隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及人民生活水平的不斷提高,對(duì)鋁及鋁合金的需求量將隨之增加,金屬鋁具有密度低、導(dǎo)電性好、耐腐蝕、易加工等特性,被廣泛用于交通運(yùn)輸、包裝、建筑、生活等諸多領(lǐng)域。廢雜鋁量也相應(yīng)增多。為保護(hù)環(huán)境。拓展鋁資源,變廢為用,人們對(duì)廢雜鋁料的回收再生利用也日益重視。為更好地開(kāi)發(fā)利用再生鋁,降低鑄造鋁合金的成本,本文就用廢雜鋁生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄造鋁合金的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研討。
關(guān)鍵詞:廢雜鋁;生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄造鋁合金
1概述
目前,我國(guó)絕大多數(shù)鑄造鋁合金是用原生鋁經(jīng)合金化熔煉、精煉而得。在鑄造鋁合途中使用的再生鋁不足30%。而國(guó)外的鑄造鋁合金則基本上是以再生鋁為原料。如美國(guó)90%以上,德國(guó)80%以上的鑄造合金是用再生鋁生產(chǎn)的,壓鑄鋁工業(yè)所用的鋁合金則幾乎全是再生鋁合金。近幾年由于能源價(jià)格不斷上漲,促使了世界各國(guó)再生鋁工業(yè)的迅速發(fā)展。
隨著鋁錠價(jià)格不斷的上漲,我國(guó)面臨的鋁錠價(jià)格形勢(shì)的考驗(yàn),鋁錠價(jià)格的高低也取決于鋁型材加工廠的企業(yè)命脈和效益,如何使效益最大化,鋁錠原生態(tài)價(jià)格必須合理控制,才能謀取生機(jī),謀取一切生產(chǎn)動(dòng)力和發(fā)揮市場(chǎng)上鋁型材最大優(yōu)勢(shì),而不是被鋁錠原價(jià)格所控制,這也是我們鋁價(jià)格不穩(wěn)定,如同“過(guò)山車”時(shí)起時(shí)伏,那我們當(dāng)前局勢(shì)就是如何“變廢為寶”,提升自己企業(yè)優(yōu)勢(shì),滿足市場(chǎng)需求。
2廢雜鋁的分類分級(jí)與特征
廢舊鋁的回收主要由廢舊金屬回收公司及物資回收公司進(jìn)行,其次是集體或個(gè)體走街串巷及到單位回收,已形成遍布城鄉(xiāng)的多渠道收購(gòu)網(wǎng)點(diǎn)(站)。
廢雜鋁料不僅化學(xué)成分復(fù)雜、品種規(guī)格多。而且形態(tài)及重量懸殊很大,有的重達(dá)上百公斤,有的只幾克,有的是金屬鋁(純鋁),有的是鋁合金(變形及鑄造),有的是混合的,有被銹蝕氧化,油類污染、夾帶鐵件(螺桿、螺釘、螺帽、板扣、軸套、活塞環(huán)等)2~1 5%,鋁屑夾帶鐵質(zhì)為2一8%,水分和油脂總量多數(shù)為2~5%,少數(shù)為5~1 5%,夾帶雜物(泥沙、石塊、木塊、磚頭等)為0。5~3%。
2.1廢雜鋁的分類分級(jí)廢鋁料以物理形態(tài)可分為鋁件、鋁屑、鋁渣;以化學(xué)成分可分為純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金。以用途可分為工業(yè)用和民用,按材質(zhì)而論可把廢鋁分成若干級(jí)。
一級(jí):同一牌號(hào)的金屬鋁或變形鋁合金及鑄造鋁合金,無(wú)腐蝕、無(wú)夾雜。
二級(jí):同一牌號(hào)的金屬鋁,夾雜率≤2%。同一牌號(hào)的變形鋁合金或鑄造鋁合金,夾雜率≤4%。
三級(jí):同一金屬名稱的變形鋁合金或鑄造鋁合金,無(wú)腐蝕、無(wú)夾雜。
