第一篇：廢鋁再生的熔煉技術(shù)研究

再生鋁的熔煉技術(shù)研究

王剛1，高安江1，曲信磊2，張敏2

（1.叢林集團有限公司 山東龍口 265705； 2.山東叢林鋁資源再生研究中心 山東龍口 265705；）

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和節(jié)約資源、保護環(huán)境的迫切要求，我國再生鋁行業(yè)近幾年來發(fā)展迅速，而熔煉技術(shù)是再生鋁應(yīng)用的一大難題。本文主要介紹了再生鋁熔煉設(shè)備，雜質(zhì)元素的去除方法，熔煉過程中的除氣及精煉凈化工藝，為再生鋁的應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞：再生鋁；熔煉；雜質(zhì)；除氣；精煉

中圖分類號：TG146.2

文獻標識碼：A

文章編號：

目前鋁是世界上使用最多的有色金屬，鋁制品被廣泛使用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。近年來，隨著我國各行各業(yè)對鋁的需求量逐年增加，鋁的供應(yīng)量逐年增大，由于我國原鋁主要來源于電解鋁，而國內(nèi)有將近一半的氧化鋁是從國外進口，這導致生產(chǎn)成本大大增加，為此需要大力發(fā)展再生鋁行業(yè)[1]。與生產(chǎn)電解鋁相比，利用廢鋁再生可以節(jié)約水電等能源達95%，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢物較少，對環(huán)境的污染大大減少，同時使用再生鋁還可降低鋁合金制品的生產(chǎn)成本，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益[2,3]。

鋁合金熔煉的基本目的是：通過制定合理的熔煉工藝，得到化學成分符合生產(chǎn)要求，純凈度高的鋁合金熔體。再生鋁合金的熔煉是將經(jīng)過預處理的廢鋁料、鋁屑等在熔煉爐中進行重新熔化，并在熔融的過程中進行除氣、除渣、變質(zhì)、精煉等工序，以得到化學成分符合要求的鋁液，最后澆注成錠。再生鋁的原料一般是一些不同合金混雜、成分不清的廢料，必須通過熔煉，并借助一定手段，排除廢料中的有害雜質(zhì)、氣體以及氧化物等，才能為鑄錠的生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)熔體[4]。下面將重點介紹國內(nèi)外再生鋁熔煉相關(guān)方面的技術(shù)。1再生鋁熔煉設(shè)備

再生鋁的熔煉鑄造過程如下：

裝爐→熔化（加硅、銅、鋅等合金元素）→扒渣→ 加鎂、鈹?shù)龋ㄈ绫匾鷶嚢琛印{(diào)整成分→精煉→扒渣→轉(zhuǎn)爐→變質(zhì)處理及靜置→凈化處理→鑄造。

目前國內(nèi)外的再生鋁熔煉技術(shù)包括反射爐、坩堝爐、雙室爐、高效循環(huán)反射爐、水平回轉(zhuǎn)爐、傾斜式回轉(zhuǎn)爐及感應(yīng)爐等熔煉技術(shù)[5]。其中反射爐是熔煉鋁合金的主要設(shè)備，在再生鋁行業(yè)大量應(yīng)用，并派生出許多爐型[6]。

（1）雙室反射爐

雙室反射爐內(nèi)設(shè)懸掛隔墻，將爐膛分為加熱室和熔解室。其優(yōu)點主要有：①由于廢鋁料的預熱、干燥及熔化都避開了猛烈燃燒的火焰，因此金屬燒損少。②熔煉時，采用循環(huán)式攪拌機循環(huán)攪拌熔體，使熔體的溫度及成分更加均勻。③采用了旋轉(zhuǎn)蓄熱式的加料機構(gòu)和爐型，能夠使全部煙氣余熱得到回收，因此提高了熱效率，降低了能耗。④在密閉的系統(tǒng)中加入廢鋁料，避免了煙氣的溢放，改善了車間的工作環(huán)境。

（2）加料井式熔煉爐

此種熔煉爐也是一種雙室反射爐，由構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)的熔煉爐、加料井及磁力泵共同組成。再生鋁熔煉過程中，持續(xù)加到加料井中的廢鋁料，被過熱的鋁液熔化，并在在磁力泵的作用下進入反射爐，如此反復進行，便可達到熔煉的目的。其具有金屬燒損小，回收率高的優(yōu)點。此種熔煉爐適合處理碎的廢鋁料，尤其適用于鋁屑的處理。

（3）旋轉(zhuǎn)式反射爐

由于在生產(chǎn)過程中，旋轉(zhuǎn)爐的爐體可以旋轉(zhuǎn)360°，因此熱效率大大提高。其還具有傳熱速度快，可以基本上免去攪拌操作的優(yōu)點。除此之外，熔融的鋁液與耐火材料是均勻接觸的，避免了對爐壁的不均勻腐蝕，增加了爐子的使用壽命。其缺點是使用的燃料必須是液體或氣體。

（4）落差式反射爐 落差式反射爐由相互通聯(lián)的熔化爐和熔煉爐構(gòu)成，兩者存在一定的位差，其又被稱作子母爐。落差式反射爐是一種比較適用的再生鋁熔煉爐，特別適用于含鐵高的廢鋁料的熔煉。由于熔化爐只負責廢鋁料的熔化，在整個熔煉過程中可以杜絕鐵對鋁溶液的污染，提高了熔體質(zhì)量。在使用過程中，為了減少鐵與其它雜質(zhì)元素的溶入，要盡量縮短鋁溶液在爐內(nèi)的停留時間，因此當爐料熔化之后，要盡快將溶液放出。

（5）帶有電磁攪拌系統(tǒng)的反射爐

電磁攪拌系統(tǒng)是由英國EMP技術(shù)公司在90年代中期研發(fā)的，可用于各種反射爐和靜置爐。其優(yōu)點是：電磁泵堅固結(jié)實，壽命長；金屬的燒損率降低，廢鋁料的回收率明顯提高；鋁熔體的化學成分更加均勻。同時使用電磁攪拌系統(tǒng)，可以減輕工人的勞動強度，降低產(chǎn)生的爐渣量，凈化車間環(huán)境。

2熔煉過程中雜質(zhì)元素的去除

再生鋁與原鋁相比，當中含有的雜質(zhì)元素更多，主要有Fe、Mg、Zn、Si、Cu、Mn等[7]。由于雜質(zhì)元素的存在會使再生鋁的性能降低，大部分鋁合金被降級使用。因此研究再生鋁生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)元素的去除，具有十分重要的實用價值。2.1Mg雜質(zhì)的去除方法

鎂可以提高鋁合金的強度，但是過多的鎂會使鋁合金產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和焊接裂紋。與其他雜質(zhì)元素相比，Mg雜質(zhì)的去除更加容易。目前，鎂的去除方法主要有以下幾種：

（1）自然氧化法

在高溫下鎂的親氧性比鋁更高，生成的氧化鎂可以以熔渣的形式去除。這種除鎂方法工藝比較簡單，操作容易，但是在除鎂的同時，鋁或多或少也會與氧氣發(fā)生反應(yīng)，加大了鋁的燒損量。

（2）減壓蒸餾法

利用鎂在高溫下容易揮發(fā)的特點，通過降低壓力，加劇鎂的揮發(fā)，從而實現(xiàn)鎂與鋁的分離。

（3）添加熔劑法

包括除鎂劑除鎂、冰晶石除鎂和添加SiO2除鎂等方法。（4）通入氣體法

在高溫條件下，氯氣可以和鎂發(fā)生反應(yīng)，生成密度較小的MgCl2，并上浮到鋁液表面，可以以熔渣的形式去除。同時氯氣還可以與氫氣和鈉發(fā)生反應(yīng)，對氧化鋁也有分解作用，因此具有良好的除氣、除渣和除鈉作用。但是由于氯氣有毒，會對環(huán)境造成污染，使設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，并且還會使鑄錠生成粗大晶粒。

（5）吸附法

此種方法是美國礦務(wù)局的科學家研制成功的，是一種更安全、更清潔的新的除鎂工藝。其原理是將一種特制的鈦化鋰化合物捕集劑裝置放入熔融的廢鋁中，從而捕集熔液中的鎂離子。

2.2Zn雜質(zhì)的去除方法

當Zn以雜質(zhì)的形式存在于鋁合金中時，會造成鋁合金焊接性能的降低，去除再生鋁中Zn雜質(zhì)的方法有：

（1）攪拌法

攪拌法除Zn的原理是：通過用工具直接攪拌鋁熔體，促進氧氣卷入熔體中，Zn被氧化，從而可達到除Zn的目的。但是使用這種方法除Zn效果不明顯，不僅會造成Al和其他元素大量的燒損，還會使熔體吸氣，導致夾雜的大量產(chǎn)生。

（2）沉淀法

其除Zn原理是：鋅的密度比鋁液中其他有用元素大，若對鋁液采取長時間靜置，則密度較大的鋅會沉在爐底。其缺點是除鋅的效果受靜置時間及熔體的溫度影響較大，而長時間的保溫會消耗大量的能量，同時由于銅等有用的重金屬也被除去，需要補加這些元素。

（3）真空蒸餾法 2.3Fe元素的去除方法

目前主要通過兩種方法來減輕或降低鐵對鋁合金的有害影響：一是通過一定措施降低鋁熔體中的鐵含量；二是通過采取熔體過熱、提高冷卻速度、添加變質(zhì)劑或中和劑等手段來改變鐵相在鋁合金中的組織形貌[8]。

目前，再生鋁熔煉過程中，F(xiàn)e的去除方法主要有稀釋法、重力沉降法、熔劑法、離心去除法、電磁分離法及復合凈化法等。

（1）稀釋法

其原理是將純鋁或含鐵量較低的鋁錠加入含鐵量較高的鋁熔體中，從而使原鋁合金中的含鐵量降低。此種方法雖然可以使熔液中Fe的含量降低，但會浪費材料，增加成本，故一般不推薦使用。

（2）重力沉降法

此種方法是最簡單的去除Fe的方法，其原理是：在液相線溫度以上很小的范圍內(nèi)保溫靜置一定時間，由于富鐵化合物密度比熔體密度大，在重力作用下，鐵相沉降到爐子底部，從而使上層鋁液得到凈化。其缺點是鐵相沉降后，從上到下其濃度呈梯度分布，因此很難徹底將鐵相與鋁熔體分離，造成鋁料的大量浪費。

（3）熔劑法除鐵

一種為加錳法除鐵，一種為加硼法除鐵。工業(yè)上主要有兩種加錳方法：直接加入錳單質(zhì)和以化合物的方式加入錳。硼能極大影響鐵在鋁中的存在形式及分布狀態(tài)，但是加入硼砂或氧化硼會影響鋁熔體的質(zhì)量，因此急需尋找一種既可以去除鋁熔體中的鐵元素又不破壞鋁熔體質(zhì)量的復合熔劑。

（4）離心去除法

離心去除法的原理是：由于液—固相之間存在一定的密度差，在離心力的作用下，比液相重的固體可以集中到分離器外壁。離心分離法的優(yōu)點是施加在鐵相上的離心力可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進行改變，速度比重力除鐵法快。

（5）電磁去除法 這種除鐵方法的原理：是通過合金化處理，使富鐵相在液態(tài)鋁熔體中析出，由于初生的富鐵相在導電性和電磁性上與熔體存在差異，在電磁場的作用下，其與熔體有著不同的運動規(guī)律。通過對鋁熔體進行連續(xù)電磁過濾法處理，這樣便可達到去除富鐵相的目的。

（6）復合凈化法

主要是將含有Cr、Mn、Zr、Ni這四種元素的添加劑加入到富鐵熔體中，對其進行處理，形成多元富鐵相，這些多元富鐵化合物會隨著溫度的降低而長大并沉降。再用泡沫陶瓷過濾器對沉降后的熔體進行過濾，將未沉降的小富鐵顆粒除去?？梢?，采用這種復合凈化的方法可有效去除鋁熔體中的Fe。

3熔煉過程中的除氣工藝

（1）氣泡浮游法除氣

其原理是在鋁液中通入某種不含氫的氣體產(chǎn)生氣泡，這些氣泡在上浮過程中能夠?qū)⑷芙庠阡X液中的氫帶出，逸入大氣。氣泡浮游法分為吹氣精煉法和氯鹽或氯化物處理法。吹氣精煉法是指將不溶于鋁熔體的惰性氣體或活性氣體吹入鋁液中，常用的有吹Cl2和吹N2凈化法。向鋁熔體中通入惰性氣體、氮氣后，會有氣泡產(chǎn)生，在分壓差的作用下，熔體中的氫通過擴散進入這些氣泡，并隨著氣泡上浮、排出，以此達到除氣的目的。除此之外，熔體中的夾雜物也能在氣泡上浮的過程中被吸附，從而被除去。

（2）真空處理法

此種除氣方法是將熔體放入有一定真空度且密閉的保溫爐內(nèi)，由于氫在熔體和密閉容器中存在分壓差，熔體中的氫就會不斷生成氫氣，上浮后溢出熔體，從而被除去。真空處理法是去除鋁熔體中含有的氫的最高效的方法，但是其需要真空密閉設(shè)備，因此價格昂貴，而且此法還會使熔體產(chǎn)生很大的溫度損失，且不具備較強的除渣能力。

（3）超聲波除氣

鋁液中含有的氣體也可采用超聲波處理進行有效地去除。超聲波除氣法發(fā)展于20世紀90年代，是一種新的鋁熔體凈化技術(shù)。其原理是向鋁液中通入彈性波，引起“空穴”現(xiàn)象，使鋁液結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，從而產(chǎn)生無許多顯微真空穴，溶于鋁液中的氫就會迅速地進入這些空穴中，成為氣泡核心，繼續(xù)長大后，以氣泡狀逸出鋁液，從而達到除氫效果。

4再生鋁的凈化精煉工藝

凈化精煉是再生鋁熔煉時十分重要的工序，最常用的有粉體噴吹和惰性氣體凈化處理法。目前最常用的精煉劑為氯鹽和氟鹽等，也可以采用Cl2或C2Cl6。這些精煉劑雖然具有較好的凈化精煉效果，但產(chǎn)生的AlCl3、HCl等副產(chǎn)物會對人體、環(huán)境及設(shè)備產(chǎn)生很大的損害。而精煉劑若選用N2、Ar等惰性氣體，凈化效果卻不是很好。，目前比較先進的技術(shù)是采用稀土合金對再生鋁進行變質(zhì)、細化和精煉，充分運用稀土元素與鋁熔體的相互作用，從而實現(xiàn)對鋁熔體的凈化、精煉及變質(zhì)的一體化處理。此種精煉方法，簡潔高效，能夠有效地改善再生鋁的冶金質(zhì)量，同時在處理的過程中不會伴隨有害廢氣和其他副產(chǎn)品的生成。此外，采用同時使用兩種精煉工藝的聯(lián)合精煉法，比如氯鹽-過濾，吹氬-熔劑這兩種聯(lián)合精煉法的效果均比單一精煉更好 [9-11]。

5總結(jié)

我國再生鋁行業(yè)雖然具有廣闊的發(fā)展前景，但同時也存在著巨大的挑戰(zhàn)：我國無論在廢鋁的預處理，還是在熔煉-鑄造以及技術(shù)研發(fā)等方面都與發(fā)達國家存在著巨大的差距。由于再生鋁的原材料主要是一些廢雜鋁，除了在熔化之前采取各種預處理手段，以消除雜質(zhì)、外來元素等進入熔體外，如何通過熔體凈化、提純等技術(shù)以降低雜質(zhì)元素及某些合金元素的含量，從而使化學成分滿足目標產(chǎn)品的要求是再生鋁應(yīng)用的一大難題。因此要想獲得高端再生鋁產(chǎn)品，必須大力開展廢鋁的高效分揀、高回收率熔煉、雜質(zhì)元素分離及熔體凈化等技術(shù)的研究。參考文獻

