[發(fā)明專利]一種廢鋁/廢鋁合金的回收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210085518.4
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN114410975B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀武;黃鈺堯;狄躍忠;彭建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B9/02
• 分類號(hào): C22B9/02;C22B9/04;C22B21/06;C22B7/00;B22D7/00;C25C3/06
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 吳瓊

1.一種廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)真空蒸餾：將固態(tài)的廢鋁/廢鋁合金置于真空蒸餾罐中，將真空蒸餾罐置于加熱爐內(nèi)，抽真空，然后升溫至1000～1200℃進(jìn)行真空蒸餾；或?qū)⒐虘B(tài)的廢鋁/廢鋁合金升溫至700～1000℃，形成鋁熔體，再置于真空蒸餾罐中，抽真空，然后升溫至1000～1200℃進(jìn)行真空蒸餾；真空蒸餾過程中，廢鋁/廢鋁合金中的低沸點(diǎn)金屬被蒸餾出來，進(jìn)入真空蒸餾罐的結(jié)晶器中結(jié)晶，形成結(jié)晶合金；真空蒸餾完成后，真空蒸餾罐內(nèi)剩余物料為蒸餾熔體；

(2)制備極板：將蒸餾熔體導(dǎo)入熔化爐內(nèi)降溫至700～800℃，澆鑄至模具中制成陽極板；采用純鋁加熱至680～750℃形成純鋁熔體，然后澆鑄至模具中制成陰極板；

(3)啟動(dòng)電解槽：啟動(dòng)裝有電解質(zhì)的電解槽，加熱使電解質(zhì)熔化后，調(diào)節(jié)電解質(zhì)溫度至電解溫度；電解質(zhì)為KF-LiF-AlF₃體系電解質(zhì)，或者為KCl-NaCl-MgCl₂-AlF₃體系電解質(zhì)；當(dāng)電解質(zhì)為KF-LiF-AlF₃體系電解質(zhì)時(shí)，采用LiF、KF和無水AlF₃為原料，電解質(zhì)中的AlF₃:LiF:KF按質(zhì)量份數(shù)比為(1～10):(40～50):(40～50)，其電解溫度為490～560℃；當(dāng)電解質(zhì)為KCl-NaCl-MgCl₂-AlF₃體系電解質(zhì)時(shí)，采用KCl、NaCl、MgCl₂和無水AlF₃為原料，電解質(zhì)中的AlF₃:NaCl:KCl:MgCl₂按質(zhì)量份數(shù)比為(1～15):(30～40):(20～28):(35～48)，其電解溫度為390～490℃；

(4)直流電解：將陽極板和陰極板置于電解槽內(nèi)，插入到熔化的電解質(zhì)中，對(duì)陰極板和陽極板通直流電進(jìn)行電解；電解過程中，陽極板上的鋁溶解進(jìn)入電解質(zhì)，然后在陰極板上析出；

(5)重熔澆鑄：當(dāng)陽極板上的鋁溶解析出量達(dá)到陽極板鋁質(zhì)量的50～80％時(shí)，完成電解，此時(shí)陽極板形成陽極廢鋁；將陰極板連同析出的鋁取出后，重新熔化澆鑄，制成純鋁錠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于步驟(1)中，抽真空至真空蒸餾罐內(nèi)的氣壓為1～100Pa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于步驟(1)中，低沸點(diǎn)金屬為鋅、鎂、鋰和/或鈣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于步驟(1)中，進(jìn)行真空蒸餾時(shí)，向真空蒸餾罐內(nèi)充入氬氣對(duì)真空蒸餾罐內(nèi)的鋁熔體進(jìn)行攪拌。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于步驟(4)中，電解時(shí)陽極板的電流密度100～500mA/cm²，極距為15～60mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋁/廢鋁合金的回收方法，其特征在于步驟(5)中，當(dāng)陽極廢鋁中非Al元素的質(zhì)量含量≤50％時(shí)，將陽極廢鋁與步驟(2)的蒸餾熔體混合，重新作為陽極板的原料；當(dāng)陽極廢鋁中非Al元素的質(zhì)量含量50％時(shí)，將陽極廢鋁在800～1000℃熔化后，澆鑄至模具中制成二次陽極板；將二次陽極板作為陽極板按步驟(3)和(4)的方式進(jìn)行二次電解，當(dāng)二次陽極板上的鋁溶解析出量達(dá)到二次陽極板鋁質(zhì)量的50～80％時(shí)，完成二次電解，此時(shí)二次陽極板形成二次陽極廢鋁，作為步驟(1)的原料循環(huán)使用；在二次電解過程中，二次陽極板中的非Al元素以粉狀形式沉降到電解槽底部，形成陽極泥。