自鋁渣中提取氧化鋁的射頻電漿合成裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型有關于一種射頻電漿合成裝置，尤涉及一種通過熱電漿處理與高溫凈 化鋁渣，從鋁渣中提取氧化鋁，以獲得氧化鋁陶瓷粉末，特別指同時處理鋁渣并且生產(chǎn)氧化 鋁，使鋁渣轉(zhuǎn)換成可銷售產(chǎn)品的裝置。
【背景技術】
[0002] 一般由回收廢錯（Aluminiumscrap)中回收錯的流程，如圖5所示。在錯冶金 (Aluminiummetallurgy)期間生成恪融錯（Moltenaluminum)與細微粒（Fineparticle)， 該熔融鋁澆鑄（Cast)在模具中以獲得鋁錠（Ingot)或合金（Alloy)，且當熔融金屬的 表面與爐內(nèi)空氣反應時將產(chǎn)生浮渣（Dross);而該細微粒由空氣污染控制系統(tǒng)，如袋式 集塵器收集的集塵灰（Incineratorash)，且該浮渣與集塵灰被定義為鋁渣（Aluminum residues)。因此，在廢鋁熔化過程中，鋁渣由氧化鋁、鋁合金、以及少量添加元素的氧化物 與氮化鋁組成。
[0003] 在中國臺灣，鋁再生過程中浮渣數(shù)量估計將超過20萬噸/年，且大部分鋁渣被處 置在一般事業(yè)廢棄物掩埋場或非法儲存為主。由于一般事業(yè)廢棄物掩埋場與儲存區(qū)域在中 國臺灣有其限制，且掩埋場地與儲存區(qū)亦不夠多，甚至因為有些掩埋場的處理費過高，造成 棄置亂丟現(xiàn)象日益頻繁；因此，上述所提并非作為處理鋁渣的最佳解決方法。由于鋁渣的主 要成分氧化鋁（A1203，約占75%~92% )，其余則為鋁（A1)、氮化鋁（A1N)及碳化鋁（ALC)， 當鋁渣與濕氣或水接觸時，會不穩(wěn)定地釋放有害氣體，如氨（NH3)、甲烷（CH4)與氫氣（H2); 因此，鋁渣亦被歸類為危險廢棄物，若將其處置在一般事業(yè)廢棄物掩埋場中，則可能會導致 嚴重的環(huán)境污染問題，對生態(tài)造成傷害。
[0004]A1N+3H20 -A1 (OH) 3+NH3tpH〈8
[0005]A1N+4H20 -A1 (OH) 3+NH40HpH>8
[0006]A14C3+12H20 - 4A1 (OH) 3+3CH4t
[0007] 2A1+2H20+40H- - 2A1 (OH) 3+H2t
[0008] 鑒于從生產(chǎn)鋁或鋁的回收過程中會產(chǎn)生大量的鋁渣為廢棄物，因此一種新又適當 的回收技術對鋁渣確有其需要，但至目前為止，鋁渣的處理依然沒有找到任何有效技術， 故，一般已用者無法符合使用者于實際使用時所需。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型主要目的在于，克服已知技藝所遭遇的上述問題并提供應用熱電漿技 術建造一種射頻電漿合成裝置作為高溫熱源，通過熱電漿處理與高溫凈化鋁渣，從鋁渣中 提取氧化鋁，以獲得氧化鋁陶瓷粉末，藉以達到同時處理鋁渣并且生產(chǎn)氧化鋁，使鋁渣轉(zhuǎn)換 成可銷售產(chǎn)品的裝置。
[0010] 本實用新型次要目的在于，提供一種可增加二次資源生命周期，避免工業(yè)廢棄物 不適當處理而對環(huán)境產(chǎn)生影響，并能減少進口主要資源需求，避免自然資源開發(fā)利用，進而 減少二氧化碳排放量的裝置。
[0011] 為達以上目的，本實用新型一種自鋁渣中提取氧化鋁的射頻電漿合成裝置包括： 一送粉器，用以供應一待處理的鋁渣，使其在一載氣作用下引入熱電漿火焰中；一射頻產(chǎn)生 器，設于一匹配箱內(nèi)并裝設于一基座上，經(jīng)由一匹配電路耦接至一感應線圈，用以供應RF 能量；一熱電漿源，其一端與該送粉器連接，另一端穿設于該基座上，具有該感應線圈，可利 用RF能量激發(fā)氣體分子離子化而產(chǎn)生電漿流；一反應室，與該熱電漿源另一端連接，用以 將該鋁渣于真空環(huán)境下，通入保護氣體與反應氣體，利用RF能量通過該感應線圈而產(chǎn)生一 交變電磁場，并能在維持放電空間后形成一熱電漿火焰而達成對該鋁渣的熱電漿處理與高 溫凈化反應，從該鋁渣中提取氧化鋁，以獲得氧化鋁陶瓷粉末；一粉末收集單元，與該反應 室連接，用以收集排出的大顆粒、小顆粒與細顆粒狀的氧化鋁陶瓷粉末；以及一真空泵，與 該粉末收集單元連接，用以將該反應室抽真空。
