第一篇：废铝再生的熔炼技术研究
再生铝的熔炼技术研究
王刚1，高安江1，曲信磊2，张敏2
（1.丛林集团有限公司 山东龙口 265705； 2.山东丛林铝资源再生研究中心 山东龙口 265705；）
摘要：随着经济的快速发展和节约资源、保护环境的迫切要求，我国再生铝行业近几年来发展迅速，而熔炼技术是再生铝应用的一大难题。本文主要介绍了再生铝熔炼设备，杂质元素的去除方法，熔炼过程中的除气及精炼净化工艺，为再生铝的应用提供参考。关键词：再生铝；熔炼；杂质；除气；精炼
中图分类号：TG146.2
文献标识码：A
文章编号：
目前铝是世界上使用最多的有色金属，铝制品被广泛使用于国民经济的各个领域。近年来，随着我国各行各业对铝的需求量逐年增加，铝的供应量逐年增大，由于我国原铝主要来源于电解铝，而国内有将近一半的氧化铝是从国外进口，这导致生产成本大大增加，为此需要大力发展再生铝行业[1]。与生产电解铝相比，利用废铝再生可以节约水电等能源达95%，其生产过程中产生的废气、废物较少，对环境的污染大大减少，同时使用再生铝还可降低铝合金制品的生产成本，具有良好的社会效益和经济效益[2,3]。
铝合金熔炼的基本目的是：通过制定合理的熔炼工艺，得到化学成分符合生产要求，纯净度高的铝合金熔体。再生铝合金的熔炼是将经过预处理的废铝料、铝屑等在熔炼炉中进行重新熔化，并在熔融的过程中进行除气、除渣、变质、精炼等工序，以得到化学成分符合要求的铝液，最后浇注成锭。再生铝的原料一般是一些不同合金混杂、成分不清的废料，必须通过熔炼，并借助一定手段，排除废料中的有害杂质、气体以及氧化物等，才能为铸锭的生产提供优质熔体[4]。下面将重点介绍国内外再生铝熔炼相关方面的技术。1再生铝熔炼设备
再生铝的熔炼铸造过程如下：
装炉→熔化（加硅、铜、锌等合金元素）→扒渣→ 加镁、铍等（如必要）→搅拌→取样→调整成分→精炼→扒渣→转炉→变质处理及静置→净化处理→铸造。
目前国内外的再生铝熔炼技术包括反射炉、坩埚炉、双室炉、高效循环反射炉、水平回转炉、倾斜式回转炉及感应炉等熔炼技术[5]。其中反射炉是熔炼铝合金的主要设备，在再生铝行业大量应用，并派生出许多炉型[6]。
（1）双室反射炉
双室反射炉内设悬挂隔墙，将炉膛分为加热室和熔解室。其优点主要有：①由于废铝料的预热、干燥及熔化都避开了猛烈燃烧的火焰，因此金属烧损少。②熔炼时，采用循环式搅拌机循环搅拌熔体，使熔体的温度及成分更加均匀。③采用了旋转蓄热式的加料机构和炉型，能够使全部烟气余热得到回收，因此提高了热效率，降低了能耗。④在密闭的系统中加入废铝料，避免了烟气的溢放，改善了车间的工作环境。
（2）加料井式熔炼炉
此种熔炼炉也是一种双室反射炉，由构成一个循环系统的熔炼炉、加料井及磁力泵共同组成。再生铝熔炼过程中，持续加到加料井中的废铝料，被过热的铝液熔化，并在在磁力泵的作用下进入反射炉，如此反复进行，便可达到熔炼的目的。其具有金属烧损小，回收率高的优点。此种熔炼炉适合处理碎的废铝料，尤其适用于铝屑的处理。
（3）旋转式反射炉
由于在生产过程中，旋转炉的炉体可以旋转360°，因此热效率大大提高。其还具有传热速度快，可以基本上免去搅拌操作的优点。除此之外，熔融的铝液与耐火材料是均匀接触的，避免了对炉壁的不均匀腐蚀，增加了炉子的使用寿命。其缺点是使用的燃料必须是液体或气体。
（4）落差式反射炉 落差式反射炉由相互通联的熔化炉和熔炼炉构成，两者存在一定的位差，其又被称作子母炉。落差式反射炉是一种比较适用的再生铝熔炼炉，特别适用于含铁高的废铝料的熔炼。由于熔化炉只负责废铝料的熔化，在整个熔炼过程中可以杜绝铁对铝溶液的污染，提高了熔体质量。在使用过程中，为了减少铁与其它杂质元素的溶入，要尽量缩短铝溶液在炉内的停留时间，因此当炉料熔化之后，要尽快将溶液放出。
（5）带有电磁搅拌系统的反射炉
电磁搅拌系统是由英国EMP技术公司在90年代中期研发的，可用于各种反射炉和静置炉。其优点是：电磁泵坚固结实，寿命长；金属的烧损率降低，废铝料的回收率明显提高；铝熔体的化学成分更加均匀。同时使用电磁搅拌系统，可以减轻工人的劳动强度，降低产生的炉渣量，净化车间环境。
2熔炼过程中杂质元素的去除
再生铝与原铝相比，当中含有的杂质元素更多，主要有Fe、Mg、Zn、Si、Cu、Mn等[7]。由于杂质元素的存在会使再生铝的性能降低，大部分铝合金被降级使用。因此研究再生铝生产过程中的杂质元素的去除，具有十分重要的实用价值。2.1Mg杂质的去除方法
镁可以提高铝合金的强度，但是过多的镁会使铝合金产生应力腐蚀和焊接裂纹。与其他杂质元素相比，Mg杂质的去除更加容易。目前，镁的去除方法主要有以下几种：
（1）自然氧化法
在高温下镁的亲氧性比铝更高，生成的氧化镁可以以熔渣的形式去除。这种除镁方法工艺比较简单，操作容易，但是在除镁的同时，铝或多或少也会与氧气发生反应，加大了铝的烧损量。
（2）减压蒸馏法
利用镁在高温下容易挥发的特点，通过降低压力，加剧镁的挥发，从而实现镁与铝的分离。
（3）添加熔剂法
包括除镁剂除镁、冰晶石除镁和添加SiO2除镁等方法。（4）通入气体法
在高温条件下，氯气可以和镁发生反应，生成密度较小的MgCl2，并上浮到铝液表面，可以以熔渣的形式去除。同时氯气还可以与氢气和钠发生反应，对氧化铝也有分解作用，因此具有良好的除气、除渣和除钠作用。但是由于氯气有毒，会对环境造成污染，使设备产生腐蚀，并且还会使铸锭生成粗大晶粒。
（5）吸附法
此种方法是美国矿务局的科学家研制成功的，是一种更安全、更清洁的新的除镁工艺。其原理是将一种特制的钛化锂化合物捕集剂装置放入熔融的废铝中，从而捕集熔液中的镁离子。
2.2Zn杂质的去除方法
当Zn以杂质的形式存在于铝合金中时，会造成铝合金焊接性能的降低，去除再生铝中Zn杂质的方法有：
（1）搅拌法
搅拌法除Zn的原理是：通过用工具直接搅拌铝熔体，促进氧气卷入熔体中，Zn被氧化，从而可达到除Zn的目的。但是使用这种方法除Zn效果不明显，不仅会造成Al和其他元素大量的烧损，还会使熔体吸气，导致夹杂的大量产生。
（2）沉淀法
其除Zn原理是：锌的密度比铝液中其他有用元素大，若对铝液采取长时间静置，则密度较大的锌会沉在炉底。其缺点是除锌的效果受静置时间及熔体的温度影响较大，而长时间的保温会消耗大量的能量，同时由于铜等有用的重金属也被除去，需要补加这些元素。
（3）真空蒸馏法 2.3Fe元素的去除方法
目前主要通过两种方法来减轻或降低铁对铝合金的有害影响：一是通过一定措施降低铝熔体中的铁含量；二是通过采取熔体过热、提高冷却速度、添加变质剂或中和剂等手段来改变铁相在铝合金中的组织形貌[8]。
目前，再生铝熔炼过程中，Fe的去除方法主要有稀释法、重力沉降法、熔剂法、离心去除法、电磁分离法及复合净化法等。
（1）稀释法
其原理是将纯铝或含铁量较低的铝锭加入含铁量较高的铝熔体中，从而使原铝合金中的含铁量降低。此种方法虽然可以使熔液中Fe的含量降低，但会浪费材料，增加成本，故一般不推荐使用。
（2）重力沉降法
此种方法是最简单的去除Fe的方法，其原理是：在液相线温度以上很小的范围内保温静置一定时间，由于富铁化合物密度比熔体密度大，在重力作用下，铁相沉降到炉子底部，从而使上层铝液得到净化。其缺点是铁相沉降后，从上到下其浓度呈梯度分布，因此很难彻底将铁相与铝熔体分离，造成铝料的大量浪费。
（3）熔剂法除铁
一种为加锰法除铁，一种为加硼法除铁。工业上主要有两种加锰方法：直接加入锰单质和以化合物的方式加入锰。硼能极大影响铁在铝中的存在形式及分布状态，但是加入硼砂或氧化硼会影响铝熔体的质量，因此急需寻找一种既可以去除铝熔体中的铁元素又不破坏铝熔体质量的复合熔剂。
（4）离心去除法
离心去除法的原理是：由于液—固相之间存在一定的密度差，在离心力的作用下，比液相重的固体可以集中到分离器外壁。离心分离法的优点是施加在铁相上的离心力可以通过调节转速进行改变，速度比重力除铁法快。
（5）电磁去除法 这种除铁方法的原理：是通过合金化处理，使富铁相在液态铝熔体中析出，由于初生的富铁相在导电性和电磁性上与熔体存在差异，在电磁场的作用下，其与熔体有着不同的运动规律。通过对铝熔体进行连续电磁过滤法处理，这样便可达到去除富铁相的目的。
（6）复合净化法
主要是将含有Cr、Mn、Zr、Ni这四种元素的添加剂加入到富铁熔体中，对其进行处理，形成多元富铁相，这些多元富铁化合物会随着温度的降低而长大并沉降。再用泡沫陶瓷过滤器对沉降后的熔体进行过滤，将未沉降的小富铁颗粒除去。可见，采用这种复合净化的方法可有效去除铝熔体中的Fe。
3熔炼过程中的除气工艺
（1）气泡浮游法除气
其原理是在铝液中通入某种不含氢的气体产生气泡，这些气泡在上浮过程中能够将溶解在铝液中的氢带出，逸入大气。气泡浮游法分为吹气精炼法和氯盐或氯化物处理法。吹气精炼法是指将不溶于铝熔体的惰性气体或活性气体吹入铝液中，常用的有吹Cl2和吹N2净化法。向铝熔体中通入惰性气体、氮气后，会有气泡产生，在分压差的作用下，熔体中的氢通过扩散进入这些气泡，并随着气泡上浮、排出，以此达到除气的目的。除此之外，熔体中的夹杂物也能在气泡上浮的过程中被吸附，从而被除去。
（2）真空处理法
此种除气方法是将熔体放入有一定真空度且密闭的保温炉内，由于氢在熔体和密闭容器中存在分压差，熔体中的氢就会不断生成氢气，上浮后溢出熔体，从而被除去。真空处理法是去除铝熔体中含有的氢的最高效的方法，但是其需要真空密闭设备，因此价格昂贵，而且此法还会使熔体产生很大的温度损失，且不具备较强的除渣能力。
（3）超声波除气
铝液中含有的气体也可采用超声波处理进行有效地去除。超声波除气法发展于20世纪90年代，是一种新的铝熔体净化技术。其原理是向铝液中通入弹性波，引起“空穴”现象，使铝液结构的连续性被破坏，从而产生无许多显微真空穴，溶于铝液中的氢就会迅速地进入这些空穴中，成为气泡核心，继续长大后，以气泡状逸出铝液，从而达到除氢效果。
4再生铝的净化精炼工艺
净化精炼是再生铝熔炼时十分重要的工序，最常用的有粉体喷吹和惰性气体净化处理法。目前最常用的精炼剂为氯盐和氟盐等，也可以采用Cl2或C2Cl6。这些精炼剂虽然具有较好的净化精炼效果，但产生的AlCl3、HCl等副产物会对人体、环境及设备产生很大的损害。而精炼剂若选用N2、Ar等惰性气体，净化效果却不是很好。，目前比较先进的技术是采用稀土合金对再生铝进行变质、细化和精炼，充分运用稀土元素与铝熔体的相互作用，从而实现对铝熔体的净化、精炼及变质的一体化处理。此种精炼方法，简洁高效，能够有效地改善再生铝的冶金质量，同时在处理的过程中不会伴随有害废气和其他副产品的生成。此外，采用同时使用两种精炼工艺的联合精炼法，比如氯盐-过滤，吹氩-熔剂这两种联合精炼法的效果均比单一精炼更好 [9-11]。
5总结
我国再生铝行业虽然具有广阔的发展前景，但同时也存在着巨大的挑战：我国无论在废铝的预处理，还是在熔炼-铸造以及技术研发等方面都与发达国家存在着巨大的差距。由于再生铝的原材料主要是一些废杂铝，除了在熔化之前采取各种预处理手段，以消除杂质、外来元素等进入熔体外，如何通过熔体净化、提纯等技术以降低杂质元素及某些合金元素的含量，从而使化学成分满足目标产品的要求是再生铝应用的一大难题。因此要想获得高端再生铝产品，必须大力开展废铝的高效分拣、高回收率熔炼、杂质元素分离及熔体净化等技术的研究。参考文献
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通讯联系人：曲信磊 0535-8561424 ***
Research on the Recycled Aluminum Smelting Technology
