廢鋁的資源化利用.

1、廢鋁的資源化利用國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫、概述二再生鋁的分類三、國(guó)內(nèi)外再生鋁的生產(chǎn)工藝鋁是目前世界上除鋼鐵外用量最大的金屬；在有色金屬中，鋁無論在儲(chǔ)量、產(chǎn)量、用量方面均 屬前位鋁的保用范圍十分廣泛，民用、軍用、建筑交通等 各行各業(yè)中鋁及合金幾乎無所不在；隨著產(chǎn)量、使用量的增加，廢棄鋁制品量也越來越 大，而且，許多鋁制品都是一次性使用，從制成產(chǎn) 品至產(chǎn)品喪失使用價(jià)值較短。二、廢鋁的分類鋁從礦石到金屬，再到成品成本很高，僅電解一道工序耗 電就達(dá)13000-15000度/噸鋁；電解鋁再生，能使能耗、輔料消耗大大降低，節(jié)約資源、 成本。與生產(chǎn)原鋁相比，生產(chǎn)再生鋁在環(huán)境保護(hù)方面有顯

2、著優(yōu)點(diǎn)。從廢鋁料生產(chǎn)再生鋁，CO2排放量比用水電生產(chǎn) 原鋁減少91%,比用燃油發(fā)電生產(chǎn)鋁的建廠投資僅僅為生 產(chǎn)原鋁的10%；因此，廢棄鋁的回收、再利用，無論從節(jié)約地球上資源、 節(jié)約能耗.成本、縮短生產(chǎn)流程周期都具有十分巨大的意 義。國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫鋁質(zhì)飲料罐鋁屑廢舊的飛機(jī)，船 舶，汽車零件報(bào)廢的鋁板材， 線材，型材鋁制 品廢雜鋁，鑄造 鋁合金廢鋁等2廢鋁的來源鋁廢料可分為“新廢料”和“舊廢料”兩類。新廢料又稱為“過程廢料”在冶煉和加工產(chǎn)生的廢料，這類廢料在大冶練廠和加 工廠現(xiàn)場(chǎng)重熔回收是很普遍的；獨(dú)立的重熔廠也回收生 產(chǎn)鋁板和擠壓件等時(shí)產(chǎn)生的邊角料和切屑，“舊廢料產(chǎn)

3、品使用期結(jié)束和報(bào)廢后產(chǎn)生的廢料，這類廢料可獲量與產(chǎn)品使用；如汽車中鋁制品件使用期限12年，建筑業(yè)中為30年?！芭f廢料” 一般都在獨(dú)立 再生窟廠幣處理利軍燈，大那分轉(zhuǎn)化威簣件般錚錠，常重加入負(fù)翁添加剋旳硅、 踴、罠 也有一削分轉(zhuǎn)化鋼袂工業(yè)用的鋁脫氧劑。“舊慶料”在苓后10t至 更長(zhǎng)時(shí)間將繼續(xù)增長(zhǎng)，目前占總廢料量的50%o國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫由含鋁礦物電解或其他方法制得的金屬鋁稱為原鋁，又稱 一次鋁。由含金屬鋁的廢舊材料熔煉回收所得的金屬鋁或鋁合金稱 為二次鋁。意義：大幅度地降低電能消耗大幅度地節(jié)約基建費(fèi)用大大地減少環(huán)境污染三、再生鋁的生產(chǎn)鋁工業(yè)之所以能成為一種可持續(xù)發(fā)展的

4、工業(yè)，不 僅在于鋁具有良好的性能（密度小、塑性變形性 能好等），而且由于它是最具有可回收性與再生 利用價(jià)值的工程金屬，其回收節(jié)能效果甚佳，能 夠多次反復(fù)循環(huán)利用。再生鋁的能耗僅為制取原 鋁的3%-5%o鋁的回收和再生利用不僅節(jié)能效果顯著，而且可 以減免鋁生產(chǎn)中和發(fā)電工業(yè)生產(chǎn)中的CO?和CO排 放量。這對(duì)于防治大氣污染有重要意義，所以鋁 的再生被稱譽(yù)為一種“綠色金屬”生產(chǎn)。美國(guó)早在1987年就通過了鋁飲料罐回收法，對(duì)廢 鋁罐的回收起到積極推動(dòng)作用。美國(guó)設(shè)有廢鋁回收專 業(yè)公司，回收網(wǎng)點(diǎn)遍布全國(guó)，而且還有許多民間團(tuán)體 專門開展易拉罐的回收積聚，人們普遍接受鋁罐回收法案。目前，美國(guó)除回收中心外，還有1

