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，應進行拆解，去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件，再經清洗、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，應先分離鋼芯，然后將鋁線繞成卷。鐵類雜質對于廢鋁的冶煉是十分有害的，鐵質過多時會在鋁中形成脆性的金屬結晶體，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，可用于鋼鐵工業的脫氧劑，商業鋁合金很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。目前，鋁工業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。廢鋁中經常含有油漆、油類、塑料、橡膠等有機非金屬雜質。在回爐冶煉前，必須設法加以清除。對于導線類廢鋁，一般可采用機械研磨或剪切剝離、加熱剝離、化學剝離等措施去除包皮。目前國內企業常用高溫燒蝕的辦法去除絕緣體，燒蝕過程中將產生大量的有害氣體，嚴重地污染空氣。如果采用低溫烘烤與機械剝離相結合的辦法，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，就應當采用脫漆爐脫漆。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境減壓，并進行機械攪拌。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展方向，它將廢鋁雜料的預處理與重新熔鑄相結合，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，再通過分離器內部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過旋轉鼓攪拌，與倉中的溶解液混合，砂石等雜質分離到砂石分離區，被廢料帶出的溶解渡通過回收螺旋槳返回液化倉。

 

 

 

      (2) 配料根據廢鋁料的備制及質量狀況，按照再生產品的技術要求，選用搭配并計算出各類料的用量。配料應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事先通過實驗確定之。廢鋁料的物理規格及表面潔凈度將直接影響到再生成品質量及金屬實收率，除油不干凈的廢鋁，最高將有20 %的有效成分進入熔渣。

 

 

 

      (3) 再生變形鋁合金 用廢鋁合金可生產的變形鋁合金有3003 、3105 、3004 、3005 、5050等，其中主要是生產3105合金。為保證合金材料的化學成分符合技術要求及壓力加工的工藝需要，必要時應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。再生鋁的主要設備是熔煉爐和精煉凈化爐，一般采用燃油或燃氣的專用靜置爐。我國最大的再生鋁企業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 的燃油回轉爐。小型企業可采用池窯、坩堝窯等冶煉。近年來，發達國家在生產中不斷推出了一系列新的技術創新舉措，如低成本的連續熔煉和處理工藝，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，薄板的質量已使每支易拉罐的質量下降到只有 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量關鍵工序。鋁熔體的變質與精煉凈化，不僅可以改變鋁硅合金中硅的形態，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 。進行處理。采用含氯物質精煉廢鋁熔體，雖然效果較好，但其副產物 AICI3 、 HCl 和 Cl等會對人體、環境及設備都造成嚴重損害。近年來，人們正在力圖改進處理工藝，選用無毒、低毒的精煉變質材料來解決環境污染問題，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，也不能完全消除環境污染。最近幾年，新發展起來的用稀土合金對再生鋁進行變質、細化和精煉的工藝，有望使廢鋁回收冶煉業的環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，發揮稀士元素對鋁熔體的精煉凈化和變質功能，能夠實現對鋁熔體的凈化、精煉及變質的一體化處理，不僅簡潔高效，而且能夠有效地改善再生鋁的冶金質量。在處理的全程中均不會產生有害的廢氣和其他副產品。