TW200815609A - Method for the stabilization and recycling of aluminum dross from secondary metallurgy - Google Patents

Description

200815609 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種二次熔鋁廢渣資源化處理方法， 特別是針對含有氮化鋁與微細金屬鋁粉末之廢棄物，進行 貧源化之處理，產出可供再利用之氧化銘產a;如此，可 避免耗費掩埋所需之土地空間，更可降低自然資源的開採 /肖耗，進而增進廢棄物之使用效益、提昇經濟價值。

【先前技術】 按i屬銘的_次溶煉主要是以回收的廢紹為原料， 經過高溫溶煉、偏觀煉、麟等程序後，產出銘錠產品， 可t、應諸如豕具、工具、建材等下游產業使用，屬於台灣 地區資源再生中重要的一環。 與一般高溫冶煉流程-樣，二次脑所產生的銘涪為 主要廢棄物之—。财中除了_，尚含有其他雜質，主 要成分表列如下： 元素 A1 Si N Cl 含量 25-30 15-20 1-5 0.5-1.5 切’由於麵條性相#高’姐煉軸當中料與空氣 中之主要成分反應，反應式如下·· ”

Mg1.5-3

Ca 〇·2-1·2 人馳在_過財縣添加大量造射彳與抗氧化 (第一式) 2Al + 1.502->AJ2〇3 5 200815609 A1 + 0.5N2^A1N (第二式） 因此在所產出之鋁渣中，除了廢鋁中原已内含以及高 溫氧化後產生的氧化鋁之外，尚有氮化銘。 除上述兩化合物外’由於姆中含有未祕的金屬 銘，粒徑範圍涵蓋公分級以上之巨大顆粒至10μ1η以下之 微細粉體。目前雜f源化技術為針對·金屬銘而設 計，流程如第一圖所示：其係先經破碎、篩分取其中富含 金屬粗粒者再供熔煉，而剩餘金屬鋁粉因過於微細，以目 前技術已無回收之可能，遂多以掩理處理；但由於剩餘物 為泰狀灰邊’其巾尚含有金屬！g微細粉末以及氮化銘，此 二成份會與找巾水分_產生氣體，反應式如下： 2A1N + 3H20 AI2O3 + 2NH3 (第三式） 2A1 + 3H20 — Al2〇3 + 3H2 (第四式） 所產生的氨與氳氣（氨具有刺激性臭味，且具有毒性， 而氫氣易燃）’不僅會對環境造成污染疑慮、，更嚴重阻礙氧 匕鋁粕渣的再利用；有鑑於此，本發明人特研發出以濕式 化學方式，將具有反應性之金屬鋁粉與氮化鋁轉化為可再 利用之氧化鋁’以將廢棄物資源化提供再利用之經濟效益。 【發明内容】 *本發明主要係以濕式化學方式，分兩階段將金屬銘與 鼠化轉化為氧触，麟職如下： 、 1.金屬轉之氧化：以氧化劑及高溫曝氣的方式進行 6 200815609 氧化，反應式如下： 2Α1+1.5〇2^Α12〇3 (第五式） 如此可先轉化金勒為氧化物，避免雜大量酸驗值 調整藥劑。 2·氮化紹之破壞··本階段為利用氮化銘與鹼性水相環境 中之水合作用進行處理，主要反應如下： AIN + OH· + H20 — 2ΝΗ3 + Αι(0ίί)4_ (第六式） 所生成的氨在固定溫度下對水的溶解度固定，多餘者 則會揮發至线巾；錄氫氧健錯離刊會與其他陽離 子結合為敎之_水合物。此反縣涉職體的產出與 揮鲞，因此可藉由下列兩方法來加速反應·· (1) 氨的水溶性相當高，常溫2(rc下一公升水可溶解約 2 a升的氣氣，故必須利用高溫來降低氨中的溶解度， 使第六式所示之反應平衡向產物方偏移，達到完全破壞氮 化銘的目的。 (2) 除了高溫外，也可利用曝入空氣的方式，將氨由 水中攜出，達到相同的目的。 综上可得到如第二圖所示的處理流程圖，對於含有金 屬崔呂物末與氮化紹的廢棄物，尤其是已缝過回收金屬I呂後 剩餘的二次熔鋁廢渣粉之資源化處理，極具功效性。 【實施方式】 運用本發明所揭示的流程技術，處理經過回收金屬銘 200815609 後剩餘的二次熔鋁渣粉，如第二圖所示，其步驟為： (1) 乾拌鋁渣粉：係將鋁渣乾粉攪拌使之充份混合均 勻，避免金屬鋁與氮化鋁過度集中，造成反應時局部大量 產氣（氨、氫），而引起突沸現象； (2) 漿化鋁渣粉:首先在配有攪拌器與曝氣裝置之保溫 反應槽中置人9G°C熱水，聽啟動麟與曝氣設備，再將 乾拌均勻之鋁渣粉緩緩加入反應槽中，控制固液比為1公 "頓/立方米； (3) 氧化反應：加入雙氧水或其他具氧化能力之藥劑， 雙氧水之用量約為每公伽絲5〇公升，並曝氣反應3〇 分鐘； (4) 水合反應·緩慢加入熟石灰或其他具有提高酸鹼值 效果之_，pH值最好在η，熟石灰約為每公顿渣 粉100公斤，並曝氣反應90分鐘；又當水合反應進行中視 水分蒸發觀適辆量添加熱水，㈣總體韻減容許在 10%以内； (5) 反應終了後靜置至少20分鐘，使氧化紹產物沉澱； (6) 固液分離及清洗·抽出上層液後，將沉殿物進行水 洗直至去除產射之異味；其較佳之實齡段係加入9〇t 熱水攪拌清洗至少10分鐘；水洗程序最好重複三次，以有 效去除殘餘氨。 經上述步驟後可得氧化紹產物，供後續再利用，諸如 200815609 砂石取代材料、水泥纽合鱗、销崎料等。 原銘潰粉以元素分析儀與熱差分析檢測出含有3辦氮 以及2%金屬崎’以此流程處理後，所得之氧化銘產物成 分表列如下：

