一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法
2023-05-25 20:24:26 1
專利名稱：一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法
技術領域：
本發明屬於金屬材料領域，涉及一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法。
背景技術：
金屬鋁作為工業產品，應用領域極為廣泛。鋁從礦石(化合物)製成金屬，
成本極高、耗能十分巨大。僅電解一道工序生產一噸金屬鋁箔就需13000-15000 千瓦/小時的電量。
目前，鋁塑膜作為包裝材料被廣泛使用。但其所產生的大量不可降解的廢 棄物，在汙染環境的同時還造成嚴重的資源浪費。據報導我國每年待回收的含 鋁包裝材料約為10 20萬噸，其中鋁約含3 6萬噸，相當於一個中型鋁廠的 產量。目前，當原鋁生產面臨氧化鋁供應嚴重不足，國際氧化鋁價格趁機上揚， 成本受制於人，國內電力、煤炭能源緊張以及宏觀調控等內外交困的局面時， 一個新興的產業日益吸引著人們關注的目光——廢鋁回收與再生。因此，廢棄 鋁塑膜的回收利用具有十分重要的社會意義和經濟效益，是一項當代受益、惠 及子孫的"綠色工程"。
對於廢鋁塑膜的回收方法很多，目前文獻報導的主要有以下方法 一是利 用金屬鋁和氧化鋁均可溶於酸鹼的原理，把材料中的鋁溶解，從而回收利用含 鋁廢液製成聚合氯化鋁或硫酸鋁；二是利用水力法將廢物分離為紙漿和鋁塑膜 兩部分，然後再加以利用；最近有一種新的方法是利用醋酸或者甲酸等有機弱 酸分子能夠滲透聚乙烯塑料層和紙層，進而溶解鋁的氧化物而不全溶解單質鋁 的特性，將鋁、塑料、紙漿分別完整分離。但是，此類方法均存在諸如經濟效 益低、回收不徹底、得到的產品大多是化合物、所用化學試劑汙染環境等諸多 弊病。
發明內容
本發明的目的是提供一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，是利用鋁塑 膜成分的熔沸點不同來分離鋁塑膜中的鋁和塑膜，在較高溫度下，由於鋁的熔 沸點高於塑膜，使塑膜燃燒，從而揮發掉。加熱時需要加入還原性物質，以減 少金屬鋁的氧化。
本發明的具體技術方案為
① 原料的準備將洗淨、涼幹的廢鋁塑膜剪碎後放在加熱容器中；
② 加熱器的選擇為了減少金屬鋁的氧化，加熱時儘可能採用密閉容器， 如馬福爐，在隔絕空氣條件下加熱最好；
③ 還原劑的選擇雖然釆用了密閉容器，但容器中還會有空氣存在，需要 在鋁塑膜上面覆蓋松香作為還原劑，以消耗氧氣，減少金屬鋁的氧化，松香具 有價格低廉、熔沸點與金屬鋁差異大的特點，減少了後期分離的工序，使用效 果良好；
④ 加熱溫度和時間食品包裝袋類鋁塑膜，在60(TC加熱40 60分鐘，鋁 的產率最高；藥殼皮類鋁塑膜，在55(TC加熱40 60分鐘，鋁的產率最高；
⑤ 加熱過程先將加熱器加熱到100°C 120°C，打開後再放盛有鋁塑膜和 還原劑的容器，待逸出部分空氣後關閉，然後在設定溫度下，加熱一小時後， 關掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫後再取出，即為產品。
有益效果
本發明用加熱的方法從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁，從節約資源、能耗、環 境保護等方面都具有重要意義。通過加熱的方法來得到再生金屬鋁，與原鋁的 生產相比，每生產l噸再生鋁可以節約約95%的能源，同時節水10.05噸，少用 固體材料ll噸。在再生過程中排放的汙染物，比原鋁箔生產全過程排放的汙染
物少得多，對環境的汙染程度也輕得多，大致僅相當於後者的10°/。。且具有工
藝簡單、成本較低、易於推廣等特點。
具體實施例方式
① 從藥殼皮廢鋁塑膜提取金屬鋁
先用分析天平稱量灼燒過的坩堝的質量，然後放入藥殼皮廢鋁塑膜準確稱
量，如本次實驗計算出藥殼皮廢鋁塑膜質量為1.1032 g。將一定量研成粉末狀的 松香覆蓋在鋁塑膜上面。再將坩堝放入已燒到10(TC的馬福爐中，設定馬福爐的 溫度為55(TC，加熱一小時後，關掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫後再取出。坩 堝中得到亮銀白色產品，塑膜、松香等雜質已揮發掉。再用分析天平稱量坩堝 和產物的總質量，減去坩堝的質量後得出產品的質量為0.9499 g，產率為86.1 %。 根據鋁能從稀酸中置換出氫氣的反應原理，用置換法測量產物中鋁的含量。 具體步驟為先安裝好量氣管等儀器，檢査裝置是否漏氣，往試管中注入5mL3 mol丄—1的硫酸，稍傾斜試管，將精確稱量過的鋁產品用水蘸一下，貼在試管壁 上部，確保不與硫酸接觸。然後將試管的塞子塞緊，再檢查裝置是否漏氣。把 漏鬥移到量氣管的右側，使兩者的液面保持同一水平。記錄量氣管中液面的讀 數。然後使產物與硫酸接觸。反應完畢後，待試管冷至室溫，記下液面讀數。 本次測量記錄數據為壓力86825.4 Pa，溫度為290 K， 290 K時飽和水蒸汽壓 1937.2 Pa，產品的質量為0.0273 g，氫氣的體積為33.40 mL，計算得產物中鋁含 量為79.8%。
