CN103382524A - 含有机物废旧铝箔的再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有机物废旧铝箔的再生方法,是将废旧铝箔先进行分类堆放，然后分离，所述的分离，是将铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热、加压，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，纸纤维层经磨浆、脱色，用于造纸，铝箔层经过破碎，进入采用回转炉进行燃烧反应，使铝渣或废铝分解成铝液和铝灰；铝液放到精炼炉进一步熔炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭，纯铝含量可以达到99.99%；从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰，残渣含铝1-3%，包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。

Description

含有机物废旧铝箔的再生方法

技术领域

本发明是一种金属熔炼加工方法，特别是含有机废杂铝的再生方法。 

背景技术

由于我国优质铝矿资源相对比较缺乏，只有山西、广西、贵州、河南和江西几个地方有较丰富的铝土矿，从氧化铝生产铝金属的能耗大，工艺复杂，电解铝金属生产还不能满足日益发展的建设发展要求，所以一些地方的铝资源主要从回收的废杂铝中获得，所述的废杂铝包括铝加工企业的纯铝边角料、建筑工地的旧建筑变形铝合金、铸造铝合金、铝芯线和废铝制品等，而文献报道废杂铝的再生加工，一般经过分类、分离、磁选、破碎、烘干、熔炼，得到纯铝或铝合金。随着科学技术和国民经济的发展，铝箔在食品包装、电子行业中应用越来越广泛，我国的铝箔生产发展也十分迅猛，年产量超过8万吨，其中80％～90％用于香烟、糖果及日常用品的包装。目前，这些包装纸用后均作为垃圾丢弃，这不但浪费资源，还造成环境污染。另外铝箔生产过程中切割下来的边角废料也没有得到很好的处理。因此废铝箔的回收利用是有现实意义的。对于废旧铝箔的铝金属的回收，目前公开文献报道的除去有机杂质大多是高温燃烧法，而高温燃烧法一会导致废气对环境的污染，二也浪费了宝贵的资源。   

发明内容

本发明的目的是提供一种再生铝的生产方法，该方法能够将在食品包装、电子行业中的铝箔分离纯化后得到纯铝和铝合金以及纤维，纯铝和铝合金用于制造铝制品，纤维用于造纸。 

本发明是这样实现的： 

含有机物废旧铝箔的再生方法,是将废旧铝箔先进行分类堆放，然后分离，所述的分离，是将铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热到50-70℃、加压到50-110kPa，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，纸纤维层经磨浆、脱色，用于造纸，铝箔层经过破碎，进入采用回转炉进行燃烧反应，使铝渣或废铝分解成铝液和铝灰；铝液放到精炼炉进一步精炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭，纯铝含量可以达到99.99%；从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰，残渣含铝1-3%，包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。

以上所述的碱性水溶液的成分和含量为：氢氧化钠3-5%；聚合硫酸铝1-2%，甲酰胺1-2；表面活性剂。 

以上所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十四烷基琥珀酰胺磺酸钠或N-十二烷基琥珀酰胺磺酸二钠。 

以上所述的熔炼，是将杂铝粉在回转炉熔炼，熔炼中加入除铁剂，温度700-760℃，时间1-2小时；所述的除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠以及冰晶石粉组成的除铁剂，其重量含量为：氯化钠30-40份、氯化钾30-40份、氟硅酸钠3-8以及冰晶石粉3-5。 

所述的精炼，是将铝液放到精炼炉中，加入精炼剂进行熔炼，温度700-760℃，时间2-3小时，得到纯铝或铝合金，所述的精炼剂的成分和重量份数为：镧或铈0.2-2.0、KCl 50-70、CaF₂5-8、Na₂SiF₆3-5、Na₃A1F₆3-5、C₂Cl₆4-5、Na₂SO₄3-5，MgCl或MgSO₄3-8。 

以上所述的烘干，是将铝小块或颗粒用热风加热，使水分全部挥发，热风温度70-105℃。 

本发明所述的再生铝的生产方法所需要的设备，包括清洗机、干燥机、搅拌机、倾式回转炉、精炼炉；铝箔纸加热、加压后，用搅拌机搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，铝箔层进入倾式回转炉熔炼，使铝渣或废杂铝分解成铝液和铝灰，铝液放到精炼炉进一步精炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭；从倾式回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰合并，残渣含铝重量含量1-3%，包装后提供给钢厂作为冶炼添加剂。 

所述的倾式回转炉和精炼炉出口的烟气管安装有冷却夹套，将冷水进行加热，夹套出口热水管接到清洗机用于清洗废铝箔。 

所述的干燥机安装在传送带上的箱体，传送带有网状孔洞，热风机将70-105℃的热风从孔洞喷出，对废铝制品进行干燥，因为废铝制品夹带的水份会使回转炉温度降低，耗费能源，还会使回转炉内有水蒸气，熔炼铝过程受到影响。 

