本发明涉及铝加工技术领域，具体涉及一种煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的系统及工艺。
背景技术：
铝及铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用，近年来以铝代钢扩大铝应用趋势更加明显。铝加工业是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。据统计，欧美发达国家人均年消费铝材32kg以上，而我国人均只有13kg左右，只是发达国家的三分之一左右，国内铝材消费还有巨大的增长空间，但在经济新常态下，能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的问题也成为行业发展的瓶颈和障碍。
铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会不同程度产生废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，挤压工序有煲模碱性废液，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。
一、铝业废渣来源
1、电解熔铸铝灰
铝灰产生于铝及铝合金的电解、熔炼及铸造工序，因铝灰造成的铝总损失量在1-12％。每加工一吨原铝，约产生20-40kg铝灰，铝液直接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时量较多，而再生一吨废铝约产生100-250kg铝灰。2、挤压表面处理废水废渣
2.1、挤压煲模废液废水废渣
铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达250-350g/L，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/L以上，反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式：跟氧化工序产生的废酸中和，这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占到企业总渣量的30％左右。企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。
二、铝业废渣处理及利用现状
1、电解熔铸铝灰处理及利用现状
国内外相继开发了不少铝灰回收及资源化利用的方法，近年来关于铝灰回收利用的专利也呈上升趋势，但大多数处于试验研究阶段，技术局限于高温条件提取金属铝，制备氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料以及炼钢辅料等方面，离产业化、规模化还有一定距离。
1.1、铝灰回收
目前回收铝灰的方法可分为热处理法和冷处理法，都只是回收了铝灰内的金属铝。国内大型再生铝厂多采用倾动回转窑处理法：把铝灰和添加剂盐类(通常是氯化钠、氯化钾以及少量氟化钙的混合物)放在倾动回转窑中加热后分离金属铝，但回收过程有烟气产生，金属回收率较低，铝灰中残留铝量较高，仍有进一步回收空间。小作坊式的人工炒灰法也在大量采用，此法为敞开式作业，产生大量灰尘烟雾。其它方法还有压榨回收法、等离子速溶法、电选法、MRM法、ALUREC法等。
1.2、铝灰综合利用
由于铝灰中含有一定量氯盐(NaCl、KCl等)和氟化物等耐高温、耐腐蚀性、毒害性等组分，常规方法难以实现全成分的回收利用，增加了铝灰资源化的成本及技术难度，使得铝灰处理的产业化进展缓慢。另外，对于铝灰处理过程氟及重金属等有害元素的迁移转化机理缺乏更为深入的探讨。
2、挤压表面处理废水废渣处理及利用现状
1.废水废渣回收处理，综合利用包含两方面内容：一是水的重复利用；二是对废渣的资源综合利用。
1.1、挤压煲模液及氧化前处理碱蚀液回收
氧化预处理碱蚀液的回收一般采用晶析法，回收氢氧化钠，但氢氧化钠粒度较细、纯度不高、经济价值低。此外，晶析法将铝离子保持在较低浓度(小于30g/L)，易造成型材粗晶、粗砂、过腐蚀等缺陷，且铝耗太高。晶析法对运行及工艺要求较高，管理不好就会沉淀结垢，此时只能停产人工清理，耗时耗力。有少量厂家投用了在线碱回收装置，因回收效果不佳、成本高，大多已弃之不用。加入了缓蚀剂、络合剂的碱蚀槽液不适用碱回收装置，也限制了该技术的应用。
1.2、氧化液铝离子和硫酸回收
铝合金阳极氧化液中的铝离子，直接影响槽液的导电性能和膜层质量，最佳控制浓度应在3-10g/L范围之间。铝离子随着生产量的增加不断积累升高，膜层质量变差、电耗升高，但考虑到药剂成本和环保压力，企业实际生产中铝离子浓度一般控制在15-20g/L区间。达到上限后，必须降低铝离子含量。降低铝离子的通常做法是排掉一半槽液，补充硫酸后继续生产。此法简单，但存在以下不足：一是损失了硫酸，浪费了铝离子，硫酸消耗达到60kg/t以上；二是处理废酸增加了相当大的成本；三是巨量废渣造成环境危害。
