專利名稱：一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法。
背景技術(shù)：
金屬鋁作為工業(yè)產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。鋁從礦石(化合物)制成金屬，
成本極高、耗能十分巨大。僅電解一道工序生產(chǎn)一噸金屬鋁箔就需13000-15000 千瓦/小時(shí)的電量。
目前，鋁塑膜作為包裝材料被廣泛使用。但其所產(chǎn)生的大量不可降解的廢 棄物，在污染環(huán)境的同時(shí)還造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道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(dāng)于一個(gè)中型鋁廠的 產(chǎn)量。目前，當(dāng)原鋁生產(chǎn)面臨氧化鋁供應(yīng)嚴(yán)重不足，國際氧化鋁價(jià)格趁機(jī)上揚(yáng)， 成本受制于人，國內(nèi)電力、煤炭能源緊張以及宏觀調(diào)控等內(nèi)外交困的局面時(shí)， 一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)日益吸引著人們關(guān)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(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)當(dāng)代受益、惠 及子孫的"綠色工程"。
對(duì)于廢鋁塑膜的回收方法很多，目前文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的主要有以下方法 一是利 用金屬鋁和氧化鋁均可溶于酸堿的原理，把材料中的鋁溶解，從而回收利用含 鋁廢液制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，然后再加以利用；最近有一種新的方法是利用醋酸或者甲酸等有機(jī)弱 酸分子能夠滲透聚乙烯塑料層和紙層，進(jìn)而溶解鋁的氧化物而不全溶解單質(zhì)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(jīng)濟(jì)效 益低、回收不徹底、得到的產(chǎn)品大多是化合物、所用化學(xué)試劑污染環(huán)境等諸多 弊病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(diǎn)不同來分離鋁塑膜中的鋁和塑膜，在較高溫度下，由于鋁的熔 沸點(diǎn)高于塑膜，使塑膜燃燒，從而揮發(fā)掉。加熱時(shí)需要加入還原性物質(zhì)，以減 少金屬鋁的氧化。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為
① 原料的準(zhǔn)備將洗凈、涼干的廢鋁塑膜剪碎后放在加熱容器中；
② 加熱器的選擇為了減少金屬鋁的氧化，加熱時(shí)盡可能采用密閉容器， 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(huì)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(jià)格低廉、熔沸點(diǎn)與金屬鋁差異大的特點(diǎn)，減少了后期分離的工序，使用效 果良好；
④ 加熱溫度和時(shí)間食品包裝袋類鋁塑膜，在60(TC加熱40 60分鐘，鋁 的產(chǎn)率最高；藥殼皮類鋁塑膜，在55(TC加熱40 60分鐘，鋁的產(chǎn)率最高；
⑤ 加熱過程先將加熱器加熱到100°C 120°C，打開后再放盛有鋁塑膜和 還原劑的容器，待逸出部分空氣后關(guān)閉，然后在設(shè)定溫度下，加熱一小時(shí)后， 關(guān)掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫后再取出，即為產(chǎn)品。
有益效果
本發(fā)明用加熱的方法從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁，從節(jié)約資源、能耗、環(huán) 境保護(hù)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(chǎn)相比，每生產(chǎn)l噸再生鋁可以節(jié)約約95%的能源，同時(shí)節(jié)水10.05噸，少用 固體材料ll噸。在再生過程中排放的污染物，比原鋁箔生產(chǎn)全過程排放的污染
物少得多，對(duì)環(huán)境的污染程度也輕得多，大致僅相當(dāng)于后者的10°/。。且具有工
藝簡單、成本較低、易于推廣等特點(diǎn)。
具體實(shí)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(zhì)量，然后放入藥殼皮廢鋁塑膜準(zhǔn)確稱
量，如本次實(shí)驗(yàn)計(jì)算出藥殼皮廢鋁塑膜質(zhì)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(shè)定馬福爐的 溫度為55(TC，加熱一小時(shí)后，關(guān)掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫后再取出。坩 堝中得到亮銀白色產(chǎn)品，塑膜、松香等雜質(zhì)已揮發(fā)掉。再用分析天平稱量坩堝 和產(chǎn)物的總質(zhì)量，減去坩堝的質(zhì)量后得出產(chǎn)品的質(zhì)量為0.9499 g，產(chǎn)率為86.1 %。 根據(jù)鋁能從稀酸中置換出氫氣的反應(yīng)原理，用置換法測(cè)量產(chǎn)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(chǎn)品用水蘸一下，貼在試管壁 上部，確保不與硫酸接觸。然后將試管的塞子塞緊，再檢查裝置是否漏氣。把 漏斗移到量氣管的右側(cè)，使兩者的液面保持同一水平。記錄量氣管中液面的讀 數(shù)。然后使產(chǎn)物與硫酸接觸。反應(yīng)完畢后，待試管冷至室溫，記下液面讀數(shù)。 