再生铝加工生产技术与发展方向研究

再生铝加工生产技术与发展方向研究

张剑锋

广西南南铝业股份有限公司广西壮族自治区南宁市530031

摘要：随着全球经济的快速发展，铝及铝合金材料凭借其耐腐蚀、易加工、可循环再利用等优良特性被大规模的生产和应用，成为仅次于钢铁的第二大金属材料，使用比例逐年稳步提升。我国已成为全球最大的铝生产国，但我国在已经探明的矿产储量中，铝土矿的开采已经满足不了三十年，铝土矿资源匮乏和大量废旧铝合金堆积等问题严重限制了铝合金材料的高速发展.因此，大力发展废旧铝合金的循环利用显得尤为重要。基于此，本文主要对再生铝加工生产技术与发展方向进行了简要的分析。

关键词：再生铝加工；生产技术；发展方向

引言

资源循环利用是建设绿色环保生产方式的关键性手段，铝再生加工是资源循环利用手段在生产生活中应用的重要体现。根据目前我国再生铝加工生产行业的特征，主要生产技术的应用程度及发展方向进行分析，为促进我国金属冶炼技术的应用和提高金属使用率提供理论依据的支持。

1再生铝加工生产技术分析

1.1轧制油再生技术

铝带箔轧机轧制油再生装置操作工艺原理主要是根据轧制油和重油组分挥发度不同的特点，在精馏操作之后将轧制油从混合油中分离出来。精馏原理利用混合物中各组分发挥能力的差异，通过液、汽回流能够加强汽、液的逆向多级接触，在热能驱动和平衡关系的约束下能够实现各个组分不断从液相向汽相中转移，实现混合物的不断分离。在精馏操作的过程中，传热、传质操作同时进行，原料从再生塔中适当的位置进入，再生塔被分为上下两段，上段是精馏段，不含进料，下段则是含有进料的提馏段。冷凝器能够从再生塔的顶部提为其提供液相回流，之后沸器会从再生塔的底部提供相应的汽相回流。在精馏操作阶段，汽相在上升的过程中气体会不断得到优化，浓度增加，在再生塔的顶部最终获得组分产品。精馏过程和一般蒸馏最大的区别在于，再生塔的两端能够同时提供纯度较高的液相和汽相回流，为传质操作提供了重要的条件支持，能够为人们提供更高纯度的回流。

1.2再生铝再生熔炼技术

当前，我国再生铝生产加工行业中有两种常见的熔炼技术设备，一是侧井熔化炉，二是双石熔化炉。这两种熔炼技术的工作原理是相同的。首先，将定量的合金熔炼喷射到废气金属中，合理运用分解压力原理，有效处理回收的废气金属。其次，采用真空脱离技术和电磁搅拌技术，熔炼废弃金属。这种新型的再生铝加工生产技术，可以增加金属容量的种类，扩大容量的范围。并且先进的熔炼技术主要通过利用多重物理原理，充分溶解金属，其产生的污染程度远远低于传统的熔炼技术，从而降低再生铝加工生产对环境的污染。

1.3再生铝铸造技术

主要包括三种铸造形式，分别是金属型铸造、低压铸造和挤压铸造。其一，金属型铸造。可以采用机械化小批量生产或者自动化大批量生产，通过利用计算机技术模拟加工技术，获取铸件和浇注系统的准确参数，而且控制整个再生铝的铸造过程，采用机械人操作的方法进行铸件拆卸。其二，低压铸造。在低压铸造中，结晶期间压力在不断增加，可以适当调整时间和速度，以便获得力学性能较高和组织紧密的薄壁铸件。其三，挤压铸造。又称为液态铸造，是液态金属在压力的作用下结晶成型，主要适用于质量高的汽车铸件。

1.4废料中不同杂质元素的脱除技术

再生铝行业的主要原料来源途径非常广泛，而且入炉前没有完善的预处理过程，重熔过程中的物理化学反应和耐火材料的侵蚀等因素影响，使得再生铝产品元素的种类和含量很难得到有效的控制。据检测，在熔炼过程中，除Al之外金属液中存在的其他元素有Cu、Mn、Si、Zn、Cr、Fe、Co、Ni等近二十种，复杂的成分严重影响了再生铝产品的质量.所以能否经济环保的去除杂质元素，将合金元素含量控制在国家规定的范围之内是限制一个企业发展的关键环节.不同的杂质元素都有其特有的物理化学性质，在氧化性、挥发性、溶解度、电磁性、吸附性等方面都存在一定的差异，所以不同的杂质元素有自己独特的去除方法。目前再生铝企业在生产过程中应用到的去除杂质元素的主要方法包括选择性氧化法、氮化法、氯化法、稀释法、冰晶石熔剂精炼、蒸馏法等，通过控制温度、真空度、时间等条件，力求将各种元素都控制在标准范围之内，使产品的各种性能都满足目标合金要求.

2再生铝加工生产技术发展方向

再生铝制备车辆零部件是大势所趋目前，制约铝合金在汽车上大量应用的原因之一是铝的冶炼成本本来就比较高，再加上其矿产资源越来越匮乏，原铝制造成本进一步增加，造成了铝合金零部件的制造成本远比钢铁材料高。出于安全性与操控性能的要求越来越高，汽车零部件对力学性能的要求很高，因此汽车零部件一般使用原铝生产，即使添加废铝，添加比例也不超过30%。但增加废杂铝的使用比例，或者100%代替原铝产品，加速废铝的回收循环利用，实现废杂铝原级利用，是绿色工业发展的必然要求，也是我国再生铝行业的发展目标。与原铝生产相比，每吨再生铝可节省能源达95%，CO2等有害排放物大大减少，不仅能节约资源、净化环境，而且还可以大大降低铝合金制品的生产成本，具有良好的社会效益和经济效益。全世界每年近1200万t的各种废杂铝通过加工而成为再生铝合金，约占全球铝市场总需求量的45%。伴随着大量铝制品报废期已经到来，我国废杂铝资源正以每年20%以上的速度增长，巨大的废铝资源等待再生利用，为我国再生铝的快速发展提供了材料基础。而我国汽车行业发展迅速，2015年的汽车产销量均超过2450万辆，连续7年位居世界第一。因此，研究与开发利用废杂铝优质再生汽车零部件的工艺技术和与之相配套的工艺设备，降低铝合金零部件的制造成本，对于汽车制造业无疑是一大利好。实际上，汽车零部件中很多产品的使用条件和性能要求还是很适合采用废铝再生的形式来制备，特别是铸造铝合金制品。如汽车发动机中的缸盖和缸体、变速器壳体、支架、阀体、歧管等，大都需要具有较高的强度与韧性以及良好的耐热性、耐磨性、耐冲击性等综合性能，而废铝原料中丰富的合金元素也为废铝再生高性能汽车零部件提供了基础条件。为了保证其微观组织与性能要求，很多铸造铝合金零部件均采用压力铸造等，对于Fe等传统的有害元素的要求不再那么严格，而且会增加含Fe量来改善其黏膜现象。同时含Fe量的提高也有利于提高其耐热、耐磨等性能，因此采用废铝再生手段制备汽车零部件具备一定的技术基础。

结束语

对再生铝加工生产技术方式和未来发展方向进行仔细分析，是促进我国能源发展的主要途径，可以有效解决现阶段我国再生铝加工生产中存在的一些弊端，提高我国金属资源的综合利用率。增强新能源的开发是实现我国经济可持续发展的捷径，促使我国社会经济发展结构朝着科学化和合理化的方向发展。

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