廢鋁

廢鋁

廢鋁是一種回收鋁的俗稱。回收鋁經過預處理後,一部分會進行冷加工處理,使其變成粉狀鋁,另外一部分會使用重介質選礦法、拋物選礦法等方式進行重新回收利用。

基本信息

概述

廢鋁廢鋁
廢鋁是一種回收俗稱。

鋁,是一種化學元素。它的化學符號是Al,它的原子序數是13。鋁元素在地殼中的含量僅次於氧和,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。在金屬品種中,僅次於鋼鐵,為第二大類金屬。至19世紀末,鋁才嶄露頭角,成為在工程套用中具有競爭力的金屬,且風行一時。鋁的套用極為廣泛,航空建築、汽車三大重要工業的發展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質,這就大大有利於這種新金屬鋁的生產和套用。

理化性質

銀白色,有光澤,質地堅韌而輕,有延展性

做日用皿器的鋁通常叫“鋼精”或“鋼種”。

元素名稱:鋁

元素類型:金屬

元素原子量:26.98

原子體積(立方厘米/摩爾):10.0

元素中文名稱:鋁元素在太陽中的含量(ppm) :60

元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013

元素英文名稱:Aluminum

相對原子質量:26.98

地殼中含量(ppm):82000

核內質子數:13

核外電子數:13

核電荷數:13

氧化態:Main Al+3

Other Al0, Al+2

質子質量:2.1749E-26

質子相對質量:13.091

所屬周期:3

所屬族數:IIIA

摩爾質量:27g/mol

氫化物:AlH₃

氧化物:Al₂O₃

最高價氧化物化學式:Al₂O₃

密度:2.702g/cm3

熔點:660.37℃

沸點:2467.0℃

燃點:550℃

熱導率W/(m·K):237

化學鍵能:(kJ /mol)

Al-H 285

Al-C 225

Al-O 585

Al-F 665

Al-Cl 498

Al-Al 200

聲音在其中的傳播速率:(m/s)

5000

電離能 (kJ/ mol)

M - M+ 577.4

M+ - M2+ 1816.6

M2+ - M3+ 2744.6

M3+ - M4+ 11575

M4+ - M5+ 14839

M5+ - M6+ 18376

M6+ - M7+ 23293

M7+ - M8+ 27457

M8+ - M9+ 31857

M9+ - M10+ 38459

莫氏硬度:2.75

外圍電子排布:3s2 3p1

核外電子排布:2,8,3

晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子

晶胞參數:

a = 404.95 pm

b = 404.95 pm

c = 404.95 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

顏色和狀態:銀白色金屬

原子半徑:1.82

常見化合價:+3

發現人:厄斯泰德、韋勒

發現時間和地點:1825 丹麥

元素來源:地殼中含量最豐富的金屬元素,含量高於7%

元素用途:可做日用器皿,因其具有氧化膜,不會鏽蝕。鋁的合金可作飛機、船舶、火箭的結構材料。純鋁可做超高壓電纜

工業製法:電解熔融的氧化鋁和冰晶石的混合物

其他化合物:AlCl₃氯化鋁,NaAlO₂偏鋁酸鈉,Al(OH)₃氫氧化鋁

擴展介紹:帶藍色的銀白色三價金屬元素,延展性好,有韌性並能發出[響亮]聲音,以其輕、良好的導電和導熱性能、高反射性和耐氧化而著稱。

發現

1827年,德國的韋勒把鉀和無水氯化鋁共熱,製得鋁。

預處理

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。鋁廢料的進口量約占全國總進口量的十分之一以上。其原料處理高度電腦化,所有入廠原料分區存放,庫存則依 數量、化學成份、回收率及成本建檔管理運用。有了這些資料就可使熔煉工序在生產合金錠時得以計算出最經濟的用料公式,並確保產品品質。

對於廢鋁製品,須進行拆解,去除與鋁料連線的鋼鐵及其他有色金屬件,再經清洗、破碎、磁選、烘乾等工序製成廢鋁料。對於輕薄鬆散的片狀廢舊鋁件,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。對於鋼芯鋁絞線,應先分離鋼芯,然後將鋁線繞成卷。

鐵類雜質對於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,並減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應控制在1.2%以 下。對於含鐵量在1.5%以上的廢鋁,可用於鋼鐵工業的脫氧劑,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,尤其是以不鏽鋼形式存在的鐵。

廢鋁中經常含有油漆、油類、塑膠、橡膠等有機非金屬雜質。在回爐冶煉前,必須設法加以清除。對於導線類廢鋁,一般可採用機械研磨或剪下剝離、加熱剝離、化學剝離等措施去除包皮。

目前國內不少企業用高溫燒蝕的辦法去除絕緣體,燒蝕過程中會產生大量的有害氣體,嚴重地污染空氣。如採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,然後通過機械揉搓剝離下來,這樣既能達到淨化目的,同時又能夠回收絕緣體材料。廢鋁器皿表面的塗層、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,就應當採用脫漆爐脫漆。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,一般的油類和塗層均能 夠清除乾淨。