[0012] 于本實用新型上述實施例中，該錯澄為浮澄（Dross)或集塵灰（Incinerator ash)〇
[0013] 于本實用新型上述實施例中，該射頻產(chǎn)生器提供1KW~10MW的電漿功率。
[0014] 于本實用新型上述實施例中，該射頻產(chǎn)生器可產(chǎn)生1MHz~500MHz的射頻電漿。
[0015] 于本實用新型上述實施例中，該熱電漿源可為高周波電漿火炬、直流電漿火炬或 燃燒器。
[0016] 于本實用新型上述實施例中，該感應線圈的匝數(shù)為2~6。
[0017] 于本實用新型上述實施例中，該熱電漿源在500°C~5000°C溫度下操作。
[0018] 于本實用新型上述實施例中，該熱電漿源主要由一原料進料閥、一石英管、一套管 及一反應氣體入口組成。
[0019] 于本實用新型上述實施例中，該粉末收集單元包括有一與該反應室連接的第一導 管、一與該第一導管連接的第二導管、及一與該第二導管連接的濾管，使大顆粒、小顆粒與 細顆粒狀的氧化鋁陶瓷粉末分別經(jīng)由該第一導管、第二導管及濾管收集與排出。
[0020] 于本實用新型上述實施例中，該濾管中設有一濾網(wǎng)，令小顆粒狀的氧化鋁陶瓷粉 末被該濾網(wǎng)攔下而由該第二導管排出。
[0021] 于本實用新型上述實施例中，該真空泵與該粉末收集單元的濾管連接，用以抽取 來自該反應室中形成小顆粒與細顆粒狀的氧化鋁陶瓷粉末。
[0022] 于本實用新型上述實施例中，該反應氣體為氧氣，該載氣及保護氣體為氬氣。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型射頻電漿合成裝置示意圖。
[0024] 圖2為本實用新型反應器-熱電漿源示意圖。
[0025] 圖3為本實用新型以3. 5KW合成粉末的粒徑分布曲線示意圖。
[0026]圖4為本實用新型合成粉末的X射線繞射示意圖。
[0027] 圖5為一般由回收廢鋁中回收鋁的流程示意圖。
[0028]組件標號對照：
[0029] 送粉器1;
[0030] 射頻產(chǎn)生器2;
[0031] 匹配箱21;
[0032]基座 22;
[0033] 匹配電路23;
[0034] 熱電漿源3;
[0035] 感應線圈31;
[0036] 石英管32;
[0037]套管 33;
[0038] 反應氣體入口 34;
[0039] 反應室4;
[0040] 粉末收集單元5 ;
[0041]第一導管 51;
[0042] 第一收集箱511;
[0043]第二導管52 ;
[0044] 第二收集箱521 ;
[0045]濾管 53;
[0046] 第三收集箱531 ;
[0047] 真空泵6。
【具體實施方式】
[0048] 請參閱圖1及圖2所示，分別為本實用新型射頻電漿合成裝置示意圖及本實用新 型反應器-熱電衆(zhòng)源示意圖。如圖所示：本實用新型系一種自錯澄（Aluminumresidues) 中提取氧化鋁（A1203)的射頻電漿合成裝置，其至少包括一送粉器1、一射頻產(chǎn)生器2、一熱 電漿源3、一反應室4、一粉末收集單元5及一真空泵6所構(gòu)成。
[0049] 上述所提送粉器1用以供應一待處理的鋁渣，使其在一載氣作用下引入熱電漿火 焰中。其中，該錯澄為浮澄Oross)或集塵灰（Incineratorash)。
[0050] 該射頻產(chǎn)生器2設于一匹配箱21內(nèi)并裝設于一基座22上，經(jīng)由一匹配電路23連 接至一感應線圈31，用以供應RF能量。其中，該射頻產(chǎn)生器2可提供1KW~10MW的電漿功 率，產(chǎn)生1MHz~500MHz的射頻電漿。
[0051] 該熱電漿源3其一端與該送粉器1連接，另一端穿設于該基座22上，具有匝數(shù)為 2~6的感應線圈31，可利用RF能量激發(fā)氣體分子離子化而產(chǎn)生電漿流。如圖2所示，該 熱電漿源3主要由一原料進料閥（圖中未示）、一石英管32、一套管33及一反應氣體入口 34組成，且該熱電