廢鋁合金真空蒸餾脫鋅的分析

廢鋁合金真空蒸餾脫鋅的分析首先分析了用真空蒸餾的方法脫除廢鋁合金中金屬Zn的可行性。對(duì)二種含Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,12.25%的廢鋁合金開展了真空蒸餾脫除鋅的實(shí)驗(yàn)。最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是嚴(yán)密一致的。本文利用真空蒸餾法脫除含鋅廢鋁中的金屬Zn,解決了廢鋁脫鋅難的問(wèn)題,且對(duì)環(huán)境友好,不會(huì)造成二次污染。

Al-Zn合金是第一批發(fā)展起來(lái)的合金[1],特別是近幾年,隨著生產(chǎn)和消費(fèi)的迅速增長(zhǎng)[2],使其在很多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用[3]。Al-Zn合金的性能問(wèn)題也得到了學(xué)者和專家們的廣泛關(guān)注和研究[4-6],但同時(shí)也產(chǎn)生了大量的Al-Zn合金廢料。如何在廢鋁合金再生的過(guò)程中脫除鋅是當(dāng)前亟待解決的難題。

作者所在實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)多種金屬及礦物開展了大量的真空蒸餾提純、冶煉、除雜等各方面的研究[7-13]。本文在理論分析的根底上采用真空蒸餾的方法脫除廢鋁合金中的金屬Zn,研究了蒸餾溫度、蒸餾時(shí)間等因素對(duì)鋅脫除效果的影響,且取得了較好的脫除效果。實(shí)驗(yàn)采用自配的Al-Zn二元合金及廢鋁開展蒸餾效果的比較和分析,希望進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握影響真空蒸餾除鋅的因素,為今后鋁再生及循環(huán)利用提供脫除鋅的可行性數(shù)據(jù)。

原料

本試驗(yàn)對(duì)a、b兩種物料開展研究:a為用純鋁和純鋅按質(zhì)量比9B1配制而成,所用廢鋁b是由國(guó)內(nèi)某鋁業(yè)公司提供,其主要成分(質(zhì)量比)如下表1所示。

采用真空蒸餾方法處理廢鋁,主要目的是脫除其中的金屬Zn。首先應(yīng)從理論上來(lái)探討金屬Zn和主體金屬Al分離的可能性及分離程度。

表1廢鋁的化學(xué)成分

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn),可以得到以下結(jié)論:

(1)含Zn10%的鋅鋁二元合金,當(dāng)蒸餾溫度高于823K時(shí),Zn的揮發(fā)率高,殘料中含Zn低;而含Zn12125%的廢鋁,當(dāng)溫度高于1023K時(shí),才能得到較好的實(shí)驗(yàn)效果。主要是因?yàn)殡s質(zhì)金屬M(fèi)g與金屬Zn在一定溫度下形成了固溶體,從而阻礙了金屬Zn的揮發(fā)。

(2)當(dāng)保溫時(shí)間大于40min時(shí),a中金屬Zn的揮發(fā)率趨于恒定,而物料b隨保溫時(shí)間的增加,Zn的揮發(fā)率僅上下波動(dòng),變化范圍較小。隨保溫時(shí)間的增加,殘料中Zn的含量變化范圍較小,但物料b的殘留量較a高。所以,在現(xiàn)有條件下最終選定實(shí)驗(yàn)溫度為40min,以到達(dá)高揮發(fā)率和低殘留率。

(3)當(dāng)料層厚度在6~8mm范圍內(nèi)時(shí),Zn的揮發(fā)率較高、殘留率較低。

總之,通過(guò)純鋅鋁合金及廢鋁合金的真空蒸餾實(shí)驗(yàn)可以證明,金屬Zn易于揮發(fā)與Al,Si等物質(zhì)較為徹底分離