引起人們太多的關(guān)注，使用過程中會產(chǎn)生一些這樣或那樣的問題，幾乎沒有廠家使用，后續(xù)的改進研究也沒有人進行下去。

　　縱觀起來有這樣幾項工藝：（1）脂肪酸加有機溶劑工藝，（2）稀土溶液電解工藝，（3）氟鋯酸鹽、氟鈦酸鹽工藝。

　　其中第一種工藝，使用了有機溶劑，存在易燃、易爆的風險，這就決定了不能配太大的封孔槽，這樣就難以引起較大的生產(chǎn)廠家的注意。

　　第二種工藝，需要電解，增加了設(shè)備投資和工藝的復(fù)雜性，在當今非常注重成本效益的年代，這種工藝很難推廣。

　　第三種工藝，屬于水溶液浸泡工藝，與傳統(tǒng)工藝一致，廠家在設(shè)備和工藝流程方面不需要作任何更改，最受廠家歡迎，是最有前途的工藝，只要解決目前存在的各種問題，必然能夠大規(guī)模推廣應(yīng)用。

文章來源：鋁合金陽極氧化

更新日期：2019-04-29

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