Gao Anjiang , Qu Xinlei, Zhang Min(Conglin Group Co., Ltd., Longkou 265705, China)Abstract: With the rapid development of economic and the urgent requirement of resource conservation and environmental protection, our recycled aluminum industry has developed rapidly in recent years.But the smelting technology is a major problem in the application of recycled aluminum.This paper describes the smelting equipment of recycled aluminum, removal method of impurity element, degassing and refining purification during process of melting.So it can provide reference for the application of recycled aluminum.Keywords: recycled aluminum;melting;impurity;degassing;refining
第二篇：废铝熔炼铝锭的工艺流程
山东省新泰市铸友热处理设备有限公司
再生铝熔炼工艺特点
再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主要原材料，经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。这种铝锭采用回收废铝，而有较低的生产成本，而且它是自然资源的再利用，具有很强的生命力，特别是在当前科技迅猛发展，人民生活质量不断改善的今天，产品更新换代频率加快，废旧产品的回收及综合利用已成为人类持续发展的重要课题，再生铝生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。
由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件（以Al-Si合金为主）、废铝锻件（Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金）、型材（Al-Mn、Al-Mg等合金）废电缆线（以纯铝为主）等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金的废零件（如Zn、Pb合金等），这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何把这种多种成分复杂的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心问题，因此，再生铝生产流程的第一环节就是废杂铝的分选归类工序。分选得越细，归类得越准确，再生铝的化学成分控制就越容易实现。
废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝件，在熔炼过程中不及时地扒出，就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等）因此，在再生铝熔炼初期，即废杂铝刚刚熔化时就必须有一道扒镶嵌件的工序（俗称扒铁工序）。把废杂铝零件中的镶嵌件扒出，扒得越及时、越干净，再生铝的化学成分就越容易控制。扒铁时熔液温度不宜过高，温度的升高会使镶嵌件中的Fe、Cu元素溶入铝液。
各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，严重损坏再生铝的冶金质量。清除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之一。采用多级净化，即先进行一次粗净化，调整成分后进行二级稀土精变，再吹惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。
废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，不有效的去除这些气体就使冶金质量大大下降，强化再生铝生产中的除气环节以降低再生铝的含气量是获得高质量再生铝的重要措施。
再生铝原材料组成
1、废杂铝来源
目前我国再生铝厂利用的废杂铝主要来源于两方面，一是从国外进口的废杂铝，二是国内产生的废杂铝。
进口废杂铝
最近几年国内大量从国外进口废杂铝。就进口废杂铝的成分而言，除少数分 类清晰外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：
①单一品种的废铝
此类废铝一般都是某一类废零部件，如内燃机的活塞，汽车减速机壳、汽车轮毂、汽车前后保险栓。铝门窗等。这些废铝在进口时已经分类清晰，品种单一，且都是批量进口，因此是优质的再生铝原料。
②废杂铝切片
废杂铝切片又简称切片，是档次较高的废杂铝。之所以称之为切片，是因为许多发达国家在处理报废汽车、废设备和各类废家用电器时，都采用机械婆娑的方法将其破碎成碎料，然后再进行机械化分选，分选出的废铝就是废铝切片。另外，回收部门再处理一些较大体积的废铝部件时也采用破碎的方法将其破碎成碎料，此类碎料也称之为废铝切片。废铝切片运输方便，且容易分选，质地也比较纯净，也是优质废铝料。目前再国际市场的废铝贸易中，切片的占有量最大，各类切片正向标准化发展。就切片的成分而言，一般分为几个档次，其中档次高的切片都是比较纯净的各种废铝及其合金的混合物，绝大部分不用任何处理即可入炉熔炼，少量的档次较低的切片含不同数量的其他杂质，一般含废铝再80%～90%以上，其中杂质主要时废钢铁和废铜等有色金属，还含有少量的废橡胶等，经人工挑选之后，得到纯净的废铝料。废铝切片冶炼也比较容易，熔炼时入炉方便，容易除杂，熔剂消耗少，金属回收率高，能耗低，加工成本亦低，很受用户欢迎，一般大型再生铝厂均以切片为主要原料。
优质的废铝切片比其他废铝价格贵，适应大规模的现代化企业，且在国际市场上很难购到，因此我国除独资或合资企业自己进口外，一般再生铝厂很少用此种废料。
③混杂的废铝料
此类废杂铝成分复杂，物理形状各异，除废杂铝之外，还含有一定数量的废钢铁、废铅、废锌等金属和废橡胶、废木料、废塑料、石子等，有时部分废铝和废钢铁机械结合在一起，此类废料成分复杂，少量废铝块度较大，表面清晰，便于分选。此类废料在冶炼之前必须经过预分选处理，即人工挑出废钢和其他杂质。
④焚烧后的含铝碎铝料
此种铝料是档次较低的一种含铝废料，主要是各种报废家用电器等的粉碎物，分选出一部分废钢后再经焚烧形成的物料。焚烧的目的是除去废橡胶、废塑料等可燃物质。这类含铝废料一般铝含量在40%～60%左右，其余主要是垃圾（砖块石块）、废钢铁、极其少量的铜（铜线）等有色金属。铝的块度一般在10厘米以下，在焚烧的过程中，一些铝和熔点低的物质如锌、铅、锡等都熔化，与其他物料形成表面玻璃状的物料，肉眼难以辨别，无法分选。
⑤混杂的碎废铝料
此种废料是档次最低的废铝，其成分十分复杂，其中含各种废铝在40%～50%，其余是废钢铁、少量的铅和铜，大量的垃圾、石子和土、废塑料、废纸等，泥土约占25%，废钢占10%～20%，石子占3～5％。
2、国内回收的碎废铝料
国内回收的废杂铝大多纯净，基本不含杂质（人为掺杂除外），基本可分为三大类，即回收部门常说的废熟铝，废生铝和废合金铝，废生铝主要是废铸造铝和废合金铝。多以废机器零件（如废汽车零件、废模具、废铸铝锅盆、内燃机活塞等）。废熟铝一般指铝含量在99%以上的废铝（如废电缆、废家用餐具、水壶等）。废合金铝（如废飞机铝、铝框架等）。就生产部门而言，可分为生活废铝和
工业废铝。
①产生于生活领域的废铝 如废家用餐具、水壶废铸铝锅盆、废家用电器中 的废铝零件、废导线、废包装物等。报废机电设备中的铝及其合金的废机器零件（如废汽车零部件、废飞机铝、废模具、废内燃机活塞、废电缆、废铝管等。
②生产企业产生的废铝料 此种废铝一般称为新废料，主要包括铝及其合金在生产过程中生的废铝，铝材在加工过程中产生的边角料、废次材；机械加工系统产生的铝及其合金的边角料、铝屑末及废产品；电缆厂的废铝电缆以及铸造行业产生的浇冒口和废铸件等，新废料除粘有油污的屑末之外，都是档次较高的废铝料，如果在企业产生废料时能清晰的分类保存，利用价值极高。
③熔炼铝和铝合金生长过程中产生的浮渣 此种废料即常说的铝灰，凡是有熔融铝的地方就会有铝灰产生，例如在铝的生产、熔炼、加工和废铝再生过程中都会产生大量铝灰，尤其以废杂铝再生熔炼过程中产生的铝灰为多，废杂铝的成分复杂、杂质越多，表面污染越严重，铝灰就越多。铝灰的含铝量与所选用的覆盖剂和熔炼技术有关，一般含铝量在10%以下，高的可达20%以上。
3、废杂铝的组成特点
废杂铝的主要来源是工业废料、回收料、以及铸造浇冒系统。其组成相对比较复杂。多数情况下，其中含有较多的外来杂质，包括各种有机质如塑料类物质、水分等，这类物质在熔炼过程进行之前如果不清理干净，会造成合金熔体严重吸 气，在随后的凝固过程中产生气孔、疏松等缺陷。此外一些非铝金属的混入同样会使材料的成分不合格，性能恶化。各种非金属矿物的混入造成的非金属夹杂，也会使材料的性能品质下降。正因这样的特点，在再生铝生产流程中第一个重要环节就是废杂铝的预处理，以尽可能地净化原料，把不利于再生铝质量的因素减少到最低程度。
废杂铝的预处理
1、国内废杂铝预处理基本原则
由于废杂铝的组成相当复杂，因此以其作为主要原料进行合金的二次加工必须对原材料进行必要的预处理。
理论上讲所有杂质均应该全部去除，实际工业过程中考虑到成本因素，只能解决主要矛盾。通常的处理原则是：
对原材料按照材料成分进行大的分类，分类依据是使其接近某种牌号铝合金的成分。
对已经分类的铝合金废料进行必要的拆解，去除大块的非铝金属或有机杂质。
对原材料进行必要的清洁，包括用水或有机溶剂清洗，喷砂等。
经过以上处理的废杂铝就可以作为合金熔炼的基本原料进行使用。
2、废杂铝预处理现状
废杂铝的预处理目的一是去除废杂铝中夹杂的其他金属和杂质，二是把废杂铝按其成分分类，使其中的合金成分得到最大程度的利用。三是将废杂铝表面的油污、氧化物及涂料等处理掉。预处理最终的结果是将废铝处理成符合入炉条件的炉料，四是使含铝废料中的铝（含氧化铝）得到最经济最合理的利用。
国内废杂铝预处理技术还十分简单和落后，即使在大型的再生铝厂，对废杂铝的预处理也没有比较先进的技术。从目前来看，主要采用以下几种预处理技术。
①品种单一或基本不含其他杂质的废杂铝一般不作复杂的预处理，只是按废料的品种和成分分类，单独堆放，单一品种的废铝在利用时只要抽查化验出一个成分，即可知晓批量的成分，是优质的再生铝原料，一般不作任何预处理即可入炉熔炼。在熔炼某一合金时，往往选用相应成分和品种的废铝直接加入大型反射炉熔炼，这样可很容易的熔炼成相应牌号的铝合金。一些含铜、含锌高的废铝，还可作为调整成分用的中间合金。在采用小型反射炉或坩埚炉的企业，则要根据需要对体积大的废铝破碎成符合入炉规格的料块。
②对于档次较高的废铝切片，其中主要成分有铸造铝合金、合金铝、纯铝等，其中前两项的牌号众多，目前还很难按牌号分类，在大型再生铝厂，一般只经过筛分除去混入的泥土等，即直接入炉熔炼。小型再生铝厂，对此类废铝则要人工将其分成铸造铝合金、合金铝和纯铝，然后分别利用。