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通訊聯(lián)系人：曲信磊 0535-8561424 ***

Research on the Recycled Aluminum Smelting Technology

Gao Anjiang , Qu Xinlei, Zhang Min(Conglin Group Co., Ltd., Longkou 265705, China)Abstract: With the rapid development of economic and the urgent requirement of resource conservation and environmental protection, our recycled aluminum industry has developed rapidly in recent years.But the smelting technology is a major problem in the application of recycled aluminum.This paper describes the smelting equipment of recycled aluminum, removal method of impurity element, degassing and refining purification during process of melting.So it can provide reference for the application of recycled aluminum.Keywords: recycled aluminum;melting;impurity;degassing;refining

第二篇：廢鋁熔煉鋁錠的工藝流程

山東省新泰市鑄友熱處理設(shè)備有限公司

再生鋁熔煉工藝特點

再生鋁是以回收來的廢鋁零件或生產(chǎn)鋁制品過程中的邊角料以及廢鋁線等為主要原材料，經(jīng)熔煉配制生產(chǎn)出來的符合各類標準要求的鋁錠。這種鋁錠采用回收廢鋁，而有較低的生產(chǎn)成本，而且它是自然資源的再利用，具有很強的生命力，特別是在當前科技迅猛發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷改善的今天，產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率加快，廢舊產(chǎn)品的回收及綜合利用已成為人類持續(xù)發(fā)展的重要課題，再生鋁生產(chǎn)也就是在這樣的形式下應(yīng)運而生并具有極好的前景。

由于再生鋁的原材料主要是廢雜鋁料，廢雜鋁中有廢鋁鑄件（以Al-Si合金為主）、廢鋁鍛件（Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金）、型材（Al-Mn、Al-Mg等合金）廢電纜線（以純鋁為主）等各種各樣料，有時甚至混雜入一些非鋁合金的廢零件（如Zn、Pb合金等），這就給再生鋁的配制帶來了極大的不便。如何把這種多種成分復雜的原材料配制成成分合格的再生鋁錠是再生鋁生產(chǎn)的核心問題，因此，再生鋁生產(chǎn)流程的第一環(huán)節(jié)就是廢雜鋁的分選歸類工序。分選得越細，歸類得越準確，再生鋁的化學成分控制就越容易實現(xiàn)。

廢鋁零件往往有不少鑲嵌件，這些鑲嵌件都是些以鋼或銅合金為主的非鋁件，在熔煉過程中不及時地扒出，就會導致再生鋁成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等）因此，在再生鋁熔煉初期，即廢雜鋁剛剛?cè)刍瘯r就必須有一道扒鑲嵌件的工序（俗稱扒鐵工序）。把廢雜鋁零件中的鑲嵌件扒出，扒得越及時、越干凈，再生鋁的化學成分就越容易控制。扒鐵時熔液溫度不宜過高，溫度的升高會使鑲嵌件中的Fe、Cu元素溶入鋁液。

各地收集來的廢雜鋁料由于各種原因其表面不免有污垢，有些還嚴重銹蝕，這些污垢和銹蝕表面在熔化時會進入熔池中形成渣相及氧化夾雜，嚴重損壞再生鋁的冶金質(zhì)量。清除這些渣相及氧化夾雜也是再生鋁熔煉工藝中重要的工序之一。采用多級凈化，即先進行一次粗凈化，調(diào)整成分后進行二級稀土精變，再吹惰性氣體進一步強化精煉效果，可有效的去除鋁熔液中的夾雜。

廢鋁料表面的油污及吸附的水分，使鋁熔液中含有大量氣體，不有效的去除這些氣體就使冶金質(zhì)量大大下降，強化再生鋁生產(chǎn)中的除氣環(huán)節(jié)以降低再生鋁的含氣量是獲得高質(zhì)量再生鋁的重要措施。

再生鋁原材料組成

1、廢雜鋁來源

目前我國再生鋁廠利用的廢雜鋁主要來源于兩方面，一是從國外進口的廢雜鋁，二是國內(nèi)產(chǎn)生的廢雜鋁。

進口廢雜鋁

最近幾年國內(nèi)大量從國外進口廢雜鋁。就進口廢雜鋁的成分而言，除少數(shù)分 類清晰外大多數(shù)是混雜的。一般可以分為以下幾大類：

①單一品種的廢鋁

此類廢鋁一般都是某一類廢零部件，如內(nèi)燃機的活塞，汽車減速機殼、汽車輪轂、汽車前后保險栓。鋁門窗等。這些廢鋁在進口時已經(jīng)分類清晰，品種單一，且都是批量進口，因此是優(yōu)質(zhì)的再生鋁原料。

②廢雜鋁切片

廢雜鋁切片又簡稱切片，是檔次較高的廢雜鋁。之所以稱之為切片，是因為許多發(fā)達國家在處理報廢汽車、廢設(shè)備和各類廢家用電器時，都采用機械婆娑的方法將其破碎成碎料，然后再進行機械化分選，分選出的廢鋁就是廢鋁切片。另外，回收部門再處理一些較大體積的廢鋁部件時也采用破碎的方法將其破碎成碎料，此類碎料也稱之為廢鋁切片。廢鋁切片運輸方便，且容易分選，質(zhì)地也比較純凈，也是優(yōu)質(zhì)廢鋁料。目前再國際市場的廢鋁貿(mào)易中，切片的占有量最大，各類切片正向標準化發(fā)展。就切片的成分而言，一般分為幾個檔次，其中檔次高的切片都是比較純凈的各種廢鋁及其合金的混合物，絕大部分不用任何處理即可入爐熔煉，少量的檔次較低的切片含不同數(shù)量的其他雜質(zhì)，一般含廢鋁再80%～90%以上，其中雜質(zhì)主要時廢鋼鐵和廢銅等有色金屬，還含有少量的廢橡膠等，經(jīng)人工挑選之后，得到純凈的廢鋁料。廢鋁切片冶煉也比較容易，熔煉時入爐方便，容易除雜，熔劑消耗少，金屬回收率高，能耗低，加工成本亦低，很受用戶歡迎，一般大型再生鋁廠均以切片為主要原料。

優(yōu)質(zhì)的廢鋁切片比其他廢鋁價格貴，適應(yīng)大規(guī)模的現(xiàn)代化企業(yè)，且在國際市場上很難購到，因此我國除獨資或合資企業(yè)自己進口外，一般再生鋁廠很少用此種廢料。

③混雜的廢鋁料

此類廢雜鋁成分復雜，物理形狀各異，除廢雜鋁之外，還含有一定數(shù)量的廢鋼鐵、廢鉛、廢鋅等金屬和廢橡膠、廢木料、廢塑料、石子等，有時部分廢鋁和廢鋼鐵機械結(jié)合在一起，此類廢料成分復雜，少量廢鋁塊度較大，表面清晰，便于分選。此類廢料在冶煉之前必須經(jīng)過預分選處理，即人工挑出廢鋼和其他雜質(zhì)。

④焚燒后的含鋁碎鋁料

此種鋁料是檔次較低的一種含鋁廢料，主要是各種報廢家用電器等的粉碎物，分選出一部分廢鋼后再經(jīng)焚燒形成的物料。焚燒的目的是除去廢橡膠、廢塑料等可燃物質(zhì)。這類含鋁廢料一般鋁含量在40%～60%左右，其余主要是垃圾（磚塊石塊）、廢鋼鐵、極其少量的銅（銅線）等有色金屬。鋁的塊度一般在10厘米以下，在焚燒的過程中，一些鋁和熔點低的物質(zhì)如鋅、鉛、錫等都熔化，與其他物料形成表面玻璃狀的物料，肉眼難以辨別，無法分選。

⑤混雜的碎廢鋁料

此種廢料是檔次最低的廢鋁，其成分十分復雜，其中含各種廢鋁在40%～50%，其余是廢鋼鐵、少量的鉛和銅，大量的垃圾、石子和土、廢塑料、廢紙等，泥土約占25%，廢鋼占10%～20%，石子占3～5％。

2、國內(nèi)回收的碎廢鋁料

國內(nèi)回收的廢雜鋁大多純凈，基本不含雜質(zhì)（人為摻雜除外），基本可分為三大類，即回收部門常說的廢熟鋁，廢生鋁和廢合金鋁，廢生鋁主要是廢鑄造鋁和廢合金鋁。多以廢機器零件（如廢汽車零件、廢模具、廢鑄鋁鍋盆、內(nèi)燃機活塞等）。廢熟鋁一般指鋁含量在99%以上的廢鋁（如廢電纜、廢家用餐具、水壺等）。廢合金鋁（如廢飛機鋁、鋁框架等）。就生產(chǎn)部門而言，可分為生活廢鋁和

工業(yè)廢鋁。

①產(chǎn)生于生活領(lǐng)域的廢鋁 如廢家用餐具、水壺廢鑄鋁鍋盆、廢家用電器中 的廢鋁零件、廢導線、廢包裝物等。報廢機電設(shè)備中的鋁及其合金的廢機器零件（如廢汽車零部件、廢飛機鋁、廢模具、廢內(nèi)燃機活塞、廢電纜、廢鋁管等。

②生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢鋁料 此種廢鋁一般稱為新廢料，主要包括鋁及其合金在生產(chǎn)過程中生的廢鋁，鋁材在加工過程中產(chǎn)生的邊角料、廢次材；機械加工系統(tǒng)產(chǎn)生的鋁及其合金的邊角料、鋁屑末及廢產(chǎn)品；電纜廠的廢鋁電纜以及鑄造行業(yè)產(chǎn)生的澆冒口和廢鑄件等，新廢料除粘有油污的屑末之外，都是檔次較高的廢鋁料，如果在企業(yè)產(chǎn)生廢料時能清晰的分類保存，利用價值極高。

③熔煉鋁和鋁合金生長過程中產(chǎn)生的浮渣 此種廢料即常說的鋁灰，凡是有熔融鋁的地方就會有鋁灰產(chǎn)生，例如在鋁的生產(chǎn)、熔煉、加工和廢鋁再生過程中都會產(chǎn)生大量鋁灰，尤其以廢雜鋁再生熔煉過程中產(chǎn)生的鋁灰為多，廢雜鋁的成分復雜、雜質(zhì)越多，表面污染越嚴重，鋁灰就越多。鋁灰的含鋁量與所選用的覆蓋劑和熔煉技術(shù)有關(guān)，一般含鋁量在10%以下，高的可達20%以上。

3、廢雜鋁的組成特點

廢雜鋁的主要來源是工業(yè)廢料、回收料、以及鑄造澆冒系統(tǒng)。其組成相對比較復雜。多數(shù)情況下，其中含有較多的外來雜質(zhì)，包括各種有機質(zhì)如塑料類物質(zhì)、水分等，這類物質(zhì)在熔煉過程進行之前如果不清理干凈，會造成合金熔體嚴重吸 氣，在隨后的凝固過程中產(chǎn)生氣孔、疏松等缺陷。此外一些非鋁金屬的混入同樣會使材料的成分不合格，性能惡化。各種非金屬礦物的混入造成的非金屬夾雜，也會使材料的性能品質(zhì)下降。正因這樣的特點，在再生鋁生產(chǎn)流程中第一個重要環(huán)節(jié)就是廢雜鋁的預處理，以盡可能地凈化原料，把不利于再生鋁質(zhì)量的因素減少到最低程度。

廢雜鋁的預處理

1、國內(nèi)廢雜鋁預處理基本原則

由于廢雜鋁的組成相當復雜，因此以其作為主要原料進行合金的二次加工必須對原材料進行必要的預處理。

理論上講所有雜質(zhì)均應(yīng)該全部去除，實際工業(yè)過程中考慮到成本因素，只能解決主要矛盾。通常的處理原則是：

對原材料按照材料成分進行大的分類，分類依據(jù)是使其接近某種牌號鋁合金的成分。

對已經(jīng)分類的鋁合金廢料進行必要的拆解，去除大塊的非鋁金屬或有機雜質(zhì)。

對原材料進行必要的清潔，包括用水或有機溶劑清洗，噴砂等。

經(jīng)過以上處理的廢雜鋁就可以作為合金熔煉的基本原料進行使用。

2、廢雜鋁預處理現(xiàn)狀

廢雜鋁的預處理目的一是去除廢雜鋁中夾雜的其他金屬和雜質(zhì)，二是把廢雜鋁按其成分分類，使其中的合金成分得到最大程度的利用。三是將廢雜鋁表面的油污、氧化物及涂料等處理掉。預處理最終的結(jié)果是將廢鋁處理成符合入爐條件的爐料，四是使含鋁廢料中的鋁（含氧化鋁）得到最經(jīng)濟最合理的利用。

國內(nèi)廢雜鋁預處理技術(shù)還十分簡單和落后，即使在大型的再生鋁廠，對廢雜鋁的預處理也沒有比較先進的技術(shù)。從目前來看，主要采用以下幾種預處理技術(shù)。

①品種單一或基本不含其他雜質(zhì)的廢雜鋁一般不作復雜的預處理，只是按廢料的品種和成分分類，單獨堆放，單一品種的廢鋁在利用時只要抽查化驗出一個成分，即可知曉批量的成分，是優(yōu)質(zhì)的再生鋁原料，一般不作任何預處理即可入爐熔煉。在熔煉某一合金時，往往選用相應(yīng)成分和品種的廢鋁直接加入大型反射爐熔煉，這樣可很容易的熔煉成相應(yīng)牌號的鋁合金。一些含銅、含鋅高的廢鋁，還可作為調(diào)整成分用的中間合金。在采用小型反射爐或坩堝爐的企業(yè)，則要根據(jù)需要對體積大的廢鋁破碎成符合入爐規(guī)格的料塊。

②對于檔次較高的廢鋁切片，其中主要成分有鑄造鋁合金、合金鋁、純鋁等，其中前兩項的牌號眾多，目前還很難按牌號分類，在大型再生鋁廠，一般只經(jīng)過篩分除去混入的泥土等，即直接入爐熔煉。小型再生鋁廠，對此類廢鋁則要人工將其分成鑄造鋁合金、合金鋁和純鋁，然后分別利用。

③對于低檔次的切片和焚燒過的碎廢鋁料（后者大型再生鋁廠一般不用）要進行復雜的分選，因其成分復雜，除廢鋁之外還含有廢銅、廢鋼、廢鉛等金屬，并含有其他廢棄物。對此類廢料的分選主要靠人工，一是篩分篩出泥土和垃圾，然后用手工分選。手工分選大多都在操作臺進行，主要靠工人目測和經(jīng)驗進行挑選，先分選出非金屬廢料，然后分選廢金屬，其中對廢銅和廢純鋁的挑選格外精心，因廢銅可增加產(chǎn)值，純鋁廢料例如廢鋁線等，都是再生熔煉中調(diào)整成分的上等原料。分出的廢鋁是混雜的，一般不再細分。

目前國內(nèi)廢鋁的預處理基本上還沒有實現(xiàn)機械化和自動化，主要靠人工，使用的工具是磁鐵、鋼銼，憑的是經(jīng)驗，這種分選方法效率低、質(zhì)量差、成本高，且廢鋁中的銅等有色金屬大部分都被污染，手工分選難度大，已遠遠落后。急需研究先進的廢鋁預處理技術(shù)。

