TW201518514A - 從鋁渣還原金屬鋁之製程 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種從鋁渣還原金屬鋁之製程，包括鋁渣純化步驟及還原步驟，其中，鋁純渣步驟包括脫鹼步驟、潤洗步驟及鋁錯合物和化合物反應及生成步驟；還原步驟包括金屬鋁還原步驟、篩選金屬鋁步驟及處理金屬鋁步驟；不但反應時間較短，以節省成本，而且可以將除了金屬鋁之外的其他內含物質進行溶解，可以較簡便的如液體及固體之差異的篩選方式進行篩選，節省金屬鋁之產出時間。
Description
本發明係關於一種還原金屬鋁的相關領域，特別是指一種從鋁渣還原金屬鋁之製程。
國內鋁回收再生工業將鋁渣中的金屬鋁分選以後，每年1萬5千公噸之廢棄二次鋁渣，二次鋁渣中除了氧化鋁之外，還包含殘留的金屬鋁和易與水反應的氮化鋁、碳化鋁及部分鹽類溶劑，若是將其直接棄置的話，對環境會有相當程度的汙染。
而目前所已知的技術，係以1M氫氧化鉀浸漬二次鋁渣，於固液比1：10，在溫度80℃下浸漬2小時後，其中的氮化鋁、碳化鋁、金屬鋁及鈉離子等，會於鹼性溶液中溶出，並反應產生氮氣及甲烷，濾液加入適量硫酸以生成明礬；浸漬剩餘的高鋁固體混合電石渣，經計算此兩物質各自可提供氧化鋁約90%及氧化鈣約70%，以重量比約45：55混合，於1600℃下熔融，待熔融後以水淬冷得到玻璃質固體，再經研磨至粉末顆粒平均粒徑約5μm。
但是，其反應時間太長(至少2小時)，而且需要到1600℃的高溫，不但製成冗長，而且耗能及增加成本。
本發明係提供一種從鋁渣還原金屬鋁之製程，不但反應時間較短，以節省成本，而且可以將除了金屬鋁之外的其他內含物質進行溶解，可以較簡便的如液體及固體之差異的篩選方式進行篩選，節省金屬鋁之產出時間。
本發明係提供一種從鋁渣還原金屬鋁之製程，其步驟係包括：一脫鹼步驟：將一次及二次鋁渣放入一甲醇-n/乙醇-m混合溶液、純度95%以上之一甲醇或純度95%以上之一乙醇中進行脫鹼，於25-40℃溫度下反應，反應時間控制在10-15分鐘；一潤洗步驟：將前述經脫鹼之一次及二次鋁渣放入一水，於25-40℃溫度下反應，且潤洗時間控制在10分鐘；一鋁錯合物和化合物反應及生成步驟：將前述經潤洗後的一次及二次鋁渣放入無水鋁化合物或鹼中進行反應，以生成鋁錯合物和化合物及純化的一次及二次鋁渣；一金屬鋁還原步驟：將前述經純化後的一次及二次鋁渣以及鋁錯合物及化合物放入助溶劑以及還原劑，在700-800℃溫度下反應，並進行無電鍍、乾式製程，以形成含金屬鋁之塊材；一篩選金屬鋁步驟：將前述含金屬鋁塊材及其他內含金屬物質利用一篩選器具及一化學藥劑，於25-40℃溫度下反應，以保存金屬鋁，並溶解該其他金屬物質；以及一處理金屬鋁步驟：將前述所保存之金屬鋁進行熔融重新鑄造成塊材或者是細化成為粉末。
其中，該脫鹼步驟中之該甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例係為1：1、1：2、1：4或者是1：8。
其中，該脫鹼步驟中之一次及二次鋁渣及該潤洗步驟之經脫鹼後之一次及二次鋁渣係分別為1Kg。
其中，該潤洗步驟的該水係為RO淨水或去離子水18.2Ω。
其中，該鋁錯合物和化合物反應及生成步驟中，該無水鋁化合物係為氧化鋁、氟化鋁、碘化鋁或者是溴化鋁，該鹼係為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、溴化鉀、溴化鈉、硝酸鉀或者是硝酸鈉。
其中，該鋁錯合物和化合物反應及生成步驟中，該鋁錯合物和化合物係為鋁酸鈉NaAl(OH)4、氧化鋁Al2O3、聚合氧化鋁(Al2(OH)nCl6-n．xH2O)m、氫氧化鋁Al(OH)3、硝酸鋁Al(NO3)3或者是一氧化鋁AlCl3。
其中，該金屬鋁還原步驟中的該助溶劑係為NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而該還原劑係為碳黑或高分子界面活性劑。
其中，該金屬鋁篩選步驟中，該篩選器具係為篩網或碎石器，而該化學藥劑係為濃度98%的硫酸或者是濃度95%的硝酸。
步驟S1~S6‧‧‧本發明從鋁渣還原金屬鋁之製程步驟
第1圖係表示本發明從鋁渣還原金屬鋁之製程的流程圖。
第1圖係表示本發明從鋁渣還原金屬鋁之製程的流程圖。
請參考第1圖，本發明的從鋁渣還原金屬鋁之製程之步驟係可包括一鋁渣純化步驟以及一還原步驟。
鋁渣純化步驟係包括一脫鹼步驟S1、一潤洗步驟S2以及一鋁錯合物和化合物反應及生成步驟S3。
脫鹼步驟S1係將1Kg之一次及二次鋁渣放入一甲醇-n/乙醇-m混合溶液、純度95%以上之一甲醇或純度95%以上之一乙醇中進行脫鹼，於25-40℃溫度下反應，反應時間控制在10-15分鐘，以產出經脫鹼之一次及二次鋁渣；其中，甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例係可為1：1、1：2、1：4或者是1：8。
潤洗步驟S2係將前述經脫鹼之一次及二次鋁渣放入如RO淨水或去離子水18.2Ω的水中，於25-40℃溫度下反應，且潤洗時間控制在10分鐘，而經脫鹼之一次及二次鋁渣係約為1Kg。
