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1、廢金屬的資源化如上圖所示,這樣的化學(xué)推斷題,估計大家高三應(yīng)該做了無數(shù)遍了。這幅圖其實就是簡單的廢金屬回收流程圖,只不過咱們當(dāng)時在乎的是如何推斷這種金屬是什么?,F(xiàn)在把這幅圖放在前邊,不是為了推斷,而是為了引出我們的題目:廢金屬的資源化。工業(yè)生產(chǎn)和社會生活中會產(chǎn)生大量的廢金屬,包括廢罐、廢桶、廢電線、廢電纜等。目前世界金屬產(chǎn)量,如鋼產(chǎn)量的45%、銅產(chǎn)量的62%、鋁22%、鉛40%、鋅30%都來源于廢金屬的回收再利用。廢金屬的再生利用可降低能源消耗,節(jié)約大量投資費用。金屬分離綜合工業(yè)流程圖廢鋼鐵的回收廢鋼鐵屬于黑色金屬,具有很好的磁性,采用磁選法很容易把他從混合的雜物中分離出來。對于尺寸較大
2、的廢鋼鐵的回收,首先要加以剪切分割,再用破碎機做破碎處理,然后利用非物質(zhì)件質(zhì)量的差異分成輕重兩部分,輕者由空氣分級器和旋風(fēng)分離器再次分成輕重兩種不同成分,并分別加以處理,而重者則可以通過一級、二級磁性篩選過程將黑色金屬從垃圾中分選出來,送往煉鋼廠進(jìn)行冶煉回收,至于非磁性金屬和玻璃等廢物則另行收集和處理或填埋處置。廢鋁的回收家住農(nóng)村的孩子應(yīng)該見過這些東西,每年過年前就有一批人開著三輪車?yán)@些模具,各個村子轉(zhuǎn)悠,為村民把廢鋁鑄成鋁鍋、鋁盆。渦流分選當(dāng)導(dǎo)體置于變化的磁場中時,導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電流,而這種電流產(chǎn)生的磁場與外界磁場相互作用,在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流,并與磁場相互作用產(chǎn)生排斥力。由于所產(chǎn)生
3、的渦流場強取決于其電導(dǎo)率的大小,所以可以將不同電導(dǎo)率的金屬和非金屬分離開來?;剞D(zhuǎn)熔化爐提鋁回轉(zhuǎn)熔化爐是利用各種金屬熔點的不同分離分選金屬的裝置,它采用外部加熱的方式,嚴(yán)格控制爐內(nèi)的溫度,使鋁等熔點低的金屬以液體的形式從回轉(zhuǎn)爐的中部流出,而鐵等熔點高的金屬從端部排出。重介質(zhì)分選利用金屬和非金屬的密度差異進(jìn)行分離。首先要制備一種重液體(如硅鐵粉等)作為懸浮液,密度在2-3g/ml為宜,然后將含有鋁的混合廢料投入到這種懸液中,密度大的金屬(如鐵等)下沉,密度較小的金屬鋁會上升,從而實現(xiàn)不同密度金屬的分離過程。廢鋁的回收鋁具有比重小、強度高、易回收利用等特點被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。廢鋁的回收工藝
4、較多,主要有渦流分離、回轉(zhuǎn)熔化爐提取以及種介質(zhì)分選等。銅的回收按照來源不同,銅廢料可分為新廢銅料和舊廢銅料。新廢銅料是指銅加工廠和銅材使用單位在生產(chǎn)使用中產(chǎn)生的邊角料,這類銅料成分比較單一,沒有混入其他的材料,可直接送回銅加工廠和金屬回收廠進(jìn)行重熔。舊銅料是指從社會上回收的廢銅料,成分較復(fù)雜,大多都摻有其他金屬或非金屬材料,因此回收處理較困難。去除廢舊銅料中的絕緣物是最復(fù)雜的工序主要方法有機械法、化學(xué)法、低溫或高溫處理法等,也可以是將整體切成碎屑,然后采用重力分級法是銅料(或其他金屬顆粒)與質(zhì)量較輕的絕緣體分開。而對于非電線形式的廢銅料。如與其他材料的焊接頭,則往往需要采取切、鋸、熔等
5、多種不同的手段進(jìn)行分離。鋅錳的回收在日常生活中鋅錳金屬常存在于電池當(dāng)中。常用的干電池是鋅錳電池(又稱鋅-碳電池)和堿性鋅錳電池(又稱堿性二氧化錳電池或堿錳電池)。由于堿性鋅錳電池具有不易腐蝕、放電穩(wěn)定、使用時間長等特點,因此堿性鋅錳電池的使用量越來越大。目前約占世界一次干電池市場的四分之三。然而廢舊鋅錳電池中含有汞、鎘、鋅、銅、錳等重金屬,如果隨意丟棄,不進(jìn)行回收利用,會對環(huán)境和人體造成嚴(yán)重的危害,也會導(dǎo)致金屬資源浪。所以在“綠色化學(xué)”和環(huán)境保護(hù)熱潮日益高漲的今天,從廢電池回收鋅錳等重金屬尤為重要。處理廢電池的方法主要有人工分選、濕法處理和火法處理。(1)、人工分選處理人工分選處理是將
6、廢舊電池拆解后分離出各種物質(zhì),再作相應(yīng)的回收處理。如對廢舊銨型鋅錳電池的人工分選處理就是先將電池各個部分分離,然后將塑料蓋送塑料廠再生利用;鐵殼送冶煉廠回收鐵;碳棒和銅帽分離后回收銅和碳棒;鋅皮洗凈后送入電爐重熔,鑄成鋅錠回收鋅;殘存的Mn02和MnOOH的混合物送入回轉(zhuǎn)窯煅燒,進(jìn)行脫水處理可獲得化工原料Mn02;電池中的黑色填充物經(jīng)水浸、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶等工序制取NH4Cl。此類方法的優(yōu)點是操作簡單,不需要復(fù)雜設(shè)備,但需要較多勞動力,回收效率低且經(jīng)濟效益小。(2)、濕法處理濕法是利用酸對廢電池進(jìn)行浸取,發(fā)生反應(yīng)生成可溶性鹽,然后用化學(xué)沉淀、電化學(xué)沉積、離子交換或萃取分離的方法提取電池中
7、的鋅、二氧化錳以及其它各類重金屬。主要有兩種類型:A干濕法處理技術(shù);B全濕法處理技術(shù)。A、干濕法處理干濕法又叫焙燒一浸出法,是將廢舊干電池機械切割,分選出碳棒、銅帽、塑料,并使電池內(nèi)部粉料和鋅筒充分暴露,然后在600℃的溫度條件下,在真空焙燒爐中焙燒6~10h,使金屬汞、氯化銨等揮發(fā)為氣相,通過冷凝設(shè)備加以回收,尾氣經(jīng)過嚴(yán)格處理,使含汞量減至最低;焙燒產(chǎn)物粉磨后經(jīng)磁選、篩分可以得到鐵皮和純度較高的鋅粒,篩出物用酸浸出,然后從浸出液中電解回收金屬