采用扩散渗析原理的硫酸回收机曾是被广泛使用的控制铝离子的手段。硫酸回收机是铝离子的稳定装置，采用扩散渗析离子交换膜达到回收硫酸、除去铝离子的目的。在实际运行中，存在回收效果差、能耗高、效率低、渣量没有减少等不足。鉴于硫酸回收机上述糟糕的使用效果，大部分铝加工企业，已逐步停用该装置，恢复了倒一半氧化槽液的传统方法。
1.3、喷涂预处理废水回收
粉末喷涂铝合金产品的市场份额近年来明显增加，现已占铝合金表面处理产品的60％以上。
2、挤压表面处理废水废渣综合利用
综合利用包含两方面内容：一是水的重复利用；二是对废渣的资源综合利用。回收利用现状非常不理想，前已述及，水的重复利用率不到30％，铝渣、铬渣、镍渣综合利用的途径及方法有限。
3、挤压表面处理废水废渣处理存在问题
一是水耗高，缺乏成熟的节水技术，水的回用率低；二是在线分类废水未能成为前置程序，导致废渣产生量大；三是废渣的综合利用成效不大，废渣处理成为企业负担和环保风险。
当前，废渣处理存在三方面突出矛盾和问题：一是国家实行企业污染物排放许可证管理，控制企业的污染物排放总量，而企业的实际废水废渣量远大于允许排放量；二是废渣必须合法转移到有资质的第三方处置，但处置能力明显不够，无法合法处理如此巨量的废渣；三是按危废规范处理废渣，流程复杂、效率低、成本高。
综上所述，目前国内的铝加工业废水废渣处理矛盾突出，综合处理难度较大、成本高、回收利用率低，既造成资源的大量浪费，又严重污染环境。因此对铝加工业来说，废水零排放和资源综合利用技术的研究开发与推广应用有着广阔前景和巨大的环境效益、社会效益和经济效益。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种将煲模液改造为碱蚀液进行铝材加工并从废水中回收冰晶石的煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的系统及工艺。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的系统，包括煲模液生成系统、碱蚀液产生系统、碱蚀液收集系统、碱蚀液处理系统和碱蚀液分离系统；
所述煲模液生成系统包括多个煲模槽、废水导流沟、水池、六号泵和煲模液回收罐；所述煲模液生成系统用于处理模具并将煲模液引流至所述碱蚀液生成系统系统；
所述碱蚀液产生系统包括除油槽、一号流动水洗槽、二号流动水洗槽、碱蚀槽、一号碱蚀液截留槽、二号碱蚀液截留槽、喷淋槽、四号泵和五号泵；所述碱蚀液产生系统用于加工铝材，生成碱蚀液；
所述碱蚀液收集系统包括碱蚀液回收罐和一号泵；所述碱蚀液收集系统用于收集碱蚀液；
所述碱蚀液处理系统包括反应罐、二号泵和氢氟酸罐；所述碱蚀液处理系统用于进行碱蚀液的化学反应并生产冰晶石；
所述碱蚀液分离系统包括回收罐和离心机；所述碱蚀液分离系统用于将生产出的冰晶石固液分离；
所述煲模槽、废水导流沟、煲模液回收罐、七号泵、和碱蚀槽通过管道顺次连通；所述六号泵与所述水池通过管道连通，并设有高压雾化水枪，用于对所述煲模槽注水及冲洗模具；所述煲模槽与所述废水导流沟之间的管道上设有若干阀门；
所述一号流动水洗槽与出水口相连通；所述二号流动水洗槽与进水口相连通；所述一号流动水洗槽和二号流动水洗槽之间连通；所述二号碱蚀液截留槽与一号碱蚀液截留槽之间设有二十五号阀；所述一号碱蚀液截留槽与所述碱蚀槽之间设有二十四号阀；所述一号碱蚀液截留槽、四号泵及所述碱蚀液回收罐顺次通过管道连接，所述一号碱蚀液截留槽与所述四号泵之间设有二十三号阀；所述喷淋槽、五号泵和二号碱蚀液截留槽顺次通过管道连接，所述喷淋槽和五号泵之间设有二十七号阀，所述五号泵和二号碱蚀液截留槽之间设有二十六号阀；
所述碱蚀液回收罐、一号泵、反应罐、二号泵和回收罐通过管路顺次连通；所述二号泵的出口通过另一条管道与所述反应罐顶部相连通；通过所述回收罐的出口与所述离心机连通；所述碱蚀液回收罐与所述一号泵之间设有二十二号阀；所述反应罐与所述二号泵之间设有九号阀；所述回收罐的入口处设有十六号阀；所述回收罐和所述离心机之间设有十七号阀；所述氢氟酸罐通过设有十号阀的管道与所述二号泵相连通。
更进一步的说明，所述生产冰晶石的车间系统还包括碱蚀液用水再反应回收系统；
所述反应罐包括一号反应罐和二号反应罐；所述一号泵分别通过设有一号阀的管道和设有二号阀的管道与所述一号反应罐和二号反应罐相连通；
所述碱蚀液用水再反应回收系统包括废水回收罐和三号泵；所述废水回收罐的入口通过管道与所述离心机相连通；所述废水回收罐的底部通过设有十九号阀的管道与所述三号泵相连通；所述废水回收罐的中部通过设有十八号阀的管道与所述三号泵相连通；所述三号泵通过设有二十一号阀的管道与所述一号反应罐相连通；所述三号泵通过另一条设有二十号阀的管道与所述煲模槽相连通；所述一号反应罐和二号反应罐底部通过管道与所述二号泵相连通；所述一号反应罐的底部设有七号阀；所述二号反应罐的底部设有八号阀；所述九号阀设于靠近所述二号泵处；所述一号反应罐分别通过设有三号阀和设有五号阀的管道与所述二号泵相连通；所述二号反应罐分别通过设有四号阀的管道和设有六号阀的管道与所述二号泵相连通；所述二号泵通过管道与所述废水回收罐相连通，并在靠近所述二号泵处设有十二号阀，在靠近所述废水回收罐处设有十五号阀；所述二号泵通过另一条管道分别与所述一号反应罐和二号反应罐相连通，并在靠近所述二号泵处设有十一号阀，在靠近所述一号反应罐处设有十三号阀，在靠近所述二号反应罐处设有十四号阀。