四級(jí);同一金屬名稱的變形鋁合金或鑄造鋁合金,夾雜率≤4%。
五級(jí):同一組的變形鋁合金或鑄造鋁合金,無(wú)腐蝕、無(wú)夾雜。
六級(jí):同一組的變形鋁合金或鑄造鋁合金,夾雜率≤4%。
純鋁廢料主要是鋁線、鋼芯鋁絞線、母線、鋁箔、鋁板及其制品(鋁鍋、鋁壺、鋁盒等〕;變形鋁合金型材及其制品(鋁瓦、鋁桶、鋁門窗、鋁閘門、電車弓、易拉罐、電冰箱、冰柜及洗及機(jī)外殼、電扇葉片等)和邊角切塊;鑄造鋁合金有鋁活塞、汽缸體、汽缸蓋、機(jī)殼、儀表盤、盒、蓋、電扇座及汽車、摩托車的壓鑄件、沖壓鍛壓件等。鋁屑也分純鋁屑、合金鋁屑及混合鋁屑,鋁屑有短而脆的(鋁硅類),有松散卷曲的(純鋁)。鋁渣分浮渣、濺渣、刮渣(從錠表刮下的)及加熔劑與不加熔劑煉熔煉的爐渣,此類渣含有鐵硅塊,有的被長(zhǎng)時(shí)間氧化而成貧渣。
3廢雜鋁預(yù)處理技術(shù)
廢雜鋁的的預(yù)處理是再生鋁生產(chǎn)的頭道工序,也是確保再生鋁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。使用混雜的廢鋁只能生產(chǎn)劣質(zhì)產(chǎn)品,造成惡性循環(huán),這是我國(guó)小型再生鋁行業(yè)普遍存在的問(wèn)題。目前,一些大型再生鋁廠對(duì)廢雜鋁的處理主要靠人工拆解與分選,對(duì)于一些大尺寸的、標(biāo)志明顯的廢料,人工分選尚能適應(yīng),但對(duì)于一些小尺寸的、互相機(jī)械連接在一起的、特別是對(duì)各種牌號(hào)混雜在一起的廢料,人工分選就難以達(dá)到要求,這就在很大程度上制約了再生鋁的應(yīng)用范圍,難以生產(chǎn)出符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的鋁合金材料。
廢雜鋁預(yù)處理目的一是將廢雜鋁表面的油污、氧化物及涂料等除去;二是除去廢雜鋁中夾雜的有機(jī)物及其它金屬;三是將廢雜鋁按成份分類,不僅使其中的合金成份得到最大程度的利用,提高其商業(yè)價(jià)值,而且大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3.1廢雜鋁中夾雜物的分流技術(shù)
3.1.1廢雜鋁中非金屬夾雜物的分離
風(fēng)選法廢雜鋁中或多或少地含有廢紙、塑料和泥沙等,采用風(fēng)選法可以將其除去。浮選法廢雜鋁中夾雜的廢塑料、木頭、橡膠等輕質(zhì)物料,可采用浮選法除去。該法以水為介質(zhì),污水經(jīng)過(guò)多個(gè)沉降池澄清,循環(huán)使用。該法可以全部分離比重小于水的輕質(zhì)材料,是一種簡(jiǎn)便易行的方法。熱分解法可以利用煙氣余熱對(duì)廢鋁進(jìn)行予加熱使水分、油污、塑料、紙張等有機(jī)物在熱分解爐中予先除去,這樣,既利用了煙氣的余熱,又使上述雜質(zhì)得到徹底的清除。
3.1.2廢雜鋁中磁性?shī)A雜物的分離
采用磁選設(shè)備可以分選出廢鋼鐵等磁性物料。鐵在鋁及其合金中是有害雜質(zhì),對(duì)其性能影響很大,因此,應(yīng)在預(yù)處理工序中最大限度地將鐵除去。磁選法適合處理切片和碎鋁廢料等尺寸不大的廢雜鋁。
3.1.3廢雜鋁表面涂層的分離
許多廢雜鋁的表面都涂有油漆等防護(hù)層,尤其是廢鋁包裝容器,其中數(shù)量最大的是廢易拉罐等包裝容器和牙膏皮等。如果此類廢料不做任何預(yù)處理就直接人爐熔煉,漆皮在熔煉過(guò)程中燃燒會(huì)使部分鋁氧化,不僅降低金屬回收率,而且嚴(yán)重污染環(huán)境。脫漆方法很多,硝酸溶液浸泡是使用較廣泛的方法。用脫漆劑除漆效果很好,但成本高。國(guó)外較先進(jìn)的脫漆法是用帶有干冰的高壓水沖刷工件表面。對(duì)于易拉罐等輕薄料表面的油漆可用焚燒法,使油漆氣化、分解、燃燒,使用設(shè)備有流動(dòng)床式,也有回轉(zhuǎn)窯。
