1.本發(fā)明是關(guān)于一種金屬氧化渣的處理方法，通過(guò)加入特定助磨劑，以包覆金屬氧化渣中的活性成分使其安定化。

背景技術(shù)：

2.鋁為高活性金屬，在提煉鋁的冶煉過(guò)程中會(huì)伴隨著氧化反應(yīng)的發(fā)生，再加上原料中含有機(jī)物等雜質(zhì)進(jìn)而導(dǎo)致鋁渣的產(chǎn)生。鋁渣中的主要成分由氧化鋁、金屬鋁、氮化鋁、碳化鋁、氧化硅及部分鹽類所組成，在鋁的一次冶煉生成的鋁渣稱作一次鋁渣灰，其含有40％～50％具回收價(jià)值的金屬鋁，所以會(huì)再次進(jìn)行回收程序，經(jīng)分離過(guò)后呈現(xiàn)粉末狀的鋁渣則稱為二次鋁渣灰，后續(xù)可繼續(xù)以球磨的方式，依據(jù)二次鋁渣灰中各成分物性的不同，在球磨后以篩網(wǎng)分離的方法將金屬鋁從二次鋁渣灰中分離出來(lái)，而殘留的混合物則稱為鋁灰。

3.目前國(guó)內(nèi)處理鋁渣、鋁灰的方式大多以掩埋為主，然而，鋁渣灰中含有氮化鋁，極容易與環(huán)境中的水或是潮濕空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，釋放出氨氣、氮、甲烷等氣體，直接掩埋容易造成環(huán)境的污染。因此在進(jìn)行后續(xù)處理之前，會(huì)對(duì)鋁渣灰進(jìn)行安定化或穩(wěn)定化，所謂的安定化是使鋁渣灰的活性成分仍保有活性，而穩(wěn)定化則是將鋁渣灰的活性成分失活。

4.類似地，在提煉銅的冶煉過(guò)程中，同樣也會(huì)產(chǎn)生一次銅渣灰或二次銅渣灰，銅渣的化學(xué)主要成分是氧化硅30-40％、氧化鈣5-10％、氧化鎂1-5％、二氧化鋁2-4％，此外還有大量的鐵27-35％和少量鋅2-3％；主要礦石為鐵橄欖石(為含90％的fesio4)，故在銅渣中也有可以被回收利用的活性成分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明提供一種金屬氧化渣的處理方法，是將冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的一金屬氧化渣(例如銅渣或鋁渣)與助磨劑混合進(jìn)行研磨步驟，該助磨劑選自多元醇、硬酯酸鹽、醇胺類及偶聯(lián)劑所組成的群組中的至少一種或多種的任意組合。

6.上述的研磨步驟可以是在干磨或濕磨的條件下進(jìn)行的，該助磨劑的各成分加熱混合，并霧化噴灑至該金屬氧化渣的表面，接著進(jìn)行該研磨步驟。在研磨步驟的過(guò)程中，由于上述的助磨劑會(huì)包覆鋁渣的表面，助磨劑可以作為鋁渣的分散劑或物理表面改性劑，除了能控制鋁渣的粒徑，減少鋁灰粉末顆粒的結(jié)塊或再團(tuán)聚，也能后在使研磨后的金屬氧化渣粉體的表面形成保護(hù)層，而達(dá)到表面改性且抗水解的方法。因此，對(duì)處理過(guò)的鋁渣而言，鋁渣中的氮化鋁被包覆，不會(huì)與水(h2o)反應(yīng)，故能減少鋁渣鋁灰生成氨氣的機(jī)會(huì)，減少氨氣之釋出。

7.其中，該研磨步驟是透過(guò)球磨或輪輾來(lái)進(jìn)行，助磨劑可以選擇性的在球磨或輪輾的過(guò)程之前與鋁渣混合，接著進(jìn)行研磨步驟。在濕式研磨的條件下，該助磨劑是以該金屬氧化渣的總重為基礎(chǔ)而添加50wt％以上的份量。在干式研磨的條件下，該助磨劑是以該金屬氧化渣的總重為基礎(chǔ)而添加3wt％至5wt％的份量。

8.在干式研磨之后，還可以包含對(duì)上述的已研磨的金屬氧化渣進(jìn)行風(fēng)選步驟與分篩

步驟。該分篩步驟至少使用10目以及400目的篩網(wǎng)。

9.此外，在該風(fēng)選步驟與該分篩步驟之前，還包括化學(xué)表面改性步驟，是將包含偶聯(lián)劑的表面改性劑噴灑至該研磨步驟后的該金屬氧化渣的表面，且該表面改性劑為偶聯(lián)劑與多元醇的混合。

