第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

廢鋁的回收及再生是又一項(xiàng)十分復(fù)雜的技術(shù)工作，各種鋁制品使用范圍寬廣、使用分散，如何使回收集中、分類，再來實(shí)現(xiàn)再生加工等均是十分繁雜龐大的工程。

全世界不同成分、不同性能的廢鋁合金數(shù)以百計(jì)，其中許多廢鋁合金中的成分元素相互排斥、互不兼容。如何以最簡(jiǎn)易的方法、最低的成本、最有效的工藝使廢棄鋁再生成成分合乎理想合金要求、性能滿足使用要求、質(zhì)量能達(dá)到或接近原生材料水平的再生利用技術(shù)，是世界各國鋁再生 行業(yè) 的追求目標(biāo)。

因此，我國企業(yè)在廢鋁破碎、分選、表面除漆等預(yù)處理技術(shù)，提高裝備水平以降低鋁的燒損率為目標(biāo)的熔煉設(shè)備，熔煉過程中的雜質(zhì)元素分離技術(shù)等方面開展廣泛的技術(shù)探討，實(shí)現(xiàn)廢鋁再生過程中的基本化學(xué)成分控制和無污染生產(chǎn)，為廢鋁再生工藝生產(chǎn)高性能產(chǎn)品打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)”的生產(chǎn)方式。

目前，我國大多數(shù)廢鋁的回收生產(chǎn)企業(yè)所普遍采用的鋁熔煉設(shè)備是普通的反射爐(燃油或燃?xì)?，由于此類設(shè)備使用明火對(duì)鋁進(jìn)行接觸式的加熱熔化，熔煉過程中金屬燒損現(xiàn)象嚴(yán)重，特別是熔煉薄壁、廢屑等廢鋁金屬，鋁的回收率相當(dāng)?shù)汀?br /> 
第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程

隨著我國對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的日益重視,廢鋁的再生利用已成為鋁工業(yè)發(fā)展中不容忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?；厥諒U鋁并用來重新制成鋁坯料時(shí),需要格外關(guān)注的是重熔熔體的精煉與純凈化處理。LARS系統(tǒng)對(duì)鋁熔體的精煉原理,并通過對(duì)其除氫、除雜效果的 分析 。

1、一般廢鋁處理工藝

廢鋁品種繁多,成分各異, 通常不能用單一的方法處理。其中的主要生產(chǎn)工序?yàn)轭A(yù)處理、熔煉、合金調(diào)配與精煉四個(gè)環(huán)節(jié)。

廢鋁回收產(chǎn)品基本生產(chǎn)流程

1）預(yù)處理

含鋁廢雜物在熔煉之前的預(yù)處理階段, 包括分類、解體、切割、磁選、打包和干燥等工作。預(yù)處理的目的是清除易爆物、鐵制零件和水分。在廢鋁預(yù)處理上我國大多處于手工分選和簡(jiǎn)單機(jī)械處理,雜質(zhì)剔除不徹底, 且勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作環(huán)境差。

2）熔煉

對(duì)經(jīng)預(yù)處理的廢鋁進(jìn)行熔化,我國75%的廢料是采用上世紀(jì)二、三十年代的原始工藝熔煉的。使用地坑加坩堝或反射爐,燒損一般為6%左右,耗油平均100kgPt。國外80% 以上的廢鋁熔煉采用現(xiàn)代化的裝備與技術(shù),熔煉燒損約3.5%,油耗平均65 kgPt。

3）調(diào)整合金成分

由于有的合金元素在熔煉過程中有損失,在精煉處理之前向液態(tài)鋁合金中添加合金元素,使熔煉后的鋁合金符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

4）精煉

眾所周知,鋁合金產(chǎn)品的生產(chǎn)中,最終是否能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,主要取決于熔煉與鑄造環(huán)節(jié),而熔鑄過程中除氫、除雜最重要,對(duì)于利用廢鋁做原料生產(chǎn)鋁及鋁合金錠坯的生產(chǎn)線,其在線精煉技術(shù)是關(guān)鍵。而國內(nèi)80%的熔體不經(jīng)任何處理, 無現(xiàn)代化在線處理,因而雜質(zhì)含量較高, 熔體質(zhì)量較差,影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。