③对于低档次的切片和焚烧过的碎废铝料（后者大型再生铝厂一般不用）要进行复杂的分选，因其成分复杂，除废铝之外还含有废铜、废钢、废铅等金属，并含有其他废弃物。对此类废料的分选主要靠人工，一是筛分筛出泥土和垃圾，然后用手工分选。手工分选大多都在操作台进行，主要靠工人目测和经验进行挑选，先分选出非金属废料，然后分选废金属，其中对废铜和废纯铝的挑选格外精心，因废铜可增加产值，纯铝废料例如废铝线等，都是再生熔炼中调整成分的上等原料。分出的废铝是混杂的，一般不再细分。
目前国内废铝的预处理基本上还没有实现机械化和自动化，主要靠人工，使用的工具是磁铁、钢锉，凭的是经验，这种分选方法效率低、质量差、成本高，且废铝中的铜等有色金属大部分都被污染，手工分选难度大，已远远落后。急需研究先进的废铝预处理技术。
3、先进的废杂铝预处理技术
先进的废杂铝预处理技术的目的是实现废杂铝分选的机械化和自动化，最大限度地去除金属杂质和非金属杂质，并使废杂铝有效地按合金成分分类分选，最理想的分选方法是按主合金成分把废铝分成几大类，如合金铝，铝镁合金、铝铜合金、铝锌合金、铝硅合金等。这样可以减轻熔炼过程中的除杂技术和调整成分的难度，并可综合利用废铝中的合金成分，尤其是含锌，铜，镁高的废铝，都要单独存放，可作为熔炼铝合金调整成分的中间合金原料。目前先进的废杂铝预处理技术主要有：
①风选法分离废纸、废塑料和尘土。各种废铝或多或少地含有废纸、废塑料薄膜和尘土，较为理想的工艺是风选法。风选法的工艺简单，能够高效率地分离出大部分轻质废料，但采用风选法需要配备较好地收尘系统，避免灰尘对环境的污染，分选出地废纸，废塑料薄膜一般不宜再继续分选，可作燃料用。
②采用磁选设备分选出废钢等磁性废料。铁是铝及其合金中的有害物质，对铝合金的机械性能的影响最大，因此应在预处理工序中最大限度地分选出杂铝中的废钢铁。对废铝切片和低档次地废铝料。分选废钢铁的较为理想地技术是磁选法。这种方法在国外已经被大量采用，磁选法的设备比较简单，磁源来自电磁铁或永磁铁，工艺的设计有多种多样，比较容易实现地是传送带的十字交叉法。传送带上的废铝沿横向运动，当进入磁场之后废钢铁被吸起而离开横向皮带，立即被纵向带带走，运转的纵向皮带离开磁场之后，废钢铁失去了引力而自动落地并被集中起来。磁选法的工艺简单，投资少，很容易被采用。磁选法处理的废铝料的体积不宜过大，一般的切片和碎铝废料都比较适合，大块的废料要经过破碎之后才能进入磁选工艺。
磁选法分选出的废钢铁还要进一步处理，因有一些废钢铁器件中有机械结合的以铝为主的有色金属零部件，很难分开，如废铝件上的螺母、电线、键、水暖件、小齿轮等，对这部分的分选是十分必要的，因为分选出的有色金属可以提高价值并提高废钢铁的档次，但分选难度较大，一般采用手工拆解和分选，但效率低。为提高生产效率，对于分选出的难拆解的铝和钢铁的结合件，最有效的处理办法是在专用的熔化炉中加热，使铝熔化后扒出废钢铁。
③水为介质的浮选法分选轻质杂质 废杂铝中夹杂的废塑料、废木头、废橡胶等轻质物料，可以采用以水为介质的浮选法。主要设备是螺旋式的推进器，废铝随螺旋推进器推出，在整个过程中，风选过程中剩余的泥土和灰尘等易溶物质大多溶于水中，并被水冲走，进入沉降池。污水在经过多道沉降澄清之后，返回循环使用，污泥定时清除。此种方法可以全部分离比重小于水的轻质物质，是一种简便易行的方法。
④从废铝中分选铜等重有色金属的技术。废铝中的铜等重有色金属基本上都被油污所沾污，用人工分选的方法从废料中分选出重有色金属的难度较大。有效的方法是抛物选矿法。这种方法利用各种体积基本相同的物体在受到相同的力被抛出时落点不同的原理。可以把废杂铝中密度不同的各种废有色金属分开。用相同的力沿直线射出密度不同而体积基本相同的物体时，各种物体沿抛物线方向运动，在落地时的落点不同。最简单的试验可以在水平的传送带上进行，当混杂的废料在传送带随传送带高速运转，当运转到尽头时，废杂铝沿直线被抛出，由于各种废弃物的重力不同，分别在不同点落地，从而达到分选的目的。此种方法可使废铝、废铜、和其他废物均匀地分开。根据此种原理设计的设备已在国外采用，但昂贵地价格使人望而生畏。国内正处于研究阶段。
⑤废铝表面涂层的预处理 许多废铝的表面都涂有油漆等防护层，尤其使废铝包装容器，数量最大的是废易拉罐等包装容器和牙膏皮等。在小型冶炼厂，对此废料一般不作任何预处理就直接熔炼，漆皮在熔炼过程重燃烧掉。但此类废料都是薄壁，漆皮在燃烧过程中会使部分铝氧化，并增加了铝中的杂质和气泡。比较先进的再生铝工艺一般在熔炼之前都要经预处理将涂层处理掉，主要技术有干法和湿法。湿法就是用某种溶剂浸泡废铝，使漆层脱落或被溶剂溶掉，此法的缺点是废液量大，不好处理。一般不宜采用。干法即火法，一般都采用回转窑焙烧法。
焙烧法的主要设备是回转窑，其最大的优点是热效率高，便于废铝于碳化物的分离。焙烧的热源来之加热炉的热风和废铝漆层炭化过程中产生的热。生产时，回转窑以一定速度旋转，废铝表面的漆层在一定的温度下逐渐炭化，由于回转窑的旋转，使得物料之间相互碰撞和震动，最后炭化物从废铝上脱落。脱落的炭化物一部分在回转窑的一端收集，还有一部分在收尘器中回收。
废杂铝的预处理是废铝再生利用工艺的重要组成部分，随着再生铝技术水平的提高，预处理技术将越来越重要。使非铝物质与废铝及其合金完全分离，高效率的将废铝按照合金的牌号分类，达到废杂铝最有效地综合利用，这正是再生铝技术中预处理技术研究的发展方向。
再生铝的熔炼
1、熔炼的目的
金属合金熔炼的基本任务就是把某种配比的金属炉料投入熔炉中，经过加热和熔化得到熔体，再对熔化后的熔体进行成分调整，得到合乎要求的合金液体。并在熔炼过程中采取相应的措施控制气体及氧化夹杂物的含量，使符合规定成分（包括主要组元或杂质元素含量），保证铸件得到适当组织（晶粒细化）高质量合金液。
由于铝元素的特性，铝合金有强烈的产生气孔的倾向，同时也极易产生氧化夹杂。因此，防止和去除气体和氧化夹杂就成为铝合金熔炼过程中最突出的问题。为了获得高质量的铝合金液，对其熔炼的工艺就必须严格把关，并采取措施从各个方面加以控制。
2、熔炼工艺
铝合金熔炼过程如下：
装炉→熔化（加铜、锌、硅等）→扒渣→加镁、铍等→搅拌→取样→调整成分→搅拌→精炼→扒渣→转炉→精炼变质及静置→铸造。
装炉 正确的装炉方法对减少金属的烧损及缩短熔炼时间很重要。对于反射炉，炉底铺一层铝锭，放入易烧损料，再压上铝锭。熔点较低的回炉料装上层，使它最早熔化，流下将下面的易烧损料覆盖，从而减少烧损。各种炉料应均匀平坦分布。
熔化 熔化过程及熔炼速度对铝锭质量有重要影响。当炉料加热至软化下榻时应适当覆盖熔剂，熔化过程中应注意防止过热，炉料熔化液面呈水平之后，应适当搅动熔体使温度一致，同时也利于加速熔化。熔炼时间过长不仅降低炉子生产效率，而且使熔体含气量增加，因此当熔炼时间超长时应对熔体进行二次精炼。
扒渣 当炉料全部熔化到熔炼温度时即可扒渣。扒渣前应先撒入粉状熔剂（对高镁合金应撒入无钠熔剂）。扒渣应尽量彻底，因为有浮渣存在时易污染金属并增加熔体的含气量。
加镁与加铍 扒渣后，即可向熔体中加入镁锭，同时应加熔剂进行覆盖。对于高镁合金，为防止镁烧损，应加入0.002%～0.02%的铍。铍可利用金属还原法从铍氟酸钠中获得，铍氟酸钠是与熔剂混合加入。
搅拌 在取样之前和调整成分之后应有足够的时间进行搅拌。搅拌要平稳，不破坏熔体表面氧化膜。
取样 熔体经充分搅拌后，应立即取样，进行炉前分析。
调整成分 当成分不符合标准要求时，应进行补料或冲淡。
熔体的转炉 成分调整后，当熔体温度符合要求时，扒出表面浮渣，即可转炉。
熔体的精炼 变质成分不同，净化变质方法也各有不同。
3、成分调整
在熔炼过程中，金属中各元素均由于它们自身的氧化而减少，它们被氧化程度的多少，不仅与本身对氧的亲和力的大小有关之外，还与该元素在液体合金中的浓度（活度）、生成氧化物的性质、以及所处的温度等因素有关。一般来说，对氧亲和力较大的元素损失多些，铝、镁、硼、钛和锆等对氧亲和力很强；碳、硅、锰等其次；铁、钴、镍、铜及铅等较弱。所以，在熔炼合金中对氧亲和力较强的元素，将要被“优先氧化”而造成过多的损耗；相反，那些对氧亲和力较弱的元素，则能相对的受到“保护”而损耗少些。
通过熔炼后，合金化学成分中某元素因氧化损耗而使其含量增加或降低，应视该元素与基体金属元素的相对损耗而定。相对损耗多的元素其含量将降低，称为“烧损”；相对损耗少的元素，含量将增加，可称“烧增”；为能正确控制熔体的化学成分，在选配金属炉料时，应考虑到熔炼后的变化，在各元素加入量上进行相应的补偿。
在实际的熔炼中，合金中元素的烧损程度，还受原材料品质、熔剂及炉渣、操作技术、特别是生成氧化物的性质的影响。
4、熔炼过程中气体和氧化物的防止
前面已经谈到，铝液中气体及氧化夹杂的主要来源是H2O，而H2O则是从搅入铝液的表面氧化膜上、炉料表面（特别是受潮气腐蚀的炉料）、熔化浇注工具以及精炼剂、变质剂中带入铝液。而搅入铝液的氧化膜以及夹杂物较多的低品级炉料（如溅渣、碎块重熔锭）将在铝液中形成氧化物夹杂物。为此，应从熔炼浇注过程中注意下列各点：
①坩锅和熔化浇注工具
使用前应仔细地除去粘附在表面的铁锈、氧化渣、旧涂料层等脏物，然后涂上新涂料，预热烘干后方可使用。熔化浇注工具和转运铝液的坩锅在使用前均应充分预热。
②炉料
炉料在使用前应保存在干燥处，如炉料已经受潮气腐蚀则在配料前进行吹砂以除去表面腐蚀层。回炉料表面常常粘附砂子（SiO2），部分SiO2和铝液会发生下列反应：Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si
所生成的Al2O3及剩余SiO2均在铝液中形成氧化夹杂，故在加这类料前也应经吹砂后使用。由切屑、溅渣等重熔铸成锭的三级回炉料中常含有较多氧化夹杂物及气体，故其使用量应受到严格的限制，一般不超过炉料总量的15%，对重要铸件则应完全不用。炉料表面也不应有油污、切削冷却液等物，因为各种油脂都是具有复杂结构的碳氢化合物，油脂受热而带入氢。
炉料在加入铝液时必须预热至150～180℃以上，预热的目的一方面时是为了安全，防止铝液与凝结在冷炉料表面上的水分相遇而发生爆炸事故；另一方面是为防止将气体和夹杂物带入铝液。
③精炼剂、变质剂
因其中有些组元很易吸收大气中的水分而潮解，有些则本身含有结晶水。因此，在使用前应经充分烘干，某些物质如ZnCl2则需经重熔去水份后方能使用。
④熔化、浇注过程的操作
熔化搅拌铝液应平稳，尽量不使表面氧化膜及空气搅入铝液中。应尽量减少铝液的转注次数，转注时应减低液流的下落高度和减少飞溅。浇注时浇包嘴应尽量接近浇口杯以减少液流的下落高度，并应匀速浇注，使铝液的飞溅及涡流减至最少。在浇注完铸件后，勺中剩下的铝液不应倒回坩埚而浇入锭模，否则将使铝液中氧化夹杂不断增加。在坩埚底部约50～100mm深处的铝液中沉积有较多量的Al2O3等夹杂物，因此不能用来浇注铸件。
⑤熔炼温度、熔炼及浇注过程的持续时间
升高温度将加速铝液与H2O、O2之间反应，氢在铝液的溶解度也随熔炼温度的升高而急剧增加，当温度高于900℃时，铝液表面氧化膜成为不致密的，更使上述反应显著加剧，故大多数铝合金的熔炼温度一般不超过760℃。至于铝液表面氧化保护膜疏松的铝－镁合金，铝液与H2O、O2间的反应对温度的升高更为敏感，因此对铝镁合金的熔炼温度限制更严（一般不超过700℃）。
