【正文】 Toluene)， 分析純 , 江蘇強(qiáng)盛化工有限公司 1,4二氧六環(huán)（ 1,4Dioxane）， 分析純， 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 傅里葉紅外光譜儀， NICOLET380， 美國(guó) Thermo Nicolet 公司 精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器， JJ1 型， 江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱， DHG9075A 型， 上海 恒科技有限公司 電子太平， EL204 型， 梅特勒 托利多儀器（上海）有限公司 數(shù)顯恒溫水浴鍋， HH2 型， 國(guó)華電器有限公司 圖 21 傅立葉紅外光譜儀圖 圖 22 數(shù)顯恒溫水浴鍋 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 實(shí)驗(yàn)步驟 采樣部分 將收集的廢鋁易拉罐分類開來 ， 將罐蓋和罐底用剪刀剪去 ， 用去污粉洗去內(nèi)外表面的污垢 ,在干燥箱內(nèi)烘干。在老師的幫助下，通過查閱文獻(xiàn)，制定出該實(shí)驗(yàn)方案， 目的是研究一種化學(xué)分離和物理分離相結(jié)合的工藝方法，首先設(shè)計(jì)合理的除漆溶劑組合來浸泡廢鋁，使漆層脫落或溶掉漆層中的有機(jī)烴類粘合劑 ， 再采用物理方法除去漆層的無(wú)機(jī)物和微量的有機(jī)物。 紅外光譜是物質(zhì)定性的重要的方法之一。 54%是鋁合金片上的漆層能被濃硫酸完全清除的最高濃度。另外，采用砂紙打磨的方式處理時(shí)，耗時(shí)長(zhǎng)而且去除率也不能保證穩(wěn)定地達(dá)到 100%，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。熔煉過程中金屬燒損現(xiàn)象嚴(yán)重．特別是熔煉薄壁、廢屑等廢鋁金屬，鋁的回收率相當(dāng)?shù)?(普遍低于 90％ )。挪威海德魯公司在西班牙 Azuqueca 建立一座全新的重熔回收廠，從 2021 年開始試生產(chǎn)鋁擠壓坯料，目前產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到 6 萬(wàn)噸 /年。 發(fā)展再生鋁行業(yè)不僅節(jié)約稀有鋁礦產(chǎn)資源，節(jié)約能源消耗，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義更為突出。 7 實(shí)驗(yàn)的目的和目標(biāo) 1 我國(guó)廢鋁回收技術(shù)還存在明顯的差距 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 1 廢鋁再生利用形成高性能產(chǎn)品是各國(guó)追求的目標(biāo) 10 檢測(cè)方法 美國(guó)鋁業(yè)公司已經(jīng)確立了新的目標(biāo)為， 2020 年美鋁的鋁產(chǎn)品要有 50％用回收的廢鋁生產(chǎn)。同國(guó)外再生鋁企業(yè)平均年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸的規(guī)模相比，中國(guó)目前再生鋁企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模確實(shí)小，平均年產(chǎn)只有 500 噸左右；工藝落后，技術(shù)力量薄弱，我國(guó)好多廢鋁回收企業(yè)采用 “土法 ”熔煉，技術(shù)含量低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，鋁燒損大，實(shí)收率低。 除漆 方法 簡(jiǎn)介 用洗滌劑清洗除去廢舊鋁罐表面的灰塵等固體雜質(zhì)后，再用自來水沖洗干凈，晾干后將罐體從整罐上切割下來，并將罐體剪成若干個(gè)質(zhì)量相近的小鋁合金片，在內(nèi)層標(biāo)注順序號(hào)以區(qū)分樣品，用分析天平稱重后備用。因此可以通過過濾除去雜質(zhì) ，蒸發(fā)提純后得到較純的溶液，重復(fù)利用，以降低成本。另外一種處理廢鋁表面涂層、油污等污染物的方法是，采用丙酮等有機(jī)溶劑清洗，但缺乏對(duì)所形成廢液的處理，又造成了新的污染。 ⑥ 放入 已制好的樣品，點(diǎn)擊 Measurement 進(jìn)行樣品的光譜掃描，得到樣品光譜圖保存、分析。 （ 5）在通過實(shí)驗(yàn)儀器 分析廢液是否有有機(jī)物和固體廢物中是否還殘余有機(jī)物。 ⑨ 保存圖譜，分析特征峰峰值，整理分析數(shù)據(jù)。 ② 將稱好的鋁罐樣品分別置于 4 個(gè) 250ml 的燒杯中，配上二甲基亞砜： N,N二甲基甲酰胺 =1:2 的溶劑組合。圖 33 是將各種溶劑中的樣品取出，用棉花沾取溶劑在樣品上輕輕擦除漆層的效果。因此最終確定用二甲基亞砜， N,N二甲基甲酰胺的組合作為較優(yōu)的除漆溶劑組 合。 800 cm1左右沒有明顯的峰值可能沒有苯環(huán)類物質(zhì)。 盡管課題研究取得了一定的成效，但還存在不足之處，主要體現(xiàn)在： （ 1） 在除漆過程中溶劑揮發(fā)問題沒有很好處理，而且設(shè)備的有限，條件的限制，并沒有很好地處理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液、廢氣、固體廢棄物。 （ 2）實(shí)驗(yàn)中混合溶劑的使用，利于表面漆層的松軟，而且二甲基亞砜的存在，更有利與除漆。 （ 2）在 70℃ 加熱溫度下，考察加熱時(shí)間對(duì)除漆率的影響，如表 312 和圖 310 所示。 表 33 增加摩擦對(duì)除漆效果的影響 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 15ml 1,2二氯乙烷 15ml 2 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基乙酰胺 15ml 1,2二氯乙烷 15ml 3 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 15ml 乙腈 15ml 4 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基乙酰胺 15ml 乙腈 15ml 表 34 增加鋁罐樣品重量對(duì)除漆的影響 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 15ml 1,2二氯乙烷 15ml 2 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基乙酰胺 15ml 1,2二氯乙烷 15ml 3 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 15ml 乙腈 15ml 4 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基乙酰胺 15ml 乙腈 15ml 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0 3. 5 4. 0 4. 54. 654. 704. 754. 804. 854. 904. 955. 005. 055. 105. 15除漆率/% 序號(hào) 表 表 （ a）除漆率變化圖 （ b）除漆效果照片 圖 35(a,b) 增加摩擦對(duì)除漆率的影響 表 33 只是增加攪拌摩擦的除漆效果，表 34 是增加一倍廢鋁罐重量的除漆效果，圖35(a,b)中除漆率變化和除漆效果照片，可以很清楚的證明增加摩擦有利于漆層的漆料脫落，而較多廢鋁罐的除漆效果也較好。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析 除漆溶劑的選擇 （ 1）通過紅外測(cè)試的紅外譜圖分析結(jié)果和文獻(xiàn)資料對(duì)比，選取了 12 種有機(jī)溶劑。 ⑥ 將水溶液和鋁罐樣品分離，清洗鋁罐樣品中間夾雜的粉末，干燥 ,稱重，計(jì)算除漆率(指經(jīng)過除漆層處理后鋁合金片表面漆層的減少量和未除漆之前漆層量的百分比 )。 ⑤ 關(guān)閉放油閥（順時(shí)針擰緊），上下擺動(dòng)壓把，同時(shí)觀察壓力表示數(shù)值讀數(shù)，當(dāng)達(dá)到10MPa 時(shí) 停止加壓，并保持 35min。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 實(shí)驗(yàn)具體步驟 （ 1）通過紅外色譜儀設(shè)備的使用，定性分析廢鋁易拉罐表面漆層的元素成分，并根據(jù)成分結(jié)果、查閱文獻(xiàn)制定除漆所需要的化學(xué)藥品及過程。 ② 雙擊桌面上 Spectra Manager 圖標(biāo)打開主界面，進(jìn)入光譜窗口。但該工藝采用加熱的方式，仍會(huì)出現(xiàn)鋁被氧化的事實(shí)，同時(shí)表層的碳化物顆粒會(huì)殘余，對(duì)廢舊罐料的熔體造成不小的質(zhì)量影響。 （ 3）有機(jī)溶劑除漆是根據(jù)有機(jī)物間的 “相似相溶 ”原理，采用有機(jī)溶液溶解有機(jī)漆，而不和鋁合金片發(fā)生反應(yīng)。 （ 4）生產(chǎn)過程氣體、固體廢棄物污染 較為嚴(yán)重。