废铝易拉罐表面除漆工艺的研究学士学位论文.doc

本科毕业设计（论文）题目 废铝易拉罐表面除漆工艺的研究 学 院 化学与材料工程学院 年 级 专 业 材料科学与工程 班 级 材料081 学 号 学生姓名 指导教师 职 称 高级工程师 论文提交日期 2012年5月22日 常熟理工学院毕业论文废铝易拉罐表面除漆工艺的研究摘 要开展了一种化学与物理方法相结合的废旧易拉罐表面漆膜的分离工艺方法。定性分析铝罐表面漆料的成分,来选择合理的除漆溶剂和拟定实验方案进行实验。通过对不同的溶剂组合的实验数据分析来选择较好的溶剂组合成分，再通过改变溶剂的组合比例使得除漆效果较优。通过对比不同的加热温度、反应时间对除漆工艺的影响，来确定较优的实验方案，使除漆效果较好，铝回收率也较高。关键词：铝罐 除漆工艺 预处理 化学分离 物理分离IIThe research of Surface Paint Stripping Craft on aluminum scrap cansAbstractA kind of paint stripping craft that the chemical separation and physical separation of combining was designed in this paper.According to the qualitative analysis of theIngredient of the aluminum cans surface paints, choosed a rational of paint stripping solvents and prepared an experimental program for experiments. By the data analyzsis of the different solvents mixing experiments， select the better paint stripping of solvents combination, and then change the mixing solvents to make the optimum technology of paint stripping.by comparing the different heating temperature、the reaction time on the affect of paint striping craft, and determined the optimum experimental program for the better paint stripping craft and the high efficency of aluminum recovery.Key words: Aluminum cans， Paint strippingcraft， Pretreatment， Chemical separation，Physical separation目 录1 前言11.1 概况11.1.1 废铝回收是环保绿色经济的重要组成部分11.1.2 废铝再生利用形成高性能产品是各国追求的目标11.1.3 我国废铝回收技术还存在明显的差距21.2 目前易拉罐表面漆料的去除工艺发展状况31.2.1 除漆工艺简介31.2.2 国内外除漆工艺现状与分析51.3 表面除漆工艺中的定性分析方法61.3.1 红外色谱法原理61.3.2 红外色谱法测试步骤61.4 拟定废铝易拉罐除漆的实验方案71.4.1 实验的目的和目标71.4.2 拟定的实验方案71.4.3 实验具体步骤71.5 课题研究的意义82 实验部分92.1 溶剂及仪器92.2 实验步骤102.2.1 采样部分102.2.2 检测方法102.2.3 实验方案103 结果与讨论123.1 红外色谱图分析123.2 实验数据整理与分析123.2.1 除漆溶剂的选择123.2.2 溶剂混合比例选择173.2.3 加热温度与时间选择203.3 实验结果检测与分析224 结论24参考文献25致谢26常熟理工学院毕业设计（论文）29常熟理工学院毕业设计（论文）1 前言1.1 概况1.1.1 废铝回收是环保绿色经济的重要组成部分铝回收再生产是世界铝工业的必要组成部分，是铝工业可持续发展的不可缺少的资源，再生铝的生产是有着巨大市场潜力和发展前景的行业。