更进一步的说明，所述一号反应罐、二号反应罐、回收罐和废水回收罐中均设有搅拌器。
更进一步的说明，所述一号反应罐和二号反应罐的上方均设有防止煲模液溢出的溢流管；所述溢流管与所述废水回收罐相连通。
煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的工艺，包括如下步骤：
步骤一：关闭与所述煲模槽连通的阀门，打开五十三号阀、六号泵，用高压雾化水枪给煲模槽注水；按300g/L氢氧化钠，给煲模液开槽；将模具吊入煲模槽，开始煲模；煲模完成后，吊出模具，用高压雾化水枪清洗模具，模具晾干回收，清洗水经导流沟流入煲模液回收罐，回收废液；当煲模液铝离子达到60g/L以上时，煲模速度越来越慢，打开煲模槽与废水导流沟之间的阀门，排放煲模废液，经导流沟流入煲模液回收罐，完成煲模液生成系统操作；
步骤二：检测煲模液回收罐中的煲模废液，添加氢氧化钠对煲模液进行改造；打开二十八号阀，开启七号泵，将由煲模液改造成的碱蚀液泵入碱蚀槽；铝材经2-5分钟除油后、经一号流动水洗槽和二号流动水洗槽清洗，然后进入碱蚀槽，在50-60℃的温度下碱蚀5-15分钟；再经一号碱蚀液截留槽、二号碱蚀液截留槽清洗、然后经喷淋槽喷淋，完成铝材的碱蚀处理。开启五号泵，收集喷淋液进二号碱蚀液截留槽；打开二十三号阀，开启四号泵，将一号碱蚀液截留槽的废液泵入碱蚀液回收罐，完成碱蚀液产生系统操作；
步骤三：打开所述二十二号阀、一号阀、二号阀，关闭所述三号阀、四号阀、五号阀、六号阀、七号阀、八号阀，开启所述一号泵，将待处理碱蚀液泵入所述一号反应罐和二号反应罐中，完成碱蚀液收集系统操作；
步骤四：关闭所述三号阀、四号阀、五号阀、六号阀、八号阀、十号阀、十二号阀、十四号阀；打开所述七号阀、九号阀、十一号阀、十三号阀，开启二号泵，循环待处理碱蚀液；在二号泵保持大循环待处理碱蚀液的条件下，打开十号阀，将氢氟酸利用负压吸入所述一号反应罐进行反应；调整阀门开关，以同样的方式将氢氟酸利用负压吸入所述二号反应罐进行反应；
步骤五：向所述一号反应罐和二号反应罐中添加碳酸钠，并在所述一号反应罐和二号反应罐中充分反应；
步骤六：打开三号阀或五号阀，打开九号阀、十二号阀、十五号阀，将一号反应罐中的上清液放入所述废水回收罐；关闭十一号阀、十五号阀、十七号阀；打开七号阀、十六号阀；开启二号泵，将所述一号反应罐中的固液混合物泵入所述回收罐；开启电离心机；打开十七号阀，固液分离冰晶石，并将回收液输送至废水回收罐；调整阀门开关，以同样的方式分离所述二号反应罐中的冰晶石和液体；
步骤七：关闭十五号阀、十八号阀、十九号阀，将废水回收至所述废水回收罐中；关闭三号阀、五号阀、七号阀、十一号阀、十六号阀；打开四号阀或六号阀，打开九号阀、十二号阀、十五号阀，将二号反应罐中的碱蚀液放入废水回收罐；当反应液中铝过量，停止添加碱蚀液；关闭十五号阀、十九号阀、二十一号阀，打开十八号阀、二十号阀，开启三号泵，将上清液送回煲模槽；关闭十八号阀、二十号阀；打开十九号阀、二十一号阀；开启三号泵，将含羟基冰晶石的固液混合物送回一号反应罐循环回收。
更进一步的说明，所述步骤二中添加氢氧化钠对煲模液进行改造时，添加氢氧化钠直至煲模液中的游离碱浓度与铝离子浓度的比值在3.5-4.0之间。
更进一步的说明，所述步骤二中利用碱蚀液，反滴氢氟酸至中性，微调反应终点至pH值2.5-3.5之间，在此弱酸性反应液条件下合成高分子比冰晶石；所述步骤四中利用pH值2.5-3.5之间的弱酸性反应液反滴碳酸钠标液至中性，然后微调pH值至7.5-8.5之间，在此弱碱性反应液条件下回收高分子比冰晶石；在所述废水回收罐添加碱蚀液调节pH至9-10之间。
更进一步的说明，所述一号反应罐、二号反应罐、回收罐和废水回收罐中均设有搅拌器；在步骤四添加氢氟酸的过程中，在步骤五中添加碳酸钠的过程中均一直搅拌；在使用离心机进行固液分离前，在所述回收罐内进行充分搅拌；添加氢氟酸和添加碳酸钠的过程中的搅拌时间不少于60分钟；在费水回收罐中添加碱蚀液的搅拌时间不少于30分钟；搅拌后静置反应物直至固液分离。
更进一步的说明，使用所述离心机分离出的冰晶石不漂洗，直接进行烘干。
更进一步的说明，所述氢氟酸为有水氢氟酸、无水氢氟酸或含氟化合物的酸性溶液中的一种。
本发明的有益效果：
1、对废水合理利用，将煲模液改造为碱蚀液加工铝材，将碱蚀液产生的废水进行加工回收冰晶石，整套系统管道连接简单，废液集中回收处理，高效无污染；
2、利用碱蚀液生产冰晶石，杂质比矿石生产的同类产品，含量要低一个数量级；且反应完成后，不需要漂洗，压滤、烘干后可得满足国标要求的冰晶石产品；
3、固液分离后的用水，按氟化钠的溶解度，含40g/L的氟化钠，需再加含铝碱蚀液，利用铝回收氟，生成羟基氟铝酸钠，送回碱蚀液再反应，避免废水氟污染；
4、通过控制pH的范围确定反应终点，方法准确简单，易于现场操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一个实施例的煲模液生成系统的示意图；
图2是本发明的一个实施例的碱蚀液产生系统的示意图；