5、萬多個(gè)方便的鋁罐 回收站和遍布各角落的回收機(jī)，還在車站、碼頭、機(jī) 場(chǎng)等公共場(chǎng)所設(shè)立飲料回收機(jī)，目前已有1200多臺(tái)這 樣的機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn),1995年共回收鋁罐92萬t,可用來再 制造184億個(gè)新鋁罐，可使廢鋁及早回收，循環(huán)周期 最短時(shí)不超過兩星期，回收率達(dá)到62.1%。1995年美 國(guó)再生鋁產(chǎn)量為318.6萬t,約為其原鋁產(chǎn)量380萬t的 84%。日本日本對(duì)資源的再生利用尤為重視。日本成 立了全國(guó)性的鋁罐回收協(xié)會(huì)，專門從事鋁 罐回收宣傳和組織利用工作?，F(xiàn)今，鋁罐 回收協(xié)會(huì)設(shè)有回收點(diǎn)400余處，他們還打算 進(jìn)一步增加回收點(diǎn)。1997年，日本國(guó)內(nèi)產(chǎn) 生的廢鋁為170萬t左右，回收約140萬t鋁， 回收

6、率高達(dá)82% o目前，日本每年使用的 再生鋁量達(dá)到150萬t,這對(duì)于原鋁產(chǎn)量很少 的日本來說，具有重要的意義。德國(guó)的鋁公司對(duì)廢鋁的回收極為重視，建 有各自的處理基地。如德國(guó)阿盧比列茲公 司于1996年在開普頓市建立了一家新鑄造 廠，其主要原料就是廢舊的6063合金，占 80%以上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6萬t/比極大地 緩解了原鋁資源的供需矛盾。目前德國(guó)每 年生產(chǎn)的原鋁和再生鋁的水平大體持平， 各為55萬t。我國(guó)目前，我國(guó)鋁的再生利用屬于初級(jí)階段。雖然我 國(guó)是鋁生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但對(duì)其回收利用尚未引 起公眾的充分重視。我國(guó)至今還沒有一家有一定 規(guī)模、專門收購和熔煉鋁易拉罐的國(guó)營(yíng)鋁廠，基 本上由分散的小熔

7、煉點(diǎn)經(jīng)營(yíng)，金屬實(shí)收率很低, 只有70%-80%,有的不足60%,而發(fā)達(dá)國(guó)家則在 90%以上，有的咼達(dá)98%。再者，由分散廠家生 產(chǎn)的再生鋁，規(guī)模小、質(zhì)量不穩(wěn)定，得不到社會(huì) 的承認(rèn)。這是當(dāng)前函待解決的一個(gè)重要問題。1997-2001年世界原鋁和再生鋁產(chǎn)量年份原鋁/ kt再生鋁/ kt19971947921751998199492135199920655217720002119122442001205512217再生鋁生產(chǎn)工藝影廢鋁的品種繁多，而且成分各異，實(shí)際上不能用 單一的方法加以處理，所以生產(chǎn)再生鋁只能是因 材而異。一般的處理流程是：廢鋁的分類；預(yù)處理熔煉凈化和鑄造國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理

8、技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫廢鋁的分類 (1)鋁質(zhì)飲料罐。下圖表示每噸鋁、鋼與玻 璃所能制造等容積飲料罐的數(shù)量比較。32000玻鞭家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)i胸與治理技術(shù)鋁專業(yè)教學(xué)資源庫(2)鋁和鋁合金機(jī)械加工(車、銃、刨、磨)時(shí)產(chǎn) 生的鋁屑，可直接加入熔爐中。(3)報(bào)廢的鋁板材、線材、型材制品；鑄造、鍛造鋁制品時(shí)的廢件、邊角余料及其他日用品廢料。(4)廢舊的飛機(jī)、汽車、船舶上的含鋁部件。(5)廢雜鋁(6)鋁渣國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫廢鋁的再生鋁循環(huán)采礦鋁的循環(huán)形象示意圖廢料、機(jī)器零部件、飛機(jī)船舶以及日用品等。含鋁廢料的組成十分復(fù)雜，化學(xué)成 分極不均勻，物理形態(tài)也很不規(guī)整。再生鋁熔體精煉是i效