废铝回收和原铝生产相比较下的优势非常明显，每吨再生铝与每吨电解铝相比节省能源高达95，CO2和有害排放物也大大减少，很有利于环保。铝是一种可以完全回收再生且品质不会降低的金属，废铝回收利用，不仅能变废为宝、净化环境、拓展资源、节约能耗，而且还为汽车、仪器仪表、模具等制造行业提供廉价的铝合金，具有良好的社会效益和经济效益、环保效益，是一项当代受益、惠及子孙的“绿色工程”产业。发展再生铝行业不仅节约稀有铝矿产资源，节约能源消耗，同时对环境保护的意义更为突出。因此，再生铝在工业发达国家的发展中占有重要地位，发达国家原铝与再生铝的比重已接近或超出1:1。 废弃铝制品的回收与再生已成为世界各国经济发展中重要的工作，已成为一项重要的环保产业。而易拉罐作为一种饮料包装用品，制作材料就是铝合金，是一种常用且大量的消耗品，所以处理好易拉罐的回收再生尤为重要。单个易拉罐的重量约为15g，罐体表面漆层大约占3.2%，外表面漆层的含有有机烃类黏合剂和以二氧化钛为主要成分的化工漆料，内表面上为乙烯树脂和环氧树脂系的涂料。从对易拉罐外漆中主要无机成分的XRD图谱的分析中，可知主要含有TiO2、Fe、Ti、Al2O3、SiO3等无机物。要将废旧铝易拉罐熔炼制成高质量的铝或铝合金材料，必须进行严格的表面预处理。除了用洗涤剂等清除表面的污垢外，最主要是对罐体表面颜色漆层的处理。而且除漆作为废旧易拉罐回收利用的核心技术，它能使废旧铝易拉罐的再生利用具有生产率高、能耗低、制成品合金成份容易控制等优点，因此得到了经济、环保、社会的广泛重视。1.1.2 废铝再生利用形成高性能产品是各国追求的目标美国2001年用铝废料生产的再生铝为298.2万吨，超过了原铝的产量。2001年美国回收的铝饮料罐占总产量的55.4，回收铝75.5万吨。美国铝业公司已经确立了新的目标为，2020年美铝的铝产品要有50用回收的废铝生产。巴西于1990年开始生产铝饮料罐，现在年产铝罐能力达到102亿只，1991年开始回收铝饮料罐。巴西有15万人从事铝饮料罐回收，2001年回收率达到85，居世界第一，超过日本82.5的回收率。巴西当年回收的铝罐重量达到11.95万吨，相当于90亿只铝罐的重量。西班牙目前原铝生产能力为37万吨/年，再生铝生产能力为25万吨/年，再生铝的比例超过了40%，而且再生铝的生产能力还在增加。挪威海德鲁公司在西班牙Azuqueca建立一座全新的重熔回收厂，从2001年开始试生产铝挤压坯料，目前产能已经达到6万吨/年。采用先进的生产工艺，提高技术水平是世界再生铝行业的主要发展趋势。目前发达国家已形成完善的废杂铝收集、管理、分检系统，适应不断扩大的市场需求，发达国家在生产中不断推出新的技术创新举措，如低成本的连续熔炼和处理工艺，使低品位废杂铝升级的工艺等，用废杂铝已能大量制造供铸造、压铸、轧制产品等用的再生铝锭；广泛开展高回收率、低烧损先进铝再生工艺的研究与开发，其中比较有代表性的有流化床法和脉冲雾化回收法。流化床法由加拿大铝业公司开发，可以处理各种废杂铝，并且回收效率高、节约能源、排放物少。脉冲雾化回收法主要用于回收废汽车件，其优点是成本低廉，能耗与雾化气体消耗量低，适合于高合金化的复杂铝合金的再生。目前，世界再生铝的产品主要是铸造件。提高深加工能力，向终端产品靠拢已成为各国家再生铝企业的追求目标。如日本新菱铝回收公司建成了从废铝罐到扁坯的联合工厂，该厂年生产能力为6万吨，废易拉罐就可直接变成生产易拉罐用的板卷；美国通用汽车公司和加铝建立起铝废料回收再生系统，将汽车冲压件厂的6111铝合金废料全部送到加铝在美国Oswego铝加工厂直接入炉重熔，再轧制汽车用板返回至汽车冲压件厂。这样，通用汽车公司冲压件厂每年节省资金250万美元。