[發明專利]廢泡沫鋁重熔循環利用的方法

無效

• 申請號: 200710024896.7
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101082093A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 何思淵;丁龍;何德坪;戴戈;魏永生;蔣宗仁;盧天健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22B21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

一、技術領域

本發明屬于泡沫化材料再生領域，特別涉及一種廢泡沫鋁重熔循環利用的方法。

二、背景技術

現有技術：以多樣化孔隙為結構特征的超輕型多孔金屬由于實現了結構材料輕質(ρ≤1)和多功能化，包括能量吸收、阻尼減震、降噪、熱、電磁屏蔽及其多功能兼容而成為當前國際前沿熱點之一。以往人們認為金屬中的孔洞是造成廢品的原因，極力消除金屬中的孔洞。但是50年代后，特別近十年的研究，人們發現由于孔隙的存在，使多孔金屬具有上述一系列性能從而引起人們廣泛的關注。多孔金屬的一系列獨特性能，決定其具有廣泛的應用前景。

多孔金屬的實際大規模應用目前不十分的廣泛，主要的制約因素是成本和質量。在泡沫鋁制備和應用過程中會產生大量的廢泡沫鋁，將這些廢泡沫鋁重熔再生并進行泡沫化制備無疑可以大幅地降低泡沫鋁的制備及使用成本。

近年來，全球對資源循環利用及環境保護問題十分關注，廢鋁再生利用成為了鋁的第二資源，生產再生鋁是一項技術性極強的復雜工作，一般說來，其技術復雜程度并不比生產原鋁的低。泡沫鋁因為其獨特的孔洞結構及其制造過程中的復雜工藝，給重熔再生帶來很多問題。但是國內外關于廢泡沫鋁重熔再生鮮見報道，Jessen等曾研究了廢泡沫鋁的重熔可行性，在熔劑覆蓋條件下可以對廢泡沫鋁進行重熔再生，但是沒有進行深入研究。迄今，國內尚無有關廢泡沫鋁重熔再生及再生鋁泡沫化制備的文獻報道。

綜上所述，目前國外開展的研究工作才剛剛開始，還未提出廢泡沫鋁重熔再生的方法，而國內還未見廢泡沫鋁重熔再生相關文獻報。

三、發明內容

本發明針對上述技術問題，提供一種回收率高、成本低廉。環境友好的廢泡沫鋁重熔再生的方法。

本發明的技術解決方案為：一種廢泡沫鋁重熔循環利用的方法，其特征在于工藝步驟為：先將廢泡沫鋁清洗干凈，然后在烘箱中烘干預熱，預熱溫度為100～150℃；配制由幾種化合物按一定質量分數混合組成的熔劑，具體質量組分為：40％NaCl，40％KCl，5％CaF₂，15％Na₃F₆；在烘干后的廢泡沫鋁上面均勻鋪上一層b步驟中準備的熔劑，熔劑的質量是廢泡沫鋁質量的20％～30％；將廢泡沫鋁加熱至750～800℃，保溫10分鐘，再用攪拌槳在坩鍋內攪拌5分鐘，攪拌速率為100～200r/min，然后將坩鍋靜置5分鐘，除去坩鍋內鋁液上面一層爐渣，將剩余鋁液澆鑄成鋁錠；將爐渣用20目的篩子將殘留在爐渣中鋁分離出來，進行二次回收，回收方法與重熔泡沫鋁類似，但是加入的熔劑為15～30％；配制的熔劑在泡沫鋁重熔再生過程中起了非常重要的作用NaCl、KCl作為覆蓋劑去除固態鋁表面層氧化皮帶入的夾雜，阻止泡沫鋁的燃燒和鋁液在高溫爐氣下的進一步氧化；CaF₂等的加入可以有效降低鋁液-熔劑的相間張力和夾雜與鋁液間的粘附功，從而提高熔劑的排雜性能。重熔再生鋁直接進行泡沫化制備，可以獲得孔結構均勻、性能良好的泡沫鋁。

本發明產生的有益效果為：用本方法進行廢泡沫鋁重熔再生總回收率可以達到92％以上，而且成本低廉，生產環境良好。成功實現了廢泡沫鋁重熔再生。重熔再生過程中使用的熔劑成本低廉，沒有毒性，配制簡單，與鋁液不發生反應，生產環境良好。該方法可用于各種廢泡沫鋁及鋁合金(通孔、閉孔、異形件等)的重熔再生。重熔再生鋁直接進行泡沫化制備，不需要經過精煉等其他處理。

四、附圖說明

圖1是各種廢泡沫鋁，其孔隙率在85％左右，孔徑大小在2～5mm之間。

圖2是本發明重熔再生鋁的金相圖。5％NaOH水溶液腐蝕，放大50倍。可以看出重熔再生鋁中有較多氧化物夾雜，剛好能夠成為泡沫化過程泡沫形成的核心。

圖3是本發明再生鋁進行泡沫化制備的泡沫鋁。其孔結構均勻，沒有大缺陷，與原鋁制備的泡沫鋁類似。

圖4是本發明再生鋁進行泡沫化制備的泡沫鋁的壓縮曲線。壓縮試樣尺寸為Φ25×30mm，加載速率為3mm/min。其壓縮曲線非常平滑，和典型的泡沫鋁曲線一樣，有三個階段：線彈性階段，屈服平臺階段和緊實階段。

五、具體實施方式

實施例1：

第一步：將1千克廢泡沫鋁上面的油污等雜質洗凈烘干預熱后裝入直徑為120mm的45號鋼坩堝中，準備200克由40％NaCl，40％KCl，5％CaF₂，15％Na₃F₆質量分數組成的熔劑。