CN102041391A - 一种从含金属铝物料中分离提取纯铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从含金属铝物料中分离提取纯铝的方法，通过将含铝物料制成块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为10～150Pa，使温度达到1000～1500℃，保持60～120min；将氯化铝升华为气态；将气态氯化铝通入加热后的含铝物料，反应30～120min；进行冷却至室温，在冷凝区得到纯铝，并在氯化铝凝华区收集固态氯化铝。本技术与现有的发明专利相比所具有的优点：(1)在真空条件下进行，反应温度低，能耗低；(2)所得金属铝纯度高，铝的含量达98wt％以上；(3)氯化铝回收率达80％以上，并可再利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种从含金属铝物料中分离提取纯铝的方法，属于真空火法冶金技术领域。
背景技术
由于金属铝的优异性能，其作为重要的工业产品，在很多领域有着广泛的应用。目前，工业上利用氧化铝精炼及铝电解工艺两步法生产金属铝，该方法虽然成熟，但生产铝的成本较高，并且能耗十分巨大。另外，随着铝资源的不断消耗、需求不断增加的情况下，含铝物料的回收再生技术对于节约资源具有重要的意义。再生铝与原铝相比，具有节省资源、节省能源及减少二氧化碳及其它有害排放物的排放等优势。
一般的再生铝工艺流程包括：预处理、熔化、精炼及浇铸。杜刚等在“铝渣回收处理技术及经济分析”中、孙伯勤在“铝渣处理与回收技术”中介绍了多种方法处理铝渣：MRM方法是将铝渣熔化使铝液沉积于设备底部，加入能产生放热反应的熔剂，使渣保持所需温度，并剩下的铝渣还可进一步进行筛选、粉碎、熔化回收铝；IGDC方法是从熔炉中取出热铝渣，放入冷却渣盘内，通入氮气防止金属氧化；ECOCENT方法是将从熔炉中取出的渣放入转炉中进行再加热，然后再在离心机里将金属分离出来；另外，还有AROS方法、SPM法、ALUKEC方法及等离子体方法等。王运超研究了报废汽车中废旧铝料回收及再生工艺，其将废铝通过配以不同的合金元素，制成铝合金继续使用。由贾忠明等申请的公开号为CN101358290A的专利，公开了一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其主要技术方案是先将废弃铝塑膜通过清洗、晾干后，在容器中利用松香作为还原剂，反应后得到金属铝；丁龙等采用熔剂覆盖法将废泡沫铝进行重熔，研究了废泡沫铝的重熔再生工艺及影响回收率的主要因素。杨斌等申请的公开号为CN101476047A的专利，公开了一种从含铝原料中制备金属铝的方法，实现从低品位含铝原料中提取金属铝以及铝、硅和铁等金属资源的综合利用。其主要技术方案是将含40～60％Al、20～40％Si、0.5～2％Fe的合金通过金属锌熔液浸出能从铝硅铁合金中实现铝硅的有效分离得到Zn-Al合金及Zn-Si-Fe合金，合金进行真空蒸馏实现锌铝合金及锌硅铁的有效分离得到金属铝及金属锌和硅铁合金，金属锌液可返回锌液浸出工序循环使用。于福寿等申请的公开号为CN101121964的专利，公开了一种从铝塑复合材料中提取铝的方法。其主要技术方案是通过将铝塑复合材料的碎片与有机溶剂混合经过高温处理后，使铝塑复合材料中的塑料溶解在有机溶剂中，最后再将回收的铝箔粉碎形成铝粉加以利用。
在上述的铝回收与再生方法中，通常存在产品质量不高、再生铝合金的品种不稳定、熔炼设备复杂及需要添加剂等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提纯高、能耗低的从含金属铝物料中分离提取纯铝的方法，经过下列各步骤：
A.将含铝物料制成块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为10～150Pa，使温度达到1000～1500℃，保持60～120min；
B.取氯化铝，且含铝物料中含铝量与氯化铝的质量比为1∶2.5～1∶5，将氯化铝升华为气态；
C.将步骤B中的气态氯化铝通入步骤A中加热后的含铝物料，保持温度为1000～1500℃，反应时间为30～120min；
D.冷却，在100～600℃的冷凝区得到纯铝，并在50～100℃的氯化铝凝华区收集固态氯化铝。
所述含铝物料制成Φ10mm×5mm～Φ20mm×30mm的块。
所述含铝物料为含铝的合金或工业废渣。
所述含铝的合金或工业废渣中含铝质量百分数为20％～50％。
本发明不加入任何试剂，在真空条件、高温时，使铝与氯化铝气体进行反应，可提高铝回收再生的生产效率、具有能耗低、不产生有害气体与温室气体、流程短，设备简单等优点，且原料采用含铝的合金及工业废渣，从而扩大了铝再生产的资源范围。本技术与现有的发明专利相比所具有的优点：
1)在真空条件下进行，反应温度低，能耗低；
2)所得金属铝纯度高，铝的含量达98wt％以上；
3)氯化铝回收率达80％以上，并可再利用。
具体实施方式：
以下通过实施例进一步说明：
实施例1
A.将含铝质量百分数为20％的含铝合金30g，制成Φ15mm×10mm的块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为10Pa，使温度达到1000℃，保持120min；
B.取氯化铝15g，将氯化铝升华为气态；
C.将步骤B中的气态氯化铝通入步骤A中加热后的含铝物料，保持温度为1000℃，反应时间为30min；
D.冷却，在300℃的冷凝区得到纯铝，并在100℃的氯化铝凝华区收集固态氯化铝。
其中所得到的金属铝的纯度达到99％，氯化铝回收率达86％。
实施例2
A.将含铝质量百分数为40％的含铝工业废渣25g，制成Φ20mm×30mm的块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为120Pa，使温度达到1300℃，保持90min；
B.取氯化铝40g，将氯化铝升华为气态；
C.将步骤B中的气态氯化铝通入步骤A中加热后的含铝物料，保持温度为1300℃，反应时间为90min；
D.冷却至室温，在600℃的冷凝区得到纯铝，并在80℃的氯化铝凝华区收集固态氯化铝。
其中所得到的金属铝的纯度达到98％，氯化铝回收率达80％。
实施例3
A.将含铝质量百分数为50％的含铝工业废渣20g，制成Φ10mm×5mm的块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为150Pa，使温度达到1500℃，保持60min；
B.取氯化铝50g，将氯化铝升华为气态；
C.将步骤B中的气态氯化铝通入步骤A中加热后的含铝物料，保持温度为1500℃，反应时间为120min；
D.冷却至室温，在100℃的冷凝区得到纯铝，并在50℃的氯化铝凝华区收集固态氯化铝。
其中所得到的金属铝的纯度达到98％，氯化铝回收率达80％。
Claims (4)
1.一种从含金属铝物料中分离提取纯铝的方法，其特征在于经过下列各步骤：
A.将含铝物料制成块，将块状物料置于真空条件下，控制压力为10～150Pa，使温度达到1000～1500℃，保持60～120min；
B.取氯化铝，且含铝物料中含铝量与氯化铝的质量比为1∶2.5～1∶5，将氯化铝升华为气态；
C.将步骤B中的气态氯化铝通入步骤A中加热后的含铝物料，保持温度为1000～1500℃，反应时间为30～120min；
D.冷却至室温，在100～600℃的冷凝区得到纯铝，并在50～100℃的氯化铝凝华区收集固态氯化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含铝物料制成Φ10mm×5mm～Φ20mm×30mm的块。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述含铝物料为含铝的合金或工业废渣。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述含铝的合金或工业废渣中含铝质量百分数为20％～50％。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110504 |