所述的倾式回转炉采用的结构是：炉体外面有齿圈，齿圈安装在托辊上，用电机带动，炉子基础结构部分的炉体底,安装有液压倾斜轴承，由三角支座和支架支撑；炉体基础结构带有液压倾斜系统，炉体倾斜角度+8°至–25°，炉体端头有活动支架和炉门，炉门安装有倾斜耳轴；炉体内两端均安装对流氧气燃烧系统；液压倾斜系统的两个液压缸可在两个方向上倾斜；炉口排气道设有热量回收装置。 

倾式回转炉采用的对流氧气燃烧的具体装置是炉体燃料进口与氧气同时进行喷射，炉体出口（另一端）也安装有氧气喷嘴，炉体燃料进口与氧气喷射装置采用采用双环式喷嘴，高压氧气从双环式喷嘴的内管喷出，燃料气（天然气、液化石油气）从环管喷出，在倾式回转炉充分燃烧，对废铝制品加热，使之形成纯铝液和铝灰渣。 

上述倾式回转炉的操作过程如下：（1）将废铝制品和铝灰渣破碎，筛分为粗颗粒备用；（2）先将占总投量5%-20%的专用熔剂加入回转炉中；（3）再点燃加热装置的燃烧器，向炉内喷射燃料和氧气，物料开始加热，同时旋转回转炉，待回转炉中的专用熔剂熔化后，加入废铝制品和铝灰渣粗颗粒，废铝制品和铝灰渣颗粒的加入量为总投量80—95%；（4）进一步旋转回转炉，同时对回转炉加热，铝合金开始熔融，反应时间足够后，废铝制品和铝灰渣中的铝合金液与灰渣开始分离，铝合金液集于下部，灰渣浮于铝合金液表面时，停止旋转和加热，倾倒回转炉体使炉口下降，先倒出铝液，再一边旋转回转炉一边倒出固体灰，完成一个操作周期。 

本发明的实质性特点和显著的进步是： 

1、对于铝箔纸，用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离，本发明采用将铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热到50-70℃、加压到50-110kPa，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，这种分离方法，既可以回收纤维纸浆，又可回收铝箔。

2、熔炼过程采用倾式回转炉，高低不平的卧式设计，具备更加的热效率，回收率更高，盐添加物更少，因为有一个控制的炉子气氛，因此熔炼时把氧气降到最少，炉体倾斜角度+8°至–25°，这样既可以生产液体渣，也可以生产固体渣。 

3、倾式回转炉内采用的对流氧气燃烧的具体装置是炉体燃料进口与氧气同时进行喷射，炉体出口（另一端）也安装有氧气喷嘴，炉体燃料进口与氧气喷射装置采用采用双环式喷嘴，高压氧气从双环式喷嘴的内管喷出，燃料（氢气，或天然气、液化石油气）从环管喷出，在倾式回转炉充分燃烧，对废铝制品加热，使之形成纯铝液和铝灰渣。对流（逆流）燃烧系统具备更佳的能源效率。 

4、废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向，它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合，既缩短了工艺流程，又可以最大限度地避免空气污染，而且使得净金属的回收率大大提高。重熔的二次合金锭(RSI)可用于制造易拉罐专用薄板，薄板的质量已使每支易拉罐的质量下降到只有14g左右；含铝量（99.9%）的再生铝，可以用于制造计算机软盘驱动器的框架。 

5、本发明的工艺设计合理，设备的维修成本低，生产效率高。生产成本低，金属回收率提高，废物排放比其他工艺大大减少。 

附图说明

图1是本发明含有机废铝箔的再生方法的工艺流程图； 

图2是本发明再生铝熔炼过程的倾式回转炉结构示意图；

图中序号相对的部件名称：

1、炉体，2、齿圈，3、活动支架，4、炉门，5、炉口排气道，6、冷水夹套，7、液压缸，8、液压装置，9、电机，10、三角支座，11、支架，12、托辊，13、辅助氧气进口阀。

具体实施方式

如图1所示，本发明再生铝箔的生产方法的工艺包括将废旧铝箔先进行分类堆放，然后分离，所述的分离，是将铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热到50-70℃、加压到50-110kPa，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，纸纤维层经磨浆、脱色，用于造纸，铝箔层经过破碎，进入采用回转炉进行燃烧反应，使铝渣或废铝分解成铝液和铝灰；铝液放到精炼炉进一步精炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭，纯铝含量可以达到99.99%；从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰，残渣含铝1-3%，包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。。 

如图2所示，从附图看到，再生铝熔炼回转炉的炉体1外面有齿圈2，齿圈2安装在托辊12上，用电机9带动，炉子基础结构部分的炉体底,16安装有液压倾斜轴承15，由三角支座10和支架11支撑，使得回转炉运转时平稳；炉体1基础结构带有液压倾斜系统15，炉体1倾斜角度+8°至–25°，炉体端头有活动支架3和炉门4，炉门安装有倾斜耳轴；炉体内两端均安装对流氧气燃烧系统；液压倾斜系统的两个液压缸可在两个方向上倾斜；炉口排气道5设有热量回收装置。 

  