3、先進的廢雜鋁預處理技術(shù)

先進的廢雜鋁預處理技術(shù)的目的是實現(xiàn)廢雜鋁分選的機械化和自動化，最大限度地去除金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)，并使廢雜鋁有效地按合金成分分類分選，最理想的分選方法是按主合金成分把廢鋁分成幾大類，如合金鋁，鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金、鋁硅合金等。這樣可以減輕熔煉過程中的除雜技術(shù)和調(diào)整成分的難度，并可綜合利用廢鋁中的合金成分，尤其是含鋅，銅，鎂高的廢鋁，都要單獨存放，可作為熔煉鋁合金調(diào)整成分的中間合金原料。目前先進的廢雜鋁預處理技術(shù)主要有：

①風選法分離廢紙、廢塑料和塵土。各種廢鋁或多或少地含有廢紙、廢塑料薄膜和塵土，較為理想的工藝是風選法。風選法的工藝簡單，能夠高效率地分離出大部分輕質(zhì)廢料，但采用風選法需要配備較好地收塵系統(tǒng)，避免灰塵對環(huán)境的污染，分選出地廢紙，廢塑料薄膜一般不宜再繼續(xù)分選，可作燃料用。

②采用磁選設(shè)備分選出廢鋼等磁性廢料。鐵是鋁及其合金中的有害物質(zhì)，對鋁合金的機械性能的影響最大，因此應(yīng)在預處理工序中最大限度地分選出雜鋁中的廢鋼鐵。對廢鋁切片和低檔次地廢鋁料。分選廢鋼鐵的較為理想地技術(shù)是磁選法。這種方法在國外已經(jīng)被大量采用，磁選法的設(shè)備比較簡單，磁源來自電磁鐵或永磁鐵，工藝的設(shè)計有多種多樣，比較容易實現(xiàn)地是傳送帶的十字交叉法。傳送帶上的廢鋁沿橫向運動，當進入磁場之后廢鋼鐵被吸起而離開橫向皮帶，立即被縱向帶帶走，運轉(zhuǎn)的縱向皮帶離開磁場之后，廢鋼鐵失去了引力而自動落地并被集中起來。磁選法的工藝簡單，投資少，很容易被采用。磁選法處理的廢鋁料的體積不宜過大，一般的切片和碎鋁廢料都比較適合，大塊的廢料要經(jīng)過破碎之后才能進入磁選工藝。

磁選法分選出的廢鋼鐵還要進一步處理，因有一些廢鋼鐵器件中有機械結(jié)合的以鋁為主的有色金屬零部件，很難分開，如廢鋁件上的螺母、電線、鍵、水暖件、小齒輪等，對這部分的分選是十分必要的，因為分選出的有色金屬可以提高價值并提高廢鋼鐵的檔次，但分選難度較大，一般采用手工拆解和分選，但效率低。為提高生產(chǎn)效率，對于分選出的難拆解的鋁和鋼鐵的結(jié)合件，最有效的處理辦法是在專用的熔化爐中加熱，使鋁熔化后扒出廢鋼鐵。

③水為介質(zhì)的浮選法分選輕質(zhì)雜質(zhì) 廢雜鋁中夾雜的廢塑料、廢木頭、廢橡膠等輕質(zhì)物料，可以采用以水為介質(zhì)的浮選法。主要設(shè)備是螺旋式的推進器，廢鋁隨螺旋推進器推出，在整個過程中，風選過程中剩余的泥土和灰塵等易溶物質(zhì)大多溶于水中，并被水沖走，進入沉降池。污水在經(jīng)過多道沉降澄清之后，返回循環(huán)使用，污泥定時清除。此種方法可以全部分離比重小于水的輕質(zhì)物質(zhì)，是一種簡便易行的方法。

④從廢鋁中分選銅等重有色金屬的技術(shù)。廢鋁中的銅等重有色金屬基本上都被油污所沾污，用人工分選的方法從廢料中分選出重有色金屬的難度較大。有效的方法是拋物選礦法。這種方法利用各種體積基本相同的物體在受到相同的力被拋出時落點不同的原理?？梢园褟U雜鋁中密度不同的各種廢有色金屬分開。用相同的力沿直線射出密度不同而體積基本相同的物體時，各種物體沿拋物線方向運動，在落地時的落點不同。最簡單的試驗可以在水平的傳送帶上進行，當混雜的廢料在傳送帶隨傳送帶高速運轉(zhuǎn)，當運轉(zhuǎn)到盡頭時，廢雜鋁沿直線被拋出，由于各種廢棄物的重力不同，分別在不同點落地，從而達到分選的目的。此種方法可使廢鋁、廢銅、和其他廢物均勻地分開。根據(jù)此種原理設(shè)計的設(shè)備已在國外采用，但昂貴地價格使人望而生畏。國內(nèi)正處于研究階段。

⑤廢鋁表面涂層的預處理 許多廢鋁的表面都涂有油漆等防護層，尤其使廢鋁包裝容器，數(shù)量最大的是廢易拉罐等包裝容器和牙膏皮等。在小型冶煉廠，對此廢料一般不作任何預處理就直接熔煉，漆皮在熔煉過程重燃燒掉。但此類廢料都是薄壁，漆皮在燃燒過程中會使部分鋁氧化，并增加了鋁中的雜質(zhì)和氣泡。比較先進的再生鋁工藝一般在熔煉之前都要經(jīng)預處理將涂層處理掉，主要技術(shù)有干法和濕法。濕法就是用某種溶劑浸泡廢鋁，使漆層脫落或被溶劑溶掉，此法的缺點是廢液量大，不好處理。一般不宜采用。干法即火法，一般都采用回轉(zhuǎn)窯焙燒法。

焙燒法的主要設(shè)備是回轉(zhuǎn)窯，其最大的優(yōu)點是熱效率高，便于廢鋁于碳化物的分離。焙燒的熱源來之加熱爐的熱風和廢鋁漆層炭化過程中產(chǎn)生的熱。生產(chǎn)時，回轉(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)，使得物料之間相互碰撞和震動，最后炭化物從廢鋁上脫落。脫落的炭化物一部分在回轉(zhuǎn)窯的一端收集，還有一部分在收塵器中回收。

廢雜鋁的預處理是廢鋁再生利用工藝的重要組成部分，隨著再生鋁技術(shù)水平的提高，預處理技術(shù)將越來越重要。使非鋁物質(zhì)與廢鋁及其合金完全分離，高效率的將廢鋁按照合金的牌號分類，達到廢雜鋁最有效地綜合利用，這正是再生鋁技術(shù)中預處理技術(shù)研究的發(fā)展方向。

再生鋁的熔煉

1、熔煉的目的

金屬合金熔煉的基本任務(wù)就是把某種配比的金屬爐料投入熔爐中，經(jīng)過加熱和熔化得到熔體，再對熔化后的熔體進行成分調(diào)整，得到合乎要求的合金液體。并在熔煉過程中采取相應(yīng)的措施控制氣體及氧化夾雜物的含量，使符合規(guī)定成分（包括主要組元或雜質(zhì)元素含量），保證鑄件得到適當組織（晶粒細化）高質(zhì)量合金液。

由于鋁元素的特性，鋁合金有強烈的產(chǎn)生氣孔的傾向，同時也極易產(chǎn)生氧化夾雜。因此，防止和去除氣體和氧化夾雜就成為鋁合金熔煉過程中最突出的問題。為了獲得高質(zhì)量的鋁合金液，對其熔煉的工藝就必須嚴格把關(guān)，并采取措施從各個方面加以控制。

2、熔煉工藝

鋁合金熔煉過程如下：

裝爐→熔化（加銅、鋅、硅等）→扒渣→加鎂、鈹?shù)取鷶嚢琛印{(diào)整成分→攪拌→精煉→扒渣→轉(zhuǎn)爐→精煉變質(zhì)及靜置→鑄造。

裝爐 正確的裝爐方法對減少金屬的燒損及縮短熔煉時間很重要。對于反射爐，爐底鋪一層鋁錠，放入易燒損料，再壓上鋁錠。熔點較低的回爐料裝上層，使它最早熔化，流下將下面的易燒損料覆蓋，從而減少燒損。各種爐料應(yīng)均勻平坦分布。

熔化 熔化過程及熔煉速度對鋁錠質(zhì)量有重要影響。當爐料加熱至軟化下榻時應(yīng)適當覆蓋熔劑，熔化過程中應(yīng)注意防止過熱，爐料熔化液面呈水平之后，應(yīng)適當攪動熔體使溫度一致，同時也利于加速熔化。熔煉時間過長不僅降低爐子生產(chǎn)效率，而且使熔體含氣量增加，因此當熔煉時間超長時應(yīng)對熔體進行二次精煉。

扒渣 當爐料全部熔化到熔煉溫度時即可扒渣。扒渣前應(yīng)先撒入粉狀熔劑（對高鎂合金應(yīng)撒入無鈉熔劑）。扒渣應(yīng)盡量徹底，因為有浮渣存在時易污染金屬并增加熔體的含氣量。

加鎂與加鈹 扒渣后，即可向熔體中加入鎂錠，同時應(yīng)加熔劑進行覆蓋。對于高鎂合金，為防止鎂燒損，應(yīng)加入0.002%～0.02%的鈹。鈹可利用金屬還原法從鈹氟酸鈉中獲得，鈹氟酸鈉是與熔劑混合加入。

攪拌 在取樣之前和調(diào)整成分之后應(yīng)有足夠的時間進行攪拌。攪拌要平穩(wěn)，不破壞熔體表面氧化膜。

取樣 熔體經(jīng)充分攪拌后，應(yīng)立即取樣，進行爐前分析。

調(diào)整成分 當成分不符合標準要求時，應(yīng)進行補料或沖淡。

熔體的轉(zhuǎn)爐 成分調(diào)整后，當熔體溫度符合要求時，扒出表面浮渣，即可轉(zhuǎn)爐。

熔體的精煉 變質(zhì)成分不同，凈化變質(zhì)方法也各有不同。

3、成分調(diào)整

在熔煉過程中，金屬中各元素均由于它們自身的氧化而減少，它們被氧化程度的多少，不僅與本身對氧的親和力的大小有關(guān)之外，還與該元素在液體合金中的濃度（活度）、生成氧化物的性質(zhì)、以及所處的溫度等因素有關(guān)。一般來說，對氧親和力較大的元素損失多些，鋁、鎂、硼、鈦和鋯等對氧親和力很強；碳、硅、錳等其次；鐵、鈷、鎳、銅及鉛等較弱。所以，在熔煉合金中對氧親和力較強的元素，將要被“優(yōu)先氧化”而造成過多的損耗；相反，那些對氧親和力較弱的元素，則能相對的受到“保護”而損耗少些。

通過熔煉后，合金化學成分中某元素因氧化損耗而使其含量增加或降低，應(yīng)視該元素與基體金屬元素的相對損耗而定。相對損耗多的元素其含量將降低，稱為“燒損”；相對損耗少的元素，含量將增加，可稱“燒增”；為能正確控制熔體的化學成分，在選配金屬爐料時，應(yīng)考慮到熔煉后的變化，在各元素加入量上進行相應(yīng)的補償。

在實際的熔煉中，合金中元素的燒損程度，還受原材料品質(zhì)、熔劑及爐渣、操作技術(shù)、特別是生成氧化物的性質(zhì)的影響。

4、熔煉過程中氣體和氧化物的防止

前面已經(jīng)談到，鋁液中氣體及氧化夾雜的主要來源是H2O，而H2O則是從攪入鋁液的表面氧化膜上、爐料表面（特別是受潮氣腐蝕的爐料）、熔化澆注工具以及精煉劑、變質(zhì)劑中帶入鋁液。而攪入鋁液的氧化膜以及夾雜物較多的低品級爐料（如濺渣、碎塊重熔錠）將在鋁液中形成氧化物夾雜物。為此，應(yīng)從熔煉澆注過程中注意下列各點：

①坩鍋和熔化澆注工具

使用前應(yīng)仔細地除去粘附在表面的鐵銹、氧化渣、舊涂料層等臟物，然后涂上新涂料，預熱烘干后方可使用。熔化澆注工具和轉(zhuǎn)運鋁液的坩鍋在使用前均應(yīng)充分預熱。

②爐料

爐料在使用前應(yīng)保存在干燥處，如爐料已經(jīng)受潮氣腐蝕則在配料前進行吹砂以除去表面腐蝕層。回爐料表面常常粘附砂子（SiO2），部分SiO2和鋁液會發(fā)生下列反應(yīng)：Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si

所生成的Al2O3及剩余SiO2均在鋁液中形成氧化夾雜，故在加這類料前也應(yīng)經(jīng)吹砂后使用。由切屑、濺渣等重熔鑄成錠的三級回爐料中常含有較多氧化夾雜物及氣體，故其使用量應(yīng)受到嚴格的限制，一般不超過爐料總量的15%，對重要鑄件則應(yīng)完全不用。爐料表面也不應(yīng)有油污、切削冷卻液等物，因為各種油脂都是具有復雜結(jié)構(gòu)的碳氫化合物，油脂受熱而帶入氫。

爐料在加入鋁液時必須預熱至150～180℃以上，預熱的目的一方面時是為了安全，防止鋁液與凝結(jié)在冷爐料表面上的水分相遇而發(fā)生爆炸事故；另一方面是為防止將氣體和夾雜物帶入鋁液。

③精煉劑、變質(zhì)劑

因其中有些組元很易吸收大氣中的水分而潮解，有些則本身含有結(jié)晶水。因此，在使用前應(yīng)經(jīng)充分烘干，某些物質(zhì)如ZnCl2則需經(jīng)重熔去水份后方能使用。

④熔化、澆注過程的操作

熔化攪拌鋁液應(yīng)平穩(wěn)，盡量不使表面氧化膜及空氣攪入鋁液中。應(yīng)盡量減少鋁液的轉(zhuǎn)注次數(shù)，轉(zhuǎn)注時應(yīng)減低液流的下落高度和減少飛濺。澆注時澆包嘴應(yīng)盡量接近澆口杯以減少液流的下落高度，并應(yīng)勻速澆注，使鋁液的飛濺及渦流減至最少。在澆注完鑄件后，勺中剩下的鋁液不應(yīng)倒回坩堝而澆入錠模，否則將使鋁液中氧化夾雜不斷增加。在坩堝底部約50～100mm深處的鋁液中沉積有較多量的Al2O3等夾雜物，因此不能用來澆注鑄件。

⑤熔煉溫度、熔煉及澆注過程的持續(xù)時間

升高溫度將加速鋁液與H2O、O2之間反應(yīng)，氫在鋁液的溶解度也隨熔煉溫度的升高而急劇增加，當溫度高于900℃時，鋁液表面氧化膜成為不致密的，更使上述反應(yīng)顯著加劇，故大多數(shù)鋁合金的熔煉溫度一般不超過760℃。至于鋁液表面氧化保護膜疏松的鋁－鎂合金，鋁液與H2O、O2間的反應(yīng)對溫度的升高更為敏感，因此對鋁鎂合金的熔煉溫度限制更嚴（一般不超過700℃）。

熔煉及澆注過程的持續(xù)時間（尤其是精煉后至澆注完畢相距的時間）越長，則鋁液中之氣體及氧化夾雜物含量也越高。因此，應(yīng)盡量縮短熔煉及澆注的持續(xù)時間，特別是應(yīng)盡量縮短精煉至澆注完畢的時間，工廠中一般要求規(guī)定在精煉后2小時內(nèi)澆完，如澆不完則應(yīng)重新精煉，在天氣潮濕地區(qū)以及鑄件要求針孔度級別較高，或是易產(chǎn)生氣孔、夾雜的合金，則澆注時間應(yīng)限制得更短。