② 從食品包裝袋類廢鋁塑膜提取金屬鋁
先用分析天平稱量灼燒過的坩堝的質量，然後放入食品包裝袋類廢鋁塑膜 準確稱量，如本次實驗計算出食品包裝袋類廢鋁塑膜質量為1.1267 g。將一定量 研成粉末狀的松香覆蓋在鋁塑膜上面。再將坩堝放入已燒到ioo'c的馬福爐中，
設定馬福爐的溫度為60(TC，加熱一小時後，關掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫 後再取出。坩堝中得到亮銀白色產品，塑膜、松香等雜質已揮發掉。再用分析 天平稱量坩堝和產物的總質量，減去坩堝的質量後得出產品的質量為0.2029g， 產率為18.01 %。
用置換法測量產物中鋁的含量。本次測量記錄數據為壓力86825.4 Pa，溫 度為290K, 290 K時飽和水蒸汽壓1937.2 Pa，產品的質量為0.0214 g，氫氣的 體積為36.60 mL，計算得產物中鋁含量為92.9 %。
③從混合廢鋁塑膜提取金屬鋁
先用分析天平稱量灼燒過的坩堝的質量，然後放入混合廢鋁塑膜準確稱量， 如本次實驗計算出混合廢鋁塑膜質量為1.7670 g。將一定量研成粉末狀的松香覆 蓋在鋁塑膜上面。再將坩堝放入已燒到10(TC的馬福爐中，設定馬福爐的溫度為 550°C，加熱一小時後，關掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫後再取出。坩堝中得 到亮銀白色產品，塑膜、松香等雜質已揮發掉。再用分析天平稱量坩堝和產物 的總質量，減去坩堝的質量後得出產品的質量為1.1147 g，產率為63.08%。
用置換法測量產物中鋁的含量。本次測量記錄數據為壓力88966 Pa，溫 度為290K， 290 K時飽和水蒸汽壓1937.2 Pa，產品的質量為0.0273 g，氫氣的 體積為36.60 mL，計算得產物中鋁含量為86.81 %。
以上幾種具體實施方式
均在實驗室完成，若轉化為工業生產，可採用以下 方法
從廢鋁塑膜提取金屬鋁的工業生產方式
選用耐高溫的陶瓷類材料作為加熱容器，如大坩堝；
加熱設備小型生產用裝有鼓風機的燒煤炭地爐，將加熱容器(如坩堝) 放在還原焰中加熱即可。大型生產可用電爐，上邊放一可封閉鋼板加熱箱。若 經費允許，用光亮真空爐最好。需說明的是，加熱箱中充惰性氣體效果雖好， 成本過大，不宜選擇。
加熱溫度和時間在550'C 65(TC溫度範圍加熱40 60分鐘。 加熱結束後冷卻至室溫後再取出產品(防止鋁在高溫中氧化)；若不能停止 加熱(如炭爐)，取出產品後迅速封閉冷卻。
權利要求
1、一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特徵在於本發明的具體技術方案為將洗淨、涼幹的廢鋁塑膜剪碎後放在加熱容器中，然後在鋁塑膜上面覆蓋松香作為還原劑，加熱時，先將加熱器加熱到100℃～120℃，打開後再放盛有鋁塑膜和還原劑的容器，逸出部分空氣後關閉，在設定溫度下，加熱一小時後停止，待其冷卻至室溫後再取出，即為產品。
2、 根據權利要求1所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特徵 在於加熱時儘可能釆用密閉容器，在隔絕空氣條件下加熱最好。
3、 根據權利要求l所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特徵 在於食品包裝袋類鋁塑膜，其加熱溫度和時間分別為60(TC下加熱40 60分 鍾；藥殼皮類鋁塑膜，其加熱溫度和時間分別為55(TC加熱40 60分鐘。
4、 根據權利要求1所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特徵 在於本方案中所述還原劑為松香。
全文摘要
本發明公開了一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特徵在於將洗淨、晾乾的廢鋁塑膜剪碎後放在加熱容器中，然後在鋁塑膜上面覆蓋松香作為還原劑，在設定溫度下，加熱一小時後停止，待其冷卻至室溫後再取出，即為產品。本發明用加熱的方法從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁，從節約資源、能耗、環境保護等方面都具有重要意義。通過加熱的方法來得到再生金屬鋁，與原鋁的生產相比，每生產1噸再生鋁可以節約約95％的能源，同時節水10.05噸，少用固體材料11噸。在再生過程中排放的汙染物，比原鋁箔生產全過程排放的汙染物少得多，對環境的汙染程度也輕得多，大致僅相當於後者的10％。且具有工藝簡單、成本較低、易於推廣等特點。
文檔編號C22B21/00GK101358290SQ20081007942
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月18日 優先權日2008年9月18日
發明者史根生, 王璟琳, 賈忠明, 郭福林 申請人:賈忠明