2、LARS技術(shù)原理

LARS(TM) 為Liquid Aluminum Refining System的縮寫,是一種新型在線鋁液精煉系統(tǒng)。

LARS系統(tǒng)采用獨(dú)特的構(gòu)思, 對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行精巧的改進(jìn),使其在線精煉效果得到明顯提高。LARS系統(tǒng)的工藝可簡(jiǎn)單描述為：在LARS工藝過程中,熔體金屬被惰性氣體和鹵素氣體混合處理；氣體通過特殊設(shè)計(jì)的石墨轉(zhuǎn)子注入熔體金屬中,從熔體金屬熔池底部產(chǎn)生細(xì)微分散的氣泡, 轉(zhuǎn)子切割氣泡并幫助去除結(jié)塊的粉末雜質(zhì); 這些氣泡攜帶雜質(zhì)、吸附的氣體和堿金屬雜質(zhì)上升到熔體表面; 熔體金屬表面上的惰性氣體壓力保持正壓,以避免鋁和石墨磚被氧化,以及避免加熱裝置被腐蝕; 加入一定量的鹵素氣體,以便與堿金屬反應(yīng)生成氯化物,這些氯化物將依靠浮力上升到液面上并被排出。

LARS系統(tǒng)采用的獨(dú)特技術(shù)包括：凈化氣體原位預(yù)熱、凈化氣體與鋁熔體的摩擦攪拌、反應(yīng)室的體積變化以防止氣泡聚集、保護(hù)氣體覆蓋等。正是這些獨(dú)特技術(shù)的應(yīng)用,使LARS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有效地消除鋁熔體內(nèi)的雜質(zhì),達(dá)到了鋁熔體純凈化的目的。

第三節(jié) 國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 分析

我國是鋁制品的生產(chǎn)和消費(fèi)大國,巨大的廢鋁資源等待再生利用。采用廢鋁生產(chǎn)高品質(zhì)再生鋁,是我國鋁工業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。由于廢鋁的來源和組成非常復(fù)雜,因此必須采用先進(jìn)的技術(shù)才能使之獲得有效的處理。

廢鋁回收產(chǎn)品的質(zhì)量主要取決于熔煉與鑄造環(huán)節(jié),而除氫、除雜是熔鑄工序的關(guān)鍵。與原鋁相比,利用廢鋁為原料生產(chǎn)鋁合金錠,其潔凈程度、含氣量等參數(shù)的控制更為困難。無論是國外技術(shù)還是國內(nèi)技術(shù),現(xiàn)有在線精煉系統(tǒng)因工藝和結(jié)構(gòu)問題, 在除氫、除雜方面均存在一定的缺陷和不足,在許多方面還有待改進(jìn),如控制除氫過程的工藝參數(shù)優(yōu)化(如提高凈化氣體的預(yù)熱溫度等)及引入多級(jí)化工藝設(shè)計(jì)理念;改進(jìn)和優(yōu)化旋轉(zhuǎn)噴吹轉(zhuǎn)子的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以得到彌散、細(xì)小、分布均勻的氣泡,從而提高除氫、除雜效率;優(yōu)化設(shè)計(jì)除氣室的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸等等。

在美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,利用目前最先進(jìn)的廢鋁回收技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出性能與原鋁相當(dāng)?shù)脑偕X, 一部分再生鋁甚至被用于生產(chǎn)航空航天領(lǐng)域的鋁材。我國在過去的20年間,相繼引進(jìn)SNIF、MINT、ALPUR、RDU等國外先進(jìn)的鋁熔體在線凈化技術(shù),也自主研制了DDF等技術(shù), 在一定程度上提高了我國鋁熔體的精煉水平。然而,我國雖然采用了與國外相同的除氣方法和技術(shù),鋁熔體除氫的水平仍然與國際先進(jìn)水平有一定的差距。例如,美國波音飛機(jī)公司向我國某廠訂貨的航空鋁合金7075、2024材料的冶金質(zhì)量要求是氫含量小于0.10mLP(100gAl),而目前國內(nèi)鋁熔體除氣的普遍水平僅能達(dá)到0.12mLP(100gAl)~0.10mLP(100gAl)。

在廢鋁回收利用和鋁熔體精煉技術(shù)方面,美國的Almex公司開展了深入的 研究 ,研制的LARS(liq2uid aluminum refining system)是目前國際上最先進(jìn)的鋁熔體精煉系統(tǒng)之一,已在多個(gè)國家的鋁加工企業(yè)獲得應(yīng)用。

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