图3是本发明的一个实施例的碱蚀液收集系统、碱蚀液处理系统、碱蚀液分离系统和碱蚀液用水再反应回收系统的示意图；
其中：煲模槽1、废水导流沟2、水池3、煲模液回收罐4、除油槽51、一号流动水洗槽52、二号流动水洗槽53、碱蚀槽54、一号碱蚀液截留槽55、二号碱蚀液截留槽56、喷淋槽57、碱蚀液回收罐6、反应罐7、一号反应罐71、二号反应罐72、氢氟酸罐73、回收罐8、离心机9、废水回收罐10、一号泵01、二号泵02、三号泵03、四号泵04、五号泵05、六号泵06、七号泵07、搅拌器08、溢流管09、高压雾化水枪010、一号阀0001、二号阀0002、三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、七号阀0007、八号阀0008、九号阀0009、十号阀0010、十一号阀0011、十二号阀0012、十三号阀0013、十四号阀0014、十五号阀0015、十六号阀0016、十七号阀0017、十八号阀0018、十九号阀0019、二十号阀0020、二十一号阀0021、二十二号阀0022、二十三号阀0023、二十四号阀0024、二十五号阀0025、二十六号阀0026、二十七号阀0027、二十八号阀0028和五十三号阀0053。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
煲模和碱蚀废液回收铝离子生产冰晶石的理论依据：
煲模与碱蚀时，铝在碱液中发生如下化学反应：
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O(去自然氧化膜) (1)
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑(溶铝) (2)
NaAlO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaOH(槽液分解，再生碱液) (3)
2Al(OH)3＝Al2O3.3H2O(槽壁结垢、堵塞管道) (4)
按(1)(2)两式，碱浓度越高，溶铝速度越快；按(3)(4)两式，碱液不稳定，易分解，并结垢，不可进行管道输送！
按(3)式，为了防止偏铝酸钠分解，可采取以下两项稳定碱液的措施：
措施A：在碱蚀槽加添加剂，如山梨醇、葡钠等，利用多羟基化合物中的仲醇基CHOH络合铝离子，反应式为：
C6H14O6+3NaAlO2＝Al3C6H11O9+3NaOH(山梨醇络合铝离子) (5)
3NaC6H11O7+NaAlO2+2H2O＝Al(C6H11O7)3+4NaOH(葡钠络合铝离子) (6)
当铝的溶解和铝离子的带出平衡时，铝离子浓度可达80-120g/L,槽液稳定,不清槽。此方法生产的铝型材，铝耗低、砂面细腻、不粗晶；但带出的碱蚀液进水洗槽后，不易分解沉淀，只能回收含碱蚀剂和其他水处理剂的低价值氢氧化铝。此方法不适合煲模液；
措施B：在碱液中适当增加氢氧化钠浓度，可保持偏铝酸钠稳定。按(3)式，取游离碱浓度/铝离子浓度＝3.5-4.0，确保铝离子浓度可达80-120g/L,槽液稳定，即使带入后续水洗槽也稳定，不分解，能回收不含碱蚀剂的含铝化工产品；改进后的碱液，类似含添加剂的碱蚀液，生产的铝型材，同样铝耗低、砂面细腻、不粗晶。此方法既适合煲模液，也适合碱蚀液。
本发明选用措施B不含添加剂的煲模液或碱蚀液，逐步添加氢氟酸，按(3)式，偏铝酸钠首先分解成氢氧化铝和氢氧化钠，然后将发生如下化学反应：
Al(OH)3+6HF＝H3AlF6+3H2O (7)
H3AlF6+3NaOH＝Na3AlF6↓+3H2O (8)
由于氟铝酸钠特殊的分子组成，钠与铝的摩尔比为3:1，(8)反应完成时，钠离子不够，还存在多余的氟铝酸，需要补充钠离子，完全回收氟铝酸钠，本发明选用碳酸钠：
2H3AlF6+3Na2CO3＝2Na3AlF6↓+3CO2↑+3H2O (9)
Na3AlF6，分子量209.94，是一种络合化合物，或NaF和AlF3的复盐，冰晶石按其氟化钠与氟化铝的分子之比，将分子比为1.0-2.8之间的分为低分子比冰晶石，将分子比为2.8-3.0之间的分为高分子比冰晶石。由于使用高分子比冰晶石在环境保护和经济效益等方面都优于低分子冰晶石，所以中国各电解铝厂普遍使用高分子冰晶石来作铝电解的电解质。为了提高NaF对AlF3的分子比，以及确保铝的完全回收，需要适当添加过量的氢氟酸，完全回收氟铝酸钠后，还有适量的游离氟，添加碳酸钠时，反应为：
2HF+Na2CO3＝2NaF+CO2↑+H2O (10)
NaF的溶解度为40g/L，超出部分结晶析出，与氟铝酸钠混合，形成高分子比冰晶石；溶解部分以氟离子存在于固液分离的水中，需要特殊处理，不可排放。
废液回收铝离子生产冰晶石的定量试验
1、试验一：取含偏铝酸钠和氢氧化钠的废液(如煲模废液、氧化线碱蚀废液、铝灰的碱溶解液等)，总碱8.41当量，游离碱4.04当量、Al3+4.37当量；取氢氟酸，含量33.93当量，密度1.22g/m3,按如下计算进行实验：
按HF(当量)/Al3+(当量)＝2倍设计，氟离子正好与铝离子反应完，这时，需要添加的氢氟酸为：
2×4.37＝8.74当量，已大于煲模废液总碱8.41当量，添加完氢氟酸后，反应液呈酸性。