其中銘絕大部分是以氧化銘形式存在，金屬銘與氮化 銘的轉化率超過85% ’且可去除超過90%的氯，以利氧化 m 紹產物的後續再利用。

综上所述，本發明確實已能達到預期之使用目的及功 效，本創新技術可將金屬銘與氮化_換成可再利用之資 源化氧化!呂產物；特則於處理經過回收之金私後剩餘 的二次熔鋁渣粉，本案更具進步性功效，且提供產業利用 上具實質經濟效益，故本發明誠已符合發明專利之申請要 件，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並早曰 賜准專利，實感德澤。 【圖式簡單說明】 第一圖所示係為目前自二次熔鋁渣中回收金屬鋁之製程。 第二圖所示係為本發明之處理流程圖。 9

Claims (1)

1. 200815609 十、申請專利範圍·· 丨·—種二次麟廢較源化處理方法，其步驟為： ⑴乾娜雜：鱗轉乾_拌紅紐混合均句； .(2)聚化錄粉：先於保溫反應槽中加入適量的熱水，並啟動 : 镇祕賴雜經蛾掉叙知紙魏加从應槽中； (3)氧化反應·加入氧化藥劑’持續勝並曝氣以進行氧化反 應，至少30分鐘； • (4)水合錢：緩慢加錢_整师至少u，雖_拌及 曝氣以進行水合反應至少90分鐘，且在水合反應進行中須適時、 適量添加熱水； (5)固液分離：反應終了，翻液分離後即可得氧化銘產物。 2·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中步驟(2)加入保溫反 應槽内的熱水，水溫至少在5〇。〇以上。 3·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中步驟(2)曝氣、娜 _ 同時進行’曝氣量與游速度以不使織粉漿產生沉殿。 4.如申請專利_第丨項所述之方法，其中步驟(2)航雜粉 固液比為1公嘲/立方米。 5·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟⑶氧化反應使 ** 用之氧化劑為雙氧水、漂白水或其他具有氧化效果之藥劑。 6·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中氧化劑用量為每公 嘲紹渣粉1〜100公升。 7·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟(4)水合反應所 200815609 使用之驗剩為熟石灰、氫氧化納、 藥劑。 碳酸鈉或其他具有提高pH值之 铭、、杳專之雜，射藥細量為每純 一’、 么斤，而瞒藥劑可單獨或混合使用。 行中撕叙枝，射步_水合反應進 適㈣1添加熱水，漿體總體積縮減容許在娜以内。 m 可利範圍第1項所述之方法，其中步驟⑶固液分離 木月？置或過(屢)濾或離心或傾析之技術。 u.如申請專利範圍第10項所述之方法，其中採靜置者其時間 為5〜20分鐘。 12. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中步驟⑸取得氧化 紹產物後再予水洗及·分離，水洗以確實去除殘餘氨，再經固 液分離、乾雜得具較佳商品價值之氧倾產物。 13. 如申請專利範圍第12項所述之方*，其中水洗程序時係使 用50°C以上之熱水。 14·如申請專利範圍第12項所述之方法，其中固液分離程序時 乾無可使用自祕曬、加魏水或加溫乾料可令水份自固體脫 除之方法。 11