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%的廢鋁合金進(jìn)行了真空蒸餾脫除鋅的實(shí)驗(yàn)。最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是緊密一致的。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)多種金屬及礦物進(jìn)行了大量的真空蒸餾提純、冶煉、除雜等各方面的研究[7-13] 。本文在理論分析的基礎(chǔ)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 二元合金及廢鋁進(jìn)行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 兩種物料進(jìn)行研究: 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Zn 10% 的鋅鋁二元合金, 當(dāng)蒸餾溫度高于823 K 時(shí), Zn 的揮發(fā)率高, 殘料中含Zn 低; 而含Zn 12125% 的廢鋁, 當(dāng)溫度高于1023 K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40 min 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, 以達(dá)到高揮發(fā)率和低殘留率。

　　(3) 當(dāng)料層厚度在6~ 8 mm 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。但由于與Mg 形成固溶體, 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不如純鋅鋁合金的理想, 且Zn 與Mg 在真空條件下的作用還需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]Mondolfo L F.Aluminium Alloys:Structure and Properties[M].Beijing:Butterworths Press,1988:340-351
　　[2]劉培英.再生鋁生產(chǎn)與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007
　　[3]Wang Xiao-wua,Gao L-i rong,Hua-Ben.Resources Conserva-tion-The Alternative Scenarios for Chinese Aluminum Industry[J].Resources,Conservation and Recycling,2008,52,1216-1220
　　[4]張國(guó)英,張輝,方戈亮,等.A-l Zn-Mg-Cu系鋁合金中不同區(qū)域電子結(jié)構(gòu)及應(yīng)力腐蝕機(jī)理分析[J].金屬學(xué)報(bào),2009,45(6):687-691
　　[5]劉貴立,李榮德.鑄造鋅鋁合金稀土變質(zhì)機(jī)理的電子理論研究[J].物理學(xué)報(bào),2003,52(9):2264-2267
　　[6]王海濱,梁淑華,肖鵬,等.稀土對(duì)泡沫鋅鋁合金組織和阻尼性能的影響[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2007,17(10):1685-1689
　　[7]丁偉安,�；圪t,戴永年.含銀粗鉍真空精煉[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),1998,18(2):155-160
　　[8]賈國(guó)斌,楊斌,劉大春,等.廢舊鉛錫合金真空蒸餾的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2006,26(1):30-32
　　[9]萬(wàn)雯,楊斌,劉大春,等.用真空蒸餾法提純粗硒的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2006,26(3):26-28
　　[10]楊斌,戴永年.硬鋅提鋅和富集鍺銦技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),1999,19:166-168
　　[11]李秋霞,楊斌,戴永年.真空下從鋁土礦中直接提取鋁的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2010,30(2):198-200
　　[12]朱富龍,袁海濱,楊斌,等.對(duì)中真空條件下鋁蒸氣相變形核及冷凝的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2011,31(2):163-168
　　[13]徐寶強(qiáng),裴紅彬,楊斌,等.真空碳熱還原脫除紅土鎳礦中鎂的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2011,31(3):341-347
　　[14]戴永年,楊斌.有色金屬材料的真空冶金[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000:19-30
　　[15]韓龍,楊斌,楊部正,等.熱鍍鋅渣真空蒸餾回收金屬鋅的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2009,29(5):101-104
　　[16]吳承建.金屬材料科學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2009:178-181