【正文】 通過一步步的實驗，改變條件分析結(jié)果，最終確定了一種較好的除漆工藝流程，對漆層預(yù)處理工藝的研究和發(fā)展有一定的益處，相信通過科學(xué)進(jìn)步和儀器設(shè)備發(fā)展，漆層預(yù)處理工藝必會得到很好地發(fā)展， 也會促進(jìn)鋁再生技術(shù)的發(fā)展。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 4 結(jié)論 本課題開展了一種化學(xué)分離和物理分離相結(jié)合的除漆工藝方法，通 過多次實驗，在目前實驗條件下獲得除漆效果較好的工藝方法 ： 在 甲基亞砜： N,N二甲基乙酰胺 =1： 2 的比列混合 下浸泡鋁罐， 在 70℃ 下恒溫加熱 4h，配合稍微的晃動，再 利用機械攪拌的方法除去表面漆層，除漆率在 6%左右，除漆效果較好。 可以與原廢鋁漆料紅外譜圖對比分析，把其中的酰胺類或者苯環(huán)類物質(zhì)等粘結(jié)劑溶解，使得漆層與鋁合金間粘結(jié)松軟，使得機械攪拌除漆更好。因為在高于 70℃ 時，鋁罐內(nèi)表層的保護(hù)膜大量的脫落，之前實驗中也有此現(xiàn)象出現(xiàn)，但量很少，就沒作為除漆效果來判斷。 溶劑混合比例 選擇 （ 1）確定二甲基亞砜， N,N二甲基甲酰胺為較優(yōu)的除漆溶劑組合，要進(jìn)一步考察溶劑混合比例的變化對除漆率的影響，混合二甲基亞砜： N,N二甲基甲酰胺 =1: 1:2 和 1:3下對除漆率的影響，如表 3表 3表 38 以及圖 37(a,b)所示。考慮鋁罐漆層含量較低，對比增加一倍廢鋁罐的重量的除漆效果，而且也考慮漆層表面顏色漆殘余較多，在攪拌中加入粗砂將漆層除去。實驗中醇類較其他溶劑的揮發(fā)較高，而且醇類味道較大，考慮到工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保問題，所以從中初步選取六種相對揮發(fā)較低的溶劑 ， N,N二甲基甲酰胺 ， N,N二甲基乙酰胺 ， 二甲基亞砜 ， 三氯甲烷 ， 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 1,2二氯乙烷 ， 乙腈 。與所查文獻(xiàn)中敘述鋁罐漆層含有的有機物相對應(yīng)分析 (廢舊罐 料表面涂有有機涂料、無機涂料，如環(huán)氧化合物、聚乙烯、聚丙烯、 TiO Fe、 Ti、 Al2O SiO3 等。 ③ 每過十五分鐘觀察燒杯內(nèi)溶液顏 色變化的現(xiàn)象，同時晃動一小會，共加熱 4 個小時。 ④ 加熱過后，根據(jù)溶液顏色來初步判斷，用清水洗凈鋁罐樣品表面的溶劑 ,在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥 ,稱重。 ② 將鋁罐樣品稱重，將稱好的樣品放置在 8 個 250ml 的燒杯中，配上不同的溶劑。 ③ 將研磨好的固體粉末按照壓片模具使用說明裝好待用。通過對廢鋁涂層的預(yù)處理，即去除罐體表面漆層，形成一種生產(chǎn)效率高、表層材料處理徹底而鋁利用率很高的罐體預(yù)處理工藝技術(shù)，改變我國再生鋁行業(yè)企業(yè)的現(xiàn)狀，提高再生鋁企業(yè)的市場競爭力，獲取更多的經(jīng)濟效益，同時加強廢鋁回收與再生技術(shù)的科技投入，不斷開展鋁再生技術(shù)的研究與開發(fā)，進(jìn) 一步提高我國再生鋁企業(yè)的技術(shù)實力，充分發(fā)揮再生鋁在經(jīng)濟發(fā)展中的作用，有效地提高再生鋁生產(chǎn)高性能鋁合金產(chǎn)品，是再生鋁生產(chǎn)技術(shù)的重要提升與進(jìn)步，具有很高的環(huán)境、資源和經(jīng)濟效益，開發(fā)與應(yīng)用前景廣闊，對于礦產(chǎn)資源匱乏的我國鋁生產(chǎn)行業(yè)具有非常重要的意義。通過實驗逐步形成一種生產(chǎn)效率高、表層材料處理徹底而鋁利用率很高的罐體預(yù)處理工藝技術(shù)。 ⑧ 測量完畢后，退出 Spectra Manager 光譜窗口，退出計算機系統(tǒng)。盡管如此，紅外譜圖仍是提供官能團信息最方便快捷的方法。所以，紅外光譜法實質(zhì)上是一種根據(jù) 分子內(nèi)部原子間的相對振動和分子轉(zhuǎn)動等信息來確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和鑒別化合物的分析方法?