從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬回收方法，特別是一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法。本發(fā)明包括以下步驟：將金屬?gòu)U粉與助劑均勻混合，助劑用量為金屬?gòu)U粉重量的0.5％至3％之間；助劑是石蠟、橡膠、樟腦、塑料、石墨粉、高級(jí)醇、硬脂酸以及硬脂酸鹽的一種或幾種的混合物；采用單軸壓制的方式，將金屬?gòu)U粉與助劑混合物壓制成塊狀或球狀的壓坯，壓制壓力在10至800MPa；成形后的壓坯在高于金屬熔點(diǎn)50至300℃的溫度中保溫0.5至2小時(shí)，金屬將液化并匯聚，液態(tài)金屬匯聚在底層，氧化物漂浮在液態(tài)金屬之上而與之分離，金屬和氧化物分別回收。本發(fā)明金屬直收率高，試劑消耗量少，成本低，操作簡(jiǎn)單，處理量可大可小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬回收方法，特別是一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于化學(xué)性質(zhì)活潑，以鋁基和鋅基為代表的廢金屬或合金粉末的表面生成有致密的氧化膜。這些氧化膜穩(wěn)定性強(qiáng)，不易被還原，對(duì)金屬?gòu)U粉的冶煉回收造成一系列不利影響。
[0003]在熔鹽電解過(guò)程中，金屬?gòu)U粉的氧化膜阻礙液態(tài)金屬的匯聚，增加金屬粉體之間的電阻，導(dǎo)致電能消耗的增加。某些廢粉粒度細(xì)、松裝密度低，大量粉體飄浮在熔鹽表面，不利于電解的正常進(jìn)行。此外，廢粉中包含的氧化物可改變電解質(zhì)成分，甚至沉積在電解槽內(nèi)，影響電解過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行。
[0004]在蒸餾分離過(guò)程中，無(wú)論是真空環(huán)境下，還是惰性氣體保護(hù)的環(huán)境下，金屬?gòu)U粉表面氧化膜一方面將阻礙液態(tài)金屬的匯聚，另一方面也將阻礙氣態(tài)金屬的蒸發(fā)，相比于塊狀金屬，金屬?gòu)U粉蒸餾分離的時(shí)間大幅度延長(zhǎng)。此外，由于廢粉粒度細(xì)、流動(dòng)性強(qiáng)，在蒸餾過(guò)程中，部分廢粉將隨氣流帶出，影響蒸餾作業(yè)的正常進(jìn)行。對(duì)于連續(xù)工作的蒸餾反應(yīng)器，廢粉中金屬分別回收后，殘留的氧化物不易清除，長(zhǎng)期積累將堵塞管路，影響液態(tài)金屬的流動(dòng)，需定期停爐清除。
[0005]上述冶煉分離過(guò)程均在高溫下進(jìn)行，相對(duì)于處理金屬塊體，若直接處理含氧化膜的金屬?gòu)U粉，氧化膜對(duì)傳質(zhì)的阻礙作用將大幅度拉長(zhǎng)高溫作業(yè)時(shí)間，使能耗增加。因此，如果采取一定的手段預(yù)先將廢粉中的金屬和氧化物分離，得到金屬塊體，再進(jìn)入后續(xù)元素分離過(guò)程，則能大幅度降低能耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，克服金屬?gòu)U粉表面氧化膜對(duì)傳質(zhì)的阻礙作用，實(shí)現(xiàn)金屬和氧化物的分離，得到適合后續(xù)冶煉需要的金屬塊體。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，包括以下步驟:
[0008]將金屬?gòu)U粉與助劑均勻混合，助劑用量為金屬?gòu)U粉重量的0.5%至3%之間；助劑既有潤(rùn)滑金屬?gòu)U粉的作用，又有還原作用，可以是石蠟、橡膠、樟腦、塑料、石墨粉、高級(jí)醇、硬脂酸以及硬脂酸鹽的一種或幾種的混合物。
[0009]采用單軸壓制的方式，將金屬?gòu)U粉與助劑混合物壓制成塊狀或球狀的壓坯，壓制壓力在10至SOOMPa ;模壓機(jī)模壁填涂硬脂酸、硬脂酸鹽、高級(jí)醇或石蠟潤(rùn)滑，以降低脫模壓力。
[0010]成形后的壓坯在高于金屬熔點(diǎn)50至300°C的溫度中保溫0.5至2小時(shí)，金屬將液化并匯聚，壓坯熔潰，液態(tài)金屬匯聚在底層，氧化物漂浮在液態(tài)金屬之上而與之分離，金屬和氧化物分別回收。
[0011]本發(fā)明推薦的方法是，將壓坯置入溫度高于金屬熔點(diǎn)50至300°C的熔鹽中保溫。熔鹽既有利于傳熱，又能隔絕空氣防止液態(tài)金屬的氧化，還能促進(jìn)金屬與氧化物的分相，減少金屬塊體中氧化物的夾雜。熔鹽體系不能和金屬發(fā)生反應(yīng)，可為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣和氯化鍶的一種或幾種的混合物，熔鹽加入量應(yīng)能覆蓋壓坯表面。
[0012]壓坯在高溫熔鹽中保溫0.5至2小時(shí)，壓坯中金屬液化匯聚在底部。而在還原性助劑的作用下，部分金屬氧化物可被還原，少數(shù)不能被還原的氧化物粉末分布在熔鹽內(nèi)，并聚集成塊狀，累積到一定程度后分離回收。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:金屬直收率高，試劑消耗量少，成本低，操作簡(jiǎn)單，處理量可大可小。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]以鋅錫合金廢粉為原料，按I %的比例配入石墨粉并混合均勻，采用硬脂酸鋅潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，分別以10MPa、50MPa、200MPa、500MPa和800MPa的壓力，將廢粉壓制成高2cm的壓坯。再將壓坯置入350°C爐內(nèi)保溫，記錄壓坯液化熔潰的時(shí)間。結(jié)果表明，5個(gè)試樣熔潰時(shí)間與壓制壓力成反比，SOOMPa壓制所得壓坯6分鐘便開(kāi)始軟化熔潰，15分鐘便徹底液化；50MPa壓制所得壓坯軟化速度慢，2.5小時(shí)后整體熔潰；1MPa壓制所得壓坯保溫4小時(shí)后大體熔潰。