1.1.3 我国废铝回收技术还存在明显的差距目前我国废铝再生的生产技术与世界发达国家相比，差距是非常明显的，主要体现在：（1）再生铝企业规模较小，技术力量相对薄弱。据调查，目前我国大大小小的再生铝生厂约有2000多家，大部分铝再生企业是家庭作坊式小企业，铝再生企业规模小，没有形成规模化的产业群。同国外再生铝企业平均年产5万吨的规模相比，中国目前再生铝企业的生产规模确实小，平均年产只有500吨左右；工艺落后，技术力量薄弱，我国好多废铝回收企业采用“土法”熔炼，技术含量低，工人劳动强度大，生产率低，铝烧损大，实收率低。铝的实际收得率只有7080，有的还不足60，而发达国家则在90以上，有的高达98；另外，国家在再生铝科研方面投入少，从事这方面的研究人员很少。（2）整体装备水平低，生产成本相对较高。目前，我国大多数再生铝生产企业所普遍采用的铝熔炼设备是普通的反射炉(燃油或燃气)。由于此类设备使用明火对铝进行接触式的加热熔化。熔炼过程中金属烧损现象严重特别是熔炼薄壁、废屑等废铝金属，铝的回收率相当低(普遍低于90)。由于熔炼技术落后，产品能耗很高，以燃轻柴油为例，目前国内的再生铝企业其吨产品油耗一般在80Kg以上，有的甚至超过100Kg(目前世界先进水平在4550Kg左右)。（3）废铝表面预处理技术水平很低，再生产品质量较差。目前我国尚没有形成比较完善的废铝回收系统，废铝的回收处理很原始，管理比较混乱，不同品质、不同类型的废旧金属材料相互混杂的现象十分普遍。我国目前废铝破碎、筛分、挑选、分类等预处理技术水平很低。大部分靠人工挑选与分类，甚至有些乡镇企业和个体企业，不挑选，不分类，只要是铝废料就一起往炉子里装。这使再生铝的成分变的极为混杂，污染严重，大大降低了再生铝的利用价值。（4）生产过程气体、固体废弃物污染较为严重。由于在熔炼生产过程中，企业没有对废铝进行科学的预处理，加上熔炼设备及烟尘处理技术落后，对于铝废料所限带的油污、塑料、包装纸等外来杂物的处理能力不强。废料中的油污、塑料等杂质在高温下裂解，产生大量有毒物质，不仅造成对铝液的二次污染，同时也对周边环境造成严重的污染。1.2 目前易拉罐表面漆料的去除工艺发展状况除漆是废旧铝易拉罐回收利用的核心技术，它使废旧易拉罐的再生利用具有生产率高、能耗低、烧损小、制成品合金成分容易控制等优点，因此获得了广泛的重视。1.2.1 除漆方法简介用洗涤剂清洗除去废旧铝罐表面的灰尘等固体杂质后，再用自来水冲洗干净，晾干后将罐体从整罐上切割下来，并将罐体剪成若干个质量相近的小铝合金片，在内层标注顺序号以区分样品，用分析天平称重后备用。除漆率是指经过除漆层处理后铝合金片表面漆层的减少量和未除漆之前漆层量的百分比。（1）喷砂除漆是用砂纸打磨的方法除去易拉罐表面的漆层，砂纸粒度0.50.25mm，使用过的砂粒用稀盐酸过滤回收二氧化钛。用砂纸打磨可以除掉漆层，通过质量分析很容易除掉质量的3.2%。但是用砂纸打磨后去除率达到100%的铝合金片，在马福炉内加热500以上并保温10分钟，发现仍然有质量损失，说明打磨并不能保证完全除掉漆层，并且砂纸打磨也有可能除掉部分内层铝合金，使铝合金的合金成分改变以及回收率降低。另外，采用砂纸打磨的方式处理时，耗时长而且去除率也不能保证稳定地达到100%，不适宜大规模生产。（2）热除漆在500540间，随着温度的升高，除漆率明显增加，但是温度升至540后则变化不明显。因此，选用540作为较好的除漆温度，进一步考察时间对除漆率的影响。开始，随着时间的增加，除漆率显著增加，20分钟左右达到最大值约93%。继续延长时间除漆率变化不明显，并有下降的趋势。由于漆层主要是有机烃类，加热后烃类与氧发生反应，生成CO、CO2 以及少量的氮、硫、磷等的氧化物挥发掉，当除漆率达到最大值时，继续加热则铝合金片发生氧化而使质量增加，出现除漆率下降的现象。处理过程要在高温炉内进行，设备成本高，能量消耗大，有有害气体放出，会污染环境。（3）有机溶剂除漆是根据有机物间的“相似相溶”原理，采用有机溶液溶解有机漆，而不和铝合金片发生反应。溶液浓度对除漆率的影响从试验中可以看出，随溶液浓度的增加，除漆率显著增加，当溶液浓度90%时，除漆率就达到了100%。