9、高質(zhì)量再生利用鋁的關(guān)鋁的循環(huán)流程簡(jiǎn)圖國(guó)家職業(yè)教育環(huán)專業(yè)教廢鋁的再生鋁循環(huán)詡f圖518中國(guó)循環(huán)鋁及合金熔煉原則流程專業(yè)教學(xué)資源庫國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù) 專業(yè)教學(xué)資源庫熔煉爐和精煉凈化爐，一般采用燃油或燃?xì)獾膶Ｓ渺o置爐。配料裝爐溶化i攪拌、扒渣調(diào)整成分轉(zhuǎn)注粘:煉、靜置、調(diào)溫1在線處理鑄造堆垛、打捆檢査鑄造鋁合金廢料、鋁屑鑄造鋁合金錠9Sb, Se. Te, Au, Ag)NjSOJ廢鋁的再生除雜再生鋁精煉方法有過 濾、通氣精煉、鹽類 精煉、真空精煉、氧 化精煉等。前四種方 法用于去除非金屬雜 質(zhì)，后一種方法用于 去除金屬雜質(zhì)。國(guó)家】圖1 -2 銅治煉過程伴生金屬的走向?qū)嵗? 國(guó)外的廢鋁再生

10、國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫于1993年建成的阿盧馬克斯廢鋁再生公司(Alumax Recycling) 位于荷蘭和克拉得鎮(zhèn)(Kerkrade)o它用廢幕墻型材、商店門宙 型材、門窗廢料、廢型材等為原料，經(jīng)再生處理后鑄成擠壓建 筑型材用的錠坯?；厥盏倪@類廢料被稱為“污染的廢鋁”。所 謂“污染”，就是指廢鋁上有涂層或鋁塑混合物。門窗與幕墻廢型材上不但有涂層，還往往混有作為密封的聚酰胺條。阿盧馬克斯廢鋁再生公司是當(dāng)前全球最先進(jìn)的這類企 業(yè)之一，在對(duì)環(huán)境無害的清潔條件下回收此種廢鋁，熔鑄成優(yōu) 質(zhì)6063合金錠坯，鏈坯直徑145254mm,長(zhǎng)

11、度不大于6m。在生產(chǎn)這類錠坯時(shí)使用少量的原鋁、純鎂與純硅，以及作為晶 粒細(xì)化劑的A1 -TiB絲中間合金。國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫為了形成一 “個(gè)有效的廢建筑鋁型材“鏈”，歐 洲六家大的鋁建筑裝修企業(yè)組建了 一個(gè)廢鋁回收 公司，將收集的廢建筑型材全部集中到科克拉得 廠再生，這既有利于環(huán)境保護(hù)，又保證了科克拉 得廠有足夠的原料。專為熔化廢料的熔煉爐其容量為50t，用天然氣加熱。爐 內(nèi)有兩個(gè)室預(yù)熱室與熔化室，被氣冷懸掛隔板一分為 二。只有熔煉室受到直接加熱，而預(yù)熱室受熔煉室流出的 煙氣間接加熱。此煙氣經(jīng)隔板上的孔流人預(yù)熱室，其量受 到嚴(yán)格控制，以便達(dá)到所需的預(yù)熱溫度，使污染物發(fā)

12、生部 分燃燒與熔化。 預(yù)熱廢料時(shí)，從污染物熱分解出來的氣體由再循環(huán)風(fēng)機(jī) 打入熔煉室，同時(shí)混入一定量的空氣，使它們發(fā)生完全燃 燒，形成對(duì)環(huán)境無害的燃燒產(chǎn)物。熔煉爐有兩個(gè)出鋁口，上口供鋁液流入鑄造機(jī)，下口供爐 膛清理用。靜置爐用天然氣加熱.有兩個(gè)燃燒嘴，在此爐內(nèi)調(diào)整所配 合金成分，同時(shí)能精確地控制鑄造溫度在730°Co爐門的 開閉與爐體傾斜均由液壓系統(tǒng)控制。由于爐體傾斜角度控 制精確，能保持熔液流量與水平穩(wěn)定，可鑄出高質(zhì)量的錠 坯。為此，需要添加合金元素、攪拌與扒渣，采用氣體來 凈化鋁液，還用AlTiB晶粒細(xì)化劑添加于流槽內(nèi)的鋁 液中。該廠的主要特點(diǎn)是；在再生處理廢建筑鋁材時(shí)， 不經(jīng)脫漆