如日本新菱鋁回收公司建成了從廢鋁罐到扁坯的聯(lián)合工廠，該廠年生產(chǎn)能力為 6 萬(wàn)噸，廢易拉罐就可 直接變成生產(chǎn)易拉罐用的板卷；美國(guó)通用汽車公司和加鋁建立起鋁廢料回收再生系統(tǒng)，將汽車沖壓件廠的 6111 鋁合金廢料全部送到加鋁在美國(guó) Oswego 鋁加工廠直接入爐重熔，再軋制汽車用板返回至汽車沖壓件廠。除了用洗滌劑等清除表面的污垢外，最主要是對(duì)罐體表面顏色漆層的處理。 10 采樣部分 9 溶劑及儀器 8 2 實(shí)驗(yàn)部分 7 實(shí)驗(yàn)具體步驟 通過對(duì)不同的溶劑組合的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來選擇較好的溶劑組合成分，再通過改變?nèi)軇┑慕M合比例使得除漆效果較優(yōu)。 保密的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )在解密后遵守此規(guī)定。 3 國(guó)內(nèi)外除漆工藝現(xiàn)狀與分析 20 實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)與分析 單個(gè)易拉罐的重量約為 15g，罐體表面漆層大約占 %，外表面漆層的含有有機(jī)烴類黏合劑和以二氧化鈦為主要成分 的化工漆料，內(nèi)表面上為乙烯樹脂和環(huán)氧樹脂系的涂料。脈沖霧化回收法主要用于回收廢汽車件，其優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，能耗與霧化氣體消耗量低，適合于高合金化的復(fù)雜鋁合金的再生。我國(guó)目前廢鋁破碎、篩分、挑選、分類等預(yù)處理技術(shù)水平很低。繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間除漆率變化不明顯，并有下降的趨勢(shì)。但此類廢罐都是薄壁制品，漆層在燃燒過程中部分鋁被氧化，還增加了回收鋁中的雜質(zhì)和氣泡；二是采用回轉(zhuǎn)窯焙燒法，回轉(zhuǎn)窯可以分為同流法和逆流法，它們的主要組成部分基本相似，主要不同是窯內(nèi)鋁片流動(dòng)方向與熱煙氣流動(dòng)方向相反。大多數(shù)化合物的紅外譜圖是復(fù)雜的，即便是有經(jīng)驗(yàn)的 專家 ，也不能保證從一張孤立的紅外譜圖上得到全部分子結(jié)構(gòu)信息，如果需要確定分子結(jié)構(gòu)信息，就 要借助其他的分析測(cè)試手段，如 核磁 、 質(zhì)譜 、紫外光譜 等。廢氣主要是實(shí)驗(yàn)中的溶劑揮發(fā)，在工廠生產(chǎn)中可以采取相應(yīng)措施回收廢棄中的溶劑，也可以處理其中的有機(jī)溶劑，滿足氣體排放標(biāo)準(zhǔn)就可安 全排放。 ② 取樣品約 2mg，溴化鉀約 50100g 混合 在瑪瑙缽中進(jìn)行研磨，直至組合均勻，成粉末狀。 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(shí)搖晃一小會(huì)，共加熱 4 個(gè)小時(shí)。 4000 3500 3000 2500 2021 1500 1000 500607080905 1 4 .9 2 6 11 1 2 0 .4 9 51 4 0 0 .1 3 61 5 5 0 .5 6 41 7 3 1 .8 4 92 3 6 0 .5 63 1 2 8 .1 2 73 7 3 9 .4 8 23 8 4 9 .4 1T波數(shù) /c m1 圖 31 紅外色譜圖數(shù)據(jù)分析 圖 31 只能反映兩種鋁罐表面漆層中有機(jī)物的成分差不多，從圖中發(fā)現(xiàn) 1730cm1左右出現(xiàn)峰值可能存在聚酰胺、聚酯類的化合物， 1400~1600cm1 有吸收峰可能為不飽和基團(tuán)或苯類物質(zhì)。 （ 3）進(jìn)一步考察二甲基亞砜， N,N二甲基甲酰胺， N,N二甲基乙酰胺， 1,2二氯乙烷， 乙腈五種溶劑組合除漆的效果。 表 311 不同溫度下的除漆率的數(shù)據(jù)分析 溶劑 鋁罐 /g 剩余量 /g 除漆率 /% 加熱溫度 /℃ 1 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 50 2 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 50 3 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 60 4 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 60 5 二甲基亞砜 15ml N,N二甲基甲酰胺 30ml 70 6 二甲基亞砜