在室温下采用甲酰铵- 乙基酮（11）与水配制成浓度为90%的溶液来浸泡铝合金片，考察浸泡时间对除漆率的影响，随着时间的延长，除漆率明显增加，15分钟就可以除去表面的全部漆层。但是随着溶液中溶入的杂质含量增加，漆层去除率就会明显降低。因此可以通过过滤除去杂质，蒸发提纯后得到较纯的溶液，重复利用，以降低成本。（4）浓硫酸除漆是利用浓硫酸钝化的特性来去除铝罐表面的漆层。浓硫酸与漆层中的有机物和氧化物反应，不与铝合金中的成分反应，即钝化效应。室温下当铝合金片在浓硫酸中的质量百分比，即浓度54%时，除漆率都为100%。而54%时，除漆率则显著降低。54%是铝合金片上的漆层能被浓硫酸完全清除的最高浓度。由于铝合金片质量轻而体积相对大，一定量的浓硫酸能覆盖的铝合金片的质量有限，因此选取比例大约为2.4%来做浸泡时间对除漆率的影响实验。2.4%是实验中浓硫酸能将铝合金片完全浸没的最高比例。表1-1 不同除漆方法对除漆率的影响除漆方法喷砂除漆热除漆法溶剂除漆法浓硫酸除漆法除漆率100%约93%100%100%优点除漆率较高，污染少方法简单，工艺性好除漆率高，回收合金中杂质含量低成本低，除漆率高，合金中杂质含量低缺点除漆率不稳定，内层铝损失高，不适宜大规模生产污染严重，回收合金中杂质含量高，成本高，能耗高除漆率受溶液浓度影响明显，工艺复杂工艺复杂，消耗大量铝1.2.2 国内外熔炼除漆工艺现状与分析废旧罐料表面涂有一些有机物、无机物等作为漆层防护材料，国外目前一般有两种处理方式：一是将废旧罐料直接装入熔炼炉中熔炼，漆皮在熔炼过程被完全燃烧掉。但此类废罐都是薄壁制品，漆层在燃烧过程中部分铝被氧化，还增加了回收铝中的杂质和气泡；二是采用回转窑焙烧法，回转窑可以分为同流法和逆流法，它们的主要组成部分基本相似，主要不同是窑内铝片流动方向与热烟气流动方向相反。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，使得物料之间相互摩擦和震动，最后炭化物从废铝上脱落。其优点是热效率高，会使表层油漆在一定温度下熔化，从而与罐体分离。但该工艺采用加热的方式，仍会出现铝被氧化的事实，同时表层的碳化物颗粒会残余，对废旧罐料的熔体造成不小的质量影响。图1.1 同流法回转窑示意图图1.2 逆流法回转窑示意图对于废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质，目前国内企业常用高温烧蚀的办法去除绝缘体，即在脱漆炉内以500以上的温度对废铝料进行加热与足够时间的保温，能够清除干净一般的油类和涂层均。但烧蚀过程中将产生大量的有害气体，严重地污染空气。也有企业尝试采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法，即先通过热能使绝缘体软化，机械强度降低，然后通过机械揉搓剥离下来，这样既能达到净化目的，同时又能够回收绝缘体材料，但这种工艺方法的工作效率较低，而且对设备提出了一定的要求。另外一种处理废铝表面涂层、油污等污染物的方法是，采用丙酮等有机溶剂清洗，但缺乏对所形成废液的处理，又造成了新的污染。1.3 表面除漆工艺中的定性分析方法1.3.1 红外色谱法原理当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到红外光谱图。红外光谱图通常用波长()或波数()为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。 红外光谱是物质定性的重要的方法之一。它的解析能够提供许多关于官能团的信息，可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。其定性分析有特征性高、分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。 传统的利用红外光谱法鉴定物质通常采用比较法，即与标准物质对照和查阅标准谱图的方法，但是该方法对于样品的要求较高并且依赖于谱图库的大小。