13、與粉碎處理，不用任何鹽類物質(zhì)做熔劑, 煙氣經(jīng)過嚴(yán)格的凈化處理，不排出對(duì)環(huán)境有害的 氣體與固態(tài)物質(zhì)，能源利用效率高，只有5MJ/kg,僅相當(dāng)于原鋁生產(chǎn)能耗(148MJ / kg)的3.4%。國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫實(shí)例2廢雜鋁的預(yù)處理我國(guó)再生鋁廠利用的廢鋁主要來源于兩方面，一是從國(guó)外進(jìn)口廢雜鋁，二是國(guó)內(nèi)產(chǎn)生的廢鋁。、進(jìn)口廢雜鋁近幾年國(guó)h頭量從國(guó)外進(jìn)行廢雜鋁。就進(jìn)口廢雜鋁成分而言, 除少數(shù)分?jǐn)?shù)清晰外大多數(shù)是混雜的。一般分為以下幾大類:(1 )單一品種的廢鋁(2) 廢雜鋁切片(3) 混雜的廢鋁料(4) 焚燒后的含鋁碎料(5) 混雜的碎廢鋁料2、國(guó)內(nèi)回收的碎廢鋁料我國(guó)，鋁廢料中，約

14、20%來自于包裝行業(yè)，40%來自 于運(yùn)輸業(yè)，30%來自建筑業(yè)。報(bào)廢汽車中鋁廢料的回收 和廢鋁飲料罐的回收是兩個(gè)主要途徑。國(guó)內(nèi)回收的廢雜鋁大多純凈，所含雜質(zhì)較少，基本分 為三大類：即回收部門常說的廢熟鋁、廢生鋁和廢合金 鋁。廢生鋁主要是廢鑄造鋁和廢合金鋁，多以廢機(jī)器零 件（廢舊汽車、廢模具、內(nèi)燃機(jī)活塞）。廢合金鋁（廢 飛機(jī)鋁、鋁框架等）。就生產(chǎn)部門而言，可分為生活廢 鋁和工業(yè)廢鋁。(1) 生產(chǎn)于生活領(lǐng)域的廢鋁：如廢家用餐具、水壺廢鑄鋁 鍋盆、廢家用電器中的廢鋁零件、廢導(dǎo)線、廢包裝物等。(2) 生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢鋁料：此種廢鋁一般稱為新廢料， 主要包括鋁及其合金在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的廢料，主要包括 鋁及

15、其合金在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的廢鋁，鋁材在加工過程 中產(chǎn)生的邊角料，廢次材等(3) 熔煉鋁和鋁合金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的浮渣；此種廢料即常說的鋁灰，凡是有熔融鋁的地方就會(huì)有鋁灰產(chǎn) 生，例如在鋁的生產(chǎn)、熔煉、加工筆廢鋁再生過程中產(chǎn) 生的鋁灰多，尤其以廢雜鋁再生熔煉過程中產(chǎn)生的鋁灰多, 廢雜鋁的成分復(fù)雜，雜質(zhì)趙多，表面污染就越嚴(yán)重，鋁灰 就議多廢雜鋁預(yù)處理的目的 (1 )除去廢雜鋁中夾雜的其它金屬和雜質(zhì)；(2) 把廢雜鋁管按其成分分類，使其中的合金成分 分得到最大程度的利用；(3) 將廢雜鋁的表面的油污、氧化物及涂料等處理 掉。預(yù)處理最終的結(jié)果是將廢鋁處理成符合入爐 條件的爐料；(4) 使含鋁廢料中的鋁得到最

