1.本发明是关于一种金属氧化渣的处理方法，通过加入特定助磨剂，以包覆金属氧化渣中的活性成分使其安定化。
背景技术：
2.铝为高活性金属，在提炼铝的冶炼过程中会伴随着氧化反应的发生，再加上原料中含有机物等杂质进而导致铝渣的产生。铝渣中的主要成分由
氧化铝、金属铝、氮化铝、碳化铝、氧化硅及部分盐类所组成，在铝的一次冶炼生成的铝渣称作一次铝渣灰，其含有40％～50％具回收价值的金属铝，所以会再次进行回收程序，经分离过后呈现粉末状的铝渣则称为二次铝渣灰，后续可继续以球磨的方式，依据二次铝渣灰中各成分物性的不同，在球磨后以筛网分离的方法将金属铝从二次铝渣灰中分离出来，而残留的混合物则称为铝灰。
3.目前国内处理铝渣、铝灰的方式大多以掩埋为主，然而，铝渣灰中含有氮化铝，极容易与环境中的水或是潮湿空气进行化学反应，释放出氨气、氮、甲烷等气体，直接掩埋容易造成环境的污染。因此在进行后续处理之前，会对铝渣灰进行安定化或稳定化，所谓的安定化是使铝渣灰的活性成分仍保有活性，而稳定化则是将铝渣灰的活性成分失活。
4.类似地，在提炼铜的冶炼过程中，同样也会产生一次铜渣灰或二次铜渣灰，铜渣的化学主要成分是氧化硅30-40％、氧化钙5-10％、氧化镁1-5％、二氧化铝2-4％，此外还有大量的铁27-35％和少量锌2-3％；主要矿石为铁橄榄石(为含90％的fesio4)，故在铜渣中也有可以被回收利用的活性成分。
技术实现要素：
5.本发明提供一种金属氧化渣的处理方法，是将冶炼过程中产生的一金属氧化渣(例如铜渣或铝渣)与助磨剂混合进行研磨步骤，该助磨剂选自多元醇、硬酯酸盐、醇胺类及偶联剂所组成的群组中的至少一种或多种的任意组合。
6.上述的研磨步骤可以是在干磨或湿磨的条件下进行的，该助磨剂的各成分加热混合，并雾化喷洒至该金属氧化渣的表面，接着进行该研磨步骤。在研磨步骤的过程中，由于上述的助磨剂会包覆铝渣的表面，助磨剂可以作为铝渣的分散剂或物理表面改性剂，除了能控制铝渣的粒径，减少铝灰粉末颗粒的结块或再团聚，也能后在使研磨后的金属氧化渣粉体的表面形成保护层，而达到表面改性且抗水解的方法。因此，对处理过的铝渣而言，铝渣中的氮化铝被包覆，不会与水(h2o)反应，故能减少铝渣铝灰生成氨气的机会，减少氨气之释出。
7.其中，该研磨步骤是透过球磨或轮辗来进行，助磨剂可以选择性的在球磨或轮辗的过程之前与铝渣混合，接着进行研磨步骤。在湿式研磨的条件下，该助磨剂是以该金属氧化渣的总重为基础而添加50wt％以上的份量。在干式研磨的条件下，该助磨剂是以该金属氧化渣的总重为基础而添加3wt％至5wt％的份量。
8.在干式研磨之后，还可以包含对上述的已研磨的金属氧化渣进行风选步骤与分筛
步骤。该分筛步骤至少使用10目以及400目的筛网。
9.此外，在该风选步骤与该分筛步骤之前，还包括化学表面改性步骤，是将包含偶联剂的表面改性剂喷洒至该研磨步骤后的该金属氧化渣的表面，且该表面改性剂为偶联剂与多元醇的混合。
附图说明
10.图1是金属氧化渣的处理方法流程图。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
12.参阅图1，于一实施例中，提供一种金属氧化渣的安定化处理方法，包含将冶炼过程中产生的金属氧化渣进行破碎步骤s1、磁选步骤s2，接着与助磨剂混合(即步骤s25)进行研磨步骤s3。
13.前述的金属氧化渣，是指在冶炼过程产生的铝渣或铜渣，在破碎步骤s1，将金属氧化渣破碎至小于20mm的尺寸，在磁选步骤s2，将金属氧化渣中的含铁组成物除去。
14.在进行研磨步骤s3之前，将该助磨剂加热雾化之后，喷洒至该金属氧化渣的表面，接着进行该研磨步骤s3，研磨步骤s3是透过球磨机或/及轮辗机来进行，使该助磨剂包覆该金属氧化渣的表面，并使研磨后的金属氧化渣粒径小于3mm的尺寸。该助磨剂选自多元醇、硬酯酸盐、醇胺类及偶联剂所组成的群组中的至少一种或多种的任意组合。