大多数化合物的红外谱图是复杂的，即便是有经验的专家，也不能保证从一张孤立的红外谱图上得到全部分子结构信息，如果需要确定分子结构信息，就要借助其他的分析测试手段，如核磁、质谱、紫外光谱等。尽管如此，红外谱图仍是提供官能团信息最方便快捷的方法。1.3.2 红外色谱法测试步骤聚合物采用溴化钾压片法制作测试薄片，具体红外光谱仪的使用步骤：打开傅立叶红外色谱仪，预热30min，启动计算机。双击桌面上Spectra Manager图标打开主界面，进入光谱窗口。点击Spectra Manager 窗口里的Spectrum Measurement 图标，进入光谱测量窗口，以进行样品的光谱测量。设置测量参数，点击Measure Parameters。进行背景的测量，点击Background Measurement，测量背景、保存。放入已制好的样品，点击Measurement进行样品的光谱扫描，得到样品光谱图保存、分析。点击Spectra Analysisi进行光谱分析。测量完毕后，退出Spectra Manager光谱窗口，退出计算机系统。关闭红外光谱仪和计算机电源，并做好使用情况的登记。1.4 拟定废铝易拉罐除漆的实验方案1.4.1 实验的目的和目标要选择工艺简单，处理过程中内层铝损失最少，除漆率最高、最快和最稳定，回收合金中杂质含量最低，成本最低，污染最小的除漆方法。在老师的帮助下，通过查阅文献，制定出该实验方案，目的是研究一种化学分离和物理分离相结合的工艺方法，首先设计合理的除漆溶剂组合来浸泡废铝，使漆层脱落或溶掉漆层中的有机烃类粘合剂，再采用物理方法除去漆层的无机物和微量的有机物。研究废液处理工艺，必须分别处理废液、固体废物、废气。废液中主要是有机溶剂和溶解在溶剂中的有机烃类粘合剂，通过仪器分析定性分析，找到处理分离废液的方法。固体废物主要是无机物，可以通过一定预处理，就可以作为填充物再利用。废气主要是实验中的溶剂挥发，在工厂生产中可以采取相应措施回收废弃中的溶剂，也可以处理其中的有机溶剂，满足气体排放标准就可安全排放。通过实验逐步形成一种生产效率高、表层材料处理彻底而铝利用率很高的罐体预处理工艺技术。1.4.2 拟定的实验方案（1）定性分析废旧罐体表面涂层的成分组合与物理化学特性，研究相应的有机脱漆溶剂，探究较好的反应试剂；（2） 采用化学方法和物理方法相结合的方法，溶解漆层的有机烃类粘合剂，再进一步去除漆层的无机填充物；（3）对脱漆过程形成的废液、固体废物、废气进行物理化学特性，进行化学预处理，消除湿法脱漆所造成的二次污染；（4）进一步对溶解漆层溶剂的研究，形成一种少污染、生产效率高、回收利用率高的除漆工艺。1.4.3 实验具体步骤（1）通过红外色谱仪设备的使用，定性分析废铝易拉罐表面漆层的元素成分，并根据成分结果、查阅文献制定除漆所需要的化学药品及过程。（2）采用45种化学试剂的结合对废铝易拉罐表面进行除漆。（3）再结合物理方法对废铝易拉罐表面进行除漆。（4）分析化学方法和物理方法结合对废铝易拉罐表面进行除漆的数据，调整实验中的溶剂种类，溶剂的用量比率，改变铝罐样品的用量，加热的温度，加热的时间等条件中单一条件的改变来比较实验的数据结果，来修改和完善制定的实验方法。（5）在通过实验仪器分析废液是否有有机物和固体废物中是否还残余有机物。1.5 课题研究的意义本课题开展了一种化学分离和物理分离相结合的工艺方法，设计合理的除漆溶剂浸泡废铝除去漆层，使漆层脱落或被溶剂溶掉，再通过机械搅拌摩擦除漆，尽量消除除漆工艺工程中的污染问题。通过对废铝涂层的预处理，即去除罐体表面漆层，形成一种生产效率高、表层材料处理彻底而铝利用率很高的罐体预处理工艺技术，改变我国再生铝行业企业的现状，提高再生铝企业的市场竞争力，获取更多的经济效益，同时加强废铝回收与再生技术的科技投入，不断开展铝再生技术的研究与开发，进一步提高我国再生铝企业的技术实力，充分发挥再生铝在经济发展中的作用，有效地提高再生铝生产高性能铝合金产品，是再生铝生产技术的重要提升与进步，具有很高的环境、资源和经济效益，开发与应用前景广阔，对于矿产资源匮乏的我国铝生产行业具有非常重要的意义。