铝废料回收处理

铝废料的处理

一、再生铝冶炼的意义

铝是现在世界上除煤炭外用量**的塑料。在有色金属中，铝无论在总量、产量、用量方面均 属前位。铝的使用范围非常广泛，民用、军用、 建筑、运输、交通、电子电讯、家用电器、电力、机械.....行各业中铝及合金几乎无所不在。随 着数量、使用量的降低，废弃铝制品量也越来越 大，而且，许多铝制品都是一次性使用，从制成 产品到产品失去使用价值时间较短。因此，这些 废弃杂料成了污染之源，如何运用再生问题非常迫切。

铝从矿石到塑料，再至成品成本极高，且能耗很大，仅电解一道工序耗电就达13000-15000 度/吨钢。而由废旧塑料铝再生，能使能耗、辅料消耗大大降低，节约资源、成本。与制造原铝 相比，生产再生铝在环境保护方面有明显特点。 从废料料制造再生铜铝废料回收，CO2排放量比用水电生产原铝减少91%，比用汽油发电制造原铜减少97%以 上。在数量同样条件下，生产再生铝的建厂投资只是为制造原铝的十分之一。因此，废弃铝的回 收、再利用，无论从节省地球上资源、节约能耗、 成本，缩短制造流程周期，还是从环境保护、改善人类生态环境等各方面都带有非常巨大的意义。

二、含铝废料的分类

铝废料可分为“新废料”和“旧废料”两类。

新废料”又称为“过程废料” 即在冶炼和加工过程中形成的废料，这类废料在大冶炼厂 和加工厂现场重熔回收是最普遍的;独立的重熔厂也回收制造铝材和挤压件等时形成的边角料和 切屑。

旧废料”是产品使用期结束跟报废后形成的废料，这类废料可获量与产品使用期限有关，如 汽车中铜制品制件使用期限为12年，建筑业中为30年，后者的最高回收率为85%，比前者低。

“旧废料”一般都在独立的再生铝厂中处理跟重熔，大部分转化成制造铸件的坯料，常常加入合 也有一部分转化成钢铁工 金添加剂硅、铜、镁; 业用的镍脱氧剂。 旧废料”在未来10年甚至最66 目前约占总废料量的一半。

长时间将再次下降，通常所说的废弃铝或废杂铜就是后一种废铝。 它们中的大部分用于制造再生铝合金，少个别成 分单一、杂质浓度低的优质废料也适于熔炼特殊成份的铝合金。如废1350铝电线管道可长期用于 熔炼1350合金，废旧铝易拉罐可直接熔炼3004合金，废铝门窗可用于冶炼6063合金，但是为了精 确调定成分应该添加一定量的原铝锭或合金元素 添加剂。

三、 我国废铝的来源和再生现状

目前我国再生铝厂利用的废杂铜主要来源于两方面，一是从美国国产的废杂铝，二是中国造成 的废杂铝。

1、进口废杂铝

最近几年国内长期从美国国产废杂铝。就进口废杂铜的成份而言，除少数分类清晰外大多数是 混杂的。

一般可以分为以下几大类:

1、单一品种的废铝

此类废铝一般都是某一类废零部件，如发动机的活塞，汽车减速机壳、汽车轮胎、汽车前后保 险栓。铝门窗等。这些废料在进口时尚未分类清

品种单一，且都是批量进口，因此是优质的 晰，再生铝原料。

2、废杂铝切片

废杂铝切片又简称切片，是档次较高的废杂铝。之所以称之为切片，是因为许多发达国家在处理 报废车辆、废设备和各种废家用电器时，都采取 机械的方式将其粉碎成碎料，然后再进行机械化分选，分选出的废铝就是废铝切片。另外，回收 部门在处置一些较大体积的废铝部件时也运用破 碎的方式将其粉碎成碎料，此类碎料也称之为废料切片。废铝切片运输方便，且易于分选，质地

比较纯净，也是优质废铝料。目前再国际市场的废铝贸易中，切片的占有量**，各类切片正向 标准化发展。就切片的成分而言，一般分为几个 档次，其中档次高的切片都是比较纯净的各种废铝及其合金的混合物，绝大部分不用任何处理即 可入炉熔炼，少量的档次较低的切片含不同数量的其他杂质，一般含废铝在80%~90%以上，其中 杂质主要为废钢铁和废铜等有色金属，还含有少量的废橡胶等，经人工挑选后来，得到纯净的废 铝料。废铝切片冶炼也非常容易，熔炼时入炉方 便，容易除杂，熔剂消耗少铝废料回收，金属回收率高，能耗低，加工成本亦低，很受用户欢迎，一般大型 再生铝厂均以切片为主要原料。