對於鋁箔紙,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,然後迅速排至低壓環境減壓,並進行機械攪拌。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後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,而且使得淨金屬 的回收率大大提高。廢鋁液化分離裝置中有一個允許氣體微粒通過的過濾器,在液化層,鋁沉澱於底部,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。廢料通過鏇轉鼓攪拌,與倉中的溶解液混合,砂石等雜質分離到砂石分離區,被廢料帶出的溶解液通過回收螺鏇槳返回液化倉。

冷加工粉碎

一、廢舊易拉罐再生粉碎成粉

將壓扁清洗乾淨的易拉罐直接投入給料倉,瞬間就可粉碎成粉,平均粒徑1~3毫米,產品粒度可調基本球型、半球形和多棱形。可單機作業一次性粉碎成粉,工藝流程簡便,易操作,占地面積小,裝機容量15千瓦,每套機組兩人操作,每小時粉碎易拉罐55~65千克。

二、廢鋁線、廢電纜、光鋁線粉碎成粉

對於廢鋁線、廢電纜光鋁線單股或多股線,首先將光鋁線截成線段,根據成品粉的要求,截斷長短4~6毫米。

由圓盤自動剪下機剪下成段,根據光鋁線的粗細和成品粉要求的規格選擇圓盤剪刀的尺寸,圓盤自動剪下機每小時剪下鋁線段80~120千克。廢鋁線的線徑越粗、越長、產量越高,最粗可剪直徑12毫米,長度不限,也可多股同時剪下,裝機容量5.5千瓦。

統一規格的線段毛料再經粉碎機下料口自動均勻給料,每小時產量30~40千克,裝機容量、產品粒度可根據線段的粗細、長短而定,一般粒徑2~6毫米。加工後的顆粒形狀基本是球形和半球形。粉碎機進料口設有自動磁性振動給料,給料量大小可以調節,該機殼體裝有冷卻水套,可用常壓循環水冷卻,並配有溫度計監控,正常生產中溫度不得超過70℃。

 三、廢舊擠壓型材、鋁板邊角料、機械加工鋁屑等粉碎造粒成粉

廢舊鋁門窗、建築與結構 6063合金擠壓型材、加工製作中邊角料頭、截斷中鋸屑等均可採用機械方法冷加工成粉。

由於廢擠壓型材規格、長短、薄厚不等,要想獲得顆粒均勻的成品粉,事先要將清理乾淨的廢型材,如方管、槽鋁的頭部砸扁,放入壓扁機壓成板片,寬型材或寬廢鋁板,要由分剪機剪下成40~60毫米寬後放入自動剪下機,剪下成4×4毫米或6×6毫米統一規格的毛料,投入鋁粉專用粉碎機下料口自動給料機,給料速度均勻可調,經造粒成品粉直徑2~6毫米,每小時可加工35~45千克,粉碎機裝機容量15千瓦。

由型材加工成粒?粉 的工藝流程:型材分類→清洗乾淨→型材頭砸扁→壓成平板→分條→分切小塊→篩分→成品包裝。前三道工序由人工處理每天每人可處理1~2噸。壓板、分條機裝機容量2.2千瓦,每小時可加工200~300千克。自動分切機裝機容量5.5千瓦,每小時可分切60~80千克。

市場前景

中國國內大多數廢舊金屬的回收利用率和共生拌生金屬元素利用率仍然很低,每年因此而損失1000多億人民幣。另外一面,中國國內機械製造業,汽車工業,房地產業正處於高速發展階段,消費品的更新換代速度在加快,可供回收利用的廢舊金屬量不斷增大。

由於不斷增長的需求和政府政策的支持,據美國和日本統計,至2015年中國將成為世界第三大汽車製造商。中國有色金屬工業協會數據顯示,2007年中國廢鋁產量為275萬公噸,僅次於美國的300萬公噸。2009年,中國發布廢鋁行業規範,規範稱新廠的年產能最少為5萬噸,現有工廠的產能至少為2萬噸。中國現有5個年產能在5萬噸以上廢鋁生產商。隨著中國原鋁消費的迅猛增長,原鋁的積累量不斷增加,僅僅從1990年開始計算,到2004年中國累計消費的原鋁已經達到了近4000萬噸,目前中國已是世界第一大鋁生產國和消費國,但是中國鋁土礦資源稀缺,因此回收利用再生鋁資源非常迫切。據了解,中鋁公司目前正在青島建設年產20萬噸的再生鋁合金工程,項目投產後,可比同等規模的原鋁生產廠節電28億千瓦時,節水200萬噸,並節約鋁土礦等固體材料120萬噸,這一項目有望年內建成。中鋁公司今後5年內將初步建成廢鋁回收體系,使再生鋁產量達到公司鋁總產量的10%。說明中國鋁廢料回收有著巨大的發展潛力。

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