废铝的处理及资源化

废铝的处理及资源化【摘要】本文概述了铝及回收铝对人类生活的重要性，介绍废铝的来源，回收种类，及其基本的再生方法。

简要分析了国内外现代废铝回收处理技术和废铝的直接改制利用方法。

也对全球的铝废料回收现状及我国基本相关情况作出了分析。

【关键词】铝废料；铝回收；废铝再生1.前言铝是最重要的有色金属品种，截止1985年为止,世界铝土矿的探明储量为226.7亿t。

金属铝由于重量轻、耐腐蚀、良好地导电性和传热性，使它广泛用于国防、建筑、运输、包装等行业和日常生活领域。

因为金属铝重量轻这一特点，在汽车工业的应用日益受到重视,欧美国家的汽车公司，如美国通用汽车公司、福特汽车公司和德国大众汽车公司、宝马汽车公司都在强化和开发铝部件在汽车上的应用，全铝汽车已经成功研制出来，其减轻汽车自重、节省燃料、有利环保的优势令人瞩目。

铝工业之所以能成为一种可持续发展的工业，不仅在于铝具有良好的性能(密度小、塑性变形性能好等)，而且由于它是最具有可回收性与再生利用价值的工程金属,其回收节能效果甚佳，且废铝回收率相当高，又能反复循环利用，实现循环经济所提倡的目标。

铝不但具有可回收性，而且是一种可以反复使用,“永不消失”的金属。

自1886年以来人类所生产的6.9亿t原铝中，约有4.8亿t目前仍在被利用，并且以后仍将被重新利用。

目前每年约有1 160万t铝通过回收再生，满足了全球铝市场的0%。

再生铝的能耗仅为制取原铝的3%～5%。

与原铝生产相比，用17.5%品位的铝矾土生产铝与用废杂铝生产再生铝所做的对比看,每再生1 t铝，除节能95%,还节水10.5 t、少用固体材料11 t、少排放二氧化碳0.8 t、少排放硫氧化物0.06 t，少处理废液废渣1.9 t，免剥离地表土石0.6 t、免采掘脉石6.1 t。

优势明显，因此，废杂铝的回收再生是实现可持续发展的首选。

铝的回收和再生利用[1]不仅节能效果显著，而且可以减免铝生产中的CO2和CO排放量。

这对于防治大气污染有重要意义，所以铝的生产被称为“绿色金属”生产。

废铝回收和再生利用可以节约铝矿和石焦油、萤石等资源。

我国优质铝矿并不丰富，一部分氧化铝还要从国外进口，回收利用废铝经济价值很大，应予以足够重视。

2.废铝的回收分类废铝料来源[2]主要有以下三类：①用户单位积压的铝加工材、铝锭和加工后的废铝料。

这种废铝料往往合金牌号清楚,化学成分稳定，回收后可直接送入铝加工厂作铝废料使用。

②用户返回的废边角料，收购时一般成捆打包，表面清洁，返回铝加工厂后对废铝料进行取样复检、分级，然后再以一定比例加入炉内配制合金。

③从社会上回收的废铝，包括导线、电缆、饮料罐、易拉罐、标牌、铝屑、铝箔、铝日用饮具等。

该类废铝中含有的化学元素种类多，含量范围波动大。

化学成分最有害的元素是铁、铅、锡,而高镁或高锌的废铝只能用于配制以该元素为主的合金系，此外废铝中还含有涂料、塑料、布、纸、油等非金属材料。

在熔炼前如不将这些杂物清除干净，就会影响再生铝化学成分的稳定性和再生铝的产品质量。

根据国内具体情况，初步提出过废铝的回收分类标准。

主要是将铝和铝合金废料分为13类，即铝电线、铝线、铝废料、铝合金废料、铝箔废料、铝合金箔废料、变形铝合金混合废料、铝切屑废料、铝合金罐废料、铝合金铸件废料、铝及铝铜散热器废料、再生铝锭及其它铝废料。

