废铝的回收再生与利用
摘要：本文比较详细地介绍了铝再生在我国的重要意义：铝再生节约铝矿资源、节约能源、减少污染、经济效益好。本文还指出了当前我国铝再生的现状和存在的问题, 提出了解决问题的一些对策, 并对铝再生在我国的发展作了展望以及废铝回收加工的基本工序。
关键词：铝资源，废铝回收，铝再生
铝及铝合金密度小, 比强度高, 耐腐蚀性和抗氧化性好, 易于加工和再生利用, 被广泛应用于建筑、运输、国防、包装等行业和日常生活领域。铝是最重 要的有色金属, 其品种规格和产量为有色金属之冠。目前全球铝市场中40%~50%的需求是通过回收再生废铝满足的，美国，日本，德国，意大利和墨西哥的再生铝产量均超过原铝。我国再生铝发展与原铝相比很缓慢。随着人们生活水平的提高, 人们对铝的需求日益增大, 加上铝资源开采的盲目性,铝资源已经趋于贫瘠, 资源与环境成为经济发展中的两大瓶颈，发展循环经济成为可持续发展的必然选择。作为绿色环保产业的铝产业，其健康发展不仅关乎行业本身，也是中国循环经济的突破口。因此, 废铝回收再生利用的意义及重要性日益显现。 一 .我国铝资源的现状
我国地大物博, 铝矿储藏丰富, 目前世界已探明的铝土矿为250 亿吨, 我国有23 亿吨, 占世界铝土矿总储量的10% , 主要分布在河南，山西，广西，贵州及山东等省。但是储量丰富不代表我们可以不看重那些废杂铝，实际上我国的铝土矿资源并不乐观，我国铝土矿的品位相对较低,铝硅比在10以上的优质铝土矿较少， 以致我国氧化铝的缺口较大, 每年约1/ 3~ 1/ 2 依赖进口[ 4] 。我国人均铝土矿储量远低于世界平均水平。 二．我国铝再生的意义
1.节约资源
铝容易回收利用, 是最有再生价值的工程金属。铝熔炼时实收率高, 每循环一次损耗3.5%~ 8.5%, 并可以多次回收。目前世界铝产品的22%是通过回收废铝加工制成的。我国铝资源储量极为有限, 相对缺乏, 铝再生对我国节约资源具有重要意义。
2.节约能源
1 废铝生产再生铝与原铝生产相比节能达95%~ 97% 。我国人口众多, 能源相对匮乏。如到了夏季, 因天气炎热, 我国上海、广东等地就出现了因供电不足而导致的限电现象。大力发展铝再生将对缓解我国能源紧缺局面具有重要意义。
3.减少环境污染
铝再生与原铝生产相比, 工艺简单, 流程短, 废气、废水、废渣少, 对环境的污染小。如: 铝再生大大减少了CO2 的产生和排放。用废铝生产再生铝可比用水电生产原铝减少CO2 排放量91% 以上, 比用油电生产原铝减少CO2 排放量97% 以[。这对减少大气污染, 保护环境有着重要的意义。
4.投资少、成本低、经济效益显著
发展再生铝生产设备简单, 投资少, 成本低, 经济效益显著。生产1 t 再生铝与生产1 t 原铝相比,可以节约投资87.5%, 节约生产费用40% ~50%。
5.能快速提高铝产量
我国目前属于铝进口国, 每年要从国外进口大量氧化铝、铝锭和铝制品。和发达工业国家相比, 我国再生铝的产量差距很大。发展再生铝能够快速提高铝产量, 缓解我国铝紧缺的局面。
6.可以缓解就业压力
铝再生过程中, 回收网点建设、废铝熔炼、再生铝深加工都提供许多就业岗位, 这可以缓解我国下岗人员的再就业压力。 三．废杂铝的再生加工工序
废杂铝的再生加工，一般经过以下四道基本工序。
(1)废铝料的备制首先，对废铝进行初级分类，分级堆放，如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对于废铝制品，应进行拆解，去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件，再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件，如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等，要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线，应先分离钢芯，然后将铝线绕成卷。
铁类杂质对于废铝的冶炼是十分有害的，铁质过多时会在铝中形成脆性的金属结晶体，从而降低其机械性能，并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在1.2%以下。对于含铁量在1.5%以上的废铅，可用于钢铁工业的脱氧剂，商业铝合金 2 很少使用含铁量高的废铝熔炼。目前，铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除去废铝中过量铁，尤其是以不锈钢形式存在的铁。
废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前，必须设法加以清除。对于导线类废铝，一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。目前国内企业常用高温烧蚀的办法去除绝缘体，烧蚀过程中将产生大量的有害气体，严重地污染空气。如果采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法，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。废铝器皿表面的涂层、油污以及其他污染物，可采用丙酮等有机溶剂清洗，若仍不能清除，就应当采用脱漆炉脱漆。脱漆炉的最高温度不宜超过566℃，只要废物料在炉内停留足够的时间，一般的油类和涂层均能够清除干净。
