[发明专利]一种从废弃铝塑膜中提取金属铝的方法

说明书

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：虽然采用了密闭容器，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600℃加热40～60分钟，铝的产率最高；药壳皮类铝塑膜，在550℃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℃～120℃，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。

具体实施方式

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1.1032g。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100℃的马福炉中，设定马福炉的温度为550℃，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0.9499g，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，检查装置是否漏气，往试管中注入5mL 3mol·L^-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86825.4Pa，温度为290K，290K时饱和水蒸汽压1937.2Pa，产品的质量为0.0273g，氢气的体积为33.40mL，计算得产物中铝含量为79.8％。