[0016]實(shí)施例2
[0017]將350g鉛鋅合金廢粉與3g硬脂酸鋅混合均勻，使用硬脂酸鋅潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在200MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入剛玉坩堝，500°C保溫0.5小時(shí)，冷卻后,坩堝底部為塊狀金屬層。
[0018]實(shí)施例3
[0019]將350g鉛鋅合金廢粉與3g硬脂酸鋅混合均勻，使用硬脂酸鋅潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在200MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為500°C的氯化鋰、氯化鉀和氯化鍶構(gòu)成的混合熔鹽，保溫0.5小時(shí)，冷卻后，坩堝底部為塊狀金屬層，表面光潔。
[0020]實(shí)施例4
[0021]將250g鋅錫合金廢粉與2g硬脂酸鋅和3g塑料粉混合均勻，使用硬脂酸鋅潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在150Mpa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為450°C的氯化鋰、氯化鉀和氯化鈣構(gòu)成的混合熔鹽，保溫0.5小時(shí)，廢粉中的金屬和氧化物分層并分別回收。
[0022]實(shí)施例5
[0023]將200g鋁鎂合金廢粉與Ig石蠟混合均勻，使用石蠟潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在500MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為600°C的氯化鈉和氯化鈣構(gòu)成的混合熔鹽，保溫0.5小時(shí)，廢粉中的金屬和氧化物分層并分別回收。
[0024]實(shí)施例6
[0025]將300g鋁鋅合金廢粉與6g十八醇混合均勻，使用十八醇滑模壓機(jī)的模壁，在400MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為600°C的氯化鈉和氯化鈣構(gòu)成的混合熔鹽，保溫0.5小時(shí)，廢粉中的金屬和氧化物分層并分別回收。
[0026]實(shí)施例7
[0027]將300g廢鋅粉與5g硬脂酸鋅混合均勻，使用硬脂酸潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在50MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為520°C的氯化鈣和氯化鈉構(gòu)成的混合熔鹽，保溫2小時(shí)，廢粉中的金屬和氧化物分層并分別回收。
[0028]實(shí)施例8
[0029]將400g廢鋁粉與5g樟腦粉和5g橡膠粉混合均勻，使用石蠟滑模壓機(jī)的模壁，在150MPa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為700°C的氯化鈉和氯化鈣構(gòu)成的混合熔鹽，保溫1.5小時(shí)，廢粉中的金屬匯聚并沉積在底部，氧化鋁分散在熔鹽中，金屬表面無(wú)明顯氧化物夾雜。上述熔鹽冷卻后溶于水，過(guò)濾得氧化鋁固體，濾液蒸發(fā)結(jié)晶又可返回使用。
【權(quán)利要求】
1.一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，其特征是:包括以下步驟: 將金屬?gòu)U粉與助劑均勻混合，助劑用量為金屬?gòu)U粉重量的0.5%至3%，助劑是石蠟、橡膠、樟腦、塑料、石墨粉、高級(jí)醇、硬脂酸以及硬脂酸鹽的一種或二種以上的混合物； 采用單軸壓制的方式，將金屬?gòu)U粉與助劑的混合物壓制成塊狀或球狀的壓坯，壓制壓力在10至8OOMPa ； 成形后的壓坯在高于金屬熔點(diǎn)50至300°C的溫度中保溫0.5至2小時(shí)，金屬將液化并匯聚，液態(tài)金屬匯聚在底層，氧化物漂浮在液態(tài)金屬之上而與之分離，金屬和氧化物分別回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，其特征是:將壓坯置入溫度高于金屬熔點(diǎn)50至300°C的熔鹽中加熱，熔鹽為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣和氯化鍶的一種或二種以上的混合物，熔鹽加入量應(yīng)能覆蓋壓坯表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，其特征是:模壓機(jī)模壁填涂硬脂酸、硬脂酸鹽、高級(jí)醇或石蠟潤(rùn)滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋁基或鋅基廢粉中回收金屬的方法，其特征是:優(yōu)選方案為:按250g鋅錫合金廢粉與2g硬脂酸鋅和3g塑料粉比例混合均勻，使用硬脂酸鋅潤(rùn)滑模壓機(jī)的模壁，在150Mpa的壓力下，將廢粉壓制成塊狀，脫模后將其置入溫度為450°C的氯化鋰、氯化鉀和氯化鈣構(gòu)成的混合熔鹽中，保溫0.5小時(shí)，廢粉中的金屬和氧化物分層并分別回收。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK104328282SQ201410648610
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】曹才放, 劉碧波 申請(qǐng)人:江西理工大學(xué)