再生鋁的精煉

當金屬熔化成分調(diào)整完畢后，接下來就是鋁液的精煉工序。鋁合金精煉的目的是經(jīng)過采取除氣、除雜措施后獲得高清潔度的、低含氣量的合金液。精煉有下列幾種方法：

加入氯化物（ZnCl2、MnCl2、AlCl3、C2Cl6、TiCl4等）;

通氣法（通入N2、、Cl2 或N2 和Cl2 混合物）；

真空處理法；

添加無毒精煉劑法；

超聲波處理

按其原理來說，精煉工序有二方面的功能：對溶解態(tài)的氫，主要依靠擴散作用使氫脫離鋁液；對氧化物夾雜，主要通過加入熔劑或氣泡等介質(zhì)表面的吸附作用來去除。

1、除氣

一般都是采用浮游法來除氣，其原理是在鋁液中通入某種不含氫的氣體產(chǎn)生氣泡，利用這些氣泡在上浮過程中將溶解的氫帶出鋁液，逸入大氣。為了得到較好的精煉效果，應(yīng)使導入氣體的鐵管盡量壓入熔池深處，鐵管下端距離坩鍋底部100～150毫米，以使氣泡上浮的行程加長，同時又不至于把沉于鋁液底部的夾雜物攪起。通入氣體時應(yīng)使鐵管在鋁液內(nèi)緩慢地橫向移動，以使熔池各處均有氣泡通過。盡量采用較低地通氣壓力和速度，因為這樣形成的氣泡較小，擴大了氣泡的表面積，且由于氣泡小，上浮速度也慢，因而能去除較多的夾雜和氣體。同時，為保證良好的精煉效果，精煉溫度的選擇應(yīng)適當，溫度過高則生成的氣泡較大而很快上浮，使精煉效果變差。溫度過低時鋁液的粘度較大，不利于鋁液中的氣體充分排出，同樣也會降低精煉效果。

用超聲波處理鋁液也能有效地除氣。它的原理是通過向鋁液中通入彈性波，在鋁液內(nèi)引起“空穴”現(xiàn)象，這樣就破壞了鋁液結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，產(chǎn)生了無數(shù)顯微真空穴，溶于鋁液中的氫就迅速地逸入這些空穴中成為氣泡核心，繼續(xù)長大后呈氣泡狀逸出鋁液，從而達到精煉效果。

2、除雜

對于非金屬夾雜，使用氣體精煉方法能夠有效去除，對于要求較高的材料還可以在澆注過程中采用過濾網(wǎng)的方法或使熔體通過熔融熔劑層進行機械過濾等來去除。

對于金屬雜質(zhì)，一般的處理方法是化有害因素為有利因素。即通過合金化方法將其變?yōu)橛幸娴牡诙?，以利于材料性能的發(fā)揮。如果一定要去除的，多數(shù)情況下是利用不同元素沸點差異進行高溫低壓選擇性蒸餾，來達到除去金屬雜質(zhì)的目的。

由含鋁廢料熔煉成的鋁合金往往含有超標的金屬元素，應(yīng)盡量將其除去?？梢圆捎眠x擇性氧化，可將與氧親和力比鋁與氧親和力大的各種金屬雜質(zhì)從熔體中除去。例如，鎂、鋅、鈣、鋯等元素，通過攪拌熔體而加快這些雜質(zhì)元素的氧化，這些金屬氧化物不溶于鋁液中而進入渣中，這樣就可以通過撇渣而將其從鋁熔體中去除。

還可以利用溶解度的差異的方法來除去合金中的金屬雜質(zhì)。例如將被雜質(zhì)污染的鋁合金與能很好溶解鋁而不溶解雜質(zhì)的金屬共熔，然后用過濾的方法分離出鋁合金液體，然后用真空蒸餾法將加入的金屬除去。通常用加入鎂、鋅、汞來除去鋁中的鐵、硅和其他雜質(zhì)，然后用真空蒸餾法脫除這些加入的金屬。例如將被雜質(zhì)污染的鋁合金與30%的鎂共熔后，在近于共晶溫度下將合金靜置一段時間，濾去含鐵和硅的初析出晶相，再在850℃下真空脫鎂，此時蒸氣壓高的雜質(zhì)如鋅、鉛等也與鎂一起脫除，除鎂后的純凈鋁合金即可鑄錠。

為了進一步提高鋁合金液質(zhì)量，或者某些牌號鋁合金要求嚴格控制含氫量及夾雜物時，可采用聯(lián)合精煉法，即同時使用兩種精煉方法。比如氯鹽－過濾聯(lián)合精煉，吹氬－熔劑聯(lián)合精煉等方法都能獲得比單一精煉更好的效果。

組織控制與變質(zhì)處理

1、亞共晶和共晶型鋁硅合金的變質(zhì)處理

鋁硅合金共晶體中的硅相在自發(fā)生長條件下會長成片狀，甚至出現(xiàn)粗大的多角形板狀硅相，這些形態(tài)的硅相將嚴重的割裂Al基體，在Si相的尖端和棱角處引起應(yīng)力集中，合金容易沿晶粒的邊界處，或者板狀Si本身開裂而形成裂紋，使合金變脆，機械性能特別是延伸率顯著降低，切削加工功能也不好。為了改變硅的存在狀態(tài)，提高合金的力學性能，長期以來一直采用變質(zhì)處理技術(shù)。

對共晶硅有變質(zhì)效果的元素有：鈉(Na)，鍶(Sr)，硫(S)，鑭(La)，鈰(Ce)，銻(Sb)，碲（Te）等。目前研究主要集中在鈉，鍶，稀土等幾種變質(zhì)劑上。

一：鈉變質(zhì)（Na）

鈉是最早而最有效的共晶硅變質(zhì)元素，加入方式有金屬鈉，鈉鹽及碳酸鈉三種。

金屬鈉 最初采用的變質(zhì)劑是金屬Na，鈉的變質(zhì)效果最佳，可以有效的細化共晶組織，加入較小的量（約0.005％～0.01％），即可把共晶硅相從針狀變質(zhì)成為完全均勻的纖維狀。但采用金屬Na變質(zhì)存在一些缺點，首先變質(zhì)溫度為740℃，已接近Na的沸點（892℃），因此鋁液容易沸騰，產(chǎn)生飛濺，促使鋁液氧化吸氣，操作不安全，其次，Na比重?。?.97），變質(zhì)時富集在鋁液表面層，使上層鋁液變質(zhì)過度，底部則變質(zhì)不足，變質(zhì)效果極不穩(wěn)定.同時，Na極易與水氣反應(yīng)生成氫氣，增加鋁液的含氣量。Na化學性質(zhì)非?；顫?，在空氣中極易和氧氣等反應(yīng)，一般要浸泡在煤油中保存，在使用前必須除去煤油，這也是一件難度很大的事情，但不除去又會給鋁液中帶入氣體和夾雜。

鈉鹽 生產(chǎn)中一般應(yīng)用的變質(zhì)劑是含NaF等鹵鹽的混合物，利用鈉鹽和鋁反應(yīng)生成鈉而起變質(zhì)作用。但這些鈉鹽極易帶入水氣，會增大合金吸氣氧化傾向，同時這些鈉鹽對環(huán)境具有腐蝕作用，對身體健康有損害。

碳酸鈉 以碳酸鈉為主的變質(zhì)劑是應(yīng)克服采用上述鈉鹽變質(zhì)的環(huán)保問題而開發(fā)的無公害變質(zhì)劑。也即利用碳酸鈉和鋁、鎂在高溫下反應(yīng)，生成鈉而起到變質(zhì)作用，此反應(yīng)過程和反應(yīng)產(chǎn)物都是無毒的。同樣，這類無公害變質(zhì)劑也存在著吸水而增加鋁合金吸氣氧化傾向的問題。

采用鈉變質(zhì)的還有一個不容忽視的缺點就是變質(zhì)效果維持時間短，即是一種非長效變質(zhì)劑。Na鹽變質(zhì)劑的有效期只有30～60min，超過此時間，變質(zhì)效果自行消失，溫度愈高，失效也愈快，因此，要求變質(zhì)過的鋁液必須在短時間內(nèi)用掉，重熔時，必須重新變質(zhì)。而且，精確控制鈉變質(zhì)過程是困難的。所以，目前在不少場合，鈉變質(zhì)正逐漸被一些長效變質(zhì)方法所取代。

二：鍶變質(zhì)（Sr）

鍶（Sr）是一種長效變質(zhì)劑,變質(zhì)效果與Na相當,且不存在Na變質(zhì)的缺點,是頗有前途的變質(zhì)劑。英國、荷蘭等國從80年代初就開始推廣應(yīng)用鍶（Sr）變質(zhì)方法。目前,對于鍶變質(zhì)，國內(nèi)外做了不少研究,我國使用鍶（Sr）代替Na或Na鹽的規(guī)模也在日益擴大。Sr變質(zhì)有如下優(yōu)點：①變質(zhì)效果良好,有效期長；②變質(zhì)操作時，無煙，無毒，不污染環(huán)境，不腐蝕設(shè)備、工具，不損害健康，操作方便；③易獲得滿意的力學性能；④回爐料有一定的重熔變質(zhì)效果；⑤鑄件成品率高,綜合經(jīng)濟效益顯著。但是，實踐表明,變質(zhì)后的合金易產(chǎn)生縮松，并會增加鑄件的針孔度,降低合金的致密性，出現(xiàn)力學性能衰退的現(xiàn)象。

三：銻變質(zhì)（Sb）

銻（Sb）可使共晶硅由針狀變?yōu)閷悠瑺?。為獲得層片狀，其最佳加入范圍通常為0.15％～0.2％。它的變質(zhì)效果不如Na和Sr。加銻變質(zhì)一個突出優(yōu)點是變質(zhì)時間長（8小時以上）。銻的熔點630.5℃，密度為6.68g/Cm3,所以，比較容易控制銻含量，不易造成變質(zhì)不足和過變質(zhì)現(xiàn)象，也不增大鋁液的吸氣與氧化夾雜傾向，但它的變質(zhì)效果受冷卻速度的影響較大，對金屬型和冷卻較快的鑄件有較好的變質(zhì)效果,但對緩冷的厚壁砂型鑄件變質(zhì)效果不明顯，所以使用上受到一定限制。

四：碲變質(zhì)（Te）

碲是國內(nèi)研究成的變質(zhì)劑，碲變質(zhì)的作用和銻變質(zhì)相似，其作用是促使硅以片狀分枝方式被細化，而不能變?yōu)槔w維狀，但變質(zhì)效果比銻強。其變質(zhì)效果具有長效性，變質(zhì)后經(jīng)8小時或重熔效果不變。同樣的，它的變質(zhì)效果受冷卻速度的影響也較大。

五：鋇變質(zhì)

Ba對共晶Si具有良好的變質(zhì)作用。與Na，Sr，Sb相比較,Ba的變質(zhì)效果比較長效,加入量范圍寬,加入0.017%到0.2%的Ba,都能獲得良好的變質(zhì)組織。加入Ba后，合金的抗拉強度明顯提高,連續(xù)重熔,變質(zhì)效果仍能保持,其變質(zhì)效果令人滿意。采用Ba變質(zhì)的不足之處是對鑄件的壁厚敏感性大,對厚壁鑄件的變質(zhì)效果差，為了獲得良好的變質(zhì)效果,必須快冷。同時，Ba對氯化物敏感，一般不用氯氣或氯鹽來精煉。

六：稀土變質(zhì)

稀土在鋁及鋁合金中應(yīng)用較早的國家是德國，德國早在第一次世界大戰(zhàn)期間就成功的使用了含稀土的鋁合金。稀土元素可以達到與鈉、鍶相似的變質(zhì)效果，即可使共晶硅由片狀變成短棒狀和球狀，改善合金的性能。而且稀土的變質(zhì)作用具有相對長效性和重熔穩(wěn)定性，其變質(zhì)效果可維持5～7小時，張啟運等人對La變質(zhì)壽命進行檢驗，含La0.056%的變質(zhì)合金，經(jīng)反復熔化-凝固10次仍有變質(zhì)效果。

稀土由于其化學性質(zhì)的活潑性，極易與O2、N2、H2等發(fā)生反應(yīng)，從而起到脫氫、脫氧、去氧化皮等作用，因而可以凈化鋁液。

總之，稀土在Al-Si合金中兼有精煉和變質(zhì)的雙重效果，變質(zhì)效果具有相當長效性和重熔穩(wěn)定性.稀土元素的加入提高了合金的流動性,改善了合金的鑄造性能,優(yōu)化了合金的內(nèi)在質(zhì)量。還有一個最大的優(yōu)點就是加入稀土不產(chǎn)生煙氣，對環(huán)境不造成污染，順應(yīng)了時代發(fā)展的需要。

2、變質(zhì)劑的選擇

目前鋁合金鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是鈉鹽變質(zhì)劑，由鈉和鉀的鹵素鹽類組成。這類變質(zhì)劑使用可靠，效果穩(wěn)定。變質(zhì)劑的組成中，NaF能起變質(zhì)作用。與鋁液接觸后發(fā)生如下反應(yīng)：

3NaF + Al → AlF3 + 3Na

反應(yīng)生成的鈉進入鋁液中，即起變質(zhì)作用。由于NaF熔點高（992℃），為了降低變質(zhì)溫度，以減少高溫下鋁液的吸氣和氧化，在變質(zhì)劑中加入NaCl、KCl。加入一定量的NaCl、KCl組成的三元變質(zhì)劑，其熔點在800℃以下，在一般變質(zhì)溫度下，處于熔融狀態(tài)，有利于變質(zhì)的進行，提高變質(zhì)速度和效果。此外，呈熔融狀態(tài)的變質(zhì)劑容易在液面形成一層連續(xù)的覆蓋層，提高了變質(zhì)劑的覆蓋作用。為此，NaCl、KCl又稱為助熔劑。

有的變質(zhì)劑中加入一定量的冰晶石（Na3AlF6），這種變質(zhì)劑具有變質(zhì)、精煉、覆蓋作用，一般稱為“通用變質(zhì)劑”。澆注重要鑄件或?qū)︿X液的冶金質(zhì)量要求較高時常采用此變質(zhì)劑。

在生產(chǎn)中，變質(zhì)工序一般多在精煉之后、澆注之前進行。變質(zhì)溫度應(yīng)稍高于澆注溫度，而變質(zhì)劑的熔點最好介于變質(zhì)溫度和澆注溫度之間，這樣使變質(zhì)劑在變質(zhì)時處于液態(tài)，并且變質(zhì)后即可進行澆注，免得停放時間長，造成變質(zhì)失效。此外，在變質(zhì)處理完畢后，變質(zhì)后的熔渣已經(jīng)變?yōu)楹艹淼墓腆w，便于扒去，不致把殘留的熔劑澆入鑄型中，形成熔劑夾渣。

選擇變質(zhì)劑時，一般根據(jù)所要求的澆注溫度來確定變質(zhì)劑的熔點和變質(zhì)溫度，接著就可以按照所選的變質(zhì)劑熔點選擇合適的變質(zhì)劑成分。