常熟理工学院毕业设计（论文）2 实验部分先对废易拉罐表面漆料成分进行检测，根据检测的结果和分析挑选有机溶剂，比较单一溶剂、混合溶剂的除漆效果。在对比不同溶剂比例、反应时间、反应温度下的除漆率值，确定除漆率较优的除漆方案。2.1 实验使用溶剂及仪器N,N-二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide），化学纯， 江苏强盛化工有限公司N,N-二甲基乙酰胺（N,N-Dimethylcetamide）， 分析纯， 江苏强盛化工有限公司二甲基亚砜（Dimethyl Sulfoxide）， 分析纯， 江苏强盛化工有限公司正丁醇（n-butanol）， 分析纯， 江苏强盛化工有限公司环己醇（Cyclohexanol）， 化学纯， 上海凌峰化学试剂有限公司三氯甲烷（Trichloromethane）， 分析纯， 江苏强盛化工有限公司1,2-二氯乙烷（1,2-Dichloroethane）， 分析纯， 上海凌峰化学试剂有限公司乙腈（Acetonitrile）， 分析纯， 江苏强盛化工有限公司乙醚(Diethyl ether)， 分析纯, 江苏强盛化工有限公司乙酸酐（Acetic anhydride）， 分析纯, 江苏永华精细化工有限公司甲苯(Toluene)， 分析纯, 江苏强盛化工有限公司1,4-二氧六环（1,4-Dioxane）， 分析纯， 国药集团化学试剂有限公司傅里叶红外光谱仪， NICOLET380， 美国Thermo Nicolet公司精密定时电动搅拌器， JJ-1型， 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司电热恒温鼓风干燥箱， DHG-9075A型， 上海-恒科技有限公司电子太平， EL204型， 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司数显恒温水浴锅， HH-2型， 国华电器有限公司 图2-1傅立叶红外光谱仪图 图2-2数显恒温水浴锅2.2 实验步骤2.2.1 采样部分将收集的废铝易拉罐分类开来，将罐盖和罐底用剪刀剪去，用去污粉洗去内外表面的污垢,在干燥箱内烘干。用刀子将表面的漆层刮下,放在研钵内研磨成粉末状，干燥，用红外光谱仪检测应用。其余的铝罐将通过实验处理去除漆层，将剩余的罐盖和罐底收集好，可以在废铝熔炼中应用。2.2.2 检测方法打开傅立叶红外色谱仪，预热30min，启动计算机。取样品约2mg，溴化钾约50-100g混合在玛瑙钵中进行研磨，直至组合均匀，成粉末状。将研磨好的固体粉末按照压片模具使用说明装好待用。将模具放置在压片机工作空间中央位置，通过手轮调节压力丝杆，并用压力丝杆压紧。关闭放油阀（顺时针拧紧），上下摆动压把，同时观察压力表示数值读数，当达到10MPa时停止加压，并保持3-5min。逆时针拧转放油阀手轮，开启放油阀，查看样品薄片的质量。仪器首先采集背景，背景采集完毕，调整好傅立叶红外色谱仪的测试参数。装入样品薄片，点击样品采集，采集完成后，进行红外测量，吸光度-自动基线校正-透过率-平滑处理(15)-标峰。保存图谱，分析特征峰峰值，整理分析数据。2.2.3 实验方案（1）溶剂的选择红外谱图分析与文献资料的参考，得出铝罐漆层的有机物成分，根据有机溶剂的极性相似相容原理，选出几种适宜的溶剂。将铝罐样品称重，将称好的样品放置在8个250ml的烧杯中，配上不同的溶剂。在恒温水浴锅内加热，温度设置为60。每过十五分钟观察烧杯内溶液颜色变化的现象，摇动烧杯让漆层表面更好的接触溶剂。加热4个小时后，溶剂内有颜色的变化，根据溶液颜色的变化初步判断，用镊子捏取棉花擦拭样品表面，从中选出较好的几种除漆溶剂。（2）初步拟定实验步骤将可口可乐铝罐样品在电子天平上称重，称出4组，每组56g。将称好的铝罐样品分别置于4个250ml的烧杯中，配上不同的几种溶剂组合（1:1的比率）。放置于恒温水浴锅内恒温加热，温度设置为60。每过十五分钟观察烧杯内溶液颜色变化的现象，同时摇晃一小会，共加热4个小时。加热过后，根据溶液颜色来初步判断，用清水洗净铝罐样品表面的溶剂,在鼓风干燥箱内干燥,称重。