熔炼及浇注过程的持续时间（尤其是精炼后至浇注完毕相距的时间）越长，则铝液中之气体及氧化夹杂物含量也越高。因此，应尽量缩短熔炼及浇注的持续时间，特别是应尽量缩短精炼至浇注完毕的时间，工厂中一般要求规定在精炼后2小时内浇完，如浇不完则应重新精炼，在天气潮湿地区以及铸件要求针孔度级别较高，或是易产生气孔、夹杂的合金，则浇注时间应限制得更短。
再生铝的精炼
当金属熔化成分调整完毕后，接下来就是铝液的精炼工序。铝合金精炼的目的是经过采取除气、除杂措施后获得高清洁度的、低含气量的合金液。精炼有下列几种方法：
加入氯化物（ZnCl2、MnCl2、AlCl3、C2Cl6、TiCl4等）;
通气法（通入N2、、Cl2 或N2 和Cl2 混合物）；
真空处理法；
添加无毒精炼剂法；
超声波处理
按其原理来说，精炼工序有二方面的功能：对溶解态的氢，主要依靠扩散作用使氢脱离铝液；对氧化物夹杂，主要通过加入熔剂或气泡等介质表面的吸附作用来去除。
1、除气
一般都是采用浮游法来除气，其原理是在铝液中通入某种不含氢的气体产生气泡，利用这些气泡在上浮过程中将溶解的氢带出铝液，逸入大气。为了得到较好的精炼效果，应使导入气体的铁管尽量压入熔池深处，铁管下端距离坩锅底部100～150毫米，以使气泡上浮的行程加长，同时又不至于把沉于铝液底部的夹杂物搅起。通入气体时应使铁管在铝液内缓慢地横向移动，以使熔池各处均有气泡通过。尽量采用较低地通气压力和速度，因为这样形成的气泡较小，扩大了气泡的表面积，且由于气泡小，上浮速度也慢，因而能去除较多的夹杂和气体。同时，为保证良好的精炼效果，精炼温度的选择应适当，温度过高则生成的气泡较大而很快上浮，使精炼效果变差。温度过低时铝液的粘度较大，不利于铝液中的气体充分排出，同样也会降低精炼效果。
用超声波处理铝液也能有效地除气。它的原理是通过向铝液中通入弹性波，在铝液内引起“空穴”现象，这样就破坏了铝液结构的连续性，产生了无数显微真空穴，溶于铝液中的氢就迅速地逸入这些空穴中成为气泡核心，继续长大后呈气泡状逸出铝液，从而达到精炼效果。
2、除杂
对于非金属夹杂，使用气体精炼方法能够有效去除，对于要求较高的材料还可以在浇注过程中采用过滤网的方法或使熔体通过熔融熔剂层进行机械过滤等来去除。
对于金属杂质，一般的处理方法是化有害因素为有利因素。即通过合金化方法将其变为有益的第二相，以利于材料性能的发挥。如果一定要去除的，多数情况下是利用不同元素沸点差异进行高温低压选择性蒸馏，来达到除去金属杂质的目的。
由含铝废料熔炼成的铝合金往往含有超标的金属元素，应尽量将其除去。可以采用选择性氧化，可将与氧亲和力比铝与氧亲和力大的各种金属杂质从熔体中除去。例如，镁、锌、钙、锆等元素，通过搅拌熔体而加快这些杂质元素的氧化，这些金属氧化物不溶于铝液中而进入渣中，这样就可以通过撇渣而将其从铝熔体中去除。
还可以利用溶解度的差异的方法来除去合金中的金属杂质。例如将被杂质污染的铝合金与能很好溶解铝而不溶解杂质的金属共熔，然后用过滤的方法分离出铝合金液体，然后用真空蒸馏法将加入的金属除去。通常用加入镁、锌、汞来除去铝中的铁、硅和其他杂质，然后用真空蒸馏法脱除这些加入的金属。例如将被杂质污染的铝合金与30%的镁共熔后，在近于共晶温度下将合金静置一段时间，滤去含铁和硅的初析出晶相，再在850℃下真空脱镁，此时蒸气压高的杂质如锌、铅等也与镁一起脱除，除镁后的纯净铝合金即可铸锭。
为了进一步提高铝合金液质量，或者某些牌号铝合金要求严格控制含氢量及夹杂物时，可采用联合精炼法，即同时使用两种精炼方法。比如氯盐－过滤联合精炼，吹氩－熔剂联合精炼等方法都能获得比单一精炼更好的效果。
组织控制与变质处理
1、亚共晶和共晶型铝硅合金的变质处理
铝硅合金共晶体中的硅相在自发生长条件下会长成片状，甚至出现粗大的多角形板状硅相，这些形态的硅相将严重的割裂Al基体，在Si相的尖端和棱角处引起应力集中，合金容易沿晶粒的边界处，或者板状Si本身开裂而形成裂纹，使合金变脆，机械性能特别是延伸率显著降低，切削加工功能也不好。为了改变硅的存在状态，提高合金的力学性能，长期以来一直采用变质处理技术。
对共晶硅有变质效果的元素有：钠(Na)，锶(Sr)，硫(S)，镧(La)，铈(Ce)，锑(Sb)，碲（Te）等。目前研究主要集中在钠，锶，稀土等几种变质剂上。
一：钠变质（Na）
钠是最早而最有效的共晶硅变质元素，加入方式有金属钠，钠盐及碳酸钠三种。
金属钠 最初采用的变质剂是金属Na，钠的变质效果最佳，可以有效的细化共晶组织，加入较小的量（约0.005％～0.01％），即可把共晶硅相从针状变质成为完全均匀的纤维状。但采用金属Na变质存在一些缺点，首先变质温度为740℃，已接近Na的沸点（892℃），因此铝液容易沸腾，产生飞溅，促使铝液氧化吸气，操作不安全，其次，Na比重小（0.97），变质时富集在铝液表面层，使上层铝液变质过度，底部则变质不足，变质效果极不稳定.同时，Na极易与水气反应生成氢气，增加铝液的含气量。Na化学性质非常活泼，在空气中极易和氧气等反应，一般要浸泡在煤油中保存，在使用前必须除去煤油，这也是一件难度很大的事情，但不除去又会给铝液中带入气体和夹杂。
钠盐 生产中一般应用的变质剂是含NaF等卤盐的混合物，利用钠盐和铝反应生成钠而起变质作用。但这些钠盐极易带入水气，会增大合金吸气氧化倾向，同时这些钠盐对环境具有腐蚀作用，对身体健康有损害。
碳酸钠 以碳酸钠为主的变质剂是应克服采用上述钠盐变质的环保问题而开发的无公害变质剂。也即利用碳酸钠和铝、镁在高温下反应，生成钠而起到变质作用，此反应过程和反应产物都是无毒的。同样，这类无公害变质剂也存在着吸水而增加铝合金吸气氧化倾向的问题。
采用钠变质的还有一个不容忽视的缺点就是变质效果维持时间短，即是一种非长效变质剂。Na盐变质剂的有效期只有30～60min，超过此时间，变质效果自行消失，温度愈高，失效也愈快，因此，要求变质过的铝液必须在短时间内用掉，重熔时，必须重新变质。而且，精确控制钠变质过程是困难的。所以，目前在不少场合，钠变质正逐渐被一些长效变质方法所取代。
二：锶变质（Sr）
锶（Sr）是一种长效变质剂,变质效果与Na相当,且不存在Na变质的缺点,是颇有前途的变质剂。英国、荷兰等国从80年代初就开始推广应用锶（Sr）变质方法。目前,对于锶变质，国内外做了不少研究,我国使用锶（Sr）代替Na或Na盐的规模也在日益扩大。Sr变质有如下优点：①变质效果良好,有效期长；②变质操作时，无烟，无毒，不污染环境，不腐蚀设备、工具，不损害健康，操作方便；③易获得满意的力学性能；④回炉料有一定的重熔变质效果；⑤铸件成品率高,综合经济效益显著。但是，实践表明,变质后的合金易产生缩松，并会增加铸件的针孔度,降低合金的致密性，出现力学性能衰退的现象。
三：锑变质（Sb）
锑（Sb）可使共晶硅由针状变为层片状。为获得层片状，其最佳加入范围通常为0.15％～0.2％。它的变质效果不如Na和Sr。加锑变质一个突出优点是变质时间长（8小时以上）。锑的熔点630.5℃，密度为6.68g/Cm3,所以，比较容易控制锑含量，不易造成变质不足和过变质现象，也不增大铝液的吸气与氧化夹杂倾向，但它的变质效果受冷却速度的影响较大，对金属型和冷却较快的铸件有较好的变质效果,但对缓冷的厚壁砂型铸件变质效果不明显，所以使用上受到一定限制。
四：碲变质（Te）
碲是国内研究成的变质剂，碲变质的作用和锑变质相似，其作用是促使硅以片状分枝方式被细化，而不能变为纤维状，但变质效果比锑强。其变质效果具有长效性，变质后经8小时或重熔效果不变。同样的，它的变质效果受冷却速度的影响也较大。
五：钡变质
Ba对共晶Si具有良好的变质作用。与Na，Sr，Sb相比较,Ba的变质效果比较长效,加入量范围宽,加入0.017%到0.2%的Ba,都能获得良好的变质组织。加入Ba后，合金的抗拉强度明显提高,连续重熔,变质效果仍能保持,其变质效果令人满意。采用Ba变质的不足之处是对铸件的壁厚敏感性大,对厚壁铸件的变质效果差，为了获得良好的变质效果,必须快冷。同时，Ba对氯化物敏感，一般不用氯气或氯盐来精炼。
六：稀土变质
稀土在铝及铝合金中应用较早的国家是德国，德国早在第一次世界大战期间就成功的使用了含稀土的铝合金。稀土元素可以达到与钠、锶相似的变质效果，即可使共晶硅由片状变成短棒状和球状，改善合金的性能。而且稀土的变质作用具有相对长效性和重熔稳定性，其变质效果可维持5～7小时，张启运等人对La变质寿命进行检验，含La0.056%的变质合金，经反复熔化-凝固10次仍有变质效果。
稀土由于其化学性质的活泼性，极易与O2、N2、H2等发生反应，从而起到脱氢、脱氧、去氧化皮等作用，因而可以净化铝液。
总之，稀土在Al-Si合金中兼有精炼和变质的双重效果，变质效果具有相当长效性和重熔稳定性.稀土元素的加入提高了合金的流动性,改善了合金的铸造性能,优化了合金的内在质量。还有一个最大的优点就是加入稀土不产生烟气，对环境不造成污染，顺应了时代发展的需要。
2、变质剂的选择
目前铝合金铸造生产中应用最广的是钠盐变质剂，由钠和钾的卤素盐类组成。这类变质剂使用可靠，效果稳定。变质剂的组成中，NaF能起变质作用。与铝液接触后发生如下反应：
3NaF + Al → AlF3 + 3Na
反应生成的钠进入铝液中，即起变质作用。由于NaF熔点高（992℃），为了降低变质温度，以减少高温下铝液的吸气和氧化，在变质剂中加入NaCl、KCl。加入一定量的NaCl、KCl组成的三元变质剂，其熔点在800℃以下，在一般变质温度下，处于熔融状态，有利于变质的进行，提高变质速度和效果。此外，呈熔融状态的变质剂容易在液面形成一层连续的覆盖层，提高了变质剂的覆盖作用。为此，NaCl、KCl又称为助熔剂。
有的变质剂中加入一定量的冰晶石（Na3AlF6），这种变质剂具有变质、精炼、覆盖作用，一般称为“通用变质剂”。浇注重要铸件或对铝液的冶金质量要求较高时常采用此变质剂。
在生产中，变质工序一般多在精炼之后、浇注之前进行。变质温度应稍高于浇注温度，而变质剂的熔点最好介于变质温度和浇注温度之间，这样使变质剂在变质时处于液态，并且变质后即可进行浇注，免得停放时间长，造成变质失效。此外，在变质处理完毕后，变质后的熔渣已经变为很稠的固体，便于扒去，不致把残留的熔剂浇入铸型中，形成熔剂夹渣。
选择变质剂时，一般根据所要求的浇注温度来确定变质剂的熔点和变质温度，接着就可以按照所选的变质剂熔点选择合适的变质剂成分。
3、变质工艺因素的影响
变质工艺因素主要为：变质温度、变质时间、变质剂种类及用量。
变质温度
温度高些，对变质反应进行有利，钠的回收率高，变质速度快，效果好，但变质温度不能过高，否则会急剧增加的铝液的氧化和吸气，并使铝液中铁杂质增加，降低坩埚的使用寿命。一般来说，变质温度应选择在稍高于浇注温度为宜。这样避免了变质温度过高，可以减少变质后调整温度的时间，有利于提高变质效果和铝液的冶金质量。
变质时间
变质温度越高以及铝液和变质剂接触的状况越好，则所需的变质时间就越短。变质时间应按具体情况，在实验的基础上确定。变质时间太短，则变质反应进行不完全；变质时间过长，会增加变质剂的烧损，增加合金的吸气和氧化。
变质时间由两部分组成：变质剂覆盖时间一般为10～15分钟，压入时间一般为2～3分钟。
变质剂种类及用量
应根据合金的种类、铸造工艺及对组织控制的具体要求，来选择合适的变质剂种类及用量。选择无毒、无污染并有长效变质效果的变质剂是目前铝合金熔炼工艺的发展方向。
在生产实践中，应考虑到变质剂反应可能进行不完全，所以变质剂用量不能过少，否则变质效果不好。但变质剂用量也不宜过多，否则会产生过变质现象。因此，变质剂用量一般规定为占炉料重量的1～3%。在生产中，通常加入2%就可以保证良好的变质效果。对于金属型铸造的铸件，变质剂用量可适当减少。当采用通用变质剂时，除了考虑变质效果外，还要考虑对这种变质剂的覆盖、精炼能力的要求，通常其变质剂用量为铝液重量的2～3%。