具体操作步骤为：
a、向废液添加氢氟酸，合成冰晶石。取废液1000ml，添加氢氟酸
(8.74/33.93)×1000＝257.6ml,缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测温度为76℃，pH值为4.0；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为氟铝酸溶液；
b、加碳酸钠，能够补充钠离子、调pH值、中和反应液以及回收上清液的氟铝酸。碳酸钠的添加量为：
按Na2CO3(当量)/H3AlF6(当量)＝6.75倍设计，钠离子过量设计，充分回收氟铝酸，这时，需要添加的碳酸钠为：
(8.74-8.41)(氟铝酸当量)×6.75倍×53(碳酸钠当量质量)＝118.1g，
缓慢添加碳酸钠，边加边搅拌，添加完成后，检测pH值为8.0；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为含微量碳酸钠的溶液；
c、过滤、漂洗结晶物，300℃下烘干2小时，得冰晶石样品；
d、送检。参照冰晶石国标(表01)，样品委托中科院广州化学所检测测试中心测试，结果如表1所示。
表01冰晶石国标：
表1冰晶石试验1样品检测结果：
2、试验二：取含偏铝酸钠和氢氧化钠的废液(如煲模废液、氧化线碱蚀废液、铝灰的碱溶解液等)，总碱8.41当量，游离碱4.04当量、Al3+4.37当量；取氢氟酸，含量33.93当量，密度1.22g/m3,按如下计算进行实验：
按HF(当量)/Al3+(当量)＝2.05倍设计，氟离子与铝离子反应完后，还剩余部分氟离子，生成氟化钠；这时，需要添加的氢氟酸为
2.05×4.37＝8.96当量，已大于煲模废液总碱8.41当量，添加完氢氟酸后，反应液呈酸性。
具体操作步骤为：
a、向废液添加氢氟酸，合成冰晶石。取含废液1000ml，添加氢氟酸
(8.96/33.93)×1000＝264.0ml,缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测温度为78℃，pH值为3.5；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为氟铝酸和氢氟酸溶液；
b、加碳酸钠，能够补充钠离子、调pH值、中和反应液以及回收上清液的氟铝酸和氢氟酸。碳酸钠的添加量为：
按Na2CO3(当量)/H3AlF6(当量)＝6.75倍设计，钠过量设计，充分回收氟铝酸和氢氟酸，这时，需要添加的碳酸钠为：
(8.96-8.41)(氟铝酸当量)×6.75倍×53(碳酸钠当量质量)＝196.8g，
缓慢添加碳酸钠，边加边搅拌，添加完成后，检测pH值为8.0；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为含微量碳酸钠和氟化钠的溶液；
c、过滤、漂洗结晶物，300℃下烘干2小时，得冰晶石样品；
d、送检。参照冰晶石国标(表01)，样品委托中科院广州化学所检测测试中心测试，结果如表2所示。
表2冰晶石试验2样品检测结果：
3、试验三：取含偏铝酸钠和氢氧化钠的碱液(如煲模液、氧化线碱蚀液、铝灰的碱溶解液等)，总碱8.41当量，游离碱4.04当量、Al3+4.37当量；取氢氟酸，含量33.93当量，密度1.22g/m3,按如下计算进行实验：
按HF(当量)/Al3+(当量)＝2.10倍设计，氟与铝反应完后，还剩余部分氟，生成氟化钠；这时，需要添加的氢氟酸为
2.10×4.37＝9.18当量，已大于煲模液总碱8.41当量，添加完氢氟酸后，反应液呈酸性。
具体操作步骤为：
a、加氢氟酸，合成冰晶石。取含铝碱液1000ml，添加氢氟酸(9.18/33.93)×1000＝281.8ml,缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测温度为78℃，pH值为2.5；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为氟铝酸和氢氟酸溶液；
b、加碳酸钠，补钠，调pH值，中和反应液，回收上清液的氟铝酸和氢氟酸。碳酸钠的添加量为：
按Na2CO3(当量)/H3AlF6(当量)＝6.75倍设计，钠过量设计，充分回收氟铝酸和氢氟酸，这时，需要添加的碳酸钠为：
(9.18-8.41)(氟铝酸当量)×6.75倍×53(碳酸钠当量质量)＝275.5g
缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测pH值为8.0；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为微量的碳酸钠和氟化钠溶液；
c、过滤、漂洗结晶物，300℃下烘干2小时，得冰晶石样品；
d、送检。参照冰晶石国标(表01)，样品委托中科院广州化学所检测测试中心测试，结果如表3所示。
表3冰晶石试验3样品检测结果：
4、试验四：选取氢氟酸，含量33.93当量，密度1.22g/m3,按如下计算进行实验：