15.多元醇是指拥有多个羟基的醇类，或者，为平均分子量介于200至10000之间的且含有多个羟基的聚合物。于本实施态样中，多元醇可以选自聚乙二醇(peg)、聚烯烃基二醇(pag)和二甘醇(deg)的至少一种或多种。
16.助磨剂中也可以是带有多个羟基的胺类化合物(或被称为醇胺类)，上述醇胺类可以是例如，二乙醇胺(dea)、三乙醇胺(tea)、三异丙醇胺(tipa)、二乙醇单异丙醇胺(deipa)。
17.上述的助磨剂含有羟基，在研磨步骤s3的过程中同时作为包覆金属氧化渣的物理表面改性剂，除了能控制金属氧化渣的粒径，减少金属氧化渣粉末颗粒的团聚或再团聚，还能在研磨步骤s3时有较好的分散性，也能在金属氧化渣铝灰粉末的表面形成保护层，而达到表面改性目的。
18.对铝渣而言，铝渣中所含的氮化铝(aln)不会在与水反应，故能减少生成氨气的机会，助磨剂的羟基也能减少氨气之释出。这样的故处理过的铝渣，其活性成分(例如氮化铝)的活性仍然被保留，因此可以被再次的资源化利用。
19.在助磨剂中的硬酯酸盐则作为润滑剂。
20.于其中一实施态样中，助磨剂的配方是以多元醇为主，此种助磨剂配方在研磨过程中作为金属氧化渣的分散剂，可以降低粉磨能耗、提高磨粉效率，例如，助磨剂配方为90wt％的peg 400以及10wt％的硬脂酸钠。
21.助磨剂可以选择性的在球磨或轮辗的过程之前，透过高温使助磨剂各成分均匀混和，并雾化喷洒至金属氧化渣的表面。在湿式研磨的条件下，该助磨剂是以该金属氧化渣的总重为基础(100wt％)，额外添加50wt％以上的份量，亦即，于5kg的金属氧化渣中添加
2.5kg以上的份量，进一步地，是额外添加65wt％至90wt％的份量。在干式研磨的条件下，是额外添加3wt％至5wt％的份量。然而，该助磨剂也可以在破碎步骤s1之前加入金属氧化渣中。
22.金属氧化渣可以先进入球磨机中进行研磨成预定尺寸，接着，通过筛网选择性，使达到预定尺寸的金属氧化渣再次进入轮辗机中进行细磨。
23.以铝渣为例，铝渣中的主要成分由氧化铝、金属铝、氮化铝、碳化铝、氧化硅及部分盐类所组成，在研磨之过程中，铝灰中的成分依照延展性的不同，使延展性佳的金属铝在球磨过程中团聚，而其他延展性较低的氧化物则受球磨罐内的金属球撞击而越磨越细，故在干式研磨之后，可以透过粒径上的差异来筛分分离出各组成分并加以利用。
24.因此，铝渣中的金属铝会因敲打而形成片状金属铝。在干式研磨的条件下，加入助磨剂能在研磨后能拥有比较大的粒径，且研磨后的尺寸达到均质。故在干式研磨之后，还可以包含对上述的已研磨的金属氧化渣进行风选步骤s5与分筛步骤s4。
25.分筛步骤s4是将研磨后的金属氧化渣依据粒径进行筛选。以铝渣为例，可以利用在10目的筛网分筛出粒径为3mm以上的金属铝；利用400目的筛网分筛出粒径为20μm以下的碳化铝与金属硅，作为陶瓷原料；10目至400目为金属硅与氧化物混合物(介于3mm与20μm)则做为陶瓷原料。
26.风选步骤s5是粒径小且重量轻的金属氧化物(氧化铝)受风力(负压)牵引而达成集料目的，同时将粒径较小的(例如20μm以下的氧化铝)与其他的产物分离，并作为涂料填充原料。
27.于本实施例中，可以依需求在该风选步骤s5与该分筛步骤s4之前，还包括化学表面改性步骤(即步骤s45)，是将包含偶联剂的表面改性剂喷洒至该研磨步骤s3后的该金属氧化渣的表面。
28.偶联剂是一种同时具有能与无机粒子表面进行反应的极性基团，和与有机物有反应性或兼容性的有机官能团的化合物。偶联剂的一端能与粉体(即磨碎后的金属氧化渣)表面结合，对金属氧化渣进行表面改性，另一端可与分散介质有强的相互作用，因此可以提高粉体与其他聚合物材料的亲和性，让粉体在聚合物材料中的分散。故加入偶联剂之后的金属氧化渣组成物能与涂料、树酯之类的聚合物材料均匀混合，改善金属氧化渣组成物作为填充材料的分散度，并提高加工性能，增加回收金属氧化渣铝灰的资源化的应用范围。于本实施态样中，偶联剂可以选自硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸酯偶联剂。