把干燥好的铝罐样品放在250ml的三颈烧瓶内，加三分二的水，用精密定时电动搅拌器快速搅拌，让水流的冲力使铝漆片互相摩擦达到除漆的效果，搅拌1个小时。将水溶液和铝罐样品分离，清洗铝罐样品中间夹杂的粉末，干燥,称重，计算除漆率(指经过除漆层处理后铝合金片表面漆层的减少量和未除漆之前漆层量的百分比)。（3）修改实验方法根据实验过程中反映出的除漆效果，及时完善实验的溶剂种类，溶剂的用量比率，铝罐样品的用量等条件的改变，考察溶剂不同对除漆的影响，选择除漆效果较好的溶剂组合。在改变加热的温度，加热的时间等条件，研究较好溶剂组合下加热温度和加热时间对除漆的影响，修改和完善除漆实验方法。（4）完善实验方法废铝易拉罐样品在电子天平上称重，称出4组，每组12g左右。将称好的铝罐样品分别置于4个250ml的烧杯中，配上二甲基亚砜：N,N-二甲基甲酰胺=1:2的溶剂组合。放置于恒温水浴锅内恒温加热，温度设置为70。每过十五分钟观察烧杯内溶液颜色变化的现象，同时晃动一小会，共加热4个小时。加热过后，根据溶液颜色来初步判断，用清水洗净铝罐样品片表面的溶剂，观察表面除漆效果。把清洗干净的铝罐样品放在250ml的三颈烧瓶内，加三分二的水，加入些许的粗砂，用精密定时电动搅拌器快速搅拌，让水流的冲力使铝罐样品互相摩擦达到除漆的效果，搅拌1个小时。将水溶液和铝罐样品分离，清洗铝罐样品中间夹杂的粉末，干燥，称重，计算除漆率。将实验中产生的有机溶液样品和搅拌所得固体废物样品拿去检测，分析检测实验数据，对实验方案的可行性和结论作出讨论。3 结果与讨论3.1 漆料组成分析与检测将从两种铝罐刮下的漆层固体粉末用傅立叶红外色谱仪测试，得到红外谱图如图3.1所示。考虑漆料颜色问题，所以刮下的漆层一种是红色漆料，另一种是蓝色漆料。图3-1 红外色谱图数据分析图3-1只能反映两种铝罐表面漆层中有机物的成分差不多，从图中发现1730cm-1左右出现峰值可能存在聚酰胺、聚酯类的化合物，14001600cm-1有吸收峰可能为不饱和基团或苯类物质。与所查文献中叙述铝罐漆层含有的有机物相对应分析(废旧罐料表面涂有有机涂料、无机涂料，如环氧化合物、聚乙烯、聚丙烯、TiO2、Fe、Ti、Al2O3、SiO3等。内表面为环氧树脂涂层，在内外表面成膜过程中使用了稀释剂、防潮剂、催化剂、脱漆剂、固化剂等) ，可以作为实验参考资料，确定漆料中的成分存在聚酰胺和聚酯类的化合物，也存在不饱和基团和苯类物质。3.2 实验数据整理与分析3.2.1 除漆溶剂的选择（1）通过红外测试的红外谱图分析结果和文献资料对比，选取了12种有机溶剂。考察单一溶剂对铝罐表面漆层去除的效果，如图3.2和表3.1所示。图3-2 溶剂除漆效果表3-1 单一溶剂除漆效果溶剂铝罐/g现象N,N-二甲基甲酰胺1.0094明显颜色变化N,N-二甲基乙酰胺1.1953明显颜色变化二甲基亚砜1.0345明显颜色变化环己醇1.0752较明显颜色变化正丁醇1.0551较明显颜色变化乙醚1.1264无明显变化乙酸酐1.0972无明显变化甲苯1.1073无明显变化三氯甲烷1.0407有颜色变化1,2-二氯乙烷1.1497有颜色变化1,2-二氧六环1.0862无明显变化乙腈1.1385有颜色班花图3-3 棉花擦拭铝罐表面的效果图3-2溶剂颜色变化的一部分照片。表3-1中是观察不同溶剂下溶液的颜色变化做的数据表格。图3-3是将各种溶剂中的样品取出，用棉花沾取溶剂在样品上轻轻擦除漆层的效果。比较实验现象选择对漆层的除去效果相对较好的几种有机溶剂。实验中醇类较其他溶剂的挥发较高，而且醇类味道较大，考虑到工业生产的环保问题，所以从中初步选取六种相对挥发较低的溶剂，N,N-二甲基甲酰胺， N,N-二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，三氯甲烷， 1,2-二氯乙烷，乙腈。进一步进行溶剂组合，与铝罐样品反应，寻找合适的溶剂组合来处理漆层，完善除漆工艺。（2）将六种溶剂可分为三类溶剂,进行组合,溶剂除漆后,直接进行搅拌摩擦除漆,研究不同溶剂组合对除漆率的影响。如表3-2和图3-3(a,b)所示。