附圖說(shuō)明

10.圖1是金屬氧化渣的處理方法流程圖。

具體實(shí)施方式

11.下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

12.參閱圖1，于一實(shí)施例中，提供一種金屬氧化渣的安定化處理方法，包含將冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的金屬氧化渣進(jìn)行破碎步驟s1、磁選步驟s2，接著與助磨劑混合(即步驟s25)進(jìn)行研磨步驟s3。

13.前述的金屬氧化渣，是指在冶煉過(guò)程產(chǎn)生的鋁渣或銅渣，在破碎步驟s1，將金屬氧化渣破碎至小于20mm的尺寸，在磁選步驟s2，將金屬氧化渣中的含鐵組成物除去。

14.在進(jìn)行研磨步驟s3之前，將該助磨劑加熱霧化之后，噴灑至該金屬氧化渣的表面，接著進(jìn)行該研磨步驟s3，研磨步驟s3是透過(guò)球磨機(jī)或/及輪輾機(jī)來(lái)進(jìn)行，使該助磨劑包覆該金屬氧化渣的表面，并使研磨后的金屬氧化渣粒徑小于3mm的尺寸。該助磨劑選自多元醇、硬酯酸鹽、醇胺類及偶聯(lián)劑所組成的群組中的至少一種或多種的任意組合。

15.多元醇是指擁有多個(gè)羥基的醇類，或者，為平均分子量介于200至10000之間的且含有多個(gè)羥基的聚合物。于本實(shí)施態(tài)樣中，多元醇可以選自聚乙二醇(peg)、聚烯烴基二醇(pag)和二甘醇(deg)的至少一種或多種。

16.助磨劑中也可以是帶有多個(gè)羥基的胺類化合物(或被稱為醇胺類)，上述醇胺類可以是例如，二乙醇胺(dea)、三乙醇胺(tea)、三異丙醇胺(tipa)、二乙醇單異丙醇胺(deipa)。

17.上述的助磨劑含有羥基，在研磨步驟s3的過(guò)程中同時(shí)作為包覆金屬氧化渣的物理表面改性劑，除了能控制金屬氧化渣的粒徑，減少金屬氧化渣粉末顆粒的團(tuán)聚或再團(tuán)聚，還能在研磨步驟s3時(shí)有較好的分散性，也能在金屬氧化渣鋁灰粉末的表面形成保護(hù)層，而達(dá)到表面改性目的。

18.對(duì)鋁渣而言，鋁渣中所含的氮化鋁(aln)不會(huì)在與水反應(yīng)，故能減少生成氨氣的機(jī)會(huì)，助磨劑的羥基也能減少氨氣之釋出。這樣的故處理過(guò)的鋁渣，其活性成分(例如氮化鋁)的活性仍然被保留，因此可以被再次的資源化利用。

19.在助磨劑中的硬酯酸鹽則作為潤(rùn)滑劑。

20.于其中一實(shí)施態(tài)樣中，助磨劑的配方是以多元醇為主，此種助磨劑配方在研磨過(guò)程中作為金屬氧化渣的分散劑，可以降低粉磨能耗、提高磨粉效率，例如，助磨劑配方為90wt％的peg 400以及10wt％的硬脂酸鈉。

21.助磨劑可以選擇性的在球磨或輪輾的過(guò)程之前，透過(guò)高溫使助磨劑各成分均勻混和，并霧化噴灑至金屬氧化渣的表面。在濕式研磨的條件下，該助磨劑是以該金屬氧化渣的總重為基礎(chǔ)(100wt％)，額外添加50wt％以上的份量，亦即，于5kg的金屬氧化渣中添加

2.5kg以上的份量，進(jìn)一步地，是額外添加65wt％至90wt％的份量。在干式研磨的條件下，是額外添加3wt％至5wt％的份量。然而，該助磨劑也可以在破碎步驟s1之前加入金屬氧化渣中。

22.金屬氧化渣可以先進(jìn)入球磨機(jī)中進(jìn)行研磨成預(yù)定尺寸，接著，通過(guò)篩網(wǎng)選擇性，使達(dá)到預(yù)定尺寸的金屬氧化渣再次進(jìn)入輪輾機(jī)中進(jìn)行細(xì)磨。

23.以鋁渣為例，鋁渣中的主要成分由氧化鋁、金屬鋁、氮化鋁、碳化鋁、氧化硅及部分鹽類所組成，在研磨之過(guò)程中，鋁灰中的成分依照延展性的不同，使延展性佳的金屬鋁在球磨過(guò)程中團(tuán)聚，而其他延展性較低的氧化物則受球磨罐內(nèi)的金屬球撞擊而越磨越細(xì)，故在干式研磨之后，可以透過(guò)粒徑上的差異來(lái)篩分分離出各組成分并加以利用。

24.因此，鋁渣中的金屬鋁會(huì)因敲打而形成片狀金屬鋁。在干式研磨的條件下，加入助磨劑能在研磨后能擁有比較大的粒徑，且研磨后的尺寸達(dá)到均質(zhì)。故在干式研磨之后，還可以包含對(duì)上述的已研磨的金屬氧化渣進(jìn)行風(fēng)選步驟s5與分篩步驟s4。