；剞D(zhuǎn)窯以一定速度旋轉(zhuǎn)，廢鋁表面的漆層在一定的溫度下逐漸炭化，由于回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)，使得物料之間相互摩擦和震動，最后炭化物從廢鋁上脫落。濃硫酸與漆層中的有機物和氧化物反應(yīng)，不與鋁合金中的成分反應(yīng)，即鈍化效應(yīng)。由于漆層主要是有機烴類，加熱后烴類與氧發(fā)生反應(yīng)，生成 CO、 CO2 以及少量的氮、硫、磷等的氧化物揮發(fā)掉，當(dāng)除漆率達(dá)到最大值時，繼續(xù)加熱則鋁合金片發(fā)生氧化而使質(zhì)量增加，出現(xiàn)除漆率下降的現(xiàn)象。 （ 1）噴砂除漆是用砂紙打磨的方法除去易拉罐表面的漆層，砂紙粒度 ～ ，使用過的砂粒用稀鹽酸過濾回收二氧化鈦。大部分靠人工挑選與分類，甚至有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體企業(yè)，不挑選，不分類，只要是鋁廢料就一起往爐子里裝。 （ 2） 整體 裝備水平低，生產(chǎn)成本相對較高。 目前，世界再生鋁的產(chǎn)品主要是鑄造件。巴西有 15 萬人從事鋁飲料罐回收， 2021 年回收率達(dá)到 85％，居世界第一，常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 超過日本 ％的回收率。從對易拉罐外漆中主要無機成分的 XRD 圖譜的分析中，可知主要含有 TiO Fe、 Ti、 Al2O SiO3等無機物。 26 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 前言 概況 廢 鋁回收 是環(huán)保綠色經(jīng)濟的重要組成部分 鋁回收再生產(chǎn)是世界鋁工業(yè)的必要組成部分，是鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的不可缺少的資源，再生鋁的生產(chǎn)是有著巨大市場潛力和發(fā)展前景的行業(yè)。 25 致謝 12 溶劑混合比例選擇 3 除漆工藝簡介 本 人 簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 常熟理工學(xué)院畢業(yè)論文 I 廢鋁易拉罐表面除漆工藝的研究 摘 要 開展了 一種化學(xué) 與 物理 方法 相結(jié)合的 廢舊易拉罐表面漆膜的分離 工藝方法。 本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 題目 廢 鋁易拉罐表面 除 漆 工藝 的研究 學(xué) 院 化學(xué)與材料工程 學(xué)院 年 級 2021 級 專 業(yè) 材料科學(xué)與工程 班 級 材料 081 學(xué) 號 150208116 學(xué)生姓名 高 凱 旋 指導(dǎo)教師 孫德勤 職 稱 高級工程師 論文提交日期 2021 年 5 月 22 日 常熟理工學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )誠信承諾書 本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。定性分析鋁罐表面漆料的成分 ,來選擇合理的除漆溶劑和擬定實驗方案進(jìn)行實驗。 1 廢鋁回收是環(huán)保綠色經(jīng)濟的重要組成部分 8 課題研究的意義 9 實驗步驟 17 常熟理工學(xué)院畢業(yè)論文 加熱溫度與時間選擇 22 4 結(jié)論 廢鋁回收和原鋁生產(chǎn)相比較下的優(yōu)勢非常明顯，每噸再生鋁與每噸電解鋁相比節(jié)省能源高達(dá) 95％， CO2和有害排放物也大大減少，很有利于環(huán)保。要將廢舊鋁易拉罐熔煉制成高質(zhì)量的鋁或鋁合金材料，必須進(jìn)行嚴(yán)格的表面預(yù)處理。巴西當(dāng)年回收的鋁罐重量達(dá)到 萬噸，相當(dāng)于 90 億只鋁罐的重量。提高深加工能力，向終端產(chǎn)品靠攏已成為各國家再生鋁企業(yè)的追求目標(biāo)。目前，我國大多數(shù)再生鋁生產(chǎn)企業(yè)所普常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 遍采用的鋁熔煉設(shè)備是普 通的反射爐 (燃油或燃?xì)?)。這使再生鋁的成分變的極為混雜，污染嚴(yán)重，大大降低了再生鋁的利用價值。用砂紙打磨可以除掉漆層，通過質(zhì)量分析很容易除掉質(zhì)量的 %。