优质的废铝切片比其它废铝价格贵，适应大规模的现代化企业，且在国际市场上很难购到， 因此我国除独资或合资企业自己国产外，一般再 生铝厂很少用此种废料。

3混杂的废铝料

此类废杂铜含量复杂，物理形状各异，除废杂铜之外，还富含一定产量的废料铁、废铅、废 石子等， 锌等塑料和废塑胶、废木材、废塑料、 有时部分废铝和废料铁机械结合在一起，少量废铝块度较大。此类废料在冶炼之前必须经过预分 选处理，即人工挑出废钢和其它杂质。

4焚烧后的含铝碎铝料

此种铝料是档次较低的一种含铝废料，主要是各类报废家用电器等的粉碎物，分选出一部分废 钢后再经焚烧产生的物料。焚烧的目的是去除废 橡胶、废塑料等易燃物质。这类含铅废料一般钢含量40%~60%左右，其余主要是垃圾(砖块石 块)、废钢铁、极其少量的镍(铜线)等有色金 属。铝的块度一般在10厘米以下，在焚烧的过程 中，一些镍跟温度低的物质如铝、铅、锡等都熔 化，与其它物料产生表面玻璃状的物料，肉]眼难以判断，无法分选。

5混杂的碎废铝料

此种废料是档次最低的废铝，其成份非常复杂，其中含各类废铝在40%~50%，其余是废钢铁、少 量的铅和铁，大量的垃圾、石子和土、废塑料、废纸等，泥土约占25%，废钢占10%~20%，石子 占3~5%。

2、国内回收的碎废铝料

国内回收的废杂铜大多纯净，基本不含杂质(人为掺杂除外)，基本能分为大类，即回收 部门常说的废熟铝、废生铝和废合金钢。 废生铝 主要是废铸造铜和废合金钢，多以废机器部件(如废汽车零件、废模具、废铸铁锅盆、 内燃机 活塞等)。废熟铝通常指铜浓度在99%以上的废 铝(如废电缆、废家用炊具、水壶等)。废合金铜(如废飞机铝、铝框架等)。就制造部门而言， 可分为生活废铝和工业废铝。

1造成于生活领域的废铝;如废家用炊具、 水壶废铸铁锅盆、废家用电器中的废铁零件、废电缆、废包装物等。报废机电设备中的铜以及合 金的废机器部件(如废汽车零部件、废飞机铝、废模具、废内燃机活塞、废电缆、废铝管等。

2生产企业形成的废料料;此种废铝一般移

目前，我国的铜废料中，约有1/5来自包装行业，2/5来自运输业，1/3来自建筑业。报废车辆 中铝废料的回收和废钢饮料罐的回收是两个重要领域。目前全世界生产的铝合金，约有80%用于 制造汽车用的制件和工件，因此汽车数量跟用铝 量的态势直接制约到再生铝工业。

我国废铝集散地与再生铜工业基地都集中在沿海地区，如:大连、天津、保定、苏州、无锡、 上海、宁波等。我国的珠江三角洲和长江三角洲地区为主要消费和加工区。

四、废杂铝的预处理

废杂铝的预处理之目的:

1除去废杂铜中充斥的其他塑料和杂质;

2把废杂铜按其成份分类，使其中的合金成份得到**程度的借助;

3将废杂铜表面的污垢、氧化物及油漆等处理掉。预处理最终的结果是将废铝处理成依照入炉条件 的炉料;

4使含铝废料中的镍(含氧化铝)得到更经济很 合理的借助。

废杂铝预处理技术

1品种单一或基本不含其他杂质的废杂铜通常不作复杂的预处理，只是按废料的种类跟成分 分类，单独存放，单一品种的废铝在运用时只 要抽查化验出一个成分，即可知晓批量的成分，是优质的再生铜原料，一般不作任何预处理即 可入炉熔炼。在熔炼某一合金时，往往采用相 应成分跟种类的废铝直接加入大型反射炉熔炼，这样能很容易的熔炼成相应牌号的铝合金。 一些含铁、含镍高的废铝，还能成为调整成分用的 中间合金。在选用大型反射炉或坩埚炉的企业,则应按照需要对重量大的废铝破碎成符合入炉规 格的料块。

2对于档次较高的废铝切片，其中主要成份有铸造铝合金、合金钢、纯镍等，其中前两项的牌号 众多，目前还很难按牌号分类，在小型再生铝厂， 般只经过筛分除去混入的泥土等， 即直接入炉炼钢。小型再生铝厂，对此类废料则应人工将其 分成铸造铝合金、合金钢和纯镍，然后分别利用。