表3-2 不同溶剂组合对除漆率的影响溶剂铝罐/g剩余量/g除漆率/%1二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.62105.43183.372二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.52645.35233.153二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.38995.21473.254二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.72575.55562.975二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.61865.39593.966二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.62235.42393.537二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.87735.66163.678二甲基亚砜 15ml；N,N-二甲基甲酰胺 15ml；三氯乙烷 15ml5.54155.26893.35 （a）表3-2除漆率变化图 （b）除漆效果照片图3-4（a,b）不同溶剂组合对除漆率的影响表3-2和图3-3(a,b)中的(a)图可以明显看出溶剂组合中含有三氯甲烷的效果明显较差，而且N,N-二甲基甲酰胺，1,2-二氯乙烷，乙腈三种溶剂组合的除漆的值最低，可以看出没有加入二甲基亚砜的溶剂组合效果最差，但二甲基亚砜与N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺组合的除漆效果也不太好。而下面四种溶剂组合在溶液中放置较长时间，可以发现这四种组合的除漆效果较优，更要进一步考察这四组溶剂组合的除漆效果。图3-3(a,b)中的(b)图可以很直观的告诉我们漆层的物质并没有去除的较干净。（3）进一步考察二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，1,2-二氯乙烷， 乙腈五种溶剂组合除漆的效果。考虑铝罐漆层含量较低，对比增加一倍废铝罐的重量的除漆效果，而且也考虑漆层表面颜色漆残余较多，在搅拌中加入粗砂将漆层除去。除漆率如表3-3、表3-4和图3-5(a,b)所示。表3-3 增加摩擦对除漆效果的影响溶剂铝罐/g剩余量/g除漆率/%1二甲基亚砜 15mlN,N-二甲基甲酰胺 15ml1,2-二氯乙烷 15ml5.67775.40124.872二甲基亚砜 15ml N,N-二甲基乙酰胺 15ml1,2-二氯乙烷15ml5.51885.25394.793二甲基亚砜 15mlN,N-二甲基甲酰胺 15ml乙腈 15ml5.57545.31064.744二甲基亚砜15mlN,N-二甲基乙酰胺 15ml乙腈 15ml5.63025.36764.68表3-4 增加铝罐样品重量对除漆的影响溶剂铝罐/g剩余量/g除漆率/%1二甲基亚砜 15mlN,N-二甲基甲酰胺 15ml1,2-二氯乙烷 15ml11.273110.69375.132二甲基亚砜 15ml N,N-二甲基乙酰胺 15ml1,2-二氯乙烷15ml11.061810.49765.113二甲基亚砜 15mlN,N-二甲基甲酰胺 15ml乙腈 15ml11.263510.69685.034二甲基亚砜15mlN,N-二甲基乙酰胺 15ml乙腈 15ml11.348110.78754.94 （a）除漆率变化图 （b）除漆效果照片图3-5(a,b) 增加摩擦对除漆率的影响表3-3只是增加搅拌摩擦的除漆效果，表3-4是增加一倍废铝罐重量的除漆效果，图3-5(a,b)中除漆率变化和除漆效果照片，可以很清楚的证明增加摩擦有利于漆层的漆料脱落，而较多废铝罐的除漆效果也较好。此外根据数据变化可以看到N,N-二甲基甲酰胺两种溶剂组合的除漆效果较优于N,N-