对于铝箔纸，用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离，有效的分离方法是将铝箔纸首先放在水溶液中加热、加压，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌。这种分离方法，既可以回收纤维纸浆，又可回收铝箔。
废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向，它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合，既缩短了工艺流程，又可以最大限度地避免空气污染，而且使得净金属的回收率大大提高。
装置中有一个允许气体微粒通过的过滤器，在液化层，铝沉淀于底部，废铝中附着的油漆等有机物在450℃以上分解成气体、焦油和固体炭，再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过旋转鼓搅拌，与仓中的溶解液混合，砂石等杂质分离到砂石分离区，被废料带出的溶解渡通过回收螺旋桨返回液化仓。
(2)配料根据废铝料的备制及质量状况，按照再生产品的技术要求，选用搭配并计算出各类料的用量。配料应考虑金属的氧化烧损程度，硅、镁的氧化烧损较其他合金元素要大，各种合金元素的烧损率应事先通过实验确定之。废铝料的物理规格及表面洁净度将直接影响到再生成品质量及金属实收率，除油不干净的废铝，最高将有20%的有效成分进入熔渣。
(3)再生变形铝合金用废铝合金可生产的变形铝合金有300
3、310
5、300
4、300
5、5050等，其中主要是生产3105合金。为保证合金材料的化学成分符合技术要求及压力加工的工艺需要，必要时应配加一部分原生铝锭。
(4)再生铸造铝合金废铝料只有一小部分再生为变形铝合金，约1／4再生成炼钢用的脱氧剂，大部分用于再生铸造用铝合金。美、日等国广泛应用的压铸铝合金A380、ADCl0等基本上是用废铝再生的。
再生铝的主要设备是熔炼炉和精炼净化炉，一般采用燃油或燃气的专用静置炉。我国最大的再生铝企业是位于上海市郊的上海新格有色金属有限公司，该公司有两组50t的熔炼静置炉，一组40t燃油熔炼静置炉；一台12t的燃油回转炉。小型企业可采用池窑、坩埚窑等冶炼。 四.废铝回收再生产业存在的主要问题
1 铝再生企业规模小
铝再生企业规模小, 过于分散, 我国大部分铝再生企业是家庭作坊式小企业, 难于统一管理, 阻碍了我国再生铝工业的发展。
2 技术力量薄弱
装备陈旧, 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。铝实收率只有70% ~ 80%, 有的还不足60% , 而发达国家则在90%以上, 有的高达98%。因此, 我国铝再生严重浪费了宝贵的铝资源。目前, 我国在再生铝科研方面投入少, 从事这方面的研究人员少。有些企业, 特别是规模小的企业只重视眼前利益不注重技术投资, 致使我国再生铝技术长期处于落后状态。
3 预处理技术水平很低
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。同时, 我国铝废料有相当多的油漆、塑料、橡胶等, 由于熔炼前预处理不好, 熔炼时会放出大量的烟尘, 严重污染环境和危害身体健康。
4 4 对铝再生的重要性宣传不够
我国对铝再生的重要性宣传不够。很多人对我国铝资源危机缺乏重视, 从而影响了铝再生方面的投入。
五．解决当前铝再生存在问题的对策
1.制定相应的政策和法律法规 2.制定相应的行业标准 3 大量进口废铝
4.提高深加工能力, 向终端产品靠拢 5 采用先进的生产工艺, 提高技术水平6 加强废铝回收网络建设, 提高废铝分拣水平7 加大科研投入 六 总结
国内经济的快速发展所带来的旺盛需求以及经济的全球化，已经为我 国再生铝工业带来了很好的发展前景，再生铝产业的发展已经成为循环经济 的重要组成部分。我国再生铝行业的发展有其自身规律，市场需求和价格是关键，降低废料再生生产成本、开发废铝再生工艺新技术、新设备迫在眉睫。近年来，国家相继出台有关政策与法规，加强行业规划和宏观调控，扶持再生铝产业的发展，促进再生资源产业的健康发展，提高我国铝资源利用水平。我国企业应立足长远发展，努力加大技术改造力度，采用先进的再生铝生产技术提高再生铝产品的技术含量、获取更大的经济效益；废旧铝的处理、铝液的净化、组织控制、再生铝生成的冶金质量控制及其环境保护等这一系列问题都急待于工程技术人员与科研人员去开发研究加以解决，以适应我国国民经济可持续发展的需要。
如何以最简易的方法、最低成本、最有效的工艺使废弃铝再生成成份合乎理想合金要求、性能满足使用，质量能达到或按近原生材料水平的再生利用技术是世界各国本行业的追求目标。在这些方面，我国还有很长的路要走。铝再生能够变废为宝、节约资源、节约能源、减少污染, 还能提供廉价的铝合金, 具有良好的社会效益和经济效益。我国废铝再生利用存在着巨大潜力, 极其丰富的再生资源有待我们去开发利用。我国再生铝产量将逐年提高, 我国铝再生工业具有广阔的发展前景。
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参考文献：
[1] 梁生杰，《浅谈再生资源对经济发展的重要作用》，山西省炉料交易市场, 山西太原 030001
[2] 左玉波, 崔建忠，《我国废铝再生的意义、现状及对策》
东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室, 辽宁沈阳110004 [3]翁利民，康军伟，《再生铝——循环经济的亮点》，中国科技股份有限公司，河南洛阳 471039 [4]《废铜和废铝的处理方法——有色金属大量回收处理工艺及行业方法》 [5]《废铝回收是在走可持续发展道路》