4、变质处理的炉前检验
浇注试样，冷却后敲开，根据断口形状判断变质效果。
若变质不足，则晶粒粗大，断口呈灰暗色，并有发亮光的硅晶粒可见。
若变质正常，则晶粒较细，断口呈白色丝绒状，没有硅晶粒亮点。
若变质过度，则晶粒也粗大，断口呈现蓝灰色，有硅的亮晶点。
4.5.2过共晶铝硅合金变质处理
过共晶Al-Si合金由于含硅量多，使合金的热膨胀系数降低，耐磨性提高，适用于内燃机活塞等耐磨零件。过共晶Al－Si合金组织中存在板状初晶硅和针状共晶硅。初晶硅作为硬质点可提高合金得耐磨性，但因为它硬而脆，对合金机械性能不利，并使合金的切削加工性能变坏，因此，过共晶Al－Si合金中的共晶硅和初晶硅都要进行变质处理。
长期以来，初晶硅的细化得到了深入的研究。采用超声波振动结晶法，急冷法，过热熔化，低温铸造等都能取得一定效果。但是效果最稳定，在工业上最有使用价值的还是加入变质剂。
目前，实际用于生产的变质剂是磷单质。赤磷使用最早，当加入量为合金重量的0.5％时，即可使初晶硅细化。但由于磷的燃点低（240℃），运送不安全，变质时，磷会激烈燃烧，产生大量烟雾，污染空气，同时也使铝液吸收更多的气体，所以磷多与其他化合物混合使用。现在工业上比较常用的方法是以Cu－P中间合金形式加入。中间合金含磷量一般为8％～10％。加入量在0.5％～0.8％之间。
关于磷对铝硅合金变质的机理，一般认为是磷在合金液中与Al形成大量高熔点的AlP质点，AlP与硅相的晶体结构相似，晶格常数相近，AlP属闪锌矿型结构，晶格常数a=5.451，熔点为1060℃，Si晶体的晶格常数a=5.428，AlP与硅的最小原子间距离也十分相近，硅为2.44，AlP为2.56，AlP可作为初生硅的非自发核心，从而细化初生硅。
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第三篇：关于废润滑油回收再生的暂行规定(含修订)
商业部、国家计委、国家经委、国家能委关于废润滑油回收再生的暂行规定
1981年4月22日，商业部、国家计委、国家经委、国家能委
一、为了节约能源，防止环境污染，必须加强废润滑油回收再生工作。一切用油单位（包括停泊在我国港口的外国轮船）所更换下来的废油和经加工后能获得石油产品的各种工业副产品，都必须执行本规定。
二、严格执行润滑油交旧供新的制度。各用油单位的废油，都应交售给当地石油经营部门或指定的收购点，凭交售废油的证明供应新油。严禁自行买卖废油或烧、倒废油。中央直供单位，也必须将废油交售给当地石油经营部门，不得自行出售或挪作它用。
三、各种机具、车辆、设备用润滑油的回收比例规定如下： 内燃机油 15％
机械油、液压油 30％ 压缩机油、冷冻机油 50％ 车轴油 40％ 汽轮机油 60％ 变压器油 80％ 其他润滑油 15％
农业（农、林、牧、副、渔业）用油 10％ 洗涤汽油 30％
洗涤煤油、柴油 50％
各地下达润滑油分配计划时，要按季（年）下达回收指标。对未完成回收计划的用油单位，其未完成部分的油品，必要时石油经营部门可采取停、减、缓供措施。
四、各地回收点收购的废油，去除明水明杂，交给润滑油再生厂，按收购总值提取10－30％的手续费，并可独立核算，自负盈亏，多收多得。
各用油单位可从出售废油的收入中提取5～15％，奖给对废油回收有关的人员。
五、生产车辆、机具、设备的工厂要严格把好产品质量关，不符合技术标准的不出厂。企业的主管部门要定期进行检查，对解决不了设备漏油关的生产厂要停产整顿。各使用单位要对现有漏油车辆、机具、设备限期检修，长期漏油者可停供，直到改正为止。
六、废油回收计划的完成情况，做为石油经营部门综合提奖的条件之一，对完成年（季）度进销计划而未完成回收计划的单位，视其情况，扣发企业和有关人员的奖金。
七、各省、市、自治区要根据润滑油哪里供应，哪里回收，统一管理，集中加工的原则，对现有的废润滑油再生厂进行整顿。重复建厂和不具备条件的要适当关停并转。一般可按润滑油年销售量一万吨以上或废油年回收量一千吨以上设置一个专业再生厂为宜。废油再生厂必须符合以下条件：
1、有合理的工艺流程和再生设备；
2、有专职的技术人员和规定的化验评定手段；
3、废油再生后能恢复原来品种，质量符合国家规定标准；
4、具有符合要求的三废治理设施和安全消防设施。
八、各省、市、自治区经委和商业厅（局）会同环境保护、工商行政、公安消防部门，按上述条件对废油再生厂进行检查审定，合格单位发给“废油再生许可证”，没有许可证的单位，不得从事废油再生。各厂矿企业废油再生车间也要根据上述条件进行整顿，经过批准，发给“废油自行再生许可证”才能进行废油再生。
九、认真实行按质论价。回收废油不得压级压价，防止掺杂掺假，废油回收价格，一般应以同类代表品种当地批发价的百分之二十五到百分之三十计算（停泊在我国的外国轮船不执行本条规定）。
专业润滑油再生厂的产品，石油经营部门可按当地同品种一级站调拨价收购。不符合国家规定标准的产品不能出厂，不能收购，也不得自行销售。
十、各省、市、自治区对废油回收再生工作要加强领导，统筹规划，根据本规定，结合当地情况，制定具体实施办法贯彻执行。
十一、部队的润滑油回收再生工作，可参照本规定，制订具体实施办法。
商业部、国家经委、国家能委、国家计委、财政部关于修订《关于废润滑油回收再生的暂行规定》有关条文的通知
1981年12月23日，商业部、国家经委、国家能委、国家计委、财政部
国家计委、国家经委、国家能源委、商业部（81）商燃联字第14号“关于废润滑油回收再生的暂行规定”于四月二十二日下达后，促进了废油回收工作的开展，收到了较明显的效果。废润滑油回收再生利用，是节约能源的重要途径。目前全国每年从废油再生中得到的好润滑油约相当于市场上一个月的供应量，缓和了供需矛盾。同时，它也是化害为利，消除污染，保护环境的有力措施，各地应加强对这项工作的领导，进一步搞好废油回收工作。废润滑油回收主要应当坚持做好“交旧供新”工作，但对回收废油的有关人员也要辅以必要的奖励，并给代收单位适当的手续费，以鼓励他们更好地回收废润滑油。根据目前一些地区和单位在执行（81）商燃联字14号文件有关奖励和提取手续费中存在的问题，经征得国家劳动总局同意将14号文件第四条修订如下： “
四、各地回收点收购的废油，除去明水明杂后交给废油再生厂的，按收购总值提取10－20％的手续费；对分散、收量少的农村和边远地区的回收点，可按收购总值提取20－30％的手续费。
“各用油单位，可以按一九七九年十一月十日，财政部、国家劳动总局、国家物资总局联署下达的《关于国营工业、交通企业试行特定燃料、原材料节约奖励办法的通知》的有关规定，从出售废油的收入中提取5—10％用于奖励废油回收有关人员和集体福利。” 本通知从一九八二年一月一日起实行，原规定中第四条作废。
第四篇：废铅酸蓄电池回收和废铅再生现状
废铅酸蓄电池回收和废铅再生现状、存在问题及对策
资料来源：开发区环境保护局
------马永刚 杨洪永
铅酸蓄电池是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池，它所消耗的铅占全球总耗铅量的82％。我国铅酸蓄电池工业在上世纪80年代进入蓬勃发展时期，随着国民经济的发展，其市场将不断扩大，以汽车、摩托车及电力、通讯为主要对象。到上世纪90年代，我国铅酸蓄电池年产量3000多万KWH⑴。近年来，电动汽车等无烟交通工具的开发，会使铅酸蓄电池有更大的发展。铅酸蓄电池产量越大，报废更新的铅酸蓄电池越多。从环保的角度来看，铅酸蓄电池也是对环境、人类健康危害最大的一种电池，如不采取较完善的回收制度，随意抛置的废铅酸蓄电池所分解出的重金属和有毒废液会对生态平衡和人体健康造成严重威胁，急性或慢性的铅摄入人体会造成神经代谢、生殖等方面的疾病，严重时可导致死亡。
由此可见，废铅酸蓄电池是固体废物中的危险废物，应遵循分类管理、强制处置，对其收集、转运、贮存、处理、处置等重点环节要有严格要求和重点控制，实行集中处置的原则进行管理。虽然我国颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》对于固体废物，特别是危险废物的产生、运输、贮存、处置都作了相应的规定，但我国目前还没有完善合理的废铅酸蓄电池管理法规与具体可操作的管理法规实施细则，以及具体管理办法。对于废铅酸蓄电池收集者、运输者、再生产者、综合利用者等都尚无明确和具体的要求，管理极其薄弱。为加强我国废铅酸蓄电池回收和再生产管理，制订切实可行的管理法规实施细则刻不容缓，势在必行。
1、废铅酸蓄电池回收现状
我国每年约有5000万只约30万吨废铅酸蓄电池产生，回收工作总的说来处于一种无序状态，多家收购、多管齐下、分散经营。全国尚无一家企业建立了全国性回收网络。从事回收的部门有：供销系统的物资回收公司；物资系统的物资再生利用公司；机电系统的蓄电池制造企业；有色系统的再生铅企业以及数以万计的个体收购者，回收主渠道掌握在大量的个体专业户手中。由于小商小贩（个体户）和小工业者缺乏环境意识，在收集、转运过程中，随意拆解，将废旧电池中有毒废酸液任意倒置，将塑料外壳到处丢弃，不仅严重影响环境和人类健康，还造成废铅资源严重的浪费。整只废蓄电池一般含有20～25％的电解液，其中含有15～20％的硫酸以及悬浮的含铅化合物，经过静置澄清的废电解液含铅浓度达7～10g／l。由于大部分整只电池随意倒酸，假设只有10％整只废电池得到了妥善处置，则每年有5万吨废硫酸流入大地和地下水中，污染之重不言而喻。
2、搞好再生铅生产是解决废铅资源回收与环境问题的根本出路，是实现铅资源可持续发展的重要保证
再生铅工业是我国在重视环境保护和充分利用金属再生资源的情况下逐步发展起来的新兴产业，随着我国汽车工业、通讯和化学工业的迅速发展，对铅的需求不断提高。2003年，我国铅的需求量将达到70万吨以上，其中蓄电池行业需要铅60万吨。这样一来，既扩大了再生铅的消费市场（目前在蓄电池消耗的铅中有50％为再生铅），又因为蓄电池消费量的增大而导致废蓄电池的增多，使再生铅工业有了更多的原料来源，我国再生铅工业正处于非常有利的发展时期。
我国铅储量居世界前列，但过度开采及勘察的滞后，铅矿资源短缺现象日益严重，资源的安全保障问题已成为一个急需考虑的问题。回收和再生铅生产已成为我国实现铅工业可持续发展战略的不可缺少的重要组成部分。首先，回收再生铅可充分利用再生铅废料，减少原生铅矿石的开采量，延长其开采期限。据国家资源信息中心资料，截止到1999年底，我国铅保有储量为3497万吨，已经开发利用的铅保有储量2086万吨，占总保有储量的59.7％，目前可供利用的铅保有储量1069万吨，占总保有储量的30.6％，其中近期可利用和推荐利用的只有249万吨，只占总保有储量的7％。精矿供应趋紧，已由净出口国变为净进口国，2000年，进口铅精矿30.9万吨。2001年，铅精矿进口（实物量）39.7万吨，增长27.5％。另外，全国五大铅锌矿基地（西北、东北、湖南、两广、滇西）中，东北（青城子、八家子柴河、西林、天宝山等）铅锌矿基地资源基本枯竭；两广铅锌基地6个矿山中有5个（泗顶、佛子冲、大新、丙村、大尖山）已关闭或列入关闭矿山，仅凡口矿尚保有一定的储量；湖南铅锌矿基地7个矿山中3个（桃林、潘家冲、东坡）列入关闭矿山，4个矿山（水口山、黄沙坪、宝山、七宝山）后备资源不足；滇川铅锌基地和西北基地，除澜沧铅锌矿列入关闭矿山外，其他矿山由于建设较晚或矿山找矿突破较大（如会泽），尚保有较多储量。按目前的开采水平，我国铅矿资源可采储量只够开采6～7年。预计矿产铅产量不会有多大增加，而