3.废铝再生方法废铝的品种繁多，而且成分各异，实际上不能用单一的方法加以处理，所以生产再生铝只能是因材而异。

一般包括预处理、熔炼和合金调配三个步骤。

3.1 预处理含铝废杂物在熔炼之前的预处理阶段,包括分类、解体、切割、磁选、打包和干燥等工作。

预处理的目的是清除易爆物、铁制零件和水分。

3.2 熔炼经预处理的废铝在炉内熔化、精炼和调整合金成分，一般是在反射炉和电炉内进行。

炉内有双室(预热室和熔炼室)。

精炼是熔炼的重要环节，其中包括熔化的铝液或合金液表面上添加熔剂覆盖，以免铝液受空气氧化，同时通入液体施加搅拌作用，促使其中夹杂物和氢气分离出来。

精炼用的气体有氯气、氮气、氢气和其他混合气体。

3.3 调整合金成分由于有的合金在熔炼过程中有损失，在精炼处理之后要向液态铝合金中添加合金元素，使熔炼后的铝合金符合产品标准。

4.铝废料的回收处理与现代技术国内外回收的废铝大部分是回炉重熔，浇铸为再生铝锭，或对少部分废铝进行直接改制利用。

从社会上回收的废铝在熔炼之前要根据回收废铝分类标准进行认真的预处理，包括选拣、打包制团、烘干、净化与除尘处理。

我国对废铝料一般是采用人工选拣。

对处理的废铝量较大时还可采用其它方法[3]，例如机械化选拣、磁选、重介质分选及废铝的冷处理等方法。

国外有专用的分选台或分选线进行连续处理,选拣量多，工作效率高。

磁选主要作用是除去废铝中的铁磁性物质，采用电磁铁或永磁铁作吸铁器或磁轮，吸铁器是悬挂在分拣皮带的上方，磁轮则放在分拣传送带的传动辊筒上。

英国的考磁瓦尔德分选机就是当将废铝料送入分选机时，该机上的分离器上有一约800又800mm的钢板，上面槽中有通冷却水的铜管，铜管通电后钢板产生磁场，铝片经过磁场切割磁力线产生感应电流而产生另一磁场,两磁场相互作用就把铝片推向一定方向，这样就可将铝与废非金属物分开。

