CN104694768B - 从铝渣还原金属铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种从铝渣还原金属铝的方法，包括铝渣纯化步骤及还原步骤，其中，铝渣纯化步骤包括脱碱步骤、润洗步骤及铝错合物和化合物反应及生成步骤；还原步骤包括金属铝还原步骤、筛选金属铝步骤及处理金属铝步骤；本发明的方法不但反应时间较短，节省成本，而且可以将除了金属铝之外的其他内含物质进行溶解，可以较简便的一液体及固体的差异的筛选方式进行筛选，节省了金属铝的产出时间。
Description
技术领域
本发明是关于一种还原金属铝的方法，特别是指一种从铝渣还原金属铝的方法。
背景技术
国内铝回收再生工业将铝渣中的金属铝分选以后，每年有1万5千公吨的废弃二次铝渣，二次铝渣中除了氧化铝之外，还包含残留的金属铝和易与水反应的氮化铝、碳化铝及部分盐类溶剂，若是将其直接弃置的话，对环境会有相当程度的污染。
而目前所已知的技术，是以1M氢氧化钾浸渍二次铝渣，于固液比1：10，在温度80℃下浸渍2小时后，其中的氮化铝、碳化铝、金属铝及钠离子等，会于碱性溶液中溶出，并反应产生氮气及甲烷，滤液加入适量硫酸以生成明矾；浸渍剩余的高铝固体混合电石渣，经计算此两种物质各自可提供氧化铝约90%及氧化钙约70%，以重量比约45：55混合，于1600℃下熔融，待熔融后以水淬冷得到玻璃质固体，再经研磨至粉末颗粒平均粒径约5μm。
但是，其反应时间太长(至少2小时)，而且需要到1600℃的高温，不但过程冗长，而且耗能及增加成本。
发明内容
本发明目的是提供一种从铝渣还原金属铝的方法，其不但反应时间较短，以节省成本，而且可以将除了金属铝之外的其他内含物质进行溶解，可以较简便的以液体及固体的差异的筛选方式进行筛选，节省金属铝的产出时间。
本发明提供的主要技术方案是：
一种从铝渣还原金属铝的方法，其步骤包括：脱碱步骤：将一次及二次铝渣放入甲醇-n/乙醇-m混合溶液、纯度95%以上的甲醇或纯度95%以上的乙醇中进行脱碱，于25-40℃温度下反应，反应时间控制在10-15分钟；润洗步骤：将前述经脱碱的一次及二次铝渣放入水中，于25-40℃温度下反应，且润洗时间控制在10分钟；铝错合物和化合物反应及生成步骤：将前述经润洗后的一次及二次铝渣放入无水铝化合物或碱中进行反应，以生成铝错合物和化合物及纯化的一次及二次铝渣；金属铝还原步骤：将前述经纯化后的一次及二次铝渣以及铝错合物及化合物放入助溶剂以及还原剂，在700-800℃温度下反应，以形成含金属铝的块材；筛选金属铝步骤：将前述含金属铝块材及其他内含金属物质利用筛选器具及化学药剂，于25-40℃温度下反应，以保存金属铝，并溶解该其他内含金属物质；以及处理金属铝步骤：将前述所保存的金属铝进行熔融重新铸造成块材或者是细化成为粉末。
其中，该脱碱步骤中的该甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例为1：1、1：2、1：4或者是1：8。
其中，该脱碱步骤中的一次及二次铝渣及该润洗步骤的经脱碱后的一次及二次铝渣分别为1Kg。
其中，该润洗步骤的该水为RO净水或去离子水18.2Ω。
其中，该铝错合物和化合物反应及生成步骤中，该无水铝化合物为氧化铝、氟化铝、碘化铝或者是溴化铝，该碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、溴化钾、溴化钠、硝酸钾或者是硝酸钠。
其中，该铝错合物和化合物反应及生成步骤中，该铝错合物和化合物为铝酸钠NaAl(OH)4、氧化铝Al2O3、聚合氧化铝(Al2(OH)nCl6-n．xH2O)m、氢氧化铝Al(OH)3、硝酸铝Al(NO3)3或者是氯化铝AlCl3。
其中，该金属铝还原步骤中的该助溶剂为NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而该还原剂为碳黑或高分子表面活性剂。
其中，该金属铝筛选步骤中，该筛选器具为筛网或碎石器，而该化学药剂为浓度98%的硫酸或者是浓度95%的硝酸。
本发明的有益效果是：本发明的方法，不但反应时间较短，节省成本，而且可以将除了金属铝之外的其他内含物质进行溶解，可以较简便的以液体及固体的差异的筛选方式进行筛选，节省了金属铝的产出时间。
附图说明
图1是表示本发明从铝渣还原金属铝的方法的流程图。
【主要元件符号说明】
步骤S1~S6 本发明从铝渣还原金属铝的方法步骤。
具体实施方式
图1是表示本发明从铝渣还原金属铝的方法的流程图。
请参考图1，本发明的从铝渣还原金属铝的方法的步骤是：包括铝渣纯化步骤以及还原步骤。
铝渣纯化步骤包括脱碱步骤S1、润洗步骤S2以及铝错合物和化合物反应及生成步骤S3。
脱碱步骤S1是将1Kg的一次及二次铝渣放入甲醇-n/乙醇-m混合溶液、纯度95%以上的甲醇或纯度95%以上的乙醇中进行脱碱，于25-40℃温度下反应，反应时间控制在10-15分钟，以产出经脱碱的一次及二次铝渣；其中，甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例可为1：1、1：2、1：4或者是1：8。