再生铅资源则不同，它会随铅消费量的增加而增加。其次，回收再生铅可节约能源。再生铅能耗仅用原生铅的25.1～31.4％，生产再生铅从铅废料中直接回收，不需要像生产原生铅那样经过采矿、选矿等工序，生产成本较低。据测算，再生铅生产成本比原生铅低38％。再次，回收再生铅资源有利于环境保护。铅是有害于环境和人体健康的金属，各种铅废料若不加以合理回收，都将成为环境的污染源，尤其是废铅酸蓄电池，只有充分回收利用，才能避免其中的铅膏和硫酸污染环境。可见，为保护环境，保证铅工业的可持续发展，必须发展再生铅工业，使铅金属进入生产———消费———再生的良性循环，这是一个长远的战略问题。
（ncestt 摘编）
第五篇：废聚苯乙烯泡沫塑料再生胶粘剂的研究
废聚苯乙烯泡沫塑料再生胶粘剂的研究
150040)
鲍春阳
(黑龙江省石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨
摘要：聚苯乙烯泡沫塑料由于其质轻、坚固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、绝热性、价格低等特点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震等领域。PS大都是一次性使用，废弃在自然界中既不能腐烂转化，又不能自行降解而消失，这样既浪费了宝贵的不可再生资源，又造成了严重的环境污染。本论文就是以节约资源、保护环境，变废为宝为目的，研究了以废PS为主要原材料，经改性剂改性，制备两种低毒性、低成本、性能好的胶粘剂。其中一种是以环氧树脂及甲苯二异氰酸酯作为改性剂的溶剂型多功能胶粘剂，可用于金属、陶瓷、玻璃、木材等的粘接，拉伸剪切强度大于4．7MPa；另外一种是以丙烯酸丁脂和醋酸乙烯脂的混合单体作为改性剂的接枝共聚乳液型胶粘剂，其性能优于市售的乳白胶，压缩剪切强度高达10．4MPa，价格仅为乳白胶的70％。
关键词：废聚苯乙烯泡沫塑料；改性剂；胶粘剂 1 引 言
1．1 国内外现状
聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene，简称EPS)是现代塑料工业发展中的新型材料，它的生产自1951年西德巴斯夫公司发明可挥发性聚苯乙烯珠粒发泡成型法，到七十年代美国发明一步成型法以来得到了迅速的发展。1985年我国相继从美国、日本引进五套聚苯乙烯泡沫生产装置，促进了我国塑料工业的发展。聚苯乙烯泡沫塑料是当今世界上应用最广泛的塑料之一，由于它具有良好的耐水性、绝热性、绝缘性、低吸湿性以及较强的抗震强度，及其质轻、坚固、易成型、价格低等特点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震、装璜、餐饮业等领域，渗透入国民经济的各个部门。据统计，近十年
来，我国聚苯乙烯塑料年平均消费量增长10％。1990年已达21．7万吨，随着电子仪表、家用电器工业的迅速发展及西部大开发的推进，EPS的用量会越来越大，预计到2005年，我国将需要聚苯乙烯泡沫塑料120万吨。聚苯乙烯泡沫塑料大部份都是一次性使用，数以百万吨的白色垃
[1]圾散于自然界中，既不能腐烂转化，又不能自行降解而消失，这样，一方面造成严重的环境污染，另一方面也是宝贵的不可再生资源的浪费。如何合理地、有效地回收利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料已引起包括我国在内的世界各国科研工作者的普遍重视。从七十年代开始，日本、西欧和美国就相继对塑料废料进行工业化处理，到九十年代，综合利用废旧塑料的技术已趋于成熟，产业化高达80％，截止到1999年，美国塑料废弃物回收率达50％，英国达80％，日本达49％，意大利不仅回收本国的塑料垃圾，还从欧洲其它国家进口废旧塑料进行再生利用。我国从80年代末期开始起步研究废弃塑料的回收再利用技术，进入九十年代以后，研究开始活跃起来，技术产业化率还很低，每年大约仅有15％的废弃塑料得到回收,其余大都被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小，只有0．02－0．04g／cm，因此，体积非常庞大，会占用大面积土地，而且当泡沫塑料进入土壤以后，基本上不会被微生物降解，使土壤中的空气、水分、养分等不能正常的循环交换，而且它还会逐渐释放出一些有害物质，从而影响到生态系统的正常循环，使掩埋处及其周围方圆面积内的土地土质变差，造成悲剧。1．2 聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用
有关聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用已先后出现了不少专利和研究报道，其应用技术主要集中在以下几个方面[4-9]
[3]
3[2]：
1．用于制造轻质建筑材料。用可发性聚苯乙烯的预发泡颗粒或以破碎成小块的聚苯乙烯泡沫废弃物为主体补加不同的填料，使用不同的粘结剂制成各种轻质的建筑材料。比如，用碎木丝为填料，以水泥为粘结剂，加水混合，然后模塑成各种形状的轻质水泥隔板，或制成人造木材；内衬铁丝支架制成的轻质泡沫板可以做为墙板、台面，或装饰板；用膨胀珍珠岩做填料能制成屋顶隔热板；以泥土为粘接剂兼填料，与聚苯乙烯泡沫颗粒等量均匀混合并压制成型，干燥后煅烧，可制成供高层建筑用的轻质大砌块，或地下渗排废水的透水管；以废尼龙丝为填料可制成轻质抗弯浇铸材料等等。这种回收方法工艺简单，可回收量大，投资小，是一种较好的回收利用方式，唯一不足就是产品的技术附加值较小。
2．用于制造通用型苯聚乙烯。将聚苯乙烯泡沫废弃物经高温消泡冷却后，机械破碎，挤塑成条，再切粒制成通用型聚苯乙烯。这种方法的主要问题是再生料的外观可能是由于废弃泡沫破碎前未洗净以及在烘焙挤塑过程中局部温度过高等原因而呈棕色，失去了新聚苯乙烯无色透明的特点。其抗冲击性能也较差，只能用做一些低值塑料零件，很难与一般塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制品媲美。
3．用于再制可发性聚苯乙烯。用废弃PS泡沫循环再制EPS或再模制泡沫制品，应该说是废PS泡沫最合理的利用方向。因为废聚苯乙烯泡沫材料除表面受环境污染略变质外，内部还保持着原有聚苯乙烯泡沫的性能，这就为多次利用创造了条件。只有这样，重新模塑或制造EPS才能最好地发挥聚苯乙烯泡沫的多方面优良特性。利用废聚苯乙烯泡沫制造EPS或再模塑有下列几种方法：第一，溶解聚合法。将废烙泡沫材料溶解于苯乙烯单体中，加入分散剂使PS的苯乙烯溶液成珠粒状悬浮在水中，加热使其聚合，然后加发泡剂，继续聚合制成珠粒发泡料。本方法的优点是利用废PS代替了部分苯乙烯，可使成本降低，缺点是要消耗苯乙烯单体，同时也受到PS表面清洁度不稳定对引发剂活性的影响，很难制得均匀一致的产品。第二，球化再发泡法。是将通用型的聚苯乙烯切成圆柱形粒料，悬浮在分散剂的水溶液中，加热使圆柱体熔融球化，再降温加压加发泡剂，冷却后经过滤、洗涤和低温干燥制成EPS珠粒
[10]，本方法的关键在于原料的质量，否则难以保证新制EPS的质量。第三，珠粒破碎再模塑法。是在液体介质中选用合适的软化剂，表面活性剂和消泡剂，将大块废PS泡沫选择性地破碎到直径4－8mm的球形珠粒，加发泡剂后再模塑成泡沫制品。本法工艺简单，消耗的附加材料少，模制成品的各项物理性能与原废料接近，而且投资小，效益大，值得推广。
4．溴化改性制备阻燃剂。聚苯乙烯分子中含有苯环结构，苯环上的氢原子可被亲电试剂取代。有人将回收的聚苯乙烯泡沫塑料清洗干燥后溶于二氯甲烷溶液中，在三氯化铝催化下，与液溴发生亲电取代反应而制得阻燃剂溴化聚苯乙烯。含溴量可高达6％。可作为聚氯乙烯、ABS、聚丙烯等塑料制品的阻燃。与其它有机阻燃剂相比，溴化聚苯乙烯用量低，阻燃效果好，燃烧过程中不释放二(口恶）英等有毒致癌物质，特别是与三氧化二锑并用，其协同阻燃效果更好，是一种性能良好的阻燃剂。用该工艺制备的溴化聚苯乙烯，性能可以与商品溴化聚苯乙烯阻燃剂相媲美，而且成本低收工作。
5．热分解技术。一方面，可裂解制造苯乙烯单体，即把废聚苯乙烯泡沫塑料在加热条件下，选择合适的催化剂使其裂解生成苯乙烯单体。在苯乙烯供应比较紧张的情况下，利用聚苯乙烯泡沫废弃物解聚制造苯乙烯，以满足市场的需要，是一条合理的利用途径。美国、法国、和日本等也进行过大量实验，但未见有工业化的报导。解聚制造苯乙烯主要问题是苯乙烯的转化率比较低，在较好的情况下也不过70％左右，一般仅在40％左右，转化率低，不仅影响生产成本，而且留下的残渣还给裂解设备的清洗和连续运转造成困难
[12][11]。但因为阻燃剂本身的用量就不是很大，因此此法不能满足大量废PS的回
。另一方面，可裂解制油。将泡沫塑料隔绝空气加热或在水汽下加热分解可得到低分子量烃的混合物，再用催化剂分解重整，可得不含硫的汽油馏份和煤油馏份及部分气体。1kg塑料可得11油品，其余主要是残炭究较多，我国在这方面也取得一定成效，现在正在进行产业化。
6．燃烧回收能源。由于聚苯乙烯泡沫的主要成份是碳和氢，它可以燃烧且总热值(大约是
[13]
。日本在这方面研4600kJ／kg)，大于标准煤(大约2600kJ／kg)和燃料油(大约4400kJ／kg)。因此经焚烧处理利用其燃烧热也是一条有效途径。这种方法，被许多资金雄厚、设备先进的发达国家采用。比如日本刚管公司用废塑料代替焦炭做炼铁的燃料和还原剂；法国一空调公司开发一种用废塑料焚烧产生的热量生产蒸汽的新工艺，蒸汽可供给生产之用，这样可节约能源。但就我国情况看，焚烧法还较其它方法落后。塑料燃烧时发热量大，普通炉子易烧坏而且不易燃烧完全，要专门设计燃烧炉，设备维修费用较大，同时燃烧产生的气体易造成二次污染，还要进行处理。
7．接枝改性制备涂料。涂料的制备均由基料添加颜料经搅拌研磨而成。基料为成膜物，聚苯乙烯泡沫由有机高分子组成，经溶剂溶解以后可以作为涂料的基料，其耐水性和绝缘性良好。但用PS作基料制备的涂料附着力和成膜性很差，只要将其进行改性处理并添加适量的交联剂，增塑剂，以改善其成膜性能及膜层质量，这样就可以制成各类涂料。比如，李良波等将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后溶于二甲苯中，加入引发剂，在一定温度下滴入丙烯酸进行接枝改性反应，得组份甲；将石油沥青溶于二甲苯，得组份乙；将水、乳化剂以及助剂混合均匀得份丙；将上述三种成份在乳化釜中进行共乳化，制得防水涂料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子链上的接枝，不仅增强了涂膜的附着力，而且提高了乳液的稳定性。制得的涂料具有良好的耐热性、低温柔韧性和粘接强度。另外，用柔性的丙稀酸丁酯接枝在刚性的聚苯乙烯分子链上，可提高聚苯乙烯的柔韧性和附着力，与适当助剂配合，可制成性能良好的防腐涂料1．3 聚苯乙烯泡沫改性胶粘剂的进展
胶粘剂在国民经济各部门中都有重大作用。无论是航天、航空还是建筑、装璜都离不开胶粘剂。全世界胶粘剂的总产量在七十年代中期已接近500万吨，近年来大约以每年增长30万吨的速渡继续增长。在全部胶粘剂产品中，建筑用胶粘剂约占25％－35％。随着我国国民经济的迅猛发展，建筑用胶存在很大缺口，用废PS制备胶粘剂满足市场对质优价廉胶粘剂的需求，是一举两得的事情。我国科研工作者从80年代末起步从事这方面的研究，到九十年代末取得了一些成绩。但研究空间仍很大。因此这是一个很好的研究方向，也是废PS再生利用的最佳方向。
