一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的装置及方法与流程

本发明属于资源综合利用领域，具体涉及一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的装置及方法。

背景技术：
铝灰渣为铝及铝合金熔炼的副产物，它是由氧化铝、金属铝或铝合金、造渣剂等组成。按生产1吨成品铝锭产生30~50kg铝灰渣计算，我国年产100余万吨。铝灰渣中因含铝或铝合金10~80%，具有很高的回收价值。目前国内外从铝灰渣中回收铝有热态回收法和冷态回收法两类。热态回收法是将刚从熔炼炉中扒出的铝灰渣放置在一个倾斜的回转罐中进行翻炒，铝与空气充分接触产生铝热反应，提高铝的温度从而提高其流动性，在重力作用下，铝富集回收。热态回收法存在铝烧损严重，金属回收率低，而且在搅拌过程中产生大量含氟和氯的烟气，对环境造成严重影响。冷处理铝灰渣的方法是让其迅速进入冷却设备，快速降低铝灰渣温度，并使其中的铝形成颗粒状，采用重选法进行回收。但该方法得到的铝夹杂严重，而且铝回收效率低。如何高效、环保回收分离铝灰渣中金属铝成为人们研究的重点。2010年10月28日，曾敦伟等申请了国家发明专利“一种铝灰复炼装置及其使用方法”（申请号：2010105227314），公开了包括基架，炒灰锅，搅拌桨，炒灰锅底部有孔的回收铝灰中金属铝的设备。2013年12月4日，雷文伟等申请了国家发明专利“一种铝灰回收利用方法”（申请号：2013106481674），公布了一种通过炒灰锅搅拌热态铝灰，使铝灰中的铝熔化并与熔渣分层。上述专利均为通过搅拌的方法回收铝灰中的金属铝，但均存在回收率低、工作环境差等缺点。2013年11月13日，谢刚等申请了国家发明专利“一种铝灰的资源化利用方法”（申请号：2013105614857），公布了一种通过铝灰渣破碎、粉磨、振动筛分等工艺，回收金属铝。2015年11月20日，陈湘清等申请了国家发明专利“一种铝灰综合利用处理方法”，公开了通过磨矿方式提取铝灰中的金属铝。上述专利均是采用破碎、球磨、分选的方法将金属铝和渣分离，但该方法存在着能耗高、回收率低的问题。2015年7月31日，张利波等申请了国家发明专利“一种高效综合回收利用铝灰的方法”（申请号：201510458926X），公开了通过铝灰和一定pH值的水溶液混合，在通气、搅拌条件下进行超声波强化浸出回收氧化铝和氯盐，反应1h即可回收铝灰中98%以上的氯盐和90%以上的氧化铝。但该方法不涉及铝灰渣中金属铝的回收。2015年6月30日，吴志强等申请了国家发明专利“一种高效分离回收铝灰中金属铝的方法”（申请号：2015103700946），公开了强酸浸泡—烘培—粉碎—分离剂混合—热熔析出金属铝的回收金属铝的方法。该方法工艺存在流程长，能耗高，成本高等缺点。由此可见，现有的从铝灰渣回收铝和铝合金存在着烧损严重、回收率低、能耗高、环境负担重等问题。因此，急需研发操作简单、高效、无污染、环境友好的铝灰渣回收金属铝和铝合金的装置及技术。

