专利名称：一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，涉及一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法。
背景技术：
金属铝作为工业产品，应用领域极为广泛。铝从矿石(化合物)制成金属，
成本极高、耗能十分巨大。仅电解一道工序生产一吨金属铝箔就需13000-15000 千瓦/小时的电量。
目前，铝塑膜作为包装材料被广泛使用。但其所产生的大量不可降解的废 弃物，在污染环境的同时还造成严重的资源浪费。据报道我国每年待回收的含 铝包装材料约为10 20万吨，其中铝约含3 6万吨，相当于一个中型铝厂的 产量。目前，当原铝生产面临氧化铝供应严重不足，国际氧化铝价格趁机上扬， 成本受制于人，国内电力、煤炭能源紧张以及宏观调控等内外交困的局面时， 一个新兴的产业日益吸引着人们关注的目光——废铝回收与再生。因此，废弃 铝塑膜的回收利用具有十分重要的社会意义和经济效益，是一项当代受益、惠 及子孙的"绿色工程"。
对于废铝塑膜的回收方法很多，目前文献报导的主要有以下方法 一是利 用金属铝和氧化铝均可溶于酸碱的原理，把材料中的铝溶解，从而回收利用含 铝废液制成聚合氯化铝或硫酸铝；二是利用水力法将废物分离为纸浆和铝塑膜 两部分，然后再加以利用；最近有一种新的方法是利用醋酸或者甲酸等有机弱 酸分子能够渗透聚乙烯塑料层和纸层，进而溶解铝的氧化物而不全溶解单质铝 的特性，将铝、塑料、纸浆分别完整分离。但是，此类方法均存在诸如经济效 益低、回收不彻底、得到的产品大多是化合物、所用化学试剂污染环境等诸多 弊病。
发明内容
本发明的目的是提供一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，是利用铝塑 膜成分的熔沸点不同来分离铝塑膜中的铝和塑膜，在较高温度下，由于铝的熔 沸点高于塑膜，使塑膜燃烧，从而挥发掉。加热时需要加入还原性物质，以减 少金属铝的氧化。
本发明的具体技术方案为
① 原料的准备将洗净、凉干的废铝塑膜剪碎后放在加热容器中；
② 加热器的选择为了减少金属铝的氧化，加热时尽可能采用密闭容器， 如马福炉，在隔绝空气条件下加热最好；
③ 还原剂的选择虽然釆用了密闭容器，但容器中还会有空气存在，需要 在铝塑膜上面覆盖松香作为还原剂，以消耗氧气，减少金属铝的氧化，松香具 有价格低廉、熔沸点与金属铝差异大的特点，减少了后期分离的工序，使用效 果良好；
④ 加热温度和时间食品包装袋类铝塑膜，在60(TC加热40 60分钟，铝 的产率最高；药壳皮类铝塑膜，在55(TC加热40 60分钟，铝的产率最高；
⑤ 加热过程先将加热器加热到100°C 120°C，打开后再放盛有铝塑膜和 还原剂的容器，待逸出部分空气后关闭，然后在设定温度下，加热一小时后， 关掉马福炉电源，待其冷却至室温后再取出，即为产品。
有益效果
本发明用加热的方法从废弃铝塑膜中提取金属铝，从节约资源、能耗、环 境保护等方面都具有重要意义。通过加热的方法来得到再生金属铝，与原铝的 生产相比，每生产l吨再生铝可以节约约95%的能源，同时节水10.05吨，少用 固体材料ll吨。在再生过程中排放的污染物，比原铝箔生产全过程排放的污染
物少得多，对环境的污染程度也轻得多，大致仅相当于后者的10°/。。且具有工
艺简单、成本较低、易于推广等特点。
具体实施例方式
① 从药壳皮废铝塑膜提取金属铝
先用分析天平称量灼烧过的坩埚的质量，然后放入药壳皮废铝塑膜准确称
量，如本次实验计算出药壳皮废铝塑膜质量为1.1032 g。将一定量研成粉末状的 松香覆盖在铝塑膜上面。再将坩埚放入已烧到10(TC的马福炉中，设定马福炉的 温度为55(TC，加热一小时后，关掉马福炉电源，待其冷却至室温后再取出。坩 埚中得到亮银白色产品，塑膜、松香等杂质已挥发掉。再用分析天平称量坩埚 和产物的总质量，减去坩埚的质量后得出产品的质量为0.9499 g，产率为86.1 %。 根据铝能从稀酸中置换出氢气的反应原理，用置换法测量产物中铝的含量。 具体步骤为先安装好量气管等仪器，检査装置是否漏气，往试管中注入5mL3 mol丄—1的硫酸，稍倾斜试管，将精确称量过的铝产品用水蘸一下，贴在试管壁 上部，确保不与硫酸接触。然后将试管的塞子塞紧，再检查装置是否漏气。把 漏斗移到量气管的右侧，使两者的液面保持同一水平。记录量气管中液面的读 数。然后使产物与硫酸接触。反应完毕后，待试管冷至室温，记下液面读数。 本次测量记录数据为压力86825.4 Pa，温度为290 K， 290 K时饱和水蒸汽压 1937.2 Pa，产品的质量为0.0273 g，氢气的体积为33.40 mL，计算得产物中铝含 量为79.8%。