取氢氟酸10ml,用含偏铝酸钠和氢氧化钠的废液(如煲模废液、氧化线碱蚀废液、铝灰的碱溶解液等)滴定，消耗含铝碱液50ml,这时为中性，需要添加过量的氢氟酸，在酸性条件下生产冰晶石，取氢氟酸添加量为反应至中性的1.2倍：
按滴定结果，1000ml废液，添加200ml氢氟酸时，反应液为中性，实际添加1.2倍氢氟酸：
200×1.2＝240ml，
添加完氢氟酸后，反应液呈酸性，达到冰晶石反应终点。
具体操作步骤为：
a、向废液添加氢氟酸，合成冰晶石。取含废液1000ml，添加氢氟酸200×1.2＝240ml,缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测温度为74℃，pH值为2.0；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为氟铝酸和氢氟酸溶液；
b、加碳酸钠，能够补充钠离子、调pH值、中和反应液以及回收上清液的氟铝酸和氢氟酸。碳酸钠的添加量为：
取1当量Na2CO3标液5ml，用步骤a获得的含氟铝酸和氢氟酸上清液滴定，消耗5.8ml，则1000ml反应液，需消耗1当量Na2CO3标液为
(5/5.8)×1000＝862.1ml
按钠离子过量设计，充分回收氟铝酸和氢氟酸，取1.1倍。这时，需要添加的碳酸钠为：
862.1×1.1倍＝948.3ml,(948.3/1000)×53(碳酸钠当量质量)＝50.3g
缓慢添加碳酸钠，边加边搅拌，添加完成后，检测pH值为8.5；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为含微量碳酸钠和氟化钠的溶液；
c、过滤、漂洗结晶物，300℃下烘干2小时，得冰晶石样品；
d、送检。参照冰晶石国标(表01)，样品委托中科院广州化学所检测测试中心测试，结果如表4所示。
表4冰晶石试验4样品检测结果：
5、试验五：直接取煲模废液，总碱5.995当量，游离碱3.060当量、Al3+2.935当量；取氢氟酸，含量33.93当量，密度1.22g/m3,按如下计算进行实验：
按HF(当量)/Al3+(当量)＝2.30倍设计，氟离子与铝离子反应完后，还剩余部分氟离子，生产氟化钠；这时，需要添加的氢氟酸为：
2.3×2.935＝6.751当量，已大于煲模废液总碱5.995当量，添加完氢氟酸后，反应液呈酸性。
具体操作步骤为：
a、向煲模废液加氢氟酸，合成冰晶石。取煲模废液1000ml，添加氢氟酸(6.751/33.93)×1000＝198.97ml,缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测温度为72℃，pH值为3.5；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为氟铝酸和氢氟酸溶液；
b、加碳酸钠，能够补充钠离子、调pH值、中和反应液以及回收上清液的氟铝酸和氢氟酸。碳酸钠的添加量为：
Na2CO3添加量按(实际添加HF当量-煲模废液总碱当量)×6.75倍×53、钠离子过量设计，充分回收氟铝酸和氢氟酸，这时，需要添加的碳酸钠为：
(6.751-5.995)×6.75倍×53(碳酸钠当量质量)＝270.5g；缓慢添加，边加边搅拌，添加完成后，检测pH值为8.5；静置冷却，可看到反应液分层，析出物为冰晶石，上清液为含微量碳酸钠和氟化钠的溶液；
c、过滤结晶物，不漂洗，300℃下直接烘干2小时，得冰晶石样品；
d、送检。参照冰晶石国标(表01)，样品委托中科院广州化学所检测测试中心测试，结果如表5所示。
表5冰晶石试验5样品检测结果：
如图1-图3所示，
一种煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的系统，包括煲模液生成系统、碱蚀液产生系统、碱蚀液收集系统、碱蚀液处理系统和碱蚀液分离系统；
所述煲模液生成系统包括多个煲模槽1、废水导流沟2、水池3、六号泵06和煲模液回收罐4；所述煲模液生成系统用于处理模具并将煲模液引流至所述碱蚀液生成系统系统；
所述碱蚀液产生系统包括除油槽51、一号流动水洗槽52、二号流动水洗槽53、碱蚀槽54、一号碱蚀液截留槽55、二号碱蚀液截留槽56、喷淋槽57、四号泵04和五号泵05；所述碱蚀液产生系统用于加工铝材，生成碱蚀液；
所述碱蚀液收集系统包括碱蚀液回收罐6和一号泵01；所述碱蚀液收集系统用于收集碱蚀液；
所述碱蚀液处理系统包括反应罐7、二号泵02和氢氟酸罐73；所述碱蚀液处理系统用于进行碱蚀液的化学反应并生产冰晶石；
所述碱蚀液分离系统包括回收罐8和离心机9；所述碱蚀液分离系统用于将生产出的冰晶石固液分离；
所述煲模槽1、废水导流沟2、煲模液回收罐4、七号泵07、和碱蚀槽54通过管道顺次连通；所述六号泵06与所述水池3通过管道连通，并设有高压雾化水枪010，用于对所述煲模槽1注水及冲洗模具；所述煲模槽1与所述废水导流沟2之间的管道上设有若干阀门；
