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再生铝的发展现状
【摘要】
< br>：
随着我国经济的持续快速发展
,
金属铝的用量越来越大
,
铝的产能、
产量也不断
扩大。文章介绍了再生铝产业的现状，再生铝的处理
工艺。
【关键词】：
再生铝，现状，处理工艺
【
Abstract
】
:
With
the
rapid
development
of
our
economy,
the
dosage
of
aluminum
metal
is
more
and
more
big,
the
aluminum
capacity,
output
also
expands
unceasingly.
This
paper
introduces
the
present
situation,
renewable
aluminum
industry
aluminum
process
regeneration.
【
Keywords
】：
Regeneration aluminum
，
status
，
process
1.
前言
铝
(
包括铝合金
)
是一种可回收再生和用途十分广泛的金属。
在人类所使用的金属材料中，
铝的消耗量居第二位
,
仅次于钢铁。由于资源的有限
性以及各行各业对铝（铝合金）需求量
的日益增加，
再生铝的充
分利用已受到发达国家政府与企业的高度重视。
再生铝与原铝相比，
具有很明显的节能和环保优势，每吨再生铝可以节约能源达
95%
< br>，二氧化碳及其它有害排放
物的排放量也大大减少。
因此
，
再生铝已在世界各国尤其是欧美国家得到广泛的应用。
据统<
/p>
计，目前全球每年约有
1160
万
t
废铝已进行再生利用，占了全球铝市场总需求量的
< br>40%
。
随着中国经济的快速
增长，
我国对铝
（铝合金）
的需求也在
不断地增加。
我国已经成为
仅次于美国的第二大铝消费国。
尽管由于我国在再生铝的生产方面起步较晚，
目前全国在废
旧铝的回收以及再生铝的生产系统上还不是很完善，
但是，
随着我国铝工业的迅猛发展，
再
生铝的生产已越来越
受到各方面的重视。
2.
中国与世界各国再生铝产业的现状
2.1
世界再生铝规模现状
新世纪以来，
美国年均铝供应结构为原铝产量占
30%
，
净进口量占
35%
，
再生铝量占
35%
。<
/p>
2008
年美国铝废料来源分为旧废料为
1344
千吨，占
40%
，新废料为
1975
千吨，占
60%
。与中
国相比，美国的再生铝废料并无从国外进口，完全依赖国内废料。
从图
1
中我们可以更直观的看出国外发达国家原铝与再生铝产量的总体情况。从
1996
年
-2006
年英国其中国
内原铝产量为
3077
千吨，占供应量的
35.0%
，再生铝占供应量的
37.2%
< br>；
日本国内原铝产量为
107
千
吨，
占供应量的
0.3%
，
再生铝占供应量的
32.7%
。
< br>德国国内原铝产
量为
6835
千
吨，
占供应量的
27.6%
；
再生铝占供应量的
32.2%
。
我国再生铝供应量占铝总供应
量的比例小，
再生铝的发
展较发达国家来说处于比较落后的阶段。
2009
年我国原铝供
应量占
74.0%
，再生铝供应量仅占
18.0%
，其中进口废料占再生铝原料的
60%
。相比发达国家再生铝
供应已经完全超过原铝供应而言，
我国铝供应仍主要依赖电解铝生产的现状已经不再符合铝
行业发展的主流趋势。由此
可以看出我国的再生铝规模和废铝回收产业亟待大力发展。
2.2
再生铝技术现状