技术实现要素：
本发明采用了压渗的原理，将具有一定过热度的铝灰渣置于料槽中加压渗出金属，避免了热态的铝灰渣铝热反应，将液态或半凝固状态的铝和铝合金在压力作用下高效回收，具有铝和铝合金烧损率低、回收率高、无粉尘污染、效率高等特点。本发明所述的一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的装置，其特征在于：所述装置包括料槽、压板、推板和底槽；料槽由带孔底板、固定板和活动板组成，活动板与带孔底板铰链连接，活动板和固定板通过活动销连接；压板和加压液压缸通过螺栓二连接，加压液压缸和支柱通过螺栓一连接，支柱位于基座上端，基座位于料槽的一端并与推板成90°；推板与排渣液压缸连接，排渣液压缸固定于固定板，推板与活动板平行；底槽位于料槽正下面，呈凹形，在凹槽最低处开口便于铝和铝合金熔体的收集；其中，料槽长1000~3000mm，宽500~2000mm，高200~1500mm；带孔底板孔径5~50mm，孔间隔50~300mm；压板长1000~3000mm，宽500~2000mm。一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的方法，采用所述一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的装置，所述方法具体步骤如下：步骤一，装料：将熔炼炉扒出的热态铝灰渣装入料槽（15），铝灰渣装入量为0.1~10吨，过热度为50~200℃；步骤二，加压：通过加压液压缸（9）加压，将铝和铝合金的熔体从铝灰渣中分离、收集于底槽（16），控制压力0.5~10MPa，保压时间10~300s；步骤三，残渣排出：加压过程结束后，取下活动销（6），使活动板（3）向下翻转180°，排渣液压缸（12）驱动活塞杆（13）和推板（14），将残渣推出料槽（15）。本发明有益技术效果：本发明公开的一种从铝灰渣中回收金属铝和铝合金的装置与方法，采用了压渗的原理，将具有一定过热度（即高于铝和铝合金熔点）的铝灰渣，置于料槽中加压渗出金属，避免了热态的铝灰渣铝热反应，将液态或半凝固状态的铝和铝合金在压力作用下高效回收。本发明克服了现有铝灰渣回收金属存在的烧损严重、回收率低、能耗高、环境负担重等问题。本发明的装置具有结构简单、保温效果好、操作方便、安全可靠，从铝灰渣中回收铝和铝合金的方法具有铝烧损低、回收率高、无污染的优点。附图说明图1铝灰渣回收金属铝和铝合金装置线形图；图2铝灰渣回收金属铝和铝合金装置立体图；图3铝灰渣回收金属铝和铝合金装置主视图；图4铝灰渣回收金属铝和铝合金装置侧视图；图5铝灰渣回收金属铝和铝合金装置俯视图。附图标记：1.带孔底板；2.保温层；3.活动板；4.基座；5.滑动螺栓；6.活动销；7.支柱；8.螺栓一；9.加压液压缸；10.螺栓二；11.压板；12.排渣液压缸；13.活塞杆；14.推板；15.料槽；16.底槽；17.固定板。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。铝灰渣回收金属铝和铝合金装置结构如图1-5所示。实施例1打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.1吨过热度为200℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1000mm，宽500mm，高200mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1000mm，宽500mm，压力0.5MPa，保压10s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径5mm，孔间隔50mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例2打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.2吨过热度为190℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1100mm，宽500mm，高250mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1100mm，宽500mm，压力0.8MPa，保压25s。将铝合金的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径8mm，孔间隔55mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例3打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.4吨过热度为185℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1200mm，宽600mm，高300mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1200mm，宽600mm，压力1.0MPa，保压35s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径10mm，孔间隔60mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例4打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.5吨过热度为180℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1300mm，宽600mm，高350mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1300mm，宽600mm，压力1.5MPa，保压50s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径12mm，孔间隔70mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例5打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.7吨过热度为170℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1400mm，宽700mm，高400mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1400mm，宽700mm，压力2.0MPa，保压70s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径14mm，孔间隔80mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例6打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将0.9吨过热度为160℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1500mm，宽800mm，高500mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1500mm，宽800mm，压力2.5MPa，保压80s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径15mm，孔间隔100mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例7打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将1.3吨过热度为150℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1600mm，宽850mm，高500mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1600mm，宽850mm，压力3.0MPa，保压100s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径18mm，孔间隔120mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例8打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将1.8吨过热度为140℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1700mm，宽900mm，高500mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1700mm，宽900mm，压力3.2MPa，保压120s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径20mm，孔间隔130mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例9打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将2.2吨过热度为130℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长1800mm，宽1000mm，高700mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长1800mm，宽1000mm，压力3.5MPa，保压140s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径22mm，孔间隔140mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例10打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将2.5吨过热度为120℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2000mm，宽1200mm，高800mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2000mm，宽1200mm，压力4.2MPa，保压160s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径25mm，孔间隔150mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例11打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将3.2吨过热度为110℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2000mm，宽1400mm，高800mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2000mm，宽1400mm，压力4.5MPa，保压180s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径28mm，孔间隔160mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例12打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将4.0吨过热度为100℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2200mm，宽1400mm，高850mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2200mm，宽1400mm，压力5.0MPa，保压200s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径30mm，孔间隔180mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例13打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将5.0吨过热度为90℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2500mm，宽1500mm，高900mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2500mm，宽1500mm，压力6.0MPa，保压230s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径32mm，孔间隔200mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例14打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将6.0吨过热度为80℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2500mm，宽1500mm，高1000mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2500mm，宽1500mm，压力7.0MPa，保压250s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径35mm，孔间隔220mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例15打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将7.0吨过热度为70℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2500mm，宽1800mm，高1200mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2500mm，宽1800mm，压力8.0MPa，保压260s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径38mm，孔间隔250mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例16打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将8.0吨过热度为60℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长2800mm，宽1800mm，高1300mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长2800mm，宽1800mm，压力8.5MPa，保压280s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径40mm，孔间隔260mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例17打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将9.0吨过热度为55℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长3000mm，宽2000mm，高1400mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长3000mm，宽2000mm，压力9.0MPa，保压290s。将铝的熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径45mm，孔间隔280mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。实施例18打开压板11，合上活动板3并用活动销6固定。将10.0吨过热度为50℃的铝灰渣装入料槽15，其中料槽15长3000mm，宽2000mm，高1500mm。启动加压液压缸9，压板11对铝灰渣加压，压板11长3000mm，宽2000mm，压力10.0MPa，保压300s。将铝合金熔体从铝灰渣中压渗分离，从带孔底板1流入底槽16收集，其中带孔底板1的孔径50mm，孔间隔300mm。加压过程结束后，将压板11提起，取下活动销6，活动板3下翻转180°，排渣液压缸12驱动活塞杆13和推板14，将残渣推出料槽15。