聚苯乙烯是一种无定型的线性非极性物质，它的分子中含有苯环，刚性大而柔性小，它在极性物质表面上粘接力很弱，用它直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又硬又脆，因此需要在苯乙烯链节上引入极性和柔性基团，以增加柔顺性提高粘接强度，这样才能得到粘结力和附着力都很好的胶粘剂。利用废聚苯乙烯泡沫制备胶粘剂的关键技术是改性剂的选择。据文献报道以下几种改性剂：
1．邻苯二甲酸酯改性。胡光军利用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯对聚苯乙烯泡沫塑料进行改性，溶剂为丙酮，用氧化镁做填料，制得的胶粘剂可用于粘接扬声器回路，粘接成本降低约百分之七
[15-35]
[14]
。，有十；王秀岩将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入创新一号溶剂中溶解后加入邻苯二甲酸二辛酯和香精，可制成不干胶，这种不干胶粘接效果好，可以重复使用，可用于各种标签，商标及纸制品的粘接。
2．异氰酸酯改性。雷阎盈等研究了异氰酸酯改性PS制胶粘剂：PS溶于甲苯、丙酮和乙酸乙酯混合溶剂中，溶解完全后加入异氰酸酯反应一段时间后，再加入填料氧化锌可制得固含量约30％的胶粘剂，该胶粘剂粘度为0．5－1 Pa．s，剪切强度为3．4MPa，不均匀剥离强度为1．2 KN／m，该胶可用于木材、纸制品、日用塑料、地毯背衬的粘接。
3．酚醛树脂改性。酚醛树脂分子结构中含有羟基，是聚苯乙烯泡沫塑料的优良改性剂。陆友玲等将聚苯乙烯泡沫塑料熔于甲苯、乙酸乙酯、丙酮和三氯甲烷混合溶剂中，充分搅拌后加入酚醛树脂进行反应，制得乳白色PS改性胶粘剂。该胶粘剂的剪切强度为3．47MPa，不均匀剥离强度为14．8KN／m，可用于木材和日用品的粘接。商金明等研究表明，当酚醛树脂与聚苯乙烯泡沫塑料用量相等时，它的粘接强度接近于酚醛树脂胶粘剂。为了增加胶粘剂固化以后的韧性和对被粘物的粘接强度，可添加少量高分子交联剂作为改性剂，这样胶粘剂固化后在被粘接物表面形成一网状分子层。李键等选择了异氰酸酯和酚醛树脂两种含强极性基团的改性剂对废聚苯乙烯泡沫塑料进行改性取得了良好的效果。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解在甲苯、丙酮、氯仿、乙酸乙酯的混合溶剂中，完全溶解以后分离机械杂质，加入适当比例的交联剂甲苯二异氰酸酯和酚醛树脂，然后加填料制得粘稠状红色粘合剂，这种粘合剂的剪切强度可达3．72 MPa，不均匀扯离强度17．10KN／m。该胶粘剂可代替乳白胶用于木材粘接，效果良好，同时对塑料以及多孔物质也有较好的粘接性能。
4．松香树脂改性。曲俊杰等研究了松香树脂改性废聚苯乙烯泡沫塑料制备胶粘剂。选用二甲苯为溶剂，所制得的胶粘剂可粘接瓷板、马赛克和塑料地板等。陈震等研究了松香用量对PS改性胶粘剂性能的影响，同时考察了各种溶剂对PS改性胶粘剂粘接强度的影响。研究结果表明添加少量松香时有利于提高粘接强度，但由于松香中菲环易于解离，随着松香用量增加，粘接强度反而降低；在所有溶剂中聚苯乙烯与乙酸乙酯混合改性后粘接强度最大。
5．苯乙烯－丁二烯－苯乙稀(SBS)嵌段共聚物改性。苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段与聚苯乙烯的结构相似，相容性好，因此用SBS嵌段共聚物作PS改性剂，可以提高胶粘剂的剥离强度，降低胶层的硬度和脆性。包其富选择乙酸乙酯、120号汽油、甲苯、松节油为混合溶剂，以SBS嵌段共聚物为改性剂，松香树脂为增粘剂，制得胶粘剂剪切强度达4．43 MPa，不均匀剥离强度为1．4KN／m。该胶粘剂可用木材、瓷砖等材料的粘接，既可代替聚醋酸乙烯酯乳白胶用于家具和玩具的粘接，也可替代氯丁胶用于木材的封边。
6．马来酸酐改性。孟跃中等将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于有机溶剂中，加入引发剂、顺丁烯二酸酐进行接枝反应，然后与聚乙烯醇的水溶液在乳化装置内乳化，制得PS改性白胶，剪切强度在3．92MPa以上，成本仅为聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一，而且生产工艺简单，生产周期短。
7．聚乙烯醇缩醛改性。石生勋采用甲苯、70号汽油做混合溶剂，将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解以后，加入聚乙烯醇缩醛进行改性，得到白色稠状的胶粘剂，这种粘剂最大特点是使用温度宽，-40－40℃均可使用，且剪切强度一直保持在8．7 MPa，而市售的白乳胶只能在0－40℃之间保持9．0MPa的强度。
8．聚乙烯醇改性。陈恩德用二甲苯将聚苯乙烯泡沫塑料完全溶解以后加入聚乙烯醇进行改性，可制得医用密封胶，这种医用密封胶不与福尔马林发生反应，且耐热、耐寒、不漏水。
9．活性单体接枝改性。废聚苯乙烯与活性单体接枝共聚，可在苯乙烯链节上接枝活性基团，从而利用废聚苯乙烯泡沫塑料制取性能良好的胶粘剂。有专利报道，100份PS溶于芳烃、氯代烃混合溶剂中成为胶液，加活化剂氯化亚铜，引发剂过氧化苯甲酸丁酯，升温到90－120℃，加入20－30份丙烯腈、丙烯醇单体，接枝反应2小时，使聚苯乙烯接枝上极性基团从而改变PS的性质，然后加入石棉粉或硅酸钙，形成一种耐水性好、粘接力强的白色稠状胶粘剂。其耐水性和剪切强度分别是聚醋酸乙烯酯乳白胶的10倍和3倍以上，该PS胶粘剂可作为木材、家具和日常生活用胶，也可用于粘接水泥制品、地板、壁纸及各种织物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈、丙烯醇，能明显提高其粘接性，但加入的单体比例甚高，这样成本也就较高，而且丙烯腈单体的毒性也非常大，给生产带来一定的困难。因此很难推广应用。陈开来等研究了羧酸酯单体接技于苯乙烯链节上，成功地制得了建筑内装饰耐水胶粘剂。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于甲乙两种有机溶剂中制成胶液，在引发剂的作用下，与不饱和单体发生接枝共聚反应，在聚苯乙烯大分子链上接枝上极性基团，加入增粘树脂，可制得棕色的胶液，剪切强度在4．4－4．7MPa，且其耐火性远远优于同类产品，浸水后强度能达到4．5 MPa，这样制取的耐水胶可用于墙纸、瓷砖、拼花、地板的粘接。以1：1入掺入水泥中，施工性能较佳，且不影响粘接地板、瓷砖的性能。在上述的这些改性剂中，还没有用环氧树脂做改性剂的报道，环氧树脂常被称作“万能胶”，对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能，广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门，而且环氧树脂胶具有工艺性能好、胶接强度高、收缩率小、耐介质性能优良、电绝缘性能良好等优点[43]
。它的分子中也含有极性基团，如果能用它来改性PS胶液，应该会得到性能优良的改性PS胶。另一方面，环氧树脂胶粘剂一般比较脆，因此加一种既能改善PS脆性，又可改善环氧树脂脆性的增韧剂，就可解决这一问题。我最后选择异氰酸酯达到了满意的结果。既提高了粘接强度又缩短了固化时间，还能节省溶剂降低成本。此外，我还偿试了在乳白胶配方的基础上，大幅降低配方中单体的用量，用PS代替聚合单体，添加增塑剂，制得性能优于乳白胶的木材用胶粘剂。大大降低了市售乳白胶的成本，同时达到了废物利用的目的。2 PS改性胶粘剂的研制
2．1 溶剂型PS改性胶粘剂的研制
2．1．1 仪器及药品 仪器：恒温水浴；电动搅拌器；NDJ－1型旋转粘度计；Instron 4467、4505通用材料试验机；鼓风烘箱；SC－7型气相色谱仪(氢焰鉴定器)。药品：聚苯乙烯泡沫塑料；环氧树脂(E－51)；甲苯二异氰酸酯；偶氮二异丁氰；乙酸乙酯；甲苯；滑石粉；胺类固化剂。2．1．2 实验原理
聚苯乙烯是一种无定型线性非极性物质，其分子中含有苯环，刚性大而柔性小。在极性物质表面上粘接力很弱，用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又脆又硬。因此，需要在PS胶液中加入改性剂进行改性处理，在苯乙烯链节上引入极性基团，以增加柔顺性，提高粘接强度。我选择了环氧树脂(E－51)及甲苯二异氰酸酯作为改性剂。在引发剂偶氮二异丁氰的作用下，甲苯二异氰酸酯先和聚苯乙烯发生反应。反应式如下：
(2)链自由基与甲苯2、4－二异氰酸酯进行交联反应
(R代表苯甲基）
然后加人环氧树脂，环氧树脂的结构中含有－OH，异氰酸酯可与环氧树脂中的－OH发生反应，反应通式如下：
2．1．3 胶粘剂的配制
这样，异氰酸酯就先后使PS、环氧树脂得到改性，并使二者产生部分交联。
将反应容器放在恒温水浴中，安装好搅拌棒，加入100份混合溶剂(乙酸乙酯：甲苯＝4：1)，分批加入50份洗净干燥的废聚苯乙烯泡沫碎料，边加边开
动搅拌，待全部溶解以后，逐渐升温至70℃，加入0.5份引发剂偶氮二异丁腈，3份甲苯2、4－二异氰酸酯，于中速搅拌下反应大约1－1．5小时，再加0．5 份甲苯2、4－二异氰酸酯，降温至50℃，加入10份环氧树脂(6101)，继续反应1小时，降温后加入10份填料，可制得微黄色粘稠胶液，此胶液用时需加入固化剂。2．1．4 胶粘剂各项指标的测试方法
不挥发物含量按GB／T2793－95方法进行测定，粘度按GB／T2794－95方法进行测定，拉伸剪切强度按GB7124方法进行测定，胶粘剂中有害物质限量按GB18583－2001方法进行测定。2．2 乳液型PS改性胶粘剂的研制 2．2.1 仪器及药品
仪器：电动搅拌机；电热套；四口烧瓶；球形回流冷凝管；温度计；滴液漏斗；Instron 4467、4505通用材料试验机；鼓风烘箱；SC－7型气相色谱仪；红外光谱仪。
药品：聚苯乙烯泡沫塑料；丙烯酸丁酯；醋酸乙烯酯；邻苯二甲酸二辛酯；乙酸乙酯；甲苯；引发剂过硫酸铵；混合乳化剂(十二烷基硫酸钠：OP－10＝ 1：2)2．2．2 水剂PS改性胶的制备
于四口烧瓶中加入50份混合溶剂(乙酸乙酯：甲苯：4：1)，分批于搅拌下加入40份洗净晾干粉碎的废聚苯乙烯泡沫，逐渐升温到40℃，待完全溶解成透明粘稠液体后，加入1份复合乳化剂，搅拌乳化30min,加入40份水(蒸馏水或去离子水)及4份混合单体(丙烯酸丁酯：酯酸乙烯酯＝1：1)，升温到60℃，加大搅拌速度，再乳化30－40min，滴加部分引发剂(过硫酸铵10％溶液)；反应时，有热量放出，温度开始自动升高，此时，加热使温度达到75℃，逐滴加入12份混合单体与80份水组成的溶液，在加入混合单体水溶液的过程中，每隔一段时间加入一部分引发剂(引发剂总量为1份)，反应温度应控制在75－85℃之间，全部加完以后(大约需1．5－2h)，把剩余引发剂全部加入，升温到90℃保温，待回收的溶剂达到加入量的80－85％时停止加热，然后，冷却到50℃，加入两份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，搅拌均匀后，调节PH值到7左右，冷却到室温，得到白色粘稠液体。
2．2．3 PS改性乳液胶粘剂各项性能指标的测试方法