本次測(cè)量記錄數(shù)據(jù)為壓力86825.4 Pa，溫度為290 K， 290 K時(shí)飽和水蒸汽壓 1937.2 Pa，產(chǎn)品的質(zhì)量為0.0273 g，氫氣的體積為33.40 mL，計(jì)算得產(chǎn)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(zhì)量，然后放入食品包裝袋類廢鋁塑膜 準(zhǔn)確稱量，如本次實(shí)驗(yàn)計(jì)算出食品包裝袋類廢鋁塑膜質(zhì)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(shè)定馬福爐的溫度為60(TC，加熱一小時(shí)后，關(guān)掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫 后再取出。坩堝中得到亮銀白色產(chǎn)品，塑膜、松香等雜質(zhì)已揮發(fā)掉。再用分析 天平稱量坩堝和產(chǎn)物的總質(zhì)量，減去坩堝的質(zhì)量后得出產(chǎn)品的質(zhì)量為0.2029g， 產(chǎn)率為18.01 %。
用置換法測(cè)量產(chǎn)物中鋁的含量。本次測(cè)量記錄數(shù)據(jù)為壓力86825.4 Pa，溫 度為290K, 290 K時(shí)飽和水蒸汽壓1937.2 Pa，產(chǎn)品的質(zhì)量為0.0214 g，氫氣的 體積為36.60 mL，計(jì)算得產(chǎn)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(zhì)量，然后放入混合廢鋁塑膜準(zhǔn)確稱量， 如本次實(shí)驗(yàn)計(jì)算出混合廢鋁塑膜質(zhì)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(shè)定馬福爐的溫度為 550°C，加熱一小時(shí)后，關(guān)掉馬福爐電源，待其冷卻至室溫后再取出。坩堝中得 到亮銀白色產(chǎn)品，塑膜、松香等雜質(zhì)已揮發(fā)掉。再用分析天平稱量坩堝和產(chǎn)物 的總質(zhì)量，減去坩堝的質(zhì)量后得出產(chǎn)品的質(zhì)量為1.1147 g，產(chǎn)率為63.08%。
用置換法測(cè)量產(chǎn)物中鋁的含量。本次測(cè)量記錄數(shù)據(jù)為壓力88966 Pa，溫 度為290K， 290 K時(shí)飽和水蒸汽壓1937.2 Pa，產(chǎn)品的質(zhì)量為0.0273 g，氫氣的 體積為36.60 mL，計(jì)算得產(chǎn)物中鋁含量為86.81 %。
以上幾種具體實(shí)施方式
均在實(shí)驗(yàn)室完成，若轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)，可采用以下 方法
從廢鋁塑膜提取金屬鋁的工業(yè)生產(chǎn)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(shè)備小型生產(chǎn)用裝有鼓風(fēng)機(jī)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(chǎn)可用電爐，上邊放一可封閉鋼板加熱箱。若 經(jīng)費(fèi)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(shí)間在550'C 65(TC溫度范圍加熱40 60分鐘。 加熱結(jié)束后冷卻至室溫后再取出產(chǎn)品(防止鋁在高溫中氧化)；若不能停止 加熱(如炭爐)，取出產(chǎn)品后迅速封閉冷卻。
權(quán)利要求
1、一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特征在于本發(fā)明的具體技術(shù)方案為將洗凈、涼干的廢鋁塑膜剪碎后放在加熱容器中，然后在鋁塑膜上面覆蓋松香作為還原劑，加熱時(shí)，先將加熱器加熱到100℃～120℃，打開后再放盛有鋁塑膜和還原劑的容器，逸出部分空氣后關(guān)閉，在設(shè)定溫度下，加熱一小時(shí)后停止，待其冷卻至室溫后再取出，即為產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特征 在于加熱時(shí)盡可能釆用密閉容器，在隔絕空氣條件下加熱最好。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特征 在于食品包裝袋類鋁塑膜，其加熱溫度和時(shí)間分別為60(TC下加熱40 60分 鐘；藥殼皮類鋁塑膜，其加熱溫度和時(shí)間分別為55(TC加熱40 60分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特征 在于本方案中所述還原劑為松香。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁的方法，其特征在于將洗凈、晾干的廢鋁塑膜剪碎后放在加熱容器中，然后在鋁塑膜上面覆蓋松香作為還原劑，在設(shè)定溫度下，加熱一小時(shí)后停止，待其冷卻至室溫后再取出，即為產(chǎn)品。本發(fā)明用加熱的方法從廢棄鋁塑膜中提取金屬鋁，從節(jié)約資源、能耗、環(huán)境保護(hù)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(chǎn)相比，每生產(chǎn)1噸再生鋁可以節(jié)約約95％的能源，同時(shí)節(jié)水10.05噸，少用固體材料11噸。在再生過程中排放的污染物，比原鋁箔生產(chǎn)全過程排放的污染物少得多，對(duì)環(huán)境的污染程度也輕得多，大致僅相當(dāng)于后者的10％。且具有工藝簡單、成本較低、易于推廣等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B21/00GK101358290SQ20081007942
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者史根生, 王璟琳, 賈忠明, 郭福林 申請(qǐng)人:賈忠明