鋁錯合物和化合物反應及生成步驟S3係將前述經潤洗後的一次及二次鋁渣放入放入無水鋁化合物或鹼中進行反應，以生成鋁錯合物和化合物及純化的一次及二次鋁渣；其中，無水鋁化合物係可為氧化鋁、氟化鋁、碘化鋁或者是溴化鋁，鹼係可為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、溴化鉀、溴化鈉、硝酸鉀或者是硝酸鈉，鋁錯合物和化合物係可為鋁酸鈉NaAl(OH)4、氧化鋁Al2O3、聚合氧化鋁(Al2(OH)nCl6-n．xH2O)m、氫氧化鋁Al(OH)3、硝酸鋁Al(NO3)3或者是一氧化鋁AlCl3。
再者，還原步驟係包括一金屬鋁還原步驟S4、一篩選金屬鋁步驟S5以及一處理金屬鋁步驟S6。
金屬鋁還原步驟S4係將前述經純化後的一次及二次鋁渣以及鋁錯合物及化合物放入助溶劑以及還原劑，在700-800℃溫度下反應，並
進行無電鍍、乾式製程，以形成含金屬鋁之塊材；其中，助溶劑係可為NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而還原劑係可為碳黑或高分子界面活性劑。
篩選金屬鋁步驟S5係將前述含金屬鋁塊材及其他內含金屬物質利用一篩選器具及一化學藥劑，於25-40℃溫度下反應，以保存金屬鋁，並溶解該其他金屬物質；其中，其他內含物質係包括鐵、錳、鋅及鈦等，篩選器具係可為篩網或碎石器，而化學藥劑係可為濃度98%的硫酸或者是濃度95%的硝酸。
藉由上述方法，不但反應時間較短，以節省成本，而且可以將除了金屬鋁之外的其他內含物質進行溶解，可以較簡便的如液體及固體之差異的篩選方式進行篩選，節省金屬鋁之產出時間。
當前述係針對本發明之各實施例時，本發明之其他或進一步的實施例係可被設計出而無須違反其基本範圍，且其基本範圍係由下列的申請專利範圍所界定。雖然本發明以相關的較佳實施例進行解釋，但是這並不構成對本發明的限制。應說明的是，本領域的技術人員根據本發明的思想能夠構造出很多其他類似實施例，這些均在本發明的保護範圍之中。
步驟S1~S6‧‧‧本發明從鋁渣還原金屬鋁之製程步驟
Claims (8)
- 一種從鋁渣還原金屬鋁之製程，其步驟係包括：一脫鹼步驟：將一次及二次鋁渣放入一甲醇-n/乙醇-m混合溶液、純度95%以上之一甲醇或純度95%以上之一乙醇中進行脫鹼，於25-40℃溫度下反應，反應時間控制在10-15分鐘；一潤洗步驟：將前述經脫鹼之一次及二次鋁渣放入一水，於25-40℃溫度下反應，且潤洗時間控制在10分鐘；一鋁錯合物和化合物反應及生成步驟：將前述經潤洗後的一次及二次鋁渣放入放入無水鋁化合物或鹼中進行反應，以生成鋁錯合物和化合物及純化的一次及二次鋁渣；一金屬鋁還原步驟：將前述經純化後的一次及二次鋁渣以及鋁錯合物及化合物放入助溶劑以及還原劑，在700-800℃溫度下反應，並進行無電鍍、乾式製程，以形成含金屬鋁之塊材；一篩選金屬鋁步驟：將前述含金屬鋁塊材及其他內含金屬物質利用一篩選器具及一化學藥劑，於25-40℃溫度下反應，以保存金屬鋁，並溶解該其他金屬物質；以及一處理金屬鋁步驟：將前述所保存之金屬鋁進行熔融重新鑄造成塊材或者是細化成為粉末。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該脫鹼步驟中之該甲醇-n/乙醇-m混合溶液的n：m比例係為1：1、1：2、1：4或者是1：8。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該脫鹼步驟中之一次及二次鋁渣及該潤洗步驟之經脫鹼後之一次及二次鋁渣係分別為1Kg。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該潤洗步驟的該水係為RO淨水或去離子水18.2Ω。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該鋁錯合物和化合物反應及生成步驟中，該無水鋁化合物係為氧化鋁、氟化鋁、碘化鋁或者是溴化鋁，該鹼係為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、溴化鉀、溴化鈉、硝酸鉀或者是硝酸鈉。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該鋁錯合物和化合物反應及生成步驟中，該鋁錯合物和化合物係為鋁酸鈉NaAl(OH)4、氧化鋁Al2O3、聚合氧化鋁(Al2(OH)nCl6-n．xH2O)m、氫氧化鋁Al(OH)3、硝酸鋁Al(NO3)3或者是一氧化鋁AlCl3。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該金屬鋁還原步驟中的該助溶劑係為NaF3Al、KF3Al、NaCl或者是KCl，而該還原劑係為碳黑或高分子界面活性劑。
- 根據申請專利範圍第1項所述之從鋁渣還原金屬鋁之製程，其中，該金屬鋁篩選步驟中，該篩選器具係為篩網或碎石器，而該化學藥劑係為濃度98%的硫酸或者是濃度95%的硝酸。
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