胶粘剂不挥发物含量按GB／T2793－95方法进行测定，胶粘剂旋转粘度按GB／T2794－95方法进行测定，压缩剪切强度按HG／T2727附录B方法进行测定，灰份、PH值按GB11175方法进行测定，胶粘剂中有害物质限量按GB18583－2001方法进行测定。3 结果与讨论
3．1 溶剂型PS改性胶粘剂的结果与讨论
3．1．1 所制得PS改性胶粘剂的各项技术性能见表1
3．1．2溶剂的选择
聚苯乙烯泡沫塑料溶解于芳烃(如苯，甲苯，二甲苯等)，氯代烃(如三氯甲烷，三氯乙烯)，羧酸酯(如乙酸乙酯，乙酸丁酯)，酮(如丙酮，丁酮)等大部
分有机溶剂中。选择合适的溶剂溶解泡沫塑料，主要从以下几个方面考虑：首先，所选择的溶剂要对聚苯乙烯及新加入的改性剂有良好的溶解能力，对添料有良好的分散性能；其次，溶剂的性质最好对胶粘剂的性质有一定的改善作用；第三，所选用的溶剂要低毒，价廉，易得，安全。综合考虑以上各因素，用乙酸乙酯或甲苯作溶剂比较适合。但又考虑到混合溶剂的溶解性较单一溶剂要好，并且由于沸点、挥发度、极性不同，通过改变混合比例，可以调节胶粘剂 的干燥时间，满足不同场合的需要，因此，选择了乙酸乙酯和甲苯二者混合作为聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂，这两种溶剂的物理化学参数见表2。
聚苯乙烯的溶解度参数为9.11 3．1．3 溶剂比的选择
采用乙酸乙酯与甲苯作为混合溶剂，乙酸乙酯含极性基团，对胶粘剂性能的改善有较大帮助，它沸点低，挥发快；甲苯是非极性物质，沸点高，挥发较
慢，两者比例不同定会影响着改性PS胶的干燥速度和粘附力，所以有必要选择一个较为合适的溶剂比。
从图中可以看出，随着溶剂比的增大，也就是乙酸乙酯的比例上升时，改性液的剪切强度增大，到溶剂比为4：1此后，又有所下降。其原因可能是由于
乙酸乙酯的极性较大，一方面对赐有改性作用，另一方面，能与被粘材料的表面形成分子间的相互作用力，因此，提高了剪切强度；而且它挥发的较快，正
好满足了环氧树脂固化以后残留溶剂少，而提高剪切强度的要求。因此，它比例增大而胶液强度上升。但乙酸乙酯比例太大时，由于它沸点低，挥发快，当
胶接边缘固化以后，内部的溶剂有可能长期处于液态或半固态，影响粘接效果而使剪切强度略有下降。
3．1．4 改性剂甲苯二异氰酸酯用量对胶粘剂剪切强度的影响
甲苯二异氰酸酯是一种强极性物质，其改性效果极为明显，只需极少量就可以明显改善胶粘剂的性能，其不仅对聚苯乙烯有较好的改性作用，而且对环氧树脂也有很好的改性作用。在废聚苯乙烯改性反应中，改性剂TDI作用有两个：一是在聚苯乙烯大分子中引入极性基团，使聚苯乙烯大分子链产生交联，二是与环氧树脂发生反应，改性环氧树脂，并使环氧树脂与聚苯乙烯两者产生部分交联。改性剂TDI的用量直接影响着改性PS胶的性质，如果改性剂用量少，则聚苯乙烯分子链上含极性基团少，交联度不够，韧性不足，且环氧树脂也不能很好的被改性，胶层较脆；如果用量太多，又使物质交联过度，甚至形成网状体型结构，降低了剪切强度，实验表明，改性剂用量为2．0％时，改性效果较好。如图2
3．1．5 环氧树脂的选择及其用量对PS改性胶粘剂性质的影响
环氧树脂常被称作“万能胶”，对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能，广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门，而且环氧树脂胶具有工艺性能好，胶接强度高，收缩率小，耐介质性能优良，电绝缘性能良好等优点。在PS胶改性剂中，有酚醛树脂，松香树脂，邻苯二甲酸酯等，还没有人偿试用环氧树脂来改性PS。因环氧树脂中也有极性基团，应该对PS有良好的改性作用。因此，我偿试了用环氧树脂来改性PS。但单独用环氧改性PS效果不好，胶层易脱膜，粘接强度不太大，且胶层较脆，这可能是由于两者刚性都较大的因素造成的。我又在两者中加入第三种改性剂，选用异氰酸酯获得成功。环氧树脂的用量对胶液性质也有影响，用量太小，强度不高，但用量稍大时，剪切强度反而下降，这可能是由于PS改性胶粘剂是溶剂型胶粘剂，而环氧树脂固化后，有一部分溶剂仍残留在胶层中，影响了胶粘剂的性能，这种影响随环氧树脂的加入量增大而更加明显。况且，加入量太大成本也很高。环氧树脂用量与胶粘剂性能的关系见表3
3．1．6 反应温度对PS改性胶粘剂剪切强度的影响
首先，引发剂的分解需要能量，其次，PS的交联反应也需要能量，因此，加温反应比常温反应既彻底又迅速，能提高胶液的强度，考虑到溶剂乙酸乙酯的沸点较低，超过70℃，需要回流装置，这势必增加其工艺上的难度，同时，在较高的温度下，反应激烈，相互间交联的机会增大，从而，削弱了与PS间的共聚反应，效果反而不好。所以，选用70℃作为反应温度。当甲苯二异氰酸酯与PS反应基本快完成时，剩余的环氧树脂的反应不需要太高的温度，同时，也为了防止温度高，交联度增大，因此，降到50℃继续反应。但也不能降得太低，否则，TDI与环氧树脂的反应进行的不顺利，也达不到环氧树脂改性PS的目 的。
3．1．7 分段反应及反应时间对PS改性胶液强度的影响
甲苯二异氰酸酯和环氧树脂作为改性剂来改善PS的粘接性质，而甲苯二异氰酸酯既对PS进行改性，又对环氧树脂进行改性，如果一次性加料反应，则对此胶粘剂的基料PS改性效果不好，达不到改性目的。因此，采用分段加料反应，首先，TDI对PS进行改性，然后，再加少量TDI，与未反应完的TDI一起，对加入的环氧树脂进行改性并使PS分子链与环氧树脂分子链产生交联。
定，这表明2．5h后，改性反应随着引发剂的耗尽基本完成。3．1．8 填料对PS改性胶液性能的影响
从图3看出，剪切强度随着反应时间的增加而上升，反应超过2．5h以后，剪切强度趋于稳
为了减小胶粘剂固化时体积收缩及对所粘基材不光滑的表面起到填充作用，降低胶液成本，在配方中可适当加些添料，可添加活性碳酸钙、滑石粉、二 氧化钛，效果良好，加入添料的数量对胶液性能的影响见表4
表4 填料(活性碳酸钙)对胶液强度的影响接强度，反而还会改善胶的粘接性能，本胶粘剂加入5％左右填料即可，填充太多，胶液粘度太大，实际应 用时，溶剂不易挥发，在粘接件表面浸润性差，影响粘接效果。3．1．9 PS改性溶剂型胶的应用
制得的这种胶粘剂在使用时可根据不同用途选择性地填加固化剂，固化剂的种类及用量可以改变胶粘剂的固化时间。但是尽量不要选择高温固化及常温固化太快的固化剂。在涂胶时，尽量涂的薄一些，待溶剂挥发一部份后再粘合。这种胶粘剂可作为非结构胶粘接金属，用于粘接玻璃，陶瓷制品强度很高，也可以用于木材及日用品如塑料等的粘接。3．2 乳液型PS改性胶粘剂的结果与讨论 3．2．1 乳液型改性胶粘剂的性能如表5
3．2．2接枝共聚物的表征
从聚苯乙烯和不饱和极性性单体的接枝反应机理推断，该反应物应是聚苯乙烯－丙烯酸酯－醋酸乙烯酯的接枝共聚物，同时有少量未反应的单体和未接枝的聚苯乙烯。我们可以从两方面来表征：一方面通过监测反应不同阶段的溴值，从溴值逐渐降低可看出单体发生共聚反应；另一方面反应完成以后抽提出生成物中未反应的单体，测剩余样品的红外吸收光谱，在1700cm附近有明显的C＝0特征吸收，在2200cm附近没有C＝C的吸收峰能明显地表明生成物中确实有聚苯乙烯与混合单体的接枝共聚物存在，接枝共聚反应是成功的。3．2．3 低毒混合溶剂的选用
混合溶剂的选用不仅决定了胶粘剂的成本，而且还决定了其毒性的高低及其性能。根椐聚苯乙烯的溶解度参数和氢键指数，进行混合溶剂优选，当混合溶剂的溶解度参数和氢键指数与聚苯乙烯的相近时，就能良好地溶解聚苯乙烯。在考虑溶解度参数，又考虑毒性的情况下，我选择了具有毒性低、成本低而又具有良好的溶解性能的混合溶剂乙酸乙酯－甲苯体系，二者比例为4：1，用量为聚苯乙烯的1．5倍，反应后剩余量为聚苯乙烯的25％左右。3．2．4 改性剂的选择
由于聚苯乙烯的分子结构中含有苯环基团，降低了链节的柔顺性，使得胶粘剂的粘接强度下降，胶层硬而脆，因此，需要加入改性剂。之所以选择丙烯
酸酯和醋酸乙烯酯为改性单体其原因如下：丙烯酸酯为软单体，它使共聚物有较低的玻璃化温度和优良的柔软性，降低了成膜温度及胶层的硬度和脆性，增加了胶粘剂的剥离强度及耐寒性能；醋酸乙烯酯为硬单体，可提高共聚物的强度，又可降低成本。加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯是用来增加粘合剂的柔韧性，提高粘合剂的使用性能，同时还可缩短胶层的固化时间。3．2．5 混合单体用量对粘接强度的影响
图4是改性剂也就是混和单体用量对剪切强度的影响，从图中看出，改性剂用量为PS的40％左右剪切度就已经超过乳白胶的剪切强度了，活性单体共聚并与PS接枝，在聚苯乙烯链节上引入极性基团，对PS起改性作用。所以随着混合单体增多，链节上极性基团增加，因此剪切强度逐渐增大。混合单体再增多时，剪切强度没有太大的变化。有时可能由于交联度增高而有所下降。况且单体越多成本越高，失去了废物利用的意义，因此单体占PS的40％就足够了。
3．2．6 反应温度对粘合剂性能的影响
聚合接枝的温度对反应的影响如表6所示
温度太低，引发剂不能引发，反应进行所需的能量也达不到要求，因此不能很好地共聚接枝，当温度太高时，反应过于剧烈，同时，反应产生的热可能导至聚苯乙烯降解，最适宜的反应温度为75－85℃。
3．2．7 保温对单体转化率的影响
乳液接枝聚合反应要采用连续加料，加料结束后进行升温保温，由表7可知转化率随保温时间延长而增加，但一般保温0．5h已能使单体基本转化完毕。
3．2．8 乳化剂种类及用量
乳液共聚一般都选用阴离子－非离子表面活性剂为乳化体系，阴离子表活性剂选用十二烷基硫酸钠，非离子表面活性剂选用OP－10，两者比例为1：2，表8为乳化剂用量对胶液质量的影响。
从表中数据可以看出，乳化剂用量在2％－3％之间效果较好，小于2％时，乳胶有结块，乳化效果不好，大于3％时，聚合反应速度快，乳液可能是由于颗粒大而不稳定。3．2．9 PS改性乳胶的成本核算
用本方法制得的乳胶成本如下表这样制得的胶粘剂每公斤价格为1．84元，每吨3680元，比市售的乳白胶便易很多，况且这是实验室试剂的价格，工业生产每吨大约得低800元。因此这种改性PS乳液还是很有产业化价值的。4 结 论
在溶剂型PS改性胶粘剂的研制中，首次提出了以环氧树脂作为改性剂对聚苯乙烯泡沫塑料进行改性，并取得成功，制得的胶粘剂拉伸剪切强度(铝片)可达6．2MPa，可作为非结构胶粘剂用于粘接金属。用于玻璃、陶瓷制品、塑料制品、木材等的粘接效果更好。
采用丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯的混合单体与聚苯乙烯泡沫塑料接枝共聚所制得的乳胶，压缩剪切强可达10．4Mpa，完全可代替市售的乳白胶用于木材的粘接。在这种改性乳液胶中，聚苯乙烯泡沫废料占21％，混合单体占8．5％，这既节约了成本，又回收了白色污染，是个一举两得的办法。目前国内乳白胶需求量很大，这种制胶方法工艺简单，设备投入小，二次污染不大，是个值得产业化的成果。
攻读硕士学位期间以发表的论文
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[2]高吸油性树脂的合成．化学与粘合．2001(6)
[3]PAAS法测定生物菌肥中的钾．化学与粘合．2002(1)
[4]难粘塑料的表面处理．化学与粘合。2002(4)参考文献：
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