29.于另一实施例中，该表面改性剂为偶联剂与多元醇的混合，例如，表面改性剂的配方为60wt％的peg 400以及40wt％的单烷氧基型钛酸酯偶联剂，通过高温使表面改性剂各成分均匀混和，并雾化喷洒至金属氧化渣的表面，接着进行该风选步骤s5与该分筛步骤s4。
30.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。技术特征：
1.一种金属氧化渣的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将冶炼过程中产生的金属氧化渣与助磨剂混合进行研磨，所述助磨剂选自多元醇、硬酯酸盐、醇胺类及偶联剂所组成的群组中的至少一种或多种的任意组合。2.如权利要求1所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，研磨步骤是通过球磨或轮辗进行的。3.如权利要求1所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述助磨剂于加热雾化之后，喷洒至所述金属氧化渣的表面，接着进行研磨步骤。4.如权利要求1所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述助磨剂是以所述金属氧化渣的总重为基础而添加3wt％至5wt％的份量。5.如权利要求4所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，还包括风选步骤与分筛步骤，以对经研磨的所述金属氧化渣进行风选和分筛。6.如权利要求5所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述分筛步骤至少使用10目以及400目的筛网。7.如权利要求4所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，在所述研磨步骤后，在所述风选步骤与所述分筛步骤之前，还包括化学表面改性步骤，是将包含偶联剂的表面改性剂喷洒至经研磨后的所述金属氧化渣的表面。8.如权利要求7所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述表面改性剂为偶联剂与多元醇的混合。9.如权利要求1所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述助磨剂是以所述金属氧化渣的总重为基础而添加50wt％以上的份量。10.如权利要求1所述的金属氧化渣的处理方法，其特征在于，所述金属氧化渣为铜渣或铝渣。
技术总结
一种金属氧化渣的处理方法，是将冶炼过程中产生的铜渣或铝渣、与助磨剂混合进行研磨步骤，以达到研磨粒径均质的效果；该助磨剂选自多元醇、硬酯酸盐、醇胺类及偶联剂所组成的群组中的至少一种或多种的任意组合。在研磨过程中，助磨剂将包覆金属氧化渣中的活性成分使其安定化，且有利资源化的应用。且有利资源化的应用。且有利资源化的应用。
技术研发人员：洪荧鑫 廖宴青
受保护的技术使用者：厦门杰腾鑫冶金材料有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/8/5
声明：
“金属氧化渣的处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：厦门杰腾鑫冶金材料有限公司
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