目前，世界上再生铝行业发达国家的企业仍在不断研究回收率高、烧损少、节约能源、
污染小、产品质量好的铝再生工艺。
1991
年，加拿
大铝业公司研制成了流化床除漆装置
(fluidised
bed
decoater)
，能有效
地消除废杂铝中含量达到
50
％的有机物。用实验装置取
得脱漆过程数学模型与各种运转参数，制成了生产率为
4
500
kg
／
h
的
工业生产原型，至今
都还在使用。其特点是：除漆效率高，温度均匀，铝的氧化少，即使
是很薄的铝箔也不会熔
化，
铝的回收率高。
而在铝渣处理技术方面，
日本企业多数采用
MRM
方法处理铝渣。
该工艺
是把热铝渣直接送入带
有搅拌装置的设备中，
使铝液沉积于设备底部，
这时要加入能产
生放
热反应的熔剂，使渣保持所需温度。剩下的铝渣还可进一步进行筛选、粉碎、熔化回
收铝，
为二次回收处理。
此外，
流化床
法是由加拿大铝业公司开发的，
它可以处理各种废杂铝，
并
且回收效率高、节约能源、排放物少，至今仍为大多数国外企业所采用。
目前，国内大多数废铝回收企业由于工艺落后、
技术含量低、生产率低、铝烧损大，铝
的实际收得率只有
70%
～
80%
，有的还不足
60%
，而发达国家则在
90%
以上，有的高达
98%
。在
设备上，
我国大多数再生铝生产企业所普遍采用的铝熔炼设备是普通的反射炉（燃油或燃
气）。由
于此类设备使用明火对铝进行接触式的加热熔化，熔炼过程中金属烧损现象严重，
特别是
熔炼薄壁、
废屑等废铝金属，
使得铝的回收率相当低。
同时也因技术不足而使得整个
过程油耗远高于世界先进水平，目前国内再
生铝企业的吨产品油耗一般在
80kg
以上，有的
甚至超过
100kg
（目前世界先进水平在
45
～
50kg
左右
）。
当然，
国内也有在这方面做得比
较好的企业。
中铝青岛轻金属有限公司新建的再生铝项
目，
采用了世界最先进的工艺设计，
主要设备均由国外引进，
其中
2
台由德国
LOI<
/p>
公司生产的
60
吨双室熔炼炉是国内首次
整套引进该类熔铝炉。
双室炉将传统反射炉用隔墙分为加热室和
废料室两个炉室，是在侧井反射炉的基础上发展起来的，其主要优点是废气排放低、节能、
金属损耗低、生产效率高，特别适用于再生铝的熔炼。
2.
3
中国大力发展再生铝产业的条件已经成熟
< br>截止
2009
年，
我国已使用铝
大约在
9000
万吨左右，
而中国自有
统计数字可查以来铝蓄积
量在
12500
万吨以上，这无疑将是我们今后发展再生铝行业的优厚资源，凭借着再生铝生产
在能源
和环境方面的巨大优势，伴随着技术条件的成熟，国内铝产业由“原生型”转为“再
生型
”的条件已经成熟。
3.
再生铝处理工艺
3.1
再生铝熔体精炼技术与工艺
<
/p>
为了提供再生铝的机械性能，
使其更适应市场的需求，
必须对再生铝熔体进行精炼。
铝
熔体的精炼处理包
括熔体净化处理、
变质处理和晶粒细化处理等。
其中，
净化处理是铝熔体
处理的关键，
是变质和细化的
基础。
回收的最先进的精炼技术。
与重熔电解铝相比，
在废铝
重熔时，铝液中可能形成的冶金杂质更多也更复杂，主要包括：①
氧化物和铝渣；②钛、硼
聚集夹杂物；
③耐火尖晶石颗粒；
④沉积物
(
如
Al
-Fe-Mn-Cu
等
)
；⑤氢气<
/p>
(
来自油和水
)
；
⑥
阳极氧化和涂漆表面造成的夹杂物。
这些铝液中的杂质必然对铝锭的质量及后续的加工造成
显著影响，
造成生产成本的增加。
因此，
对于废铝的再生利用，
最重要最关键的就是有效地
对废铝熔体进行净化处理，
下面简单介绍一下再生铝熔体净化处理的方法和国内外常用的铝
熔体净化处理工
艺。
1.