3、變質(zhì)工藝因素的影響

變質(zhì)工藝因素主要為：變質(zhì)溫度、變質(zhì)時間、變質(zhì)劑種類及用量。

變質(zhì)溫度

溫度高些，對變質(zhì)反應(yīng)進行有利，鈉的回收率高，變質(zhì)速度快，效果好，但變質(zhì)溫度不能過高，否則會急劇增加的鋁液的氧化和吸氣，并使鋁液中鐵雜質(zhì)增加，降低坩堝的使用壽命。一般來說，變質(zhì)溫度應(yīng)選擇在稍高于澆注溫度為宜。這樣避免了變質(zhì)溫度過高，可以減少變質(zhì)后調(diào)整溫度的時間，有利于提高變質(zhì)效果和鋁液的冶金質(zhì)量。

變質(zhì)時間

變質(zhì)溫度越高以及鋁液和變質(zhì)劑接觸的狀況越好，則所需的變質(zhì)時間就越短。變質(zhì)時間應(yīng)按具體情況，在實驗的基礎(chǔ)上確定。變質(zhì)時間太短，則變質(zhì)反應(yīng)進行不完全；變質(zhì)時間過長，會增加變質(zhì)劑的燒損，增加合金的吸氣和氧化。

變質(zhì)時間由兩部分組成：變質(zhì)劑覆蓋時間一般為10～15分鐘，壓入時間一般為2～3分鐘。

變質(zhì)劑種類及用量

應(yīng)根據(jù)合金的種類、鑄造工藝及對組織控制的具體要求，來選擇合適的變質(zhì)劑種類及用量。選擇無毒、無污染并有長效變質(zhì)效果的變質(zhì)劑是目前鋁合金熔煉工藝的發(fā)展方向。

在生產(chǎn)實踐中，應(yīng)考慮到變質(zhì)劑反應(yīng)可能進行不完全，所以變質(zhì)劑用量不能過少，否則變質(zhì)效果不好。但變質(zhì)劑用量也不宜過多，否則會產(chǎn)生過變質(zhì)現(xiàn)象。因此，變質(zhì)劑用量一般規(guī)定為占爐料重量的1～3%。在生產(chǎn)中，通常加入2%就可以保證良好的變質(zhì)效果。對于金屬型鑄造的鑄件，變質(zhì)劑用量可適當減少。當采用通用變質(zhì)劑時，除了考慮變質(zhì)效果外，還要考慮對這種變質(zhì)劑的覆蓋、精煉能力的要求，通常其變質(zhì)劑用量為鋁液重量的2～3%。

4、變質(zhì)處理的爐前檢驗

澆注試樣，冷卻后敲開，根據(jù)斷口形狀判斷變質(zhì)效果。

若變質(zhì)不足，則晶粒粗大，斷口呈灰暗色，并有發(fā)亮光的硅晶?？梢姟?/p>

若變質(zhì)正常，則晶粒較細，斷口呈白色絲絨狀，沒有硅晶粒亮點。

若變質(zhì)過度，則晶粒也粗大，斷口呈現(xiàn)藍灰色，有硅的亮晶點。

4.5.2過共晶鋁硅合金變質(zhì)處理

過共晶Al-Si合金由于含硅量多，使合金的熱膨脹系數(shù)降低，耐磨性提高，適用于內(nèi)燃機活塞等耐磨零件。過共晶Al－Si合金組織中存在板狀初晶硅和針狀共晶硅。初晶硅作為硬質(zhì)點可提高合金得耐磨性，但因為它硬而脆，對合金機械性能不利，并使合金的切削加工性能變壞，因此，過共晶Al－Si合金中的共晶硅和初晶硅都要進行變質(zhì)處理。

長期以來，初晶硅的細化得到了深入的研究。采用超聲波振動結(jié)晶法，急冷法，過熱熔化，低溫鑄造等都能取得一定效果。但是效果最穩(wěn)定，在工業(yè)上最有使用價值的還是加入變質(zhì)劑。

目前，實際用于生產(chǎn)的變質(zhì)劑是磷單質(zhì)。赤磷使用最早，當加入量為合金重量的0.5％時，即可使初晶硅細化。但由于磷的燃點低（240℃），運送不安全，變質(zhì)時，磷會激烈燃燒，產(chǎn)生大量煙霧，污染空氣，同時也使鋁液吸收更多的氣體，所以磷多與其他化合物混合使用?，F(xiàn)在工業(yè)上比較常用的方法是以Cu－P中間合金形式加入。中間合金含磷量一般為8％～10％。加入量在0.5％～0.8％之間。

關(guān)于磷對鋁硅合金變質(zhì)的機理，一般認為是磷在合金液中與Al形成大量高熔點的AlP質(zhì)點，AlP與硅相的晶體結(jié)構(gòu)相似，晶格常數(shù)相近，AlP屬閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)a=5.451，熔點為1060℃，Si晶體的晶格常數(shù)a=5.428，AlP與硅的最小原子間距離也十分相近，硅為2.44，AlP為2.56，AlP可作為初生硅的非自發(fā)核心，從而細化初生硅。

新泰市鑄友熱處理設(shè)備有限公司是國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)熔鋁爐、熔池式煤氣發(fā)生爐、壓鑄機機邊爐、鋁合金坩堝熔化爐、鋁銷鋁灰易拉罐熔煉爐、電磁感應(yīng)爐等各類金屬熱處理設(shè)備的廠家。八年熱處理設(shè)備設(shè)計經(jīng)驗，專業(yè)設(shè)備定制，精湛技術(shù)服務(wù)，使得我們的設(shè)備不僅熱銷全國，更遠銷東亞、東南亞等地區(qū)。歡迎意向客戶到我公司實地考察選購。

第三篇：關(guān)于廢潤滑油回收再生的暫行規(guī)定(含修訂)

商業(yè)部、國家計委、國家經(jīng)委、國家能委關(guān)于廢潤滑油回收再生的暫行規(guī)定

1981年4月22日，商業(yè)部、國家計委、國家經(jīng)委、國家能委

一、為了節(jié)約能源，防止環(huán)境污染，必須加強廢潤滑油回收再生工作。一切用油單位（包括停泊在我國港口的外國輪船）所更換下來的廢油和經(jīng)加工后能獲得石油產(chǎn)品的各種工業(yè)副產(chǎn)品，都必須執(zhí)行本規(guī)定。

二、嚴格執(zhí)行潤滑油交舊供新的制度。各用油單位的廢油，都應(yīng)交售給當?shù)厥徒?jīng)營部門或指定的收購點，憑交售廢油的證明供應(yīng)新油。嚴禁自行買賣廢油或燒、倒廢油。中央直供單位，也必須將廢油交售給當?shù)厥徒?jīng)營部門，不得自行出售或挪作它用。

三、各種機具、車輛、設(shè)備用潤滑油的回收比例規(guī)定如下： 內(nèi)燃機油 15％

機械油、液壓油 30％ 壓縮機油、冷凍機油 50％ 車軸油 40％ 汽輪機油 60％ 變壓器油 80％ 其他潤滑油 15％

農(nóng)業(yè)（農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)）用油 10％ 洗滌汽油 30％

洗滌煤油、柴油 50％

各地下達潤滑油分配計劃時，要按季（年）下達回收指標。對未完成回收計劃的用油單位，其未完成部分的油品，必要時石油經(jīng)營部門可采取停、減、緩供措施。

四、各地回收點收購的廢油，去除明水明雜，交給潤滑油再生廠，按收購總值提取10－30％的手續(xù)費，并可獨立核算，自負盈虧，多收多得。

各用油單位可從出售廢油的收入中提取5～15％，獎給對廢油回收有關(guān)的人員。

五、生產(chǎn)車輛、機具、設(shè)備的工廠要嚴格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，不符合技術(shù)標準的不出廠。企業(yè)的主管部門要定期進行檢查，對解決不了設(shè)備漏油關(guān)的生產(chǎn)廠要停產(chǎn)整頓。各使用單位要對現(xiàn)有漏油車輛、機具、設(shè)備限期檢修，長期漏油者可停供，直到改正為止。

六、廢油回收計劃的完成情況，做為石油經(jīng)營部門綜合提獎的條件之一，對完成年（季）度進銷計劃而未完成回收計劃的單位，視其情況，扣發(fā)企業(yè)和有關(guān)人員的獎金。

七、各省、市、自治區(qū)要根據(jù)潤滑油哪里供應(yīng)，哪里回收，統(tǒng)一管理，集中加工的原則，對現(xiàn)有的廢潤滑油再生廠進行整頓。重復建廠和不具備條件的要適當關(guān)停并轉(zhuǎn)。一般可按潤滑油年銷售量一萬噸以上或廢油年回收量一千噸以上設(shè)置一個專業(yè)再生廠為宜。廢油再生廠必須符合以下條件：

1、有合理的工藝流程和再生設(shè)備；

2、有專職的技術(shù)人員和規(guī)定的化驗評定手段；

3、廢油再生后能恢復原來品種，質(zhì)量符合國家規(guī)定標準；

4、具有符合要求的三廢治理設(shè)施和安全消防設(shè)施。

八、各省、市、自治區(qū)經(jīng)委和商業(yè)廳（局）會同環(huán)境保護、工商行政、公安消防部門，按上述條件對廢油再生廠進行檢查審定，合格單位發(fā)給“廢油再生許可證”，沒有許可證的單位，不得從事廢油再生。各廠礦企業(yè)廢油再生車間也要根據(jù)上述條件進行整頓，經(jīng)過批準，發(fā)給“廢油自行再生許可證”才能進行廢油再生。

九、認真實行按質(zhì)論價?；厥諒U油不得壓級壓價，防止摻雜摻假，廢油回收價格，一般應(yīng)以同類代表品種當?shù)嘏l(fā)價的百分之二十五到百分之三十計算（停泊在我國的外國輪船不執(zhí)行本條規(guī)定）。

專業(yè)潤滑油再生廠的產(chǎn)品，石油經(jīng)營部門可按當?shù)赝贩N一級站調(diào)撥價收購。不符合國家規(guī)定標準的產(chǎn)品不能出廠，不能收購，也不得自行銷售。

十、各省、市、自治區(qū)對廢油回收再生工作要加強領(lǐng)導，統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)本規(guī)定，結(jié)合當?shù)厍闆r，制定具體實施辦法貫徹執(zhí)行。

十一、部隊的潤滑油回收再生工作，可參照本規(guī)定，制訂具體實施辦法。

商業(yè)部、國家經(jīng)委、國家能委、國家計委、財政部關(guān)于修訂《關(guān)于廢潤滑油回收再生的暫行規(guī)定》有關(guān)條文的通知

1981年12月23日，商業(yè)部、國家經(jīng)委、國家能委、國家計委、財政部

國家計委、國家經(jīng)委、國家能源委、商業(yè)部（81）商燃聯(lián)字第14號“關(guān)于廢潤滑油回收再生的暫行規(guī)定”于四月二十二日下達后，促進了廢油回收工作的開展，收到了較明顯的效果。廢潤滑油回收再生利用，是節(jié)約能源的重要途徑。目前全國每年從廢油再生中得到的好潤滑油約相當于市場上一個月的供應(yīng)量，緩和了供需矛盾。同時，它也是化害為利，消除污染，保護環(huán)境的有力措施，各地應(yīng)加強對這項工作的領(lǐng)導，進一步搞好廢油回收工作。廢潤滑油回收主要應(yīng)當堅持做好“交舊供新”工作，但對回收廢油的有關(guān)人員也要輔以必要的獎勵，并給代收單位適當?shù)氖掷m(xù)費，以鼓勵他們更好地回收廢潤滑油。根據(jù)目前一些地區(qū)和單位在執(zhí)行（81）商燃聯(lián)字14號文件有關(guān)獎勵和提取手續(xù)費中存在的問題，經(jīng)征得國家勞動總局同意將14號文件第四條修訂如下： “

四、各地回收點收購的廢油，除去明水明雜后交給廢油再生廠的，按收購總值提取10－20％的手續(xù)費；對分散、收量少的農(nóng)村和邊遠地區(qū)的回收點，可按收購總值提取20－30％的手續(xù)費。

“各用油單位，可以按一九七九年十一月十日，財政部、國家勞動總局、國家物資總局聯(lián)署下達的《關(guān)于國營工業(yè)、交通企業(yè)試行特定燃料、原材料節(jié)約獎勵辦法的通知》的有關(guān)規(guī)定，從出售廢油的收入中提取5—10％用于獎勵廢油回收有關(guān)人員和集體福利?！?本通知從一九八二年一月一日起實行，原規(guī)定中第四條作廢。

第四篇：廢鉛酸蓄電池回收和廢鉛再生現(xiàn)狀

廢鉛酸蓄電池回收和廢鉛再生現(xiàn)狀、存在問題及對策

資料來源：開發(fā)區(qū)環(huán)境保護局

------馬永剛 楊洪永

鉛酸蓄電池是世界上各類電池中產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池，它所消耗的鉛占全球總耗鉛量的82％。我國鉛酸蓄電池工業(yè)在上世紀80年代進入蓬勃發(fā)展時期，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，其市場將不斷擴大，以汽車、摩托車及電力、通訊為主要對象。到上世紀90年代，我國鉛酸蓄電池年產(chǎn)量3000多萬KWH⑴。近年來，電動汽車等無煙交通工具的開發(fā)，會使鉛酸蓄電池有更大的發(fā)展。鉛酸蓄電池產(chǎn)量越大，報廢更新的鉛酸蓄電池越多。從環(huán)保的角度來看，鉛酸蓄電池也是對環(huán)境、人類健康危害最大的一種電池，如不采取較完善的回收制度，隨意拋置的廢鉛酸蓄電池所分解出的重金屬和有毒廢液會對生態(tài)平衡和人體健康造成嚴重威脅，急性或慢性的鉛攝入人體會造成神經(jīng)代謝、生殖等方面的疾病，嚴重時可導致死亡。

由此可見，廢鉛酸蓄電池是固體廢物中的危險廢物，應(yīng)遵循分類管理、強制處置，對其收集、轉(zhuǎn)運、貯存、處理、處置等重點環(huán)節(jié)要有嚴格要求和重點控制，實行集中處置的原則進行管理。雖然我國頒布的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》對于固體廢物，特別是危險廢物的產(chǎn)生、運輸、貯存、處置都作了相應(yīng)的規(guī)定，但我國目前還沒有完善合理的廢鉛酸蓄電池管理法規(guī)與具體可操作的管理法規(guī)實施細則，以及具體管理辦法。對于廢鉛酸蓄電池收集者、運輸者、再生產(chǎn)者、綜合利用者等都尚無明確和具體的要求，管理極其薄弱。為加強我國廢鉛酸蓄電池回收和再生產(chǎn)管理，制訂切實可行的管理法規(guī)實施細則刻不容緩，勢在必行。

1、廢鉛酸蓄電池回收現(xiàn)狀

我國每年約有5000萬只約30萬噸廢鉛酸蓄電池產(chǎn)生，回收工作總的說來處于一種無序狀態(tài)，多家收購、多管齊下、分散經(jīng)營。全國尚無一家企業(yè)建立了全國性回收網(wǎng)絡(luò)。從事回收的部門有：供銷系統(tǒng)的物資回收公司；物資系統(tǒng)的物資再生利用公司；機電系統(tǒng)的蓄電池制造企業(yè)；有色系統(tǒng)的再生鉛企業(yè)以及數(shù)以萬計的個體收購者，回收主渠道掌握在大量的個體專業(yè)戶手中。由于小商小販（個體戶）和小工業(yè)者缺乏環(huán)境意識，在收集、轉(zhuǎn)運過程中，隨意拆解，將廢舊電池中有毒廢酸液任意倒置，將塑料外殼到處丟棄，不僅嚴重影響環(huán)境和人類健康，還造成廢鉛資源嚴重的浪費。整只廢蓄電池一般含有20～25％的電解液，其中含有15～20％的硫酸以及懸浮的含鉛化合物，經(jīng)過靜置澄清的廢電解液含鉛濃度達7～10g／l。由于大部分整只電池隨意倒酸，假設(shè)只有10％整只廢電池得到了妥善處置，則每年有5萬噸廢硫酸流入大地和地下水中，污染之重不言而喻。