实施例1

将废旧铝箔先进行分类堆放，然后分离，所述的分离，是将铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热到50-70℃、加压到50-110kPa，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，纸纤维层经磨浆、脱色，用于造纸，铝箔层经过破碎，然后进入回转炉进行熔炼，熔炼中加入除铁剂，温度700-760℃，时间1-2小时；所述的除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠以及冰晶石粉组成的除铁剂，其重量含量为：氯化钠30-40份、氯化钾30-40份、氟硅酸钠3-8以及冰晶石粉3-5。得到铝液后，加入精炼剂进入精炼炉进行熔炼，温度700-760℃，时间2-3小时，得到纯铝或铝合金，所述的精炼剂的成分和重量份数为：镧或铈0.2-2.0、KCl 50-70、CaF₂5-8、Na₂SiF₆3-5、Na₃A1F₆3-5、C₂Cl₆4-5、Na₂SO₄3-5，MgCl或MgSO₄3-8。精炼后得到纯铝重量含量99.99%以上的铝液，泻出形成铝铸锭；从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰合并，残渣含铝1-3%，包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。

Claims (10)

1.一种含有机物废旧铝箔的再生方法, 其特征在于：是将废旧铝箔先进行分类堆放，然后分离，所述的分离，是将初步冲洗的铝箔纸首先放在碱性水溶液中加热到50-70℃、加压到50-110kPa，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，纸纤维层经磨浆、脱色，用于造纸，铝箔层经过破碎，进入采用回转炉进行燃烧反应，使铝渣或废铝分解成铝液和铝灰；铝液放到精炼炉进一步精炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭，纯铝含量可以达到99.99%；从回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰，残渣含铝1-3%，包装后可以提供给钢厂作为冶炼添加剂。

2.根据权利要求1所述的含有机物废旧铝箔的再生方法, 其特征在于：所述的碱性水溶液的成分和含量为：氢氧化钠3-5%；聚合硫酸铝1-2%，甲酰胺1-2；表面活性剂。

3.根据权利要求2所述的所述的含有机物废旧铝箔的再生方法, 其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十四烷基琥珀酰胺磺酸钠或N-十二烷基琥珀酰胺磺酸二钠的其中一种或多种。

4.根据权利要求1所述的含有机物废旧铝箔的再生方法, 其特征在于：所述的熔炼，是将杂铝粉在回转炉熔炼，熔炼中加入除铁剂，温度700-760℃，时间1-2小时；所述的除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠以及冰晶石粉组成的除铁剂，其重量份数为：氯化钠30-40份、氯化钾30-40份，氟硅酸钠3-8以及冰晶石粉3-5。

5.根据权利要求1所述的含有机物废旧铝箔的再生方法, 其特征在于：所述的精炼，是将铝液放到精炼炉中，加入精炼剂进行熔炼，温度700-760℃，时间2-3小时，得到纯铝或铝合金，所述的精炼剂的成分和重量份数为：镧或铈0.2-2.0、KCl 50-70、CaF₂5-8、Na₂SiF₆3-5、Na₃A1F₆3-5、C₂Cl₆4-5、Na₂SO₄3-5，MgCl或MgSO₄3-8。

6.根据权利要求1所述的含有机物废旧铝箔的再生方法，其特征在于：所述的再生铝的生产方法所采用的设备，包括清洗机、干燥机、搅拌机、倾式回转炉、精炼炉；铝箔纸加热、加压后，用搅拌机搅拌，分离出铝箔层和纸纤维层，铝箔层进入倾式回转炉熔炼，使铝渣或废杂铝分解成铝液和铝灰，铝液放到精炼炉进一步精炼，得到纯度较高的铝液，泻出形成铝铸锭；从倾式回转炉卸出的铝灰与烟气经旋风除尘器得到的铝灰合并，残渣含铝重量含量1-3%，包装后提供给钢厂作为冶炼添加剂。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的倾式回转炉和精炼炉出口的烟气管安装有冷却夹套，将冷水进行加热，夹套出口热水管接到清洗机用于清洗废铝箔。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的干燥机安装在传送带上的箱体，传送带有网状孔洞，热风机将70-105℃的热风从孔洞喷出，对废铝制品进行干燥。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的倾式回转炉采用的结构是：炉体外面有齿圈，齿圈安装在托辊上，用电机带动，炉子基础结构部分的炉体底,安装有液压倾斜轴承，由三角支座和支架支撑；炉体基础结构带有液压倾斜系统，炉体倾斜角度+8°至–25°，炉体端头有活动支架和炉门，炉门安装有倾斜耳轴；炉体内两端均安装对流氧气燃烧系统；液压倾斜系统的两个液压缸可在两个方向上倾斜；炉口排气道设有热量回收装置。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：对流氧气燃烧的具体装置是炉体燃料进口与氧气同时进行喷射，炉体另一端出口也安装有氧气喷嘴，炉体燃料进口与氧气喷射装置采用采用双环式喷嘴，高压氧气从双环式喷嘴的内管喷出，燃料气从环管喷出，在倾式回转炉充分燃烧，对废铝制品加热，使之形成纯铝液和铝灰渣。