(1) 廢鋁料的備制
首先,對(duì)廢鋁進(jìn)行初級(jí)分類,分級(jí)堆放,如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。對(duì)于廢鋁制品,應(yīng)進(jìn)行拆解,去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件,再經(jīng)清洗、破碎、磁選、烘干等工序制成廢鋁料。對(duì)于輕薄松散的片狀廢舊鋁件,如汽車上的鎖緊臂、速度齒輪軸套以及鋁屑等,要用液壓金屬打包機(jī)打壓成包。對(duì)于鋼芯鋁絞線,應(yīng)先分離鋼芯,然后將鋁線繞成卷。
鐵類雜質(zhì)對(duì)于廢鋁的冶煉是十分有害的,鐵質(zhì)過多時(shí)會(huì)在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體,從而降低其機(jī)械性能,并減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應(yīng)控制在 1.2
%以下。對(duì)于含鐵量在 1.5
%以上的廢鉛,可用于鋼鐵工業(yè)的脫氧劑,商業(yè)鋁合金很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。目前,鋁工業(yè)中還沒有很成功的方法能令人滿意地除去廢鋁中過量鐵,尤其是以不銹鋼形式存在的鐵。
廢鋁中經(jīng)常含有油漆、油類、塑料、橡膠等有機(jī)非金屬雜質(zhì)。在回爐冶煉前,必須設(shè)法加以清除。對(duì)于導(dǎo)線類廢鋁,一般可采用機(jī)械研磨或剪切剝離、加熱剝離、化學(xué)剝離等措施去除包皮。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)常用高溫?zé)g的辦法去除絕緣體,燒蝕過程中將產(chǎn)生大量的有害氣體,嚴(yán)重地污染空氣。如果采用低溫烘烤與機(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,這樣既能達(dá)到凈化目的,同時(shí)又能夠回收絕緣體材料。廢鋁器皿表面的涂層、油污以及其他污染物,可采用丙酮等有機(jī)溶劑清洗,若仍不能清除,就應(yīng)當(dāng)采用脫漆爐脫漆。脫漆爐的溫度不宜超過566℃,只要廢物料在爐內(nèi)停留足夠的時(shí)間,一般的油類和涂層均能夠清除干凈。
對(duì)于鋁箔紙,用普通的廢紙?jiān)鞚{設(shè)備很難把鋁箔層和紙纖維層有效分離,有效的分離方法是將鋁箔紙首先放在水溶液中加熱、加壓,然后迅速排至低壓環(huán)境減壓,并進(jìn)行機(jī)械攪拌。這種分離方法,既可以回收纖維紙漿,又可回收鋁箔。
廢鋁的液化分離是今后回收金屬鋁的發(fā)展方向,它將廢鋁雜料的預(yù)處理與重新熔鑄相結(jié)合,既縮短了工藝流程,又可以限度地避免空氣污染,而且使得凈金屬的回收率大大提高。
裝置中有一個(gè)允許氣體微粒通過的過濾器,在液化層,鋁沉淀于底部,廢鋁中附著的油漆等有機(jī)物在450℃以上分解成氣體、焦油和固體炭,再通過分離器內(nèi)部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過旋轉(zhuǎn)鼓攪拌,與倉中的溶解液混合,砂石等雜質(zhì)分離到砂石分離區(qū),被廢料帶出的溶解渡通過回收螺旋槳返回液化倉。
(2) 配料
根據(jù)廢鋁料的備制及質(zhì)量狀況,按照再生產(chǎn)品的技術(shù)要求,選用搭配并計(jì)算出各類料的用量。配料應(yīng)考慮金屬的氧化燒損程度,硅、鎂的氧化燒損較其他合金元素要大,各種合金元素的燒損率應(yīng)事先通過實(shí)驗(yàn)確定之。廢鋁料的物理規(guī)格及表面潔凈度將直接影響到再生成品質(zhì)量及金屬實(shí)收率,除油不干凈的廢鋁,將有
20 %的有效成分進(jìn)入熔渣。
(3) 再生變形鋁合金
用廢鋁合金可生產(chǎn)的變形鋁合金有3003 、3105 、3004 、3005 、5050
等,其中主要是生產(chǎn)3105合金。為保證合金材料的化學(xué)成分符合技術(shù)要求及壓力加工的工藝需要,必要時(shí)應(yīng)配加一部分原生鋁錠。
(4) 再生鑄造鋁合金
廢鋁料只有一小部分再生為變形鋁合金,約 1/4 再生成煉鋼用的脫氧劑,大部分用于再生鑄造用鋁合金。美、日等國(guó)廣泛應(yīng)用的壓鑄鋁合金 A380 、 ADCl0
等基本上是用廢鋁再生的。
再生鋁的主要設(shè)備是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。近年來,發(fā)達(dá)國(guó)家在生產(chǎn)中不斷推出了一系列新的技術(shù)創(chuàng)新舉措,如低成本的連續(xù)熔煉和處理工藝,可使低品位的廢雜鋁升級(jí),用于制造供鑄造、壓鑄、軋制及作母合金用的再生鋁錠。
近幾年,新發(fā)展起來的用稀土合金對(duì)再生鋁進(jìn)行變質(zhì)、細(xì)化和精煉的工藝,有望使廢鋁回收冶煉業(yè)的環(huán)境污染問題得到徹底解決。該工藝充分運(yùn)用稀土元素與鋁熔體相互作用的特性,發(fā)揮稀士元素對(duì)鋁熔體的精煉凈化和變質(zhì)功能,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋁熔體的凈化、精煉及變質(zhì)的一體化處理,不僅簡(jiǎn)潔,而且能夠有效地改善再生鋁的冶金質(zhì)量。在處理的全程中均不會(huì)產(chǎn)生有害的廢氣和其他副產(chǎn)品。