② 从食品包装袋类废铝塑膜提取金属铝
先用分析天平称量灼烧过的坩埚的质量，然后放入食品包装袋类废铝塑膜 准确称量，如本次实验计算出食品包装袋类废铝塑膜质量为1.1267 g。将一定量 研成粉末状的松香覆盖在铝塑膜上面。再将坩埚放入已烧到ioo'c的马福炉中，
设定马福炉的温度为60(TC，加热一小时后，关掉马福炉电源，待其冷却至室温 后再取出。坩埚中得到亮银白色产品，塑膜、松香等杂质已挥发掉。再用分析 天平称量坩埚和产物的总质量，减去坩埚的质量后得出产品的质量为0.2029g， 产率为18.01 %。
用置换法测量产物中铝的含量。本次测量记录数据为压力86825.4 Pa，温 度为290K, 290 K时饱和水蒸汽压1937.2 Pa，产品的质量为0.0214 g，氢气的 体积为36.60 mL，计算得产物中铝含量为92.9 %。
③从混合废铝塑膜提取金属铝
先用分析天平称量灼烧过的坩埚的质量，然后放入混合废铝塑膜准确称量， 如本次实验计算出混合废铝塑膜质量为1.7670 g。将一定量研成粉末状的松香覆 盖在铝塑膜上面。再将坩埚放入已烧到10(TC的马福炉中，设定马福炉的温度为 550°C，加热一小时后，关掉马福炉电源，待其冷却至室温后再取出。坩埚中得 到亮银白色产品，塑膜、松香等杂质已挥发掉。再用分析天平称量坩埚和产物 的总质量，减去坩埚的质量后得出产品的质量为1.1147 g，产率为63.08%。
用置换法测量产物中铝的含量。本次测量记录数据为压力88966 Pa，温 度为290K， 290 K时饱和水蒸汽压1937.2 Pa，产品的质量为0.0273 g，氢气的 体积为36.60 mL，计算得产物中铝含量为86.81 %。
以上几种具体实施方式
均在实验室完成，若转化为工业生产，可采用以下 方法
从废铝塑膜提取金属铝的工业生产方式
选用耐高温的陶瓷类材料作为加热容器，如大坩埚；
加热设备小型生产用装有鼓风机的烧煤炭地炉，将加热容器(如坩埚) 放在还原焰中加热即可。大型生产可用电炉，上边放一可封闭钢板加热箱。若 经费允许，用光亮真空炉最好。需说明的是，加热箱中充惰性气体效果虽好， 成本过大，不宜选择。
加热温度和时间在550'C 65(TC温度范围加热40 60分钟。 加热结束后冷却至室温后再取出产品(防止铝在高温中氧化)；若不能停止 加热(如炭炉)，取出产品后迅速封闭冷却。
权利要求
1、一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其特征在于本发明的具体技术方案为将洗净、凉干的废铝塑膜剪碎后放在加热容器中，然后在铝塑膜上面覆盖松香作为还原剂，加热时，先将加热器加热到100℃～120℃，打开后再放盛有铝塑膜和还原剂的容器，逸出部分空气后关闭，在设定温度下，加热一小时后停止，待其冷却至室温后再取出，即为产品。
2、 根据权利要求1所述的一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其特征 在于加热时尽可能釆用密闭容器，在隔绝空气条件下加热最好。
3、 根据权利要求l所述的一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其特征 在于食品包装袋类铝塑膜，其加热温度和时间分别为60(TC下加热40 60分 钟；药壳皮类铝塑膜，其加热温度和时间分别为55(TC加热40 60分钟。
4、 根据权利要求1所述的一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其特征 在于本方案中所述还原剂为松香。
全文摘要
本发明公开了一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法，其特征在于将洗净、晾干的废铝塑膜剪碎后放在加热容器中，然后在铝塑膜上面覆盖松香作为还原剂，在设定温度下，加热一小时后停止，待其冷却至室温后再取出，即为产品。本发明用加热的方法从废弃铝塑膜中提取金属铝，从节约资源、能耗、环境保护等方面都具有重要意义。通过加热的方法来得到再生金属铝，与原铝的生产相比，每生产1吨再生铝可以节约约95％的能源，同时节水10.05吨，少用固体材料11吨。在再生过程中排放的污染物，比原铝箔生产全过程排放的污染物少得多，对环境的污染程度也轻得多，大致仅相当于后者的10％。且具有工艺简单、成本较低、易于推广等特点。
文档编号C22B21/00GK101358290SQ20081007942
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者史根生, 王璟琳, 贾忠明, 郭福林 申请人:贾忠明