2、搞好再生鉛生產(chǎn)是解決廢鉛資源回收與環(huán)境問題的根本出路，是實現(xiàn)鉛資源可持續(xù)發(fā)展的重要保證

再生鉛工業(yè)是我國在重視環(huán)境保護和充分利用金屬再生資源的情況下逐步發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，隨著我國汽車工業(yè)、通訊和化學工業(yè)的迅速發(fā)展，對鉛的需求不斷提高。2003年，我國鉛的需求量將達到70萬噸以上，其中蓄電池行業(yè)需要鉛60萬噸。這樣一來，既擴大了再生鉛的消費市場（目前在蓄電池消耗的鉛中有50％為再生鉛），又因為蓄電池消費量的增大而導致廢蓄電池的增多，使再生鉛工業(yè)有了更多的原料來源，我國再生鉛工業(yè)正處于非常有利的發(fā)展時期。

我國鉛儲量居世界前列，但過度開采及勘察的滯后，鉛礦資源短缺現(xiàn)象日益嚴重，資源的安全保障問題已成為一個急需考慮的問題?；厥蘸驮偕U生產(chǎn)已成為我國實現(xiàn)鉛工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不可缺少的重要組成部分。首先，回收再生鉛可充分利用再生鉛廢料，減少原生鉛礦石的開采量，延長其開采期限。據(jù)國家資源信息中心資料，截止到1999年底，我國鉛保有儲量為3497萬噸，已經(jīng)開發(fā)利用的鉛保有儲量2086萬噸，占總保有儲量的59.7％，目前可供利用的鉛保有儲量1069萬噸，占總保有儲量的30.6％，其中近期可利用和推薦利用的只有249萬噸，只占總保有儲量的7％。精礦供應(yīng)趨緊，已由凈出口國變?yōu)閮暨M口國，2000年，進口鉛精礦30.9萬噸。2001年，鉛精礦進口（實物量）39.7萬噸，增長27.5％。另外，全國五大鉛鋅礦基地（西北、東北、湖南、兩廣、滇西）中，東北（青城子、八家子柴河、西林、天寶山等）鉛鋅礦基地資源基本枯竭；兩廣鉛鋅基地6個礦山中有5個（泗頂、佛子沖、大新、丙村、大尖山）已關(guān)閉或列入關(guān)閉礦山，僅凡口礦尚保有一定的儲量；湖南鉛鋅礦基地7個礦山中3個（桃林、潘家沖、東坡）列入關(guān)閉礦山，4個礦山（水口山、黃沙坪、寶山、七寶山）后備資源不足；滇川鉛鋅基地和西北基地，除瀾滄鉛鋅礦列入關(guān)閉礦山外，其他礦山由于建設(shè)較晚或礦山找礦突破較大（如會澤），尚保有較多儲量。按目前的開采水平，我國鉛礦資源可采儲量只夠開采6～7年。預計礦產(chǎn)鉛產(chǎn)量不會有多大增加，而

再生鉛資源則不同，它會隨鉛消費量的增加而增加。其次，回收再生鉛可節(jié)約能源。再生鉛能耗僅用原生鉛的25.1～31.4％，生產(chǎn)再生鉛從鉛廢料中直接回收，不需要像生產(chǎn)原生鉛那樣經(jīng)過采礦、選礦等工序，生產(chǎn)成本較低。據(jù)測算，再生鉛生產(chǎn)成本比原生鉛低38％。再次，回收再生鉛資源有利于環(huán)境保護。鉛是有害于環(huán)境和人體健康的金屬，各種鉛廢料若不加以合理回收，都將成為環(huán)境的污染源，尤其是廢鉛酸蓄電池，只有充分回收利用，才能避免其中的鉛膏和硫酸污染環(huán)境。可見，為保護環(huán)境，保證鉛工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須發(fā)展再生鉛工業(yè)，使鉛金屬進入生產(chǎn)———消費———再生的良性循環(huán)，這是一個長遠的戰(zhàn)略問題。

（ncestt 摘編）

第五篇：廢聚苯乙烯泡沫塑料再生膠粘劑的研究

廢聚苯乙烯泡沫塑料再生膠粘劑的研究

150040)

鮑春陽

(黑龍江省石油化學研究院，黑龍江 哈爾濱

摘要：聚苯乙烯泡沫塑料由于其質(zhì)輕、堅固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、絕熱性、價格低等特點，被廣泛地應(yīng)用于包裝、保溫、防水、隔熱、減震等領(lǐng)域。PS大都是一次性使用，廢棄在自然界中既不能腐爛轉(zhuǎn)化，又不能自行降解而消失，這樣既浪費了寶貴的不可再生資源，又造成了嚴重的環(huán)境污染。本論文就是以節(jié)約資源、保護環(huán)境，變廢為寶為目的，研究了以廢PS為主要原材料，經(jīng)改性劑改性，制備兩種低毒性、低成本、性能好的膠粘劑。其中一種是以環(huán)氧樹脂及甲苯二異氰酸酯作為改性劑的溶劑型多功能膠粘劑，可用于金屬、陶瓷、玻璃、木材等的粘接，拉伸剪切強度大于4．7MPa；另外一種是以丙烯酸丁脂和醋酸乙烯脂的混合單體作為改性劑的接枝共聚乳液型膠粘劑，其性能優(yōu)于市售的乳白膠，壓縮剪切強度高達10．4MPa，價格僅為乳白膠的70％。

關(guān)鍵詞：廢聚苯乙烯泡沫塑料；改性劑；膠粘劑 1 引 言

1．1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene，簡稱EPS)是現(xiàn)代塑料工業(yè)發(fā)展中的新型材料，它的生產(chǎn)自1951年西德巴斯夫公司發(fā)明可揮發(fā)性聚苯乙烯珠粒發(fā)泡成型法，到七十年代美國發(fā)明一步成型法以來得到了迅速的發(fā)展。1985年我國相繼從美國、日本引進五套聚苯乙烯泡沫生產(chǎn)裝置，促進了我國塑料工業(yè)的發(fā)展。聚苯乙烯泡沫塑料是當今世界上應(yīng)用最廣泛的塑料之一，由于它具有良好的耐水性、絕熱性、絕緣性、低吸濕性以及較強的抗震強度，及其質(zhì)輕、堅固、易成型、價格低等特點，被廣泛地應(yīng)用于包裝、保溫、防水、隔熱、減震、裝璜、餐飲業(yè)等領(lǐng)域，滲透入國民經(jīng)濟的各個部門。據(jù)統(tǒng)計，近十年

來，我國聚苯乙烯塑料年平均消費量增長10％。1990年已達21．7萬噸，隨著電子儀表、家用電器工業(yè)的迅速發(fā)展及西部大開發(fā)的推進，EPS的用量會越來越大，預計到2005年，我國將需要聚苯乙烯泡沫塑料120萬噸。聚苯乙烯泡沫塑料大部份都是一次性使用，數(shù)以百萬噸的白色垃

[1]圾散于自然界中，既不能腐爛轉(zhuǎn)化，又不能自行降解而消失，這樣，一方面造成嚴重的環(huán)境污染，另一方面也是寶貴的不可再生資源的浪費。如何合理地、有效地回收利用廢棄聚苯乙烯泡沫塑料已引起包括我國在內(nèi)的世界各國科研工作者的普遍重視。從七十年代開始，日本、西歐和美國就相繼對塑料廢料進行工業(yè)化處理，到九十年代，綜合利用廢舊塑料的技術(shù)已趨于成熟，產(chǎn)業(yè)化高達80％，截止到1999年，美國塑料廢棄物回收率達50％，英國達80％，日本達49％，意大利不僅回收本國的塑料垃圾，還從歐洲其它國家進口廢舊塑料進行再生利用。我國從80年代末期開始起步研究廢棄塑料的回收再利用技術(shù)，進入九十年代以后，研究開始活躍起來，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化率還很低，每年大約僅有15％的廢棄塑料得到回收,其余大都被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小，只有0．02－0．04g／cm，因此，體積非常龐大，會占用大面積土地，而且當泡沫塑料進入土壤以后，基本上不會被微生物降解，使土壤中的空氣、水分、養(yǎng)分等不能正常的循環(huán)交換，而且它還會逐漸釋放出一些有害物質(zhì)，從而影響到生態(tài)系統(tǒng)的正常循環(huán)，使掩埋處及其周圍方圓面積內(nèi)的土地土質(zhì)變差，造成悲劇。1．2 聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用

有關(guān)聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用已先后出現(xiàn)了不少專利和研究報道，其應(yīng)用技術(shù)主要集中在以下幾個方面[4-9]

[3]

3[2]：

1．用于制造輕質(zhì)建筑材料。用可發(fā)性聚苯乙烯的預發(fā)泡顆粒或以破碎成小塊的聚苯乙烯泡沫廢棄物為主體補加不同的填料，使用不同的粘結(jié)劑制成各種輕質(zhì)的建筑材料。比如，用碎木絲為填料，以水泥為粘結(jié)劑，加水混合，然后模塑成各種形狀的輕質(zhì)水泥隔板，或制成人造木材；內(nèi)襯鐵絲支架制成的輕質(zhì)泡沫板可以做為墻板、臺面，或裝飾板；用膨脹珍珠巖做填料能制成屋頂隔熱板；以泥土為粘接劑兼填料，與聚苯乙烯泡沫顆粒等量均勻混合并壓制成型，干燥后煅燒，可制成供高層建筑用的輕質(zhì)大砌塊，或地下滲排廢水的透水管；以廢尼龍絲為填料可制成輕質(zhì)抗彎澆鑄材料等等。這種回收方法工藝簡單，可回收量大，投資小，是一種較好的回收利用方式，唯一不足就是產(chǎn)品的技術(shù)附加值較小。

2．用于制造通用型苯聚乙烯。將聚苯乙烯泡沫廢棄物經(jīng)高溫消泡冷卻后，機械破碎，擠塑成條，再切粒制成通用型聚苯乙烯。這種方法的主要問題是再生料的外觀可能是由于廢棄泡沫破碎前未洗凈以及在烘焙擠塑過程中局部溫度過高等原因而呈棕色，失去了新聚苯乙烯無色透明的特點。其抗沖擊性能也較差，只能用做一些低值塑料零件，很難與一般塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制品媲美。

3．用于再制可發(fā)性聚苯乙烯。用廢棄PS泡沫循環(huán)再制EPS或再模制泡沫制品，應(yīng)該說是廢PS泡沫最合理的利用方向。因為廢聚苯乙烯泡沫材料除表面受環(huán)境污染略變質(zhì)外，內(nèi)部還保持著原有聚苯乙烯泡沫的性能，這就為多次利用創(chuàng)造了條件。只有這樣，重新模塑或制造EPS才能最好地發(fā)揮聚苯乙烯泡沫的多方面優(yōu)良特性。利用廢聚苯乙烯泡沫制造EPS或再模塑有下列幾種方法：第一，溶解聚合法。將廢烙泡沫材料溶解于苯乙烯單體中，加入分散劑使PS的苯乙烯溶液成珠粒狀懸浮在水中，加熱使其聚合，然后加發(fā)泡劑，繼續(xù)聚合制成珠粒發(fā)泡料。本方法的優(yōu)點是利用廢PS代替了部分苯乙烯，可使成本降低，缺點是要消耗苯乙烯單體，同時也受到PS表面清潔度不穩(wěn)定對引發(fā)劑活性的影響，很難制得均勻一致的產(chǎn)品。第二，球化再發(fā)泡法。是將通用型的聚苯乙烯切成圓柱形粒料，懸浮在分散劑的水溶液中，加熱使圓柱體熔融球化，再降溫加壓加發(fā)泡劑，冷卻后經(jīng)過濾、洗滌和低溫干燥制成EPS珠粒

[10]，本方法的關(guān)鍵在于原料的質(zhì)量，否則難以保證新制EPS的質(zhì)量。第三，珠粒破碎再模塑法。是在液體介質(zhì)中選用合適的軟化劑，表面活性劑和消泡劑，將大塊廢PS泡沫選擇性地破碎到直徑4－8mm的球形珠粒，加發(fā)泡劑后再模塑成泡沫制品。本法工藝簡單，消耗的附加材料少，模制成品的各項物理性能與原廢料接近，而且投資小，效益大，值得推廣。

4．溴化改性制備阻燃劑。聚苯乙烯分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，苯環(huán)上的氫原子可被親電試劑取代。有人將回收的聚苯乙烯泡沫塑料清洗干燥后溶于二氯甲烷溶液中，在三氯化鋁催化下，與液溴發(fā)生親電取代反應(yīng)而制得阻燃劑溴化聚苯乙烯。含溴量可高達6％?？勺鳛榫勐纫蚁BS、聚丙烯等塑料制品的阻燃。與其它有機阻燃劑相比，溴化聚苯乙烯用量低，阻燃效果好，燃燒過程中不釋放二(口惡）英等有毒致癌物質(zhì)，特別是與三氧化二銻并用，其協(xié)同阻燃效果更好，是一種性能良好的阻燃劑。用該工藝制備的溴化聚苯乙烯，性能可以與商品溴化聚苯乙烯阻燃劑相媲美，而且成本低收工作。

5．熱分解技術(shù)。一方面，可裂解制造苯乙烯單體，即把廢聚苯乙烯泡沫塑料在加熱條件下，選擇合適的催化劑使其裂解生成苯乙烯單體。在苯乙烯供應(yīng)比較緊張的情況下，利用聚苯乙烯泡沫廢棄物解聚制造苯乙烯，以滿足市場的需要，是一條合理的利用途徑。美國、法國、和日本等也進行過大量實驗，但未見有工業(yè)化的報導。解聚制造苯乙烯主要問題是苯乙烯的轉(zhuǎn)化率比較低，在較好的情況下也不過70％左右，一般僅在40％左右，轉(zhuǎn)化率低，不僅影響生產(chǎn)成本，而且留下的殘渣還給裂解設(shè)備的清洗和連續(xù)運轉(zhuǎn)造成困難

[12][11]。但因為阻燃劑本身的用量就不是很大，因此此法不能滿足大量廢PS的回

。另一方面，可裂解制油。將泡沫塑料隔絕空氣加熱或在水汽下加熱分解可得到低分子量烴的混合物，再用催化劑分解重整，可得不含硫的汽油餾份和煤油餾份及部分氣體。1kg塑料可得11油品，其余主要是殘?zhí)烤枯^多，我國在這方面也取得一定成效，現(xiàn)在正在進行產(chǎn)業(yè)化。

6．燃燒回收能源。由于聚苯乙烯泡沫的主要成份是碳和氫，它可以燃燒且總熱值(大約是

[13]

。日本在這方面研4600kJ／kg)，大于標準煤(大約2600kJ／kg)和燃料油(大約4400kJ／kg)。因此經(jīng)焚燒處理利用其燃燒熱也是一條有效途徑。這種方法，被許多資金雄厚、設(shè)備先進的發(fā)達國家采用。比如日本剛管公司用廢塑料代替焦炭做煉鐵的燃料和還原劑；法國一空調(diào)公司開發(fā)一種用廢塑料焚燒產(chǎn)生的熱量生產(chǎn)蒸汽的新工藝，蒸汽可供給生產(chǎn)之用，這樣可節(jié)約能源。但就我國情況看，焚燒法還較其它方法落后。塑料燃燒時發(fā)熱量大，普通爐子易燒壞而且不易燃燒完全，要專門設(shè)計燃燒爐，設(shè)備維修費用較大，同時燃燒產(chǎn)生的氣體易造成二次污染，還要進行處理。