16、經(jīng)濟(jì)的的利用(1)品種單一或基本不含其它雜質(zhì)的廢雜鋁一般不作復(fù)雜預(yù)處理，只是按廢料的品種和成分分類，單獨(dú)堆放，單一品種的廢鋁在利用時(shí)只要抽查化驗(yàn)出一個(gè)成分，即可知曉批量的成分，是優(yōu)質(zhì)的再生鋁原料，一般不作任何預(yù)處理 即可入爐熔煉。在熔煉劃某一合金時(shí)，往往選用相應(yīng)成分 和品種的廢鋁直接加入大型反射爐熔煉是，這樣可很容易 的熔煉成相應(yīng)品的鋁合金。(2)對(duì)于檔次較高的廢鋁切片，其中主要成分的鑄 造合金、合金鋁、純鋁等，其中前兩項(xiàng)牌號(hào)眾多, 在大型再生鋁廠，一般只經(jīng)過篩分除去混入的泥 土等，即直接入爐熔煉。小型再生鋁廠，對(duì)于此 類廢鋁則要人工將其分成鑄造鋁合金、合金鋁和 純鋁，然后分別利用(3)對(duì)于低

17、檔次的切片和焚燒過的碎廢鋁料要進(jìn)行復(fù)雜的 分選，因其成分復(fù)雜，除廢鋁之外還含有廢銅、廢鋼等其 他金屬，對(duì)此類廢料的分選主要靠人工，一是篩分篩出泥 土和垃圾，然后手工分選。手工分選大多都在操作臺(tái)進(jìn)行， 主要靠人工目測(cè)進(jìn)行挑選，先分選出非金屬廢料，然后分 選廢金屬廢雜鋁預(yù)處理過程及方法1、對(duì)廢鋁進(jìn)行初級(jí)分類、分級(jí)堆放；如純鋁、變形合金、 鑄造鋁合金、混合料等。2、拆解、清潔、捆扎對(duì)于廢鋁制品，須進(jìn)行拆解，去除與鋁料連接的鋼鐵及其 他有色金屬，再經(jīng)清洗破碎、磁選等工序制成廢鋁料。對(duì)于輕薄松散的片狀舊鋁件, 則要用液壓金屬打包機(jī)打壓成包。對(duì)于銅芯鋁絞線，先應(yīng) 分享鋼芯，然后將鋁線繞成卷。3、除雜、脫漆

18、、油脂等鐵類雜質(zhì)對(duì)于廢鋁的冶煉是十分有害的，鐵質(zhì)多會(huì)在 鋁中形成脆性金屬結(jié)晶體，從而降低其機(jī)械性能，減弱其 抗蝕能力。鋁廢料含鐵量一般控制在1.2%以下。廢鋁中 經(jīng)常含有油漆、塑料、橡膠等有機(jī)非金屬雜質(zhì)。在回爐前, 必須清除。采用低溫烘燒與機(jī)械剝離相結(jié)合的辦法，先通 過熱能使絕緣體軟化，機(jī)械強(qiáng)度降低，然后通過機(jī)械揉搓 剝離下來。國(guó)家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫實(shí)例3 熔煉設(shè)備1、再生鋁熔煉(1) 用反射爐熔煉：反射爐主要熔煉雜鋁原料，該爐適應(yīng) 性強(qiáng)，主要處理鋁屑、舊飛機(jī)、帶鋼鐵可構(gòu)件的塊狀廢雜 鋁。目前我國(guó)多采用單室反射爐，以臥室火焰爐為主，熔 池容鋁量為牛8噸。反射爐熱效率25%-30%ill2叱漱雄紹細(xì):翊?沁沁必電阻反射爐結(jié)構(gòu)圖1爐底 2型齡$ 3電狙發(fā)熱體)4金H流口 BaiKcaGQSOSO.COM（2）用感應(yīng)電爐熔煉該爐子適合于熔化鋁屑，可減少氧化損失，提高回收率。 其中感應(yīng)圮鍋處理廢鋁屑的回收率達(dá)91%左右，處理廢鋁 和高品級(jí)的廢鋁料回收率可達(dá)93%98%。感應(yīng)電爐口 BE布tt料膽殼96 應(yīng)堆全充出 $覽妥壇仲爐感應(yīng)電爐結(jié)構(gòu)圖(3) 干燥床式爐熔煉這種爐子能熔煉各種廢鋁。由于火焰直接沖擊廢料，因此 對(duì)厚型、大塊狀廢料較為適宜，回收率高。鋁合金雙