润洗步骤S2是将前述经脱碱的一次及二次铝渣放入如RO净水或去离子水18.2Ω的水中，于25-40℃温度下反应，且润洗时间控制在10分钟，而经脱碱的一次及二次铝渣约为1Kg。
铝错合物和化合物反应及生成步骤S3是将前述经润洗后的一次及二次铝渣放入无水铝化合物或碱中进行反应，以生成铝错合物和化合物及纯化的一次及二次铝渣；其中，无水铝化合物可为氧化铝、氟化铝、碘化铝或者是溴化铝，碱可为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、溴化钾、溴化钠、硝酸钾或者是硝酸钠，铝错合物和化合物可为铝酸钠NaAl(OH)4、氧化铝Al2O3、聚合氧化铝(Al2(OH)nCl6-n．xH2O)m、氢氧化铝Al(OH)3、硝酸铝Al(NO3)3或者是氯化铝AlCl3。
再者，还原步骤包括金属铝还原步骤S4、筛选金属铝步骤S5以及处理金属铝步骤S6。
金属铝还原步骤S4是将前述经纯化后的一次及二次铝渣以及铝错合物及化合物放入助溶剂以及还原剂，在700-800℃温度下反应（还可以进行无电镀、干式制程），以形成含金属铝的块材；其中，助溶剂可为NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而还原剂可为碳黑或高分子表面活性剂。
筛选金属铝步骤S5是将前述含金属铝块材及其他内含金属物质利用筛选器具及化学药剂，于25-40℃温度下反应，以保存金属铝，并溶解该其他内含金属物质；其中，其他内含金属物质包括铁、锰、锌及钛等，筛选器具可为筛网或碎石器，而化学药剂可为浓度98%的硫酸或者是浓度95%的硝酸（指质量浓度）。
借助上述方法，不但反应时间较短，以节省成本，而且可以将除了金属铝之外的其他内含物质进行溶解，可以较简便的以液体及固体的差异的筛选方式进行筛选，节省金属铝的产出时间。
当前述是针对本发明的各实施例时，本发明的其他或进一步的实施例是可被设计出而无须违反其基本范围，且其基本范围是由权利要求所界定。虽然本发明以相关的较佳实施例进行解释，但是这并不构成对本发明的限制。应说明的是，本领域的技术人员根据本发明的思想能够构造出很多其他类似实施例，这些均在本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于，其步骤包括：
脱碱步骤：将一次及二次铝渣放入甲醇-n/乙醇-m混合溶液、纯度95％以上的甲醇或纯度95％以上的乙醇中进行脱碱，于25-40℃温度下反应，反应时间控制在10-15分钟；
润洗步骤：将前述经脱碱的一次及二次铝渣放入水中，于25-40℃温度下反应，且润洗时间控制在10分钟；
铝错合物和化合物反应及生成步骤：将前述经润洗后的一次及二次铝渣放入无水铝化合物或碱中进行反应，以生成铝错合物和化合物及纯化的一次及二次铝渣；
金属铝还原步骤：将前述经纯化后的一次及二次铝渣以及铝错合物及化合物放入助溶剂以及还原剂，在700-800℃温度下反应，以形成含金属铝的块材；
筛选金属铝步骤：将前述含金属铝块材及其他内含金属物质利用筛选器具及化学药剂，于25-40℃温度下反应，以保存金属铝，并溶解该其他内含金属物质；以及
处理金属铝步骤：将前述所保存的金属铝进行熔融重新铸造成块材或者是细化成为粉末，
其中，该金属铝还原步骤中的该助溶剂为NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而该还原剂为碳黑或高分子表面活性剂，该金属铝筛选步骤中，该化学药剂为浓度98％的硫酸或者是浓度95％的硝酸。
2.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该脱碱步骤中的该甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例为1：1、1：2、1：4或者是1：8。
3.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该脱碱步骤中的一次及二次铝渣及该润洗步骤的经脱碱后的一次及二次 铝渣分别为1kg。
4.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该润洗步骤的该水为RO净水或去离子水18.2Ω。
5.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该铝错合物和化合物反应及生成步骤中，该无水铝化合物为氧化铝、氟化铝、碘化铝或者是溴化铝，该碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、溴化钾、溴化钠、硝酸钾或者是硝酸钠。
6.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该铝错合物和化合物反应及生成步骤中，该铝错合物和化合物为NaAl(OH)4、Al2O3、(Al2(OH)nCl6-n.xH2O)m、Al(OH)3、Al(NO3)3或者是AlCl3。
7.根据权利要求1所述的从铝渣还原金属铝的方法，其特征在于：该金属铝筛选步骤中，该筛选器具为筛网或碎石器。
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