7．接枝改性制備涂料。涂料的制備均由基料添加顏料經(jīng)攪拌研磨而成?；蠟槌赡の?，聚苯乙烯泡沫由有機高分子組成，經(jīng)溶劑溶解以后可以作為涂料的基料，其耐水性和絕緣性良好。但用PS作基料制備的涂料附著力和成膜性很差，只要將其進行改性處理并添加適量的交聯(lián)劑，增塑劑，以改善其成膜性能及膜層質(zhì)量，這樣就可以制成各類涂料。比如，李良波等將廢聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后溶于二甲苯中，加入引發(fā)劑，在一定溫度下滴入丙烯酸進行接枝改性反應(yīng)，得組份甲；將石油瀝青溶于二甲苯，得組份乙；將水、乳化劑以及助劑混合均勻得份丙；將上述三種成份在乳化釜中進行共乳化，制得防水涂料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子鏈上的接枝，不僅增強了涂膜的附著力，而且提高了乳液的穩(wěn)定性。制得的涂料具有良好的耐熱性、低溫柔韌性和粘接強度。另外，用柔性的丙稀酸丁酯接枝在剛性的聚苯乙烯分子鏈上，可提高聚苯乙烯的柔韌性和附著力，與適當助劑配合，可制成性能良好的防腐涂料1．3 聚苯乙烯泡沫改性膠粘劑的進展

膠粘劑在國民經(jīng)濟各部門中都有重大作用。無論是航天、航空還是建筑、裝璜都離不開膠粘劑。全世界膠粘劑的總產(chǎn)量在七十年代中期已接近500萬噸，近年來大約以每年增長30萬噸的速渡繼續(xù)增長。在全部膠粘劑產(chǎn)品中，建筑用膠粘劑約占25％－35％。隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，建筑用膠存在很大缺口，用廢PS制備膠粘劑滿足市場對質(zhì)優(yōu)價廉膠粘劑的需求，是一舉兩得的事情。我國科研工作者從80年代末起步從事這方面的研究，到九十年代末取得了一些成績。但研究空間仍很大。因此這是一個很好的研究方向，也是廢PS再生利用的最佳方向。

聚苯乙烯是一種無定型的線性非極性物質(zhì)，它的分子中含有苯環(huán)，剛性大而柔性小，它在極性物質(zhì)表面上粘接力很弱，用它直接制得的膠粘劑強度不夠而且膠層又硬又脆，因此需要在苯乙烯鏈節(jié)上引入極性和柔性基團，以增加柔順性提高粘接強度，這樣才能得到粘結(jié)力和附著力都很好的膠粘劑。利用廢聚苯乙烯泡沫制備膠粘劑的關(guān)鍵技術(shù)是改性劑的選擇。據(jù)文獻報道以下幾種改性劑：

1．鄰苯二甲酸酯改性。胡光軍利用增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯對聚苯乙烯泡沫塑料進行改性，溶劑為丙酮，用氧化鎂做填料，制得的膠粘劑可用于粘接揚聲器回路，粘接成本降低約百分之七

[15-35]

[14]

。，有十；王秀巖將廢聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入創(chuàng)新一號溶劑中溶解后加入鄰苯二甲酸二辛酯和香精，可制成不干膠，這種不干膠粘接效果好，可以重復使用，可用于各種標簽，商標及紙制品的粘接。

2．異氰酸酯改性。雷閻盈等研究了異氰酸酯改性PS制膠粘劑：PS溶于甲苯、丙酮和乙酸乙酯混合溶劑中，溶解完全后加入異氰酸酯反應(yīng)一段時間后，再加入填料氧化鋅可制得固含量約30％的膠粘劑，該膠粘劑粘度為0．5－1 Pa．s，剪切強度為3．4MPa，不均勻剝離強度為1．2 KN／m，該膠可用于木材、紙制品、日用塑料、地毯背襯的粘接。

3．酚醛樹脂改性。酚醛樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，是聚苯乙烯泡沫塑料的優(yōu)良改性劑。陸友玲等將聚苯乙烯泡沫塑料熔于甲苯、乙酸乙酯、丙酮和三氯甲烷混合溶劑中，充分攪拌后加入酚醛樹脂進行反應(yīng)，制得乳白色PS改性膠粘劑。該膠粘劑的剪切強度為3．47MPa，不均勻剝離強度為14．8KN／m，可用于木材和日用品的粘接。商金明等研究表明，當酚醛樹脂與聚苯乙烯泡沫塑料用量相等時，它的粘接強度接近于酚醛樹脂膠粘劑。為了增加膠粘劑固化以后的韌性和對被粘物的粘接強度，可添加少量高分子交聯(lián)劑作為改性劑，這樣膠粘劑固化后在被粘接物表面形成一網(wǎng)狀分子層。李鍵等選擇了異氰酸酯和酚醛樹脂兩種含強極性基團的改性劑對廢聚苯乙烯泡沫塑料進行改性取得了良好的效果。將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶解在甲苯、丙酮、氯仿、乙酸乙酯的混合溶劑中，完全溶解以后分離機械雜質(zhì)，加入適當比例的交聯(lián)劑甲苯二異氰酸酯和酚醛樹脂，然后加填料制得粘稠狀紅色粘合劑，這種粘合劑的剪切強度可達3．72 MPa，不均勻扯離強度17．10KN／m。該膠粘劑可代替乳白膠用于木材粘接，效果良好，同時對塑料以及多孔物質(zhì)也有較好的粘接性能。

4．松香樹脂改性。曲俊杰等研究了松香樹脂改性廢聚苯乙烯泡沫塑料制備膠粘劑。選用二甲苯為溶劑，所制得的膠粘劑可粘接瓷板、馬賽克和塑料地板等。陳震等研究了松香用量對PS改性膠粘劑性能的影響，同時考察了各種溶劑對PS改性膠粘劑粘接強度的影響。研究結(jié)果表明添加少量松香時有利于提高粘接強度，但由于松香中菲環(huán)易于解離，隨著松香用量增加，粘接強度反而降低；在所有溶劑中聚苯乙烯與乙酸乙酯混合改性后粘接強度最大。

5．苯乙烯－丁二烯－苯乙稀(SBS)嵌段共聚物改性。苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段與聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)相似，相容性好，因此用SBS嵌段共聚物作PS改性劑，可以提高膠粘劑的剝離強度，降低膠層的硬度和脆性。包其富選擇乙酸乙酯、120號汽油、甲苯、松節(jié)油為混合溶劑，以SBS嵌段共聚物為改性劑，松香樹脂為增粘劑，制得膠粘劑剪切強度達4．43 MPa，不均勻剝離強度為1．4KN／m。該膠粘劑可用木材、瓷磚等材料的粘接，既可代替聚醋酸乙烯酯乳白膠用于家具和玩具的粘接，也可替代氯丁膠用于木材的封邊。

6．馬來酸酐改性。孟躍中等將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶于有機溶劑中，加入引發(fā)劑、順丁烯二酸酐進行接枝反應(yīng)，然后與聚乙烯醇的水溶液在乳化裝置內(nèi)乳化，制得PS改性白膠，剪切強度在3．92MPa以上，成本僅為聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一，而且生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)周期短。

7．聚乙烯醇縮醛改性。石生勛采用甲苯、70號汽油做混合溶劑，將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶解以后，加入聚乙烯醇縮醛進行改性，得到白色稠狀的膠粘劑，這種粘劑最大特點是使用溫度寬，-40－40℃均可使用，且剪切強度一直保持在8．7 MPa，而市售的白乳膠只能在0－40℃之間保持9．0MPa的強度。

8．聚乙烯醇改性。陳恩德用二甲苯將聚苯乙烯泡沫塑料完全溶解以后加入聚乙烯醇進行改性，可制得醫(yī)用密封膠，這種醫(yī)用密封膠不與福爾馬林發(fā)生反應(yīng)，且耐熱、耐寒、不漏水。

9．活性單體接枝改性。廢聚苯乙烯與活性單體接枝共聚，可在苯乙烯鏈節(jié)上接枝活性基團，從而利用廢聚苯乙烯泡沫塑料制取性能良好的膠粘劑。有專利報道，100份PS溶于芳烴、氯代烴混合溶劑中成為膠液，加活化劑氯化亞銅，引發(fā)劑過氧化苯甲酸丁酯，升溫到90－120℃，加入20－30份丙烯腈、丙烯醇單體，接枝反應(yīng)2小時，使聚苯乙烯接枝上極性基團從而改變PS的性質(zhì)，然后加入石棉粉或硅酸鈣，形成一種耐水性好、粘接力強的白色稠狀膠粘劑。其耐水性和剪切強度分別是聚醋酸乙烯酯乳白膠的10倍和3倍以上，該PS膠粘劑可作為木材、家具和日常生活用膠，也可用于粘接水泥制品、地板、壁紙及各種織物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈、丙烯醇，能明顯提高其粘接性，但加入的單體比例甚高，這樣成本也就較高，而且丙烯腈單體的毒性也非常大，給生產(chǎn)帶來一定的困難。因此很難推廣應(yīng)用。陳開來等研究了羧酸酯單體接技于苯乙烯鏈節(jié)上，成功地制得了建筑內(nèi)裝飾耐水膠粘劑。將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶于甲乙兩種有機溶劑中制成膠液，在引發(fā)劑的作用下，與不飽和單體發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，在聚苯乙烯大分子鏈上接枝上極性基團，加入增粘樹脂，可制得棕色的膠液，剪切強度在4．4－4．7MPa，且其耐火性遠遠優(yōu)于同類產(chǎn)品，浸水后強度能達到4．5 MPa，這樣制取的耐水膠可用于墻紙、瓷磚、拼花、地板的粘接。以1：1入摻入水泥中，施工性能較佳，且不影響粘接地板、瓷磚的性能。在上述的這些改性劑中，還沒有用環(huán)氧樹脂做改性劑的報道，環(huán)氧樹脂常被稱作“萬能膠”，對各種金屬和大部分非金屬材料都有良好的粘接性能，廣泛用于飛機、導彈、汽車、建筑、電子電器和木材加工等工業(yè)部門，而且環(huán)氧樹脂膠具有工藝性能好、膠接強度高、收縮率小、耐介質(zhì)性能優(yōu)良、電絕緣性能良好等優(yōu)點[43]

。它的分子中也含有極性基團，如果能用它來改性PS膠液，應(yīng)該會得到性能優(yōu)良的改性PS膠。另一方面，環(huán)氧樹脂膠粘劑一般比較脆，因此加一種既能改善PS脆性，又可改善環(huán)氧樹脂脆性的增韌劑，就可解決這一問題。我最后選擇異氰酸酯達到了滿意的結(jié)果。既提高了粘接強度又縮短了固化時間，還能節(jié)省溶劑降低成本。此外，我還償試了在乳白膠配方的基礎(chǔ)上，大幅降低配方中單體的用量，用PS代替聚合單體，添加增塑劑，制得性能優(yōu)于乳白膠的木材用膠粘劑。大大降低了市售乳白膠的成本，同時達到了廢物利用的目的。2 PS改性膠粘劑的研制

2．1 溶劑型PS改性膠粘劑的研制

2．1．1 儀器及藥品 儀器：恒溫水浴；電動攪拌器；NDJ－1型旋轉(zhuǎn)粘度計；Instron 4467、4505通用材料試驗機；鼓風烘箱；SC－7型氣相色譜儀(氫焰鑒定器)。藥品：聚苯乙烯泡沫塑料；環(huán)氧樹脂(E－51)；甲苯二異氰酸酯；偶氮二異丁氰；乙酸乙酯；甲苯；滑石粉；胺類固化劑。2．1．2 實驗原理

聚苯乙烯是一種無定型線性非極性物質(zhì)，其分子中含有苯環(huán)，剛性大而柔性小。在極性物質(zhì)表面上粘接力很弱，用聚苯乙烯直接制得的膠粘劑強度不夠而且膠層又脆又硬。因此，需要在PS膠液中加入改性劑進行改性處理，在苯乙烯鏈節(jié)上引入極性基團，以增加柔順性，提高粘接強度。我選擇了環(huán)氧樹脂(E－51)及甲苯二異氰酸酯作為改性劑。在引發(fā)劑偶氮二異丁氰的作用下，甲苯二異氰酸酯先和聚苯乙烯發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

(2)鏈自由基與甲苯2、4－二異氰酸酯進行交聯(lián)反應(yīng)

(R代表苯甲基）

然后加人環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)中含有－OH，異氰酸酯可與環(huán)氧樹脂中的－OH發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)通式如下：

2．1．3 膠粘劑的配制

這樣，異氰酸酯就先后使PS、環(huán)氧樹脂得到改性，并使二者產(chǎn)生部分交聯(lián)。

將反應(yīng)容器放在恒溫水浴中，安裝好攪拌棒，加入100份混合溶劑(乙酸乙酯：甲苯＝4：1)，分批加入50份洗凈干燥的廢聚苯乙烯泡沫碎料，邊加邊開

動攪拌，待全部溶解以后，逐漸升溫至70℃，加入0.5份引發(fā)劑偶氮二異丁腈，3份甲苯2、4－二異氰酸酯，于中速攪拌下反應(yīng)大約1－1．5小時，再加0．5 份甲苯2、4－二異氰酸酯，降溫至50℃，加入10份環(huán)氧樹脂(6101)，繼續(xù)反應(yīng)1小時，降溫后加入10份填料，可制得微黃色粘稠膠液，此膠液用時需加入固化劑。2．1．4 膠粘劑各項指標的測試方法

不揮發(fā)物含量按GB／T2793－95方法進行測定，粘度按GB／T2794－95方法進行測定，拉伸剪切強度按GB7124方法進行測定，膠粘劑中有害物質(zhì)限量按GB18583－2001方法進行測定。2．2 乳液型PS改性膠粘劑的研制 2．2.1 儀器及藥品

儀器：電動攪拌機；電熱套；四口燒瓶；球形回流冷凝管；溫度計；滴液漏斗；Instron 4467、4505通用材料試驗機；鼓風烘箱；SC－7型氣相色譜儀；紅外光譜儀。

藥品：聚苯乙烯泡沫塑料；丙烯酸丁酯；醋酸乙烯酯；鄰苯二甲酸二辛酯；乙酸乙酯；甲苯；引發(fā)劑過硫酸銨；混合乳化劑(十二烷基硫酸鈉：OP－10＝ 1：2)2．2．2 水劑PS改性膠的制備

于四口燒瓶中加入50份混合溶劑(乙酸乙酯：甲苯：4：1)，分批于攪拌下加入40份洗凈晾干粉碎的廢聚苯乙烯泡沫，逐漸升溫到40℃，待完全溶解成透明粘稠液體后，加入1份復合乳化劑，攪拌乳化30min,加入40份水(蒸餾水或去離子水)及4份混合單體(丙烯酸丁酯：酯酸乙烯酯＝1：1)，升溫到60℃，加大攪拌速度，再乳化30－40min，滴加部分引發(fā)劑(過硫酸銨10％溶液)；反應(yīng)時，有熱量放出，溫度開始自動升高，此時，加熱使溫度達到75℃，逐滴加入12份混合單體與80份水組成的溶液，在加入混合單體水溶液的過程中，每隔一段時間加入一部分引發(fā)劑(引發(fā)劑總量為1份)，反應(yīng)溫度應(yīng)控制在75－85℃之間，全部加完以后(大約需1．5－2h)，把剩余引發(fā)劑全部加入，升溫到90℃保溫，待回收的溶劑達到加入量的80－85％時停止加熱，然后，冷卻到50℃，加入兩份增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯，攪拌均勻后，調(diào)節(jié)PH值到7左右，冷卻到室溫，得到白色粘稠液體。

