铝型材挤压模具煮模煲模工艺研究实验

1 媒介

铝挤压模具是铝材临盆 进程 中的关头部件，当铝挤压机台利用 后卸下模具，存在必然 量的废铝梗塞 在铝型材模具孔中，影响铝挤模具的返修和再次利用 。煲模工序是将铝挤压模具用起重机吊入装有氢氧化钠溶液的碱槽内，待粘附在模具孔中的废铝部份 消融 后，把模具清洗清洁 并敲出废铝，再将清算 后的模具进行返修或从头投入利用 。铝挤压模具的煲模进程 中会发生 含碱、含铝的废液。

2 煲模近况

铝挤压模具煲模工序是将模具淹没 到氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液会把铝合金消融 ，是以 ，使模具变得清洁 ，便于再次利用 。可是氢氧化钠溶液里会很快富集消融 的铝，在继续消融 更多铝时，其消融 能力下落 直至完全损失 ，是以 氢氧化钠溶液必需 频仍 地进行改换 [1]。

煲模进程 中，模具孔中的废铝在氢氧化钠溶液中发生以下化学回响反映 ：

去失落 铝的天然 氧化膜：Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(g)↑（水蒸气）

消融 铝：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2 +3H2↑

溶液分化 ：NaAlO2+2H2O==Al(OH)3↓+NaOH

在现实 临盆 中，煲模工序的氢氧化钠质量浓度约为200g/L～300g/L（质量分数约为16.7%～23.1%），煲模温度峰值可到达 100℃，煲模时候 视模具的具体情况而定（模具种类、模具年夜 小、模具是不是 急用等）。煲模工人在平常 临盆 操作中，首要 存在以下几点问题：（1）无组织无打算地添加氢氧化钠，氢氧化钠损耗量年夜 ；（2）凭仗 经验改换氢氧化钠溶液，虚耗 严重；（3）为图省事，耽误 煲模时候 。

年产量20万吨铝材企业，煲模工序中损耗氢氧化钠约2000吨，发生 含碱、含铝的煲模废液约8000吨。煲模工序损耗年夜 量的氢氧化钠，处置年夜 量的煲模废液还需损耗年夜 量的酸液。

3 实验 探讨

凭据 对煲模工序现实 临盆 情况的不雅 察和领会，连系 煲模工序所发生的化学回响反映 ，对煲模效力 影响较年夜 的身分 首要 有煲模时候 、氢氧化钠浓度和煲模温度。是以 ，首要 从这三点身分 进行实验 ，并探讨 煲模废液中各物资 浓度的转变 情况。

3.1 回响反映 时候 对消融 铝金属的影响

取7支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.3±0.1g，配备7份500mL氢氧化钠质量浓度均为300g/L的氢氧化钠溶液。将铝棒别离置于氢氧化钠溶液中，别离放置1、2、3、4、5、6、12小时。到达目的 时候 后，测定溶液的总碱浓度、游离氢氧化钠浓度、铝离子浓度和溶液温度。掏出 铝棒，用滤纸轻擦清洁 后，称取铝棒重量。

实验 现象具体以下 ：（1）铝棒皮相有气泡冒出，气泡早期 逐步 增添 ，一段时候 后逐步 削减 ；（2）溶液回响反映 放出热量，溶液早期 逐步 升温至沸腾，一段时候 后住手 沸腾；（3）溶液色彩 由白色逐步 变成 灰色，跟着 回响反映 时候 的增添 ，溶液色彩 加深并变得加倍 混浊；（4）溶液的液位逐步 下落 ；（5）溶液底部生成灰黑色沉淀物，并逐步 增添 。

实验 数据如表1所示：

注：7支铝棒的初始重量顺次 为92.25g、92.33g、92.20g、92.28g、92.35g、92.31g、92.32g，平均重量为92.29g。

图1 煮模煲模回响反映 时候 对溶液中各物资 浓度的影响

由图1可知，跟着 回响反映 时候 的增添 ，总碱浓度不息增添 。这是由于 铝与氢氧化钠溶液回响反映 生成偏铝酸钠，偏铝酸根发生水解：AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-，使得溶液呈强碱性，加上溶液中含有未损耗的氢氧化钠，所以总碱浓度不息增添 。跟着 回响反映 时候 的增添 ，游离氢氧化钠浓度逐步 削减 ，铝离子浓度逐步 增添 ，当回响反映 约3小时后，游离氢氧化钠浓度和铝离子浓度的转变 趋于安稳 。这是由于 跟着 回响反映 时候 的增添 ，氢氧化钠溶液里富集消融 的铝愈来愈 多，铝离子浓度上升，再继续消融 更多铝时，氢氧化钠溶液的消融 能力逐步 下落 ，所以游离氢氧化钠浓度和铝离子浓度转变 的速度逐步 下落 。

图2 回响反映 时候 对溶液温度和铝棒削减 重量的影响

由图2可知，当铝棒与氢氧化钠溶液接触后，溶液温度上升。这是由于 氢氧化钠溶于水是放热的物理回响反映 ，铝与氢氧化钠溶液回响反映 是放热的化学回响反映 ，使得溶液温度上升至沸腾，然后温度逐步 下落 。跟着 回响反映 时候 的增添 ，铝棒重量逐步 削减 ，当回响反映 约3小时后，铝棒重量的转变 趋于安稳 。这是由于 跟着 回响反映 时候 的增添 ，氢氧化钠溶液的消融 能力逐步 下落 ，所以铝棒与氢氧化钠溶液回响反映 的速度逐步 下落 。

