首先分析了用真空蒸餾的方法脫除廢鋁合金中金屬Zn的可行性。對二種含Zn質量分數為10%,12.25%的廢鋁合金進行了真空蒸餾脫除鋅的實驗。最終的實驗結果與理論分析是緊密一致的。本文利用真空蒸餾法脫除含鋅廢鋁中的金屬Zn,解決了廢鋁脫鋅難的問題,且對環境友好,不會造成二次污染。

　　Al-Zn合金是第一批發展起來的合金[1] , 特別是近幾年, 隨著生產和消費的迅速增長[2] , 使其在很多領域中都得到了廣泛的應用[3] 。Al-Zn合金的性能問題也得到了學者和專家們的廣泛關注和研究[4-6] , 但同時也產生了大量的Al-Zn 合金廢料。如何在廢鋁合金再生的過程中脫除鋅是當前亟待解決的難題。

　　作者所在實驗室的科研團隊對多種金屬及礦物進行了大量的真空蒸餾提純、冶煉、除雜等各方面的研究[7-13] 。本文在理論分析的基礎上采用真空蒸餾的方法脫除廢鋁合金中的金屬Zn, 研究了蒸餾溫度、蒸餾時間等因素對鋅脫除效果的影響, 且取得了較好的脫除效果。實驗采用自配的Al-Zn 二元合金及廢鋁進行蒸餾效果的比較和分析, 希望進一步認識和掌握影響真空蒸餾除鋅的因素, 為今后鋁再生及循環利用提供脫除鋅的可行性數據。

原料

　　本試驗對a、b 兩種物料進行研究: a 為用純鋁和純鋅按質量比9B1 配制而成, 所用廢鋁b 是由國內某鋁業公司提供, 其主要成分( 質量比) 如表1 所示。

　　采用真空蒸餾方法處理廢鋁, 主要目的是脫除其中的金屬Zn。首先應從理論上來探討金屬Zn 和主體金屬Al 分離的可能性及分離程度。

表1 廢鋁的化學成分

　　通過上述實驗, 可以得到以下結論:

　　(1) 含Zn 10% 的鋅鋁二元合金, 當蒸餾溫度高于823 K 時, Zn 的揮發率高, 殘料中含Zn 低; 而含Zn 12125% 的廢鋁, 當溫度高于1023 K時, 才能得到較好的實驗效果。主要是因為雜質金屬Mg 與金屬Zn 在一定溫度下形成了固溶體, 從而阻礙了金屬Zn 的揮發。
　　(2) 當保溫時間大于40 min 時, a 中金屬Zn 的揮發率趨于恒定, 而物料b 隨保溫時間的增加, Zn的揮發率僅上下波動, 變化范圍較小。隨保溫時間的增加, 殘料中Zn 的含量變化范圍較小, 但物料b的殘留量較a 高。所以, 在現有條件下最終選定實驗溫度為40min, 以達到高揮發率和低殘留率。

　　(3) 當料層厚度在6~ 8 mm 范圍內時, Zn 的揮發率較高、殘留率較低。

　　總之, 通過純鋅鋁合金及廢鋁合金的真空蒸餾實驗可以證明, 金屬Zn 易于揮發與Al, Si 等物質較為徹底分離。但由于與Mg 形成固溶體, 導致實驗結果不如純鋅鋁合金的理想, 且Zn 與Mg 在真空條件下的作用還需進一步研究。

參考文獻：
　　[1]Mondolfo L F.Aluminium Alloys:Structure and Properties[M].Beijing:Butterworths Press,1988:340-351
　　[2]劉培英.再生鋁生產與應用[M].北京:化學工業出版社,2007
　　[3]Wang Xiao-wua,Gao L-i rong,Hua-Ben.Resources Conserva-tion-The Alternative Scenarios for Chinese Aluminum Industry[J].Resources,Conservation and Recycling,2008,52,1216-1220
　　[4]張國英,張輝,方戈亮,等.A-l Zn-Mg-Cu系鋁合金中不同區域電子結構及應力腐蝕機理分析[J].金屬學報,2009,45(6):687-691
　　[5]劉貴立,李榮德.鑄造鋅鋁合金稀土變質機理的電子理論研究[J].物理學報,2003,52(9):2264-2267
　　[6]王海濱,梁淑華,肖鵬,等.稀土對泡沫鋅鋁合金組織和阻尼性能的影響[J].中國有色金屬學報,2007,17(10):1685-1689
　　[7]丁偉安,牛慧賢,戴永年.含銀粗鉍真空精煉[J].真空科學與技術學報,1998,18(2):155-160
　　[8]賈國斌,楊斌,劉大春,等.廢舊鉛錫合金真空蒸餾的研究[J].真空科學與技術學報,2006,26(1):30-32
　　[9]萬雯,楊斌,劉大春,等.用真空蒸餾法提純粗硒的研究[J].真空科學與技術學報,2006,26(3):26-28
　　[10]楊斌,戴永年.硬鋅提鋅和富集鍺銦技術的研究與應用[J].真空科學與技術學報,1999,19:166-168
　　[11]李秋霞,楊斌,戴永年.真空下從鋁土礦中直接提取鋁的研究[J].真空科學與技術學報,2010,30(2):198-200
　　[12]朱富龍,袁海濱,楊斌,等.對中真空條件下鋁蒸氣相變形核及冷凝的研究[J].真空科學與技術學報,2011,31(2):163-168
　　[13]徐寶強,裴紅彬,楊斌,等.真空碳熱還原脫除紅土鎳礦中鎂的研究[J].真空科學與技術學報,2011,31(3):341-347
　　[14]戴永年,楊斌.有色金屬材料的真空冶金[M].北京:冶金工業出版社,2000:19-30
　　[15]韓龍,楊斌,楊部正,等.熱鍍鋅渣真空蒸餾回收金屬鋅的研究[J].真空科學與技術學報,2009,29(5):101-104
　　[16]吳承建.金屬材料科學[M].北京:冶金工業出版社,2009:178-181