鋁合金材料的再生加工的四道基本工序

      (1) 廢鋁料的備制首先，對廢鋁進(jìn)行初級分類，分級堆放，如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。對于廢鋁制品，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打壓成包。對于鋼芯鋁絞線，應(yīng)先分離鋼芯，然后將鋁線繞成卷。鐵類雜質(zhì)對于廢鋁的冶煉是十分有害的，鐵質(zhì)過多時會在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體，從而降低其機械性能，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、橡膠等有機非金屬雜質(zhì)。在回爐冶煉前，必須設(shè)法加以清除。對于導(dǎo)線類廢鋁，一般可采用機械研磨或剪切剝離、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械剝離相結(jié)合的辦法，先通過熱能使絕緣體軟化，機械強度降低，然后通過機械揉搓剝離下來，這樣既能達(dá)到凈化目的，同時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。脫漆爐的最高溫度不宜超過566℃，只要廢物料在爐內(nèi)停留足夠的時間，一般的油類和涂層均能夠清除干凈。對于鋁箔紙，用普通的廢紙造漿設(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，又可以最大限度地避免空氣污染，而且使得凈金屬的回收率大大提高。廢鋁液化分離裝置的工作原理如圖1-18 所示裝置中有一個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)事先通過實驗確定之。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)量及金屬實收率，除油不干凈的廢鋁，最高將有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。我國最大的再生鋁企業(yè)是位于上海市郊的上海新格有色金屬有限公司，該公司有兩組50t 的熔煉靜置爐，一組 40t 燃油熔煉靜置爐；一臺 12t 的燃油回轉(zhuǎn)爐。小型企業(yè)可采用池窯、坩堝窯等冶煉。近年來，發(fā)達(dá)國家在生產(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，用于制造供鑄造、壓鑄、軋制及作母合金用的再生鋁錠。最大的鑄錠重13.5t, 其中，重熔的二次合金錠 (RSI) 可用于制造易拉罐專用薄板，薄板的質(zhì)量已使每支易拉罐的質(zhì)量下降到只有 14g左右；某些再生鋁，甚至用于制造計算機軟盤驅(qū)動器的框架。在廢鋁的再生過程中，對于再生鋁的熔煉及熔體的處理是保證再生鋁冶金質(zhì)量關(guān)鍵工序。鋁熔體的變質(zhì)與精煉凈化，不僅可以改變鋁硅合金中硅的形態(tài)，凈化了鋁熔體，而且能夠大大改善鋁合金的性能。鋁熔體的精煉變質(zhì)與凈化，目前多采用Nacl 、 NaF 、 KCI 及 Na3AIF6 等氯鹽和氟鹽處理，也有的采用 C12 或 C2C16 。進(jìn)行處理。采用含氯物質(zhì)精煉廢鋁熔體，雖然效果較好，但其副產(chǎn)物 AICI3 、 HCl 和 Cl等會對人體、環(huán)境及設(shè)備都造成嚴(yán)重?fù)p害。近年來，人們正在力圖改進(jìn)處理工藝，選用無毒、低毒的精煉變質(zhì)材料來解決環(huán)境污染問題，如選用 N2、 Ar 等作為精煉劑，但效果不盡如人意。市售的所謂“無公害”精煉劑，其基本成分為碳酸鹽、硝酸鹽及少量的 C2C16，因仍有少量氮氧化物、氯氣排出，也不能完全消除環(huán)境污染。最近幾年，新發(fā)展起來的用稀土合金對再生鋁進(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。該工藝充分運用稀土元素與鋁熔體相互作用的特性，發(fā)揮稀士元素對鋁熔體的精煉凈化和變質(zhì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對鋁熔體的凈化、精煉及變質(zhì)的一體化處理，不僅簡潔高效，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產(chǎn)生有害的廢氣和其他副產(chǎn)品。