2．2．3 PS改性乳液膠粘劑各項性能指標的測試方法

膠粘劑不揮發(fā)物含量按GB／T2793－95方法進行測定，膠粘劑旋轉(zhuǎn)粘度按GB／T2794－95方法進行測定，壓縮剪切強度按HG／T2727附錄B方法進行測定，灰份、PH值按GB11175方法進行測定，膠粘劑中有害物質(zhì)限量按GB18583－2001方法進行測定。3 結(jié)果與討論

3．1 溶劑型PS改性膠粘劑的結(jié)果與討論

3．1．1 所制得PS改性膠粘劑的各項技術(shù)性能見表1

3．1．2溶劑的選擇

聚苯乙烯泡沫塑料溶解于芳烴(如苯，甲苯，二甲苯等)，氯代烴(如三氯甲烷，三氯乙烯)，羧酸酯(如乙酸乙酯，乙酸丁酯)，酮(如丙酮，丁酮)等大部

分有機溶劑中。選擇合適的溶劑溶解泡沫塑料，主要從以下幾個方面考慮：首先，所選擇的溶劑要對聚苯乙烯及新加入的改性劑有良好的溶解能力，對添料有良好的分散性能；其次，溶劑的性質(zhì)最好對膠粘劑的性質(zhì)有一定的改善作用；第三，所選用的溶劑要低毒，價廉，易得，安全。綜合考慮以上各因素，用乙酸乙酯或甲苯作溶劑比較適合。但又考慮到混合溶劑的溶解性較單一溶劑要好，并且由于沸點、揮發(fā)度、極性不同，通過改變混合比例，可以調(diào)節(jié)膠粘劑 的干燥時間，滿足不同場合的需要，因此，選擇了乙酸乙酯和甲苯二者混合作為聚苯乙烯泡沫塑料的溶劑，這兩種溶劑的物理化學參數(shù)見表2。

聚苯乙烯的溶解度參數(shù)為9.11 3．1．3 溶劑比的選擇

采用乙酸乙酯與甲苯作為混合溶劑，乙酸乙酯含極性基團，對膠粘劑性能的改善有較大幫助，它沸點低，揮發(fā)快；甲苯是非極性物質(zhì)，沸點高，揮發(fā)較

慢，兩者比例不同定會影響著改性PS膠的干燥速度和粘附力，所以有必要選擇一個較為合適的溶劑比。

從圖中可以看出，隨著溶劑比的增大，也就是乙酸乙酯的比例上升時，改性液的剪切強度增大，到溶劑比為4：1此后，又有所下降。其原因可能是由于

乙酸乙酯的極性較大，一方面對賜有改性作用，另一方面，能與被粘材料的表面形成分子間的相互作用力，因此，提高了剪切強度；而且它揮發(fā)的較快，正

好滿足了環(huán)氧樹脂固化以后殘留溶劑少，而提高剪切強度的要求。因此，它比例增大而膠液強度上升。但乙酸乙酯比例太大時，由于它沸點低，揮發(fā)快，當

膠接邊緣固化以后，內(nèi)部的溶劑有可能長期處于液態(tài)或半固態(tài)，影響粘接效果而使剪切強度略有下降。

3．1．4 改性劑甲苯二異氰酸酯用量對膠粘劑剪切強度的影響

甲苯二異氰酸酯是一種強極性物質(zhì)，其改性效果極為明顯，只需極少量就可以明顯改善膠粘劑的性能，其不僅對聚苯乙烯有較好的改性作用，而且對環(huán)氧樹脂也有很好的改性作用。在廢聚苯乙烯改性反應(yīng)中，改性劑TDI作用有兩個：一是在聚苯乙烯大分子中引入極性基團，使聚苯乙烯大分子鏈產(chǎn)生交聯(lián)，二是與環(huán)氧樹脂發(fā)生反應(yīng)，改性環(huán)氧樹脂，并使環(huán)氧樹脂與聚苯乙烯兩者產(chǎn)生部分交聯(lián)。改性劑TDI的用量直接影響著改性PS膠的性質(zhì)，如果改性劑用量少，則聚苯乙烯分子鏈上含極性基團少，交聯(lián)度不夠，韌性不足，且環(huán)氧樹脂也不能很好的被改性，膠層較脆；如果用量太多，又使物質(zhì)交聯(lián)過度，甚至形成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，降低了剪切強度，實驗表明，改性劑用量為2．0％時，改性效果較好。如圖2

3．1．5 環(huán)氧樹脂的選擇及其用量對PS改性膠粘劑性質(zhì)的影響

環(huán)氧樹脂常被稱作“萬能膠”，對各種金屬和大部分非金屬材料都有良好的粘接性能，廣泛用于飛機、導彈、汽車、建筑、電子電器和木材加工等工業(yè)部門，而且環(huán)氧樹脂膠具有工藝性能好，膠接強度高，收縮率小，耐介質(zhì)性能優(yōu)良，電絕緣性能良好等優(yōu)點。在PS膠改性劑中，有酚醛樹脂，松香樹脂，鄰苯二甲酸酯等，還沒有人償試用環(huán)氧樹脂來改性PS。因環(huán)氧樹脂中也有極性基團，應(yīng)該對PS有良好的改性作用。因此，我償試了用環(huán)氧樹脂來改性PS。但單獨用環(huán)氧改性PS效果不好，膠層易脫膜，粘接強度不太大，且膠層較脆，這可能是由于兩者剛性都較大的因素造成的。我又在兩者中加入第三種改性劑，選用異氰酸酯獲得成功。環(huán)氧樹脂的用量對膠液性質(zhì)也有影響，用量太小，強度不高，但用量稍大時，剪切強度反而下降，這可能是由于PS改性膠粘劑是溶劑型膠粘劑，而環(huán)氧樹脂固化后，有一部分溶劑仍殘留在膠層中，影響了膠粘劑的性能，這種影響隨環(huán)氧樹脂的加入量增大而更加明顯。況且，加入量太大成本也很高。環(huán)氧樹脂用量與膠粘劑性能的關(guān)系見表3

3．1．6 反應(yīng)溫度對PS改性膠粘劑剪切強度的影響

首先，引發(fā)劑的分解需要能量，其次，PS的交聯(lián)反應(yīng)也需要能量，因此，加溫反應(yīng)比常溫反應(yīng)既徹底又迅速，能提高膠液的強度，考慮到溶劑乙酸乙酯的沸點較低，超過70℃，需要回流裝置，這勢必增加其工藝上的難度，同時，在較高的溫度下，反應(yīng)激烈，相互間交聯(lián)的機會增大，從而，削弱了與PS間的共聚反應(yīng)，效果反而不好。所以，選用70℃作為反應(yīng)溫度。當甲苯二異氰酸酯與PS反應(yīng)基本快完成時，剩余的環(huán)氧樹脂的反應(yīng)不需要太高的溫度，同時，也為了防止溫度高，交聯(lián)度增大，因此，降到50℃繼續(xù)反應(yīng)。但也不能降得太低，否則，TDI與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)進行的不順利，也達不到環(huán)氧樹脂改性PS的目 的。

3．1．7 分段反應(yīng)及反應(yīng)時間對PS改性膠液強度的影響

甲苯二異氰酸酯和環(huán)氧樹脂作為改性劑來改善PS的粘接性質(zhì)，而甲苯二異氰酸酯既對PS進行改性，又對環(huán)氧樹脂進行改性，如果一次性加料反應(yīng)，則對此膠粘劑的基料PS改性效果不好，達不到改性目的。因此，采用分段加料反應(yīng)，首先，TDI對PS進行改性，然后，再加少量TDI，與未反應(yīng)完的TDI一起，對加入的環(huán)氧樹脂進行改性并使PS分子鏈與環(huán)氧樹脂分子鏈產(chǎn)生交聯(lián)。

定，這表明2．5h后，改性反應(yīng)隨著引發(fā)劑的耗盡基本完成。3．1．8 填料對PS改性膠液性能的影響

從圖3看出，剪切強度隨著反應(yīng)時間的增加而上升，反應(yīng)超過2．5h以后，剪切強度趨于穩(wěn)

為了減小膠粘劑固化時體積收縮及對所粘基材不光滑的表面起到填充作用，降低膠液成本，在配方中可適當加些添料，可添加活性碳酸鈣、滑石粉、二 氧化鈦，效果良好，加入添料的數(shù)量對膠液性能的影響見表4

表4 填料(活性碳酸鈣)對膠液強度的影響接強度，反而還會改善膠的粘接性能，本膠粘劑加入5％左右填料即可，填充太多，膠液粘度太大，實際應(yīng) 用時，溶劑不易揮發(fā)，在粘接件表面浸潤性差，影響粘接效果。3．1．9 PS改性溶劑型膠的應(yīng)用

制得的這種膠粘劑在使用時可根據(jù)不同用途選擇性地填加固化劑，固化劑的種類及用量可以改變膠粘劑的固化時間。但是盡量不要選擇高溫固化及常溫固化太快的固化劑。在涂膠時，盡量涂的薄一些，待溶劑揮發(fā)一部份后再粘合。這種膠粘劑可作為非結(jié)構(gòu)膠粘接金屬，用于粘接玻璃，陶瓷制品強度很高，也可以用于木材及日用品如塑料等的粘接。3．2 乳液型PS改性膠粘劑的結(jié)果與討論 3．2．1 乳液型改性膠粘劑的性能如表5

3．2．2接枝共聚物的表征

從聚苯乙烯和不飽和極性性單體的接枝反應(yīng)機理推斷，該反應(yīng)物應(yīng)是聚苯乙烯－丙烯酸酯－醋酸乙烯酯的接枝共聚物，同時有少量未反應(yīng)的單體和未接枝的聚苯乙烯。我們可以從兩方面來表征：一方面通過監(jiān)測反應(yīng)不同階段的溴值，從溴值逐漸降低可看出單體發(fā)生共聚反應(yīng)；另一方面反應(yīng)完成以后抽提出生成物中未反應(yīng)的單體，測剩余樣品的紅外吸收光譜，在1700cm附近有明顯的C＝0特征吸收，在2200cm附近沒有C＝C的吸收峰能明顯地表明生成物中確實有聚苯乙烯與混合單體的接枝共聚物存在，接枝共聚反應(yīng)是成功的。3．2．3 低毒混合溶劑的選用

混合溶劑的選用不僅決定了膠粘劑的成本，而且還決定了其毒性的高低及其性能。根椐聚苯乙烯的溶解度參數(shù)和氫鍵指數(shù)，進行混合溶劑優(yōu)選，當混合溶劑的溶解度參數(shù)和氫鍵指數(shù)與聚苯乙烯的相近時，就能良好地溶解聚苯乙烯。在考慮溶解度參數(shù)，又考慮毒性的情況下，我選擇了具有毒性低、成本低而又具有良好的溶解性能的混合溶劑乙酸乙酯－甲苯體系，二者比例為4：1，用量為聚苯乙烯的1．5倍，反應(yīng)后剩余量為聚苯乙烯的25％左右。3．2．4 改性劑的選擇

由于聚苯乙烯的分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)基團，降低了鏈節(jié)的柔順性，使得膠粘劑的粘接強度下降，膠層硬而脆，因此，需要加入改性劑。之所以選擇丙烯

酸酯和醋酸乙烯酯為改性單體其原因如下：丙烯酸酯為軟單體，它使共聚物有較低的玻璃化溫度和優(yōu)良的柔軟性，降低了成膜溫度及膠層的硬度和脆性，增加了膠粘劑的剝離強度及耐寒性能；醋酸乙烯酯為硬單體，可提高共聚物的強度，又可降低成本。加入增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯是用來增加粘合劑的柔韌性，提高粘合劑的使用性能，同時還可縮短膠層的固化時間。3．2．5 混合單體用量對粘接強度的影響

圖4是改性劑也就是混和單體用量對剪切強度的影響，從圖中看出，改性劑用量為PS的40％左右剪切度就已經(jīng)超過乳白膠的剪切強度了，活性單體共聚并與PS接枝，在聚苯乙烯鏈節(jié)上引入極性基團，對PS起改性作用。所以隨著混合單體增多，鏈節(jié)上極性基團增加，因此剪切強度逐漸增大?；旌蠁误w再增多時，剪切強度沒有太大的變化。有時可能由于交聯(lián)度增高而有所下降。況且單體越多成本越高，失去了廢物利用的意義，因此單體占PS的40％就足夠了。

3．2．6 反應(yīng)溫度對粘合劑性能的影響

聚合接枝的溫度對反應(yīng)的影響如表6所示

溫度太低，引發(fā)劑不能引發(fā)，反應(yīng)進行所需的能量也達不到要求，因此不能很好地共聚接枝，當溫度太高時，反應(yīng)過于劇烈，同時，反應(yīng)產(chǎn)生的熱可能導至聚苯乙烯降解，最適宜的反應(yīng)溫度為75－85℃。

3．2．7 保溫對單體轉(zhuǎn)化率的影響

乳液接枝聚合反應(yīng)要采用連續(xù)加料，加料結(jié)束后進行升溫保溫，由表7可知轉(zhuǎn)化率隨保溫時間延長而增加，但一般保溫0．5h已能使單體基本轉(zhuǎn)化完畢。

3．2．8 乳化劑種類及用量

乳液共聚一般都選用陰離子－非離子表面活性劑為乳化體系，陰離子表活性劑選用十二烷基硫酸鈉，非離子表面活性劑選用OP－10，兩者比例為1：2，表8為乳化劑用量對膠液質(zhì)量的影響。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，乳化劑用量在2％－3％之間效果較好，小于2％時，乳膠有結(jié)塊，乳化效果不好，大于3％時，聚合反應(yīng)速度快，乳液可能是由于顆粒大而不穩(wěn)定。3．2．9 PS改性乳膠的成本核算

用本方法制得的乳膠成本如下表這樣制得的膠粘劑每公斤價格為1．84元，每噸3680元，比市售的乳白膠便易很多，況且這是實驗室試劑的價格，工業(yè)生產(chǎn)每噸大約得低800元。因此這種改性PS乳液還是很有產(chǎn)業(yè)化價值的。4 結(jié) 論

在溶劑型PS改性膠粘劑的研制中，首次提出了以環(huán)氧樹脂作為改性劑對聚苯乙烯泡沫塑料進行改性，并取得成功，制得的膠粘劑拉伸剪切強度(鋁片)可達6．2MPa，可作為非結(jié)構(gòu)膠粘劑用于粘接金屬。用于玻璃、陶瓷制品、塑料制品、木材等的粘接效果更好。

采用丙烯酸丁酯與醋酸乙烯酯的混合單體與聚苯乙烯泡沫塑料接枝共聚所制得的乳膠，壓縮剪切強可達10．4Mpa，完全可代替市售的乳白膠用于木材的粘接。在這種改性乳液膠中，聚苯乙烯泡沫廢料占21％，混合單體占8．5％，這既節(jié)約了成本，又回收了白色污染，是個一舉兩得的辦法。目前國內(nèi)乳白膠需求量很大，這種制膠方法工藝簡單，設(shè)備投入小，二次污染不大，是個值得產(chǎn)業(yè)化的成果。

攻讀碩士學位期間以發(fā)表的論文

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