连系 图1图2阐明，回响反映 起头约3小时内，铝棒与氢氧化钠溶液回响反映 的速度较快；回响反映 约3小时后，铝棒与氢氧化钠溶液回响反映 的速度较慢，与回响反映 起头约3小时内铝棒与氢氧化钠溶液回响反映 的速度比较 ，下落 幅度显著。连系 现实 临盆 情况斟酌 ，煲模时候 节制 在3小时阁下 ，煲模效力 较高，耽误 煲模时候 对废铝的消融 结果 不显著。

3.2 氢氧化钠浓度对消融 铝金属的影响

取5支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.3±0.1g，配备5份500mL氢氧化钠质量浓度顺次 为210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的氢氧化钠溶液，取5支铝棒别离置于氢氧化钠溶液中，立即用记号笔在烧杯壁上的液面高度处作标识表记标帜。每距离 1小时，掏出 铝棒，用滤纸轻擦清洁 后，称取铝棒重量。然后将铝棒从头置于氢氧化钠溶液中，插手室温的自来水至标识表记标帜处。

铝棒重量如表2所示：

图3 氢氧化钠浓度对铝棒削减 重量的影响

由图3可知，氢氧化钠浓度越高，铝棒重量的削减 速度越快。由回响反映 时候 对消融 铝金属的影响可知，回响反映 时候 节制 在3小时阁下 ，消融 铝金属的效力 较高。当回响反映 时候 为3小时的时辰，上述浓度为210g/L、240g/L、270g/L、300g/L、330g/L的5支铝棒削减 重量顺次 为26.84g、37.82g、42.19g、49.91g、53.63g。取相邻浓度的回响反映 3小时的铝棒削减 重量相减，取绝对值，顺次 为：10.98g、4.37g、7.72g、3.72g。当回响反映 时候 为3小时的时辰，240g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减 重量，比较 210g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减 重量晋升较年夜 （10.98g），是以 ，建议采取 浓度≥240g/L的氢氧化钠溶液进行消融 铝金属；当回响反映 时候 为3小时的时辰，330g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减 重量，比较 300g/L浓度的氢氧化钠溶液的铝棒削减 重量晋升较小（3.72g），是以 ，建议采取 浓度≤300g/L的氢氧化钠溶液进行消融 铝金属。现实 临盆 中，权衡 废铝的消融 速度与临盆 本钱 ，建议采取 质量浓度为240g/L～300g/L的氢氧化钠溶液进行煲模。

3.3 回响反映 温度对消融 铝金属的影响

取2支圆柱状小铝棒（直径D=21mm，长度L=100mm），重量为92.3±0.1g，配备2份500mL氢氧化钠质量浓度别离为150g/L、300g/L的氢氧化钠溶液，将烧杯置于恒温水浴加热装配 中，设定温度为90℃。取2支铝棒别离置于氢氧化钠溶液中，立即用记号笔在烧杯壁上的液面高度处作标识表记标帜。每距离 1小时，掏出 铝棒，用滤纸轻擦清洁 后，称取铝棒重量。然后将铝棒从头置于氢氧化钠溶液中，插手室温的自来水至标识表记标帜处。

铝棒重量如表3所示：

图4 回响反映 温度对铝棒削减 重量的影响

由图4可知，提高氢氧化钠溶液的温度，铝棒重量的削减 速度显著加速 。低浓度的氢氧化钠溶液升温后，其铝棒重量的削减 速度可以在必然 水平 上，到达 高浓度的氢氧化钠溶液室温下铝棒重量的削减 速度。铝棒重量的削减 速度加速 的同时，水份 蒸发速度也加速 。现实 临盆 中，可对煲模碱槽进行恰当 加热，同时要注重实时 补水体，避免氢氧化钠溶液液位低于模具，从而影响煲模效力 。增补 水体时，应综合斟酌 本钱 ，尽量 补加其它工序临盆 时发生 的高温水体，能进一步加速 废铝的消融 速度。

4 结语

本文介绍了铝挤压模具煲模工序的近况 ，针对煲模损耗年夜 量氢氧化钠的情况，进行实验 阐明和比较 ，探讨可以或许 提高效力 和勤俭 本钱 的方案。

（1）煲模进行一段时候 后，氢氧化钠溶液里富集消融 的铝愈来愈 多，再继续消融 更多铝时，氢氧化钠溶液的消融 能力逐步 下落 。煲模时候 节制 在3小时阁下 ，煲模效力 较高，耽误 煲模时候 对废铝的消融 结果 不显著。

（2）氢氧化钠浓度越高，煲模速度越快。权衡 废铝的消融 速度与铝型材临盆 本钱 ，建议采取 质量浓度为240g/L～300g/L的氢氧化钠溶液进行煲模。

（3）升温有益 于提高煲模速度，可是水份 蒸发速度也加速 。可对煲模碱槽进行恰当 加热，同时要注重实时 补水体。增补 水体时，应综合斟酌 本钱 ，尽量 补加其它工序临盆 时发生 的高温水体。

（4）公道 节流氢氧化钠的利用 量，提高煲模的效力 ，削减 煲模废液的发生 ，将会给铝型材企业带来巨年夜 的经济效益和情况 效益。