不同成分的铝合金其密度也不同，可采用重介质分选。

一般铝镁合金、铝镁硅合金比铝锌合金、铝铜合金、铝硅合金的密度小。

前苏联采用此方法处理废铝料,生产率可达10t/ho 铝在低温时能保持原有的性能和塑性，而其它金属和非金属在低温时呈现较大脆性，如低碳钢、锌、塑料及橡胶等。

比利时有一条液氮低温处理废铝生产线，处理能力为15000t/a，经济效益可观。

破碎废铝便于处理和运输，一般废铝料、废铸件、炉渣、电线及易拉罐等都要经过破碎。

破碎设备有剪切机、破碎机及火焰切割等。

打包的目的在于将松散的废铝料压缩成具有一定尺寸和密度的包，便于运输和熔炼。

尤其是对边角料、卷屑、铝箔、切断的废电缆与电线、易拉罐等都要打包。

废铝在熔炼之前要经过烘干处理，以除去水分、润滑剂、油等。

一般可采用回转烘干炉和箱式烘干炉。

在现代烘干生产线上都装有废气燃烧室、除尘器,对排出的废气、废水进行净化处理。

对于数量大、化学成分单一稳定的废铝采用分类集中处理，可提高生产效率，降低成本，提高经济效益。

如法国、日本、美国、英国、德国等都采用分类集中处理废电缆一电线、废易拉罐、废铝渣和炉渣，效果较好。

5.铝废料的直接改制利用一般回收的废铝大部分要经过预处理后，再熔炼为中间合金锭、再生铝锭或与原铝一齐配制合金。

对于某些废铝料如果能够改制处理[4]或经某种加工手段直接生产出使用的产品，这样就会产生能耗低、回收利用率高、降低环境污染的效果，也有利于提高经济效益和社会效益。

目前，国内外都在研究这方面的问题，这是废铝回收处理中不可忽视的重要途径。

从1984年开始，我国从美国、意大利、日本等国引进铝罐生产线13条，灌装能力为21.6亿只，铝罐灌装生产线51条,灌装能力为40亿只。

如果将回收的大量废易拉罐全部重熔是不经济的，因为我国目前重熔时烧损率达20%一30%(国外为8%)。

如果将废易拉罐经过脱盖、整形、脱印、印刷、翻边处理后，又可成为新罐出售，这种处理其经济效益较明显。

据了解河南省灵宝县建立的废易拉罐改制厂的生产线年产1000万罐。

其它地区也有试制,值得推广。

经改制后的新罐用途很广，可以包装如油漆、广告色、涂料、染料、粘合剂、种籽、洗衣粉等非食品类产品,女日果新罐经过消毒处理也可装茶叶、味精等产品。

自1993年，我国从国外引进7套连续挤压机(CONFORM),它可以直接吃进经处理后的废铝料，而挤压出所要求的实心或空心型材、管材。

废铝料可来源于一类、二类废铝，以及三类废铝料，将废铝处理为棒料、粒状料、液体金属料，就可成为连续挤压机的原料二。

废铝料处理方法：①将废铝轧碎并用加热方法消除污物，尤其是油漆污染物。

然后作为连续挤压机的原料。

②将废铝在熔炉中重熔并铸成适合连续挤压机使用的圆棒、梯形型材。

③将废铝重熔后制成铝粉或铝粒，作为连续挤压机的原料。

④将废铝在挤压之前熔化为液体料供给连续挤压机使用。

利用废积料在连续挤压机上生产制品与传统方法相比，工序短、能耗低。

据实验资料表明，在同样条件下用传统方法挤压管材的能耗为255×109 J·t-1,以棒料(废铝料)供连续挤压时能耗为190×109 J·t-1，以粉料(废铝料)供连续挤压时能耗为80×109J·t-1，以废铝的粉碎料供连续挤压时能耗为10×109J·t-1。

国内某铝加工厂用铝合金废屑首先进行压坯,然后进行模锻试验，它有利于提高废铝屑的回收率和节约能源。

6.废铝的回收现状目前，全世界回收的1200万吨铝废料中，约20%来自于包装行业，40%来自于运输行业；30%来自于建筑行业，另外10%来自于其他行业。

从产量方面讲，世界金属统计局对26个发达国家及地区的再生铝产量的统计，2003年的再生铝产量达到807.69万吨，比上一年提高3%。

美国、中国和日本是再生铝的生产大国，其产量分别是293.00、145.00和126.14万吨，而再生铝产量超过原生铝的只有美国、日本、德国、意大利和墨西哥等五个国家。

从全球范围来讲，再生铝工业水平极不平衡，主要表现在发达国家同发展中国家的差距。

发达国家的再生铝工业发展相对成熟[5]，主要方面有: ①从回收体系上讲,欧、美国家比较完善，而发展中国家相对要落后一些。

经济越发达的国家废旧资源的再生利用产业越成熟。

欧、美等国家对废旧金属的回收利用体系很完善，旧废铝能够按照品质的不同进行回收和仓储，并建立有专门的废铝处理站；新废铝能够与再生铝工厂建立有序的稳定的分类，从而进入物流循环。

同时，经济发展相对落后的发展中国家由于各种铝制品的回收期还未到来，国内产生的废金属量比较小，完善的回收体系还没有形成。

②从再生金属产业的法律法规和监督机制方面看，也是欧洲、美国等经济发达国家比较完善，在发展中国家，对于再生利用方面的政策环境，如相关的法律法规等，处于刚刚起步的阶段。

再生金属产业发达的国家，从产品的生产环节上制订出有利于产品报废后回收再利用的政策法规。

产品的生产、使用到回收、再利用等各个环节上都具备很完善的连续的跟踪监督体系。

许多发展中国家也已经开始重视再生金属产业，在生产、使用、回收到再利用的各个环节上，通过制订相应的法律法规规范支持再生金属产业发展。

世界再生铝材料[6]的应用主要针对材料性能要求不高的铝合金工业，再生铝材料应用最多的是汽车工业，比例在30%左右，其次是建筑行业，所占比例为18%，再次是包装行业和电器行业等。

国际再生铝产业的工艺、技术和设备的先进程度差别很大。