[发明专利]铝回收方法

说明书

描述了一种铝回收的方法，或再循环的方法，其基于分离包含在无菌纸板箱包装(1)、软包装(2)和用于增材制造的残余铝合金粉末(3)中的铝，通过铝在拜耳液和/或苛性钠溶液中的选择性溶解，产生铝酸钠(液体)和氢气(H₂，气体)产物。两种产品都可以用于氧化铝精炼厂，铝酸钠用于生产氢氧化铝，氢可以用作锅炉，熔炉等的燃料。

本发明涉及铝回收方法，更具体地，涉及在纸的机械分离和清洁过程之后，对存在于无菌纸板箱包装和软包装中的铝进行再循环。本发明还涉及通过增材制造(例如3D印刷)从部件生产中的铝粉中回收铝。

现有技术

如本领域所熟知的，层压有铝箔的多层包装在减少公司的碳排放方面具有巨大的益处，因为它减少了包装的重量并增加了对食品的保护，以免受到诸如光、湿气和氧气等介质的影响。目前，生产多层层压材料的工业所面临的挑战是处于后消费时代，既要进行逆向物流又要再循环包装。

在这些包装中，有例如由纸、聚乙烯和铝构成的无菌纸板箱包装(如图1A所示)，也有软包装，并且在众多变化中，我们可以在其组合物中发现铝、聚乙烯、聚丙烯、PET、双向拉伸聚酰胺(BOPA)、聚酯、共聚物、双取向聚乙烯(BOPP)。

铝占约5％的无菌纸板箱包装。

已经存在通过机械分离器(称为Hidrapulper)将纸层从聚乙烯膜分离的方法。困难在于分离聚乙烯和铝的副产物(称为PolyAlu)中存在的铝，因为聚乙烯和铝之间存在粘附。

对于PolyAlu的分离，存在化学和热过程。EET/TSL是一种位于皮拉西卡巴市的大型设备，其特征在于伴随热等离子体的热解技术，并存在产生链烷烃化合物和铝薄层的副产物的过程。该设备目前是关闭的，并且它是不具有自持过程的设备，因为它需使用电。

存在其它已知的分离方法，例如：Bioware公司的方法，其与申请人合作开发了热解技术，如在10/30/2018公开的文献BR 102017004348-7中所述，涉及无菌纸板箱包装中铝和聚合物的热解回收方法；Saperatec公司的方法，在文献US2017/0080603A1中提出了一种化学分离方法；芬兰Stora Enso公司的方法，2011年在西班牙开创的热分解设备(在约400℃下运行)，用于从纸板箱中再循环铝和聚乙烯(Marques,2013)；ENVAL公司的方法，提供了通过微波对诱导热解(温度高于1000℃)塑料和铝层压材料和产生有价值液油的热解技术(来源:ENVAL的网站)；Pyral公司的方法，开发了500℃左右温度的热解技术专利(来源:Pyral的网站)；意大利Maim Engineering公司，提供了以RH₂INO为催化剂通过湿法慢速过程的热化学热解技术，实现低成本的能源生产(来源：Maim Engineering的网站)；及其它。

在热解之后获得的产物是化合物或其它有机化合物，以及被聚乙烯污染的铝。在这些分离方法中，可以看出，收益存在于聚合物回收，其已具有消费者市场，使包装塑料可再生。

另一方面，铝的再循环产生了技术和经济的障碍，因为其难以再熔化。来自热解的铝非常细且难以压实。在重熔炉(传统再循环)中，铝氧化发生，同时增加了炉渣的生成。来自分离过程的残余聚乙烯具有相同的炉渣生成效应。所获得的最终铝的纯度通常较低，并且从热解中分离残余物的能量成本较高。这些障碍使得在熔炉中再循环铝成为不可能。

因此，本领域中一直探索着技术上合理、经济上可行和生态上负责的在纸的机械分离之后从无菌纸板箱和软包装中回收铝的方法。

此外，对具有复杂和不同几何形状部件增材制造的研究近年来已增长了很多，这产生了对提高质量和降低成本的更有效方法的探索。因此，3D印刷方法是针对其应用研究的方法，并且已在铝合金中得到应用。