處理過程要在高溫爐內(nèi)進(jìn)行，設(shè)備成本高，能量消 耗大，有有害氣體放出，會污染環(huán)境。室溫下當(dāng)鋁合金片在濃硫酸中的質(zhì)量百分比，即濃度＜ 54%時，除漆率都為 100%。其優(yōu)點是熱效率高，會使表層油漆在一定溫度下熔化， 從而與罐體分離。將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄下來，就得到紅外光譜圖。 紅 外色譜法測試 步驟 聚合物采用溴化鉀壓片法制作測試薄片，具體紅外光譜儀的使用步驟： ① 打開傅立葉紅外色譜儀，預(yù)熱 30min，啟動計算機。 ⑨ 關(guān)閉紅外光譜儀和計算機電源，并做好使用情況的登記。 擬定的實驗方案 （ 1）定性分析廢舊罐體表面涂層的成分組合與物理化學(xué)特性，研究相應(yīng)的有機脫漆溶劑，探究較好的反應(yīng)試劑； （ 2） 采用化學(xué)方法和物理方法相結(jié)合的方法，溶解漆層的有機烴類粘合劑，再進(jìn)一步去除漆層的無機填充物； （ 3）對脫漆過程形成的廢液、固體廢物、廢氣進(jìn)行物理化學(xué)特性，進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，消除濕法脫漆所造成的二次污染； （ 4）進(jìn)一步對溶解漆層溶劑的研究，形成一種少污染、生產(chǎn)效率高、回收利用率高的除 漆工藝。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 2 實驗部分 先 對廢易拉罐表面漆料成分進(jìn)行 檢測 ，根據(jù) 檢測的 結(jié)果 和分析挑選有機 溶劑，比較 單一溶劑 、混合溶劑 的 除漆效果。 ④ 將模具放置在壓片機工作空間中央位置，通過手輪調(diào)節(jié)壓力絲桿，并用壓力絲桿壓緊。 ③ 在恒溫水浴鍋內(nèi)加熱，溫度設(shè)置為 60℃ 。 ⑤ 把干燥好的鋁罐樣品放在 250ml 的三頸燒瓶內(nèi)，加三分二的水，用精密定時電動攪拌器快速攪拌，讓水流的沖力使鋁漆片互相摩擦達(dá)到除漆的效果，攪拌 1 個小時。 ④ 加熱過后，根據(jù)溶液顏色來初步判斷，用清水洗凈鋁罐樣品片表面的溶劑，觀察表面除漆效果。內(nèi)表面為環(huán)氧樹脂涂層，在內(nèi)外表面成膜過程中使用了稀釋劑、防潮劑、催化劑、脫漆劑、固化劑等 ) ，可以作為實驗參考資料，確定漆料中的成分存在聚酰胺和聚酯類的化合物，也存在不飽和基團和苯類物質(zhì)。 進(jìn)一步進(jìn)行溶劑組合，與鋁罐樣品反應(yīng)，尋找合適的溶劑組合來處理漆層，完善除漆工藝。除漆率如表 3表 34 和圖 35(a,b)所示。 表 36 溶劑比 1:1 下的鋁罐除漆率 溶劑 鋁罐 /g 剩余量 /g 除漆率 /% 1 二甲基亞砜 20ml N,N二甲基甲酰胺 20ml 2 二甲基亞砜 20ml N,N二甲基甲酰胺 20ml 3 二甲基亞砜 20ml N,N二甲基甲酰胺 20ml 4 二甲基亞砜 20ml N,N二甲基甲酰胺 20ml 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 表 37 溶劑比 1:2 下的鋁罐除漆率 溶劑 鋁罐 /g 剩余量 /g 除漆率 /% 1 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 2 二 甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 3 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 4 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 表 38 溶劑比 1:3 下的鋁罐除漆率 溶劑 鋁罐 /g 剩余量 /g 除漆率 /% 1 二甲基亞砜 10ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 2 二甲基亞砜 10ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 3 二甲基亞砜 10ml N,N二甲基甲酰胺 30ml l 4 二甲基亞砜 10ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0 3. 5 4. 0 4. 54. 14. 24. 34. 44. 54. 64. 74. 84. 95. 05. 1