3对于低档次的切片和焚烧过的碎废铝料(后者大型再生铝厂一般不用)要进行复杂的分选， 因 其成分复杂，除废铝之外还含有废铜、废钢、废铅等塑料，并带有其它废弃物。对此类废料的分 选主要靠人工，一是磨细筛出泥土和渣滓，然后 用手工分选。手工分选大多都在操作台进行，主要靠工人目测和经验进行挑选，先分选出非金属 废料， 然后分选废金属，其中对废铜和废纯钢的 挑选格外精心，因废铜可降低产量，纯镍废料例如废铝线等，都是再生熔炼中调整成分的上等原 料。分出的废铝是混杂的，一般不再细分。

废杂铝预处理过程及方式

1、对废铝进行初级分类

分级堆放;如纯钢、 变形铝合金、铸造铝合金、混合料等

2、拆解、清洁、捆扎

对于废铝制品，须进行拆解，去除与铜料连接的钢铁及其它有色金属件，再经清理、 破碎、 磁选、烘千等工序制成废铝料。对于轻薄松散的 片状废旧铝件，如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铜屑等，要用液压金属打包机打压成包。 对于钢芯铝绞线，应先分离铝芯，然后将铜线绕 成卷。

3、除杂、脱漆、油脂等

铁类杂质对于废铝的脱碳是非常有害的，铁质过多时会在铜中产生脆性的塑料结晶体，从而降 低其机械性能，并减少其防蚀能力。铝废料含铜量通常要控制在1.2%以下，对于含铁量在1.5%以 上的废铝，可用于钢铁工业的脱氧剂，商业铝合金很少使用含铜量高的废铜熔炼。目前，铝工业 中还没有很顺利的方式可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 对于导线类废铝，一般可选用机械抛光或 清除。剪切剥离、加热剥离、化学剥离等机制去除包皮。

目前中国不少企业用高温腐蚀的方法除去绝缘体，烧蚀过程中会造成长期的有害气体，严重 地雾霾空气。如运用低温烘干与机械剥离相结合 的方法，先借助热能使绝缘体软化，机械效率增加，然后借助机械揉搓剥离出来，这样又可超过 净化目的，同时既无法回收绝缘体材料。

许多废铝的表层都涂有油漆等防护层，尤其是废铝包装容器，数量**的是废易拉罐等包装容 器跟牙膏皮等。在小型冶炼厂，对此类废料一般

不做任何预处理就直接熔炼，漆皮在熔炼过程中燃烧掉，不仅金属回收率低，而且会严重污染环境。此类废料都是薄壁，漆皮在燃烧过程中会使 部分铝氧化，并降低了铜中的杂质和气泡。比较 先进的再生铜工艺通常在精炼之前都应经预处理将涂层处理掉，主要技术有干法和湿法。湿法就 是用某种醇类浸泡废铝，使漆层脱落或被丙酮溶 掉，此法的特点是废液量大，不好处理，一般不宜采用。

干法即火法，一般都运用回转窑焙烧法。焙烧法的主要设备是回转窑，其**的特点是热效 率高，便于废铝与碳化物的分离。焙烧的换热来 自加热炉的热风和废料漆层碳化过程中形成的热。生产时， 回转窑以一定的速度旋转，废铝表面的 漆层在一定的浓度下迅速炭化，由于回转窑的旋 转，使得物料之间互相撞击和振动，最后炭化物从废铝上断裂。脱落的炭化物一部分在回转窑的 端收集，还有一部分在收尘器中回收。

加热炉的燃料有钢铁、焦炭、油等。以油为燃料的加热炉设备较复杂，投资也大;以煤为燃 料的加热炉投资低廉，燃料便宜，但长期的灰尘进入废铝中，增大了废铝与炭化物的分离难度。 最理想的燃料是焦炭，产生的热风基本不带灰分， 是加热炉理想的燃料。

对于铝箔纸，用普通的废料造浆设备很难把锡箔层和纸纤维层有效分离，有效的分离原则是 将铝箔纸首先放到水溶液中烘烤、加压，然后迅 速排到高压环境减压，并进行机械搅拌。这种分离原则，既可以回收纤维纸浆，又可回收铝箱。

废铝的液化分离是以后回收塑料铝的发展方向，它将废铝杂料的预处理与再次熔铸相结合，既缩 短了工艺步骤，又可以**限度地减少空气污染， 而且促使净金属的回收率大大提高。废铝液化分离装置中有一个允许氧气微粒通过的过滤器，在 液化层，铝沉积于上面，废铝中粘附的涂料等有机物在450*C以上分解成氧气、焦油和液态碳， 再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过转动鼓搅拌，与仓中的溶化液混合，砂石等杂 质分离到砂石分离区，被废料带出的溶解液通过 回收螺旋桨返回液化仓。