3.1.4廢雜鋁中有色金屬的分離
廢雜鋁中夾雜有銅、鉛等有色金屬,可采用如下方法從中除去。l)重介質(zhì)選礦法利用重介質(zhì)重選的辦法分選出密度大于鋁的銅等重有色金屬,使廢雜鋁浮在介質(zhì)仁面,而重有色金屬沉在底部,達(dá)到分離的目的。2)拋物選礦法利用各種體積基本相同的物體在受到相同的力被拋出時(shí)落點(diǎn)不同的原理,可以把廢雜鋁中密度不同的各種廢有色金屬分開(kāi)。此種方法可使廢鋁、廢銅、廢鉛和其他廢物均勻地分開(kāi)。根據(jù)此種原理制造的設(shè)備已在國(guó)外采用,國(guó)內(nèi)正處于研究階段。。
3.2廢雜鋁的分類技術(shù)
廢雜鋁種類很多,若嚴(yán)格按合金牌號(hào)分開(kāi)十分困難,即使在技術(shù)上可行,在經(jīng)濟(jì)上也不合算。較實(shí)用的方法是按化學(xué)成份把廢雜鋁分成五大類,有些廢機(jī)件可從原來(lái)的使用部位和用途加以分類,如廢導(dǎo)線、牙膏皮為純鋁,鋁母線為2#防銹鋁,廢門窗為DLZ或DL31,活塞為Z1L08等。有些鋁合金如果表面氧化不嚴(yán)重,可從顏色和質(zhì)地加以鑒別。
4廢雜鋁的再生與應(yīng)用
4.1配料
根據(jù)再生合金的技術(shù)要求(化學(xué)成分),選用備制好的廢鋁料,依據(jù)材質(zhì)搭配并計(jì)算出各類料的加入量。配料計(jì)算應(yīng)考慮入爐料的氧化燒損程度,硅與鎂的損耗較其它金屬大,輕薄料較鑄件及厚實(shí)塊狀料大,爐料表面的潔凈不僅影響到
金屬的回收率,還影響到成品的質(zhì)量。配料計(jì)算及配料是一項(xiàng)比較困難而重要的工作,這關(guān)系到熔煉再生的成敗。
4.2熔煉成變形鋁合金
廢舊鋁料也可以再生成變形鋁合金如3003、3004、3005、3050、3105、6063等。一般都是用一級(jí)或二級(jí)金屬鋁及變形鋁合金廢料,配搭部分鋁錠,以保證再生產(chǎn)品的化學(xué)成分及易于進(jìn)行壓力加工。再生的合金冷加工時(shí),最好減小道次壓下量,相應(yīng)增加道次。
4.3熔煉鑄造鋁合金
廢料只有一小部分用來(lái)再生成變形鋁合金,而絕大部分是熔煉成鑄造鋁合金,主要是壓鑄鋁合金。例如,美國(guó)廣泛.應(yīng)用的壓鑄鋁合金A380、A384,日本的ADC10及ADCI2,基本.上是用廢舊鋁再生的,日本還制訂出廢鋁再生壓鑄鋁合金的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的壓鑄鋁合金YI12,依據(jù)機(jī)械工業(yè)部的壓鑄鋁合金標(biāo)準(zhǔn),比較適宜于用廢鋁來(lái)熔煉,這無(wú)疑可緩解鋁錠供不應(yīng)求的矛盾。
5結(jié)語(yǔ)
廢雜鋁預(yù)處理的目的是最大限度地除去金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì),高效率的使廢雜鋁按照合金牌號(hào)分類,達(dá)到廢雜鋁綜合利用的目的。這樣既可以減輕熔煉過(guò)程中的除雜技術(shù)和調(diào)整成份的難度,又可綜合利用廢鋁中的合金元素,提高其商業(yè)利用價(jià)值。隨著再生鋁技術(shù)的不斷提高,預(yù)處理技術(shù)將越來(lái)越重要,這也正是再生鋁技術(shù)研究的發(fā)展方向。
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