25.分篩步驟s4是將研磨后的金屬氧化渣依據(jù)粒徑進(jìn)行篩選。以鋁渣為例，可以利用在10目的篩網(wǎng)分篩出粒徑為3mm以上的金屬鋁；利用400目的篩網(wǎng)分篩出粒徑為20μm以下的碳化鋁與金屬硅，作為陶瓷原料；10目至400目為金屬硅與氧化物混合物(介于3mm與20μm)則做為陶瓷原料。

26.風(fēng)選步驟s5是粒徑小且重量輕的金屬氧化物(氧化鋁)受風(fēng)力(負(fù)壓)牽引而達(dá)成集料目的，同時(shí)將粒徑較小的(例如20μm以下的氧化鋁)與其他的產(chǎn)物分離，并作為涂料填充原料。

27.于本實(shí)施例中，可以依需求在該風(fēng)選步驟s5與該分篩步驟s4之前，還包括化學(xué)表面改性步驟(即步驟s45)，是將包含偶聯(lián)劑的表面改性劑噴灑至該研磨步驟s3后的該金屬氧化渣的表面。

28.偶聯(lián)劑是一種同時(shí)具有能與無(wú)機(jī)粒子表面進(jìn)行反應(yīng)的極性基團(tuán)，和與有機(jī)物有反應(yīng)性或兼容性的有機(jī)官能團(tuán)的化合物。偶聯(lián)劑的一端能與粉體(即磨碎后的金屬氧化渣)表面結(jié)合，對(duì)金屬氧化渣進(jìn)行表面改性，另一端可與分散介質(zhì)有強(qiáng)的相互作用，因此可以提高粉體與其他聚合物材料的親和性，讓粉體在聚合物材料中的分散。故加入偶聯(lián)劑之后的金屬氧化渣組成物能與涂料、樹酯之類的聚合物材料均勻混合，改善金屬氧化渣組成物作為填充材料的分散度，并提高加工性能，增加回收金屬氧化渣鋁灰的資源化的應(yīng)用范圍。于本實(shí)施態(tài)樣中，偶聯(lián)劑可以選自硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。

29.于另一實(shí)施例中，該表面改性劑為偶聯(lián)劑與多元醇的混合，例如，表面改性劑的配方為60wt％的peg 400以及40wt％的單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑，通過(guò)高溫使表面改性劑各成分均勻混和，并霧化噴灑至金屬氧化渣的表面，接著進(jìn)行該風(fēng)選步驟s5與該分篩步驟s4。

30.以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：將冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的金屬氧化渣與助磨劑混合進(jìn)行研磨，所述助磨劑選自多元醇、硬酯酸鹽、醇胺類及偶聯(lián)劑所組成的群組中的至少一種或多種的任意組合。2.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，研磨步驟是通過(guò)球磨或輪輾進(jìn)行的。3.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述助磨劑于加熱霧化之后，噴灑至所述金屬氧化渣的表面，接著進(jìn)行研磨步驟。4.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述助磨劑是以所述金屬氧化渣的總重為基礎(chǔ)而添加3wt％至5wt％的份量。5.如權(quán)利要求4所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，還包括風(fēng)選步驟與分篩步驟，以對(duì)經(jīng)研磨的所述金屬氧化渣進(jìn)行風(fēng)選和分篩。6.如權(quán)利要求5所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述分篩步驟至少使用10目以及400目的篩網(wǎng)。7.如權(quán)利要求4所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，在所述研磨步驟后，在所述風(fēng)選步驟與所述分篩步驟之前，還包括化學(xué)表面改性步驟，是將包含偶聯(lián)劑的表面改性劑噴灑至經(jīng)研磨后的所述金屬氧化渣的表面。8.如權(quán)利要求7所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述表面改性劑為偶聯(lián)劑與多元醇的混合。9.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述助磨劑是以所述金屬氧化渣的總重為基礎(chǔ)而添加50wt％以上的份量。10.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化渣的處理方法，其特征在于，所述金屬氧化渣為銅渣或鋁渣。

技術(shù)總結(jié)

一種金屬氧化渣的處理方法，是將冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的銅渣或鋁渣、與助磨劑混合進(jìn)行研磨步驟，以達(dá)到研磨粒徑均質(zhì)的效果；該助磨劑選自多元醇、硬酯酸鹽、醇胺類及偶聯(lián)劑所組成的群組中的至少一種或多種的任意組合。在研磨過(guò)程中，助磨劑將包覆金屬氧化渣中的活性成分使其安定化，且有利資源化的應(yīng)用。且有利資源化的應(yīng)用。且有利資源化的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：洪熒鑫 廖宴青

受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門杰騰鑫冶金材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.05.12

技術(shù)公布日：2022/8/5