铝合金净化方法
铝熔体中的有害物质主要有溶解气体（氢最有害）、机械夹杂的化合物以及金属杂质。
< br>铝合金净化方法按其作用原理可分为吸附净化和非吸附净化
2
个基本类型。
（
1
）吸附净化法
吸附净化是指通
过铝熔体直接与吸附剂（如各种气体、液体、固体精炼剂及过滤介质）
相接触
,
使吸附剂与熔体中的气体和固态氧化夹杂物发生物理化学或机械作用，达
到除气、
除杂的目的。属于吸附净化的方法有吹气法、过滤法和熔剂法等。
吹气法又称气泡浮游法，它是将惰性气体（如氮气、氩气等）通入到铝熔体
内部，形成
气泡
,
熔体中的氢在分压差
的作用下扩散进这些气泡中，并随气泡的上浮而被排除，达到除
气的目的。气泡在上浮的
过程中还能吸附部分氧化夹杂，起到除杂的作用。
过滤法是让
铝熔体通过中性或活性材料制造的过滤器，
以分离悬浮在熔体中的固态夹杂
物的净化方法。
过滤材质一般使用玻璃布、
刚玉球以
及泡沫陶瓷。
过滤法主要是去除熔体中
的夹杂物，除氢效果甚微
，所以在实际应用中，过滤法往往与吹气法相结合。
熔剂法是
在铝合金熔炼过程中，
将熔剂加入到熔体内部，
通过一系列物理
化学作用，
达
到除气除杂的目的。根据不同要求，还可以加入覆
盖剂、精炼剂、变质剂、晶粒细化剂、脱
气剂、发热剂、除渣剂、炉壁净化剂等。熔剂基
本上是一些氯化物、氟化物、硫酸盐、硝酸
盐、碳酸盐等。一般熔剂为多元化合物，按其
需要配制。
（
2
）非吸附净化法
非吸附净化是指不依靠向熔体中加吸附剂
，
而通过某种物理作用
（如真空、
超声
波、
密
度差等）
改变金属气体系统或金
属夹杂物系统的平衡状态，
从而使气体和固体夹杂物从铝熔
体中
分离出来的方法。属于非吸附净化的方法有静置处理、真空处理和超声波处理等。
静置处理是指将铝熔体在浇注前静置一段时间，
由于夹杂物的密度比
铝熔体的大，
所以
夹杂物会自发下沉
,
从而达到从熔体中分离的目的，小颗粒的夹杂很难用该方法除去。
真空处理是将熔体置于有一定真空度的密闭保温炉内，
利用
氢在熔体中和气氛中的分压
差，使熔体中的氢不断生成气泡，并上浮逸出液面而被除去的
方法。
超声波处理是利用超声波在熔体中的空化作用，
使液相连续性破坏成孔穴，
该孔穴使溶
解在铝
液中的气体聚集在一起，
超声波弹性振荡促使气泡的结晶核心形成，
并促使气泡聚集
到一定尺寸，
从而保证气体的析出。
由于超声波发生器的局限性，
该方法很难处理大批量的
铝熔体，限制了其工业应用。
2.
国内外常用的铝熔体精炼技术
铝熔体
的净化处理是铝熔体精炼的基础，
在实际生产应用中，
常用到的
铝熔体净化处理
技术往往都是上述几种净化法综合应用的最佳组合，
现目前国内外常用的熔体净化技术和先
进的精炼技术。
<
/p>
（
1
）国外早期的铝熔体净化法
熔体
ALCOA469
净化法
（
melt
purification
byALCO469
method
）
，
美国铝
业公司于
1974
年公布的一种铝熔体炉外净化方法，
它有两个净化处理室，
每一室的底部有净化气体扩散器。
净化气体为氯和惰性气体混合物，氯的体积含量为
1%
～
10%
。第一净化室的过滤介质全为直
径
13
～
19mm
的氧化铝球，
厚
152
～
381mm
。
第二净化室的过滤介质有两层
，
底层为直径
13
～
< br>19mm
的氧化铝球，
厚
51
～
254mm
；
上层是粒度
3.37
～
6.35mm
的氧化铝片，
厚
152
～
254mm
。
铝熔体
连续经两次气体过滤净化后，每
100g
含
气量为
0.08
～
0.15cm3
。
Na
含量小于
0
.0001%
，夹杂
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