所述一号流动水洗槽52与出水口相连通；所述二号流动水洗槽53与进水口相连通；所述一号流动水洗槽52和二号流动水洗槽53之间连通；所述二号碱蚀液截留槽56与一号碱蚀液截留槽55之间设有二十五号阀0025；所述一号碱蚀液截留槽55与所述碱蚀槽54之间设有二十四号阀0024；所述一号碱蚀液截留槽55、四号泵04及所述碱蚀液回收罐6顺次通过管道连接，所述一号碱蚀液截留槽55与所述四号泵04之间设有二十三号阀0023；所述喷淋槽57、五号泵05和二号碱蚀液截留槽56顺次通过管道连接，所述喷淋槽57和五号泵05之间设有二十七号阀0027，所述五号泵05和二号碱蚀液截留槽56之间设有二十六号阀0026；
所述碱蚀液回收罐6、一号泵01、反应7、二号泵02和回收罐8通过管路顺次连通；所述二号泵02的出口通过另一条管道与所述反应罐7顶部相连通；通过所述回收罐8的出口与所述离心机9连通；所述碱蚀液回收罐6与所述一号泵01之间设有二十二号阀0022；所述反应罐7与所述二号泵02之间设有九号阀0009；所述回收罐8的入口处设有十六号阀0016；所述回收罐8和所述离心机9之间设有十七号阀0017；所述氢氟酸罐73通过设有十号阀0010的管道与所述二号泵02相连通。
铝材在碱蚀槽54中经过碱蚀后，在一号碱蚀液截留槽55、二号碱蚀液截留槽56中经过清洗，再经过喷淋槽57的喷淋，完成铝材的碱蚀处理。一号碱蚀液截留槽55、二号碱蚀液截留槽56和喷淋槽57中的废液汇集到一号碱蚀液截留槽55中再输送至碱蚀液回收罐6中，用于回收其中的铝离子。逐级的废液汇总收集，简化了管道的排布。在碱蚀液从反应罐通过管道经由二号泵02再回到反应罐中，形成一个大循环，在大循环进行的同时打开十号阀，氢氟酸罐73中的氢氟酸就会借由负压被输送至碱蚀液的大循环中，参与与碱蚀液的反应，大循环液体不停的流动下，氢氟酸可以和碱蚀液可以更加混合的更加均匀，反应更快。氢氟酸在二号泵02处与碱性碱蚀液充分混合、反应，不挥发，生成冰晶石；本添加方法实现低位添加氢氟酸，避免在反应罐上方高位添加，既杜绝了氢氟酸从碱蚀液上表面添加、高温下严重挥发、危害工人健康、污染环境的风险，又降低了劳动强度。
更进一步的说明，所述生产冰晶石的车间系统还包括碱蚀液用水再反应回收系统；
所述反应罐7包括一号反应罐71和二号反应罐72；所述一号泵01分别通过设有一号阀0001的管道和设有二号阀0002的管道与所述一号反应罐71和二号反应罐72相连通；
所述碱蚀液用水再反应回收系统包括废水回收罐10和三号泵03；所述废水回收罐10的入口通过管道与所述离心机9相连通；所述废水回收罐10的底部通过设有十九号阀0019的管道与所述三号泵03相连通；所述废水回收罐10的中部通过设有十八号阀0018的管道与所述三号泵03相连通；所述三号泵03通过设有二十一号阀0021的管道与所述一号反应罐71相连通；所述三号泵03通过另一条设有二十号阀0020的管道与所述煲模槽1相连通；所述一号反应罐71和二号反应罐72底部通过管道与所述二号泵02相连通；所述一号反应罐71的底部设有七号阀0007；所述二号反应罐72的底部设有八号阀0008；所述九号阀0009设于靠近所述二号泵02处；所述一号反应罐71分别通过设有三号阀0003和设有五号阀0005的管道与所述二号泵02相连通；所述二号反应罐72分别通过设有四号阀0004的管道和设有六号阀0006的管道与所述二号泵02相连通；所述二号泵02通过管道与所述废水回收罐10相连通，并在靠近所述二号泵02处设有十二号阀0012，在靠近所述废水回收罐10处设有十五号阀0015；所述二号泵02通过另一条管道分别与所述一号反应罐71和二号反应罐72相连通，并在靠近所述二号泵02处设有十一号阀0011，在靠近所述一号反应罐71处设有十三号阀0013，在靠近所述二号反应罐72处设有十四号阀0014。
从离心机9固液分离出冰晶石后，剩余的废水中残余大量的游离氟，利用碱蚀液中的铝回收废水回收罐10中的氟，将反应后的上清液送回煲模槽1，实现废水回收利用；将剩余固液混合物送回一号反应罐71，循环回收游离氟；废水全部重复回用，实现煲模液废水废渣零排放。
更进一步的说明，所述一号反应罐71、二号反应罐72、回收罐8和废水回收罐10中均设有搅拌器08。
在一号反应罐71、二号反应罐72和和废水回收罐10中存在液体的化学反应，充分搅拌可以使各种试剂混合更加均匀，加快反应的速度，使反应更加充分。在回收罐8中，先进行充分的搅拌，令冰晶石在反应液中均匀分散，离心机9进行固液分离时效果才好。
更进一步的说明，所述一号反应罐71和二号反应罐72的上方均设有防止煲模液溢出的溢流管09；所述溢流管09与所述废水回收罐10相连通。
溢流管09是安全性的防护措施，防止液体过量溢出反应罐。如果反应液超过溢流管09设置的高度，就会从溢流管09流至废水回收罐10，重新进行废水的回收利用过程。
煲模液代替碱蚀液并回收冰晶石的工艺，包括如下步骤：
步骤一：关闭与所述煲模槽1连通的阀门，打开五十三号阀0053、六号泵06，用高压雾化水枪010给煲模槽1注水；按300g/L氢氧化钠，给煲模液开槽；将模具吊入煲模槽1，开始煲模；煲模完成后，吊出模具，用高压雾化水枪010清洗模具，模具晾干回收，清洗水经导流沟流入煲模液回收罐4，回收废液；当煲模液铝离子达到60g/L以上时，煲模速度越来越慢，打开煲模槽1与废水导流沟2之间的阀门，排放煲模废液，经导流沟流入煲模液回收罐4，完成煲模液生成系统操作；
