苹果(Apple)正逐步积累一份堪称传奇的材料科学专利组合,最近提交的一项专利申请描述了一种更廉价、更高效的工艺,可从废弃铝合金中回收纯铝。苹果的专利申请描述了一种工艺,可在低至125摄氏度的温度下从废料堆中回收纯铝。

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从铝合金中回收纯铝的传统方法(如霍普斯法(Hoopes process))通常能源和资本密集,削弱了其经济合理性。然而,苹果现已申请专利,提出一种新的铝回收方法,涉及电精炼与低熔点熔盐相结合。与难以去除铝合金中某些常见元素的传统分步凝固法不同,苹果的电精炼工艺采用基于氯化铝的熔融电解质盐,该工艺“可在低于200℃、低于150℃、低于125℃的温度下运行,在某些变体中甚至更低”。

该工艺的基本原理相当常见:将废铝合金阳极和纯铝阴极置于装有氯化铝基熔融电解质盐的电化学槽中。施加电流时,废合金中的铝在熔盐中被氧化成铝离子,然后在纯铝阴极上被还原回铝金属。

然而,苹果的方法包含多项创新。首先,该方法“不需要根据熔融废铝层的密度来设计工艺”,这意味着废铝阳极可采用多种形式,包括箔片、板材、锭、压缩的CNC加工切屑,或这些形式的组合。

还可以聚合多种废料来源,可熔化成均匀的平均成分,或通过固态结合(在不熔化的情况下压缩或连接)组合,从而实现前所未有的灵活性。其次,该工艺不需要不间断地持续到结束,可根据可用能量水平以及峰谷时段的价格差异进行暂停或调节。当然,核心创新在于基于氯化铝的熔盐,该熔盐可与氯化物添加剂或掺杂剂(如氯化钠、氯化钾或氯化镁)结合,以降低熔盐混合物的熔点,并破坏电极上改变结构的枝晶的形成。

该系统可通过使用多个废铝阳极及其各自的纯铝阴极进行扩展。即便如此,系统必须密封以防止熔盐组分蒸发。因此,氯化铝基电解质实现了远低于传统铝熔化温度的操作温度。“使用诸如压缩CNC切屑等形式的废料的能力也很重要。苹果自身的制造生态系统很可能产生高质量的加工废料,而能够处理这些废料形式的提纯工艺可以改善闭环材料回收。”

鉴于苹果MacBook Neo已采用再生铝制造,认为未来迭代产品利用该工艺来节省额外成本并非牵强,尤其是对于每一美元都至关重要的设备而言。


文章标签: #苹果 #环保 #铝回收 #专利 #低温工艺

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