4、分选

磁选法可以分选出废钢铁等磁性废料。铁以及合金是铜及其合金中的有害杂质，对铜以及合 金性能的制约也**，因此要在预处理工序中更 大限度地分选出夹杂的废钢铁，这种方式在美国未被长期采取。磁选法的仪器非常简单，磁源来 自电磁铁或永磁铁，工艺的设计有多种多样，比 较易于实现的是传送带的十字交叉法。传送带上的废铝沿纵向运动，当处于磁场以后废钢铁被吸 起而离开横向皮带后，立即被纵向皮带带走，运 转的横向皮带离开磁场以后，废钢铁失去了引力而自动落地并被集中出来。磁选法的工艺简单， 投资少，很容易被运用。磁选法处理的废料料 的密度不宜过大，一般的薄片和碎铝废料都非常适合。

风选法可以分离废纸、废塑料和粉尘。各种废铝中或多或少地含有废纸、废塑料薄膜和尘 土，较为理想的工艺是风选法。风选法的工艺 很简单，能够高效率地分离出大部分轻质废料，但应采用较多的收尘系统，避免气味对环境的 污染。分选出的废料、废塑料薄膜通常不宜再 继续分选，可作燃料用。

废杂铜以水为介质的浮选法可分选轻质杂质，中夹杂的废塑料、废木头、废塑料等轻质物料， 可以运用以水为介质的浮选法。主要设施是螺旋 式的推进器，废铝随螺旋推进器推出，在整个过程中，风选过程中剩余的沙子和气味等易溶物质 大多溶于水中，并被水冲走，进入沉降池。污水 在经过多道沉降澄清过后，返回循环使用，污泥定时清理。此种方法可以全部分离比例大于水的 轻质物质， 是一种简便易行的方式。

从废铝中分选铜等重有色金属的技术。废铝中的镍等重有色金属基本上都被油污所沾污，用人 工分选的方式从废料中分选出重有色金属的难度 较大。有效的方式是抛物选矿法。这种方式运用各类体积基本相似的物体在得到相等的力被抛出 时落点不同的原理。可以把废杂铜中密度不同的 各种废有色金属分开。此种方法可使废铝、废铜、和其它废物均匀地分开。根据此种原理设计的设 备已在美国采取，国内正进入研究阶段。

废杂铜的预处理是废料再生利用工艺的重要构成个别，目前中国废铝的预处理基本上还没有 实现机械化和自动化，主要靠低廉的人工，使用 的用具是磁铁、钢挫，凭的是经验，这种分选方法效率低、质量差，成本高，且废铝中的镍等废 有色金属大部分都被污染，手工分选难度大，已远远落后。我国废杂铝预处理的演进方向是:使 非铜物质与废料以及合金完全分离，而且应高效率的让废杂铜按照合金的钢种分类，达到废杂铝 综合利用之目的

五、铝及铝合金

铝是一种轻金属，密度小(2.79/cm3),具有良 好的强度和延性;铝合金具有很好的硬度，超硬铝合金的密度可达600MPa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450MPa，它的钢度远低于钢，因此在机械生产中受到广泛的利用;铝的导电性仅次于金和铁，居第三位，用于生产各类导线;铝具 有良好的导热性，可用作各种散热材料; 铝还带有良好的抗腐蚀性能和**的蠕变，适合于各种 压力加工。

铝合金按加工方式可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝 合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化 型不能通过热处理来提升机械性能，只能借助冷加工变形来推动加强，它主要包含高纯铝、工业 高纯镍、工业纯锌以及防腐铝等。可热处理强化 型铝合金可以借助淬火和时效等热处理手段来提升机械性能，它能分为硬铝、锻钢、超硬铝和特 殊铝合金等。

铝合金可以运用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铜镍合金。

1、纯铝产品

纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成分A1表示，后者用汉语拼音LG(铝、工业用的) 表示。

2、压力加工铝合金

铝合金压力加工产品分为防锈(LF)、硬质(LY)、锻造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、 常用铝合金材特殊(LT)及钎焊(LQ)等七类。料的状况为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧 (R)等三种。

3、铝材

铝和铝合金经加工成一定颜色的材料统称铝材，包括板、带、箔、管、棒、线、型等。

4、铸造铝合金

铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素锗、 铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、 200、 300、400。

5、高强度铝合金

高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超 硬铝合金类和铸造合金类。

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