步骤二：检测煲模液回收罐4中的煲模废液，添加氢氧化钠对煲模液进行改造；打开二十八号阀0028，开启七号泵07，将由煲模液改造成的碱蚀液泵入碱蚀槽54；铝材经2-5分钟除油后、经一号流动水洗槽53和二号流动水洗槽清洗，然后进入碱蚀槽54，在50-60℃的温度下碱蚀5-15分钟；再经一号碱蚀液截留槽55、二号碱蚀液截留槽56清洗、然后经喷淋槽57喷淋，完成铝材的碱蚀处理。开启五号泵05，收集喷淋液进二号碱蚀液截留槽56；打开二十三号阀0023，开启四号泵04，将一号碱蚀液截留槽55的废液泵入碱蚀液回收罐6，完成碱蚀液产生系统操作；
步骤三：打开所述二十二号阀0023、一号阀0001、二号阀0002，关闭所述三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、七号阀0007、八号阀0008，开启所述一号泵01，将待处理碱蚀液泵入所述一号反应罐71和二号反应罐72中，完成碱蚀液收集系统操作；
步骤四：关闭所述三号阀0003、四号阀0004、五号阀0005、六号阀0006、八号阀0008、十号阀0010、十二号阀0012、十四号阀0014；打开所述七号阀0007、九号阀0009、十一号阀0011、十三号阀0013，开启二号泵02，循环待处理碱蚀液；在二号泵02保持大循环待处理碱蚀液的条件下，打开十号阀0010，将氢氟酸利用负压吸入所述一号反应罐71进行反应；调整阀门开关，以同样的方式将氢氟酸利用负压吸入所述二号反应罐72进行反应；
步骤五：向所述一号反应罐71和二号反应罐72中添加碳酸钠，并在所述一号反应罐71和二号反应罐72中充分反应；
步骤六：打开三号阀0003或五号阀0005，打开九号阀0009、十二号阀0012、十五号阀0015，将一号反应罐71中的上清液放入所述废水回收罐10；关闭十一号阀0011、十五号阀0015、十七号阀0017；打开七号阀0007、十六号阀0016；开启二号泵02，将所述一号反应罐71中的固液混合物泵入所述回收罐8；开启电离心机9；打开十七号阀0017，固液分离冰晶石，并将回收液输送至废水回收罐10；调整阀门开关，以同样的方式分离所述二号反应罐72中的冰晶石和液体；
步骤七：关闭十五号阀0015、十八号阀0018、十九号阀0019，将废水回收至所述废水回收罐10中；关闭三号阀0003、五号阀0005、七号阀0007、十一号阀0011、十六号阀0016；打开四号阀0004或六号阀0006，打开九号阀0009、十二号阀0012、十五号阀0015，将二号反应罐72中的碱蚀液放入废水回收罐10；当反应液中铝过量，停止添加碱蚀液；关闭十五号阀0015、十九号阀0019、二十一号阀0021，打开十八号阀0018、二十号阀0020，开启三号泵03，将上清液送回煲模槽1；关闭十八号阀0018、二十号阀0020；打开十九号阀0019、二十一号阀0021；开启三号泵03，将含羟基冰晶石的固液混合物送回一号反应罐71循环回收。
将煲模液进行改造，改造后的碱蚀液可继续使用，变废为宝，提高废水利用率。对铝材进行碱蚀之前，先进行除油及清洗，避免污染物混入碱蚀液产生其他杂质，影响碱蚀效果及后续的处理。
更进一步的说明，所述步骤二中添加氢氧化钠对煲模液进行改造时，添加氢氧化钠直至煲模液中的游离碱浓度与铝离子浓度的比值在3.5-4.0之间。
更进一步的说明，所述步骤二中利用碱蚀液，反滴氢氟酸至中性，微调反应终点至pH值2.5-3.5之间，在此弱酸性反应液条件下合成高分子比冰晶石；所述步骤四中利用pH值2.5-3.5之间的弱酸性反应液反滴碳酸钠标液至中性，然后微调pH值至7.5-8.5之间，在此弱碱性反应液条件下回收高分子比冰晶石；在所述废水回收罐10添加碱蚀液调节pH至9-10之间。
反应液中游离的铝离子属于弱碱离子，游离的氟离子属于弱酸酸根，这两种离子在水中都会发生微弱的水解反应。调节pH的作用都是为了抑制水解反应，使反应朝正方向进行，使反应更加充分。随着氢氟酸添加量的增加，合成冰晶石的氟含量增加、铝含量增加、钠含量降低，有利于向高分子比冰晶石转化；取反应终点为pH值2.5-3.5之间，可满足合成高分子比冰晶石要求；反应液pH值2.5-3.5之间时，上清液含氟铝酸和氢氟酸，需要添加碳酸钠，补钠、调pH值，提高回收效率；碳酸钠必须过量，彻底回收冰晶石；取反应终点为pH值7.5-8.5之间，可满足合成高分子比冰晶石要求。
更进一步的说明，所述一号反应罐71、二号反应罐72、回收罐和废水回收罐10中均设有搅拌器08；在步骤四添加氢氟酸的过程中，在步骤五中添加碳酸钠的过程中均一直搅拌；在使用离心机9进行固液分离前，在所述回收罐内进行充分搅拌；添加氢氟酸和添加碳酸钠的过程中的搅拌时间不少于60分钟；在费水回收罐中添加碱蚀液的搅拌时间不少于30分钟；搅拌后静置反应物直至固液分离。
更进一步的说明，使用所述离心机9分离出的冰晶石不漂洗，直接进行烘干。
更进一步的说明，所述氢氟酸为有水氢氟酸、无水氢氟酸或含氟化合物的酸性溶液中的一种。
生产冰晶石主要是利用氟离子，因此这里有水氢氟酸、无水氢氟酸或含氟化合物的酸性溶液中的一种含氟酸性溶液。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。