基于有色金屬材料的再生資源利用技術(shù)研究

賴清泉

摘 要：材料是人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而在材料使用中占最大比重的當(dāng)屬金屬材料，因此，金屬材料長期以來都受到了社會各界的廣泛關(guān)注。為了秉持可持續(xù)發(fā)展社會建設(shè)理念，需要提高金屬材料再生資源利用效率，加強(qiáng)對其的相關(guān)研究。對此，筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，對有色金屬材料循環(huán)再生的方法進(jìn)行探究，著重闡述了廢銅、廢鋁、廢金屬基復(fù)合材料等有色金屬材料的循環(huán)再生利用技術(shù)，希望在為其他從業(yè)者提供一定參考的同時，努力推動有色金屬材料再生資源利用技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：有色金屬材料；再生資源；循環(huán)利用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.035

1 前言

金屬材料對于人類社會發(fā)展有著重要意義，其中包括鋼鐵材料、有色金屬材料以及金屬基復(fù)合材料。當(dāng)前我國社會的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對于金屬材料的需求量不斷增大，在使用金屬材料過程中，存在著大量浪費(fèi)以及污染環(huán)境的問題。所以，在生產(chǎn)和使用過程中提高對資源及能源的利用效率，對于我們建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會是一個重要的支持。有色金屬材料在我國各行業(yè)中都有廣泛作用，是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必不可少的重要材料。因此，我們需要改變過去粗放式的有色金屬材料生產(chǎn)模式，不僅要減少對有色金屬材料廢棄物的排放，還應(yīng)當(dāng)努力減小對有色金屬材料礦石資源的依賴，努力研發(fā)有色金屬材料的再生循環(huán)技術(shù)。因為礦石資源終有一天會被開采光，只有再生資源才能保證正常使用需求。

2 簡介有色金屬材料循環(huán)再生的方法

有色金屬材料循環(huán)再生的方法通常有三種：首先是有色金屬材料廢棄物原點(diǎn)利用法，該法的原理是在有色金屬材料廢棄物的生命周期內(nèi)，結(jié)合其被廢棄前用于何處，繼續(xù)將其完成同樣用途且重復(fù)一定次數(shù)，簡單來說就是不需要加工直接繼續(xù)使用至少一次以上，這是最簡單也是優(yōu)先級別最高的金屬材料再循環(huán)方法。該法的優(yōu)勢在于能夠較好地保持材料質(zhì)量，有效節(jié)約能源消耗，消耗成本少。其次是循環(huán)再生法。該法中所使用的有色金屬材料已經(jīng)無法完成其預(yù)定用途，也就無法直接進(jìn)行使用，和第一種方法相比，對其需要進(jìn)行加工，因此，其所付出的成本和能源消耗都更多，同時，在材料回收、分離過程中需要足夠技術(shù)支撐。第三種是化學(xué)再循環(huán)法，其原理是對金屬材料廢棄物采取化學(xué)再循環(huán)方式，通過化學(xué)分解來實(shí)現(xiàn)原料回收。該法無論是技術(shù)要求還是成本、能源消耗條件都更為苛刻。

3 對常用金屬材料的循環(huán)再生利用技術(shù)的闡述

首先是廢銅的回收利用，廢銅的來源有銅加工工廠與銅使用單位在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的銅廢料，該種廢銅的成分穩(wěn)定，利于再生利用；社會回收的廢銅由于來源復(fù)雜，所以含銅量差異較大；廢電線、電纜等銅廢料所占比重在不斷上升。通常來說，廢銅成分穩(wěn)定、潔凈、含銅量高的廢銅能夠直接重熔亦或是當(dāng)做電解銅的補(bǔ)充原料，利用起來簡單快捷。對廢電線、電纜等則應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行一定的加工，將其中的絕緣物去除，進(jìn)行壓塊與粉碎工作。對含量低的廢銅則需要先通過鼓風(fēng)爐制造出粗銅，然后送進(jìn)轉(zhuǎn)爐，最后澆鑄成陽極板電解精制。

其次是對廢鋁的回收利用。廢鋁主要源自于汽車，隨著未來汽車的不斷普及，廢鋁的數(shù)量還將不斷增加，此外，建筑、包裝產(chǎn)品以及生活日用品也是廢鋁的重要來源。以鋁罐裝的易拉罐汽水產(chǎn)品為例，每年我國需要消耗大量的易拉罐產(chǎn)品，能夠回收大量的廢鋁，其回收過程為先進(jìn)行清洗，然后為其除漆，接著統(tǒng)一壓扁，然后磁選除鐵，之后將其進(jìn)行粉碎，再進(jìn)行二次磁選除鐵，統(tǒng)一壓扁熔煉后鑄成再生鋁錠，最后制成板材。

第三是廢鉛的回收利用，再生鉛滿足了全球每年正常鉛需求量的百分之五十。其主要源自于廢鉛蓄電池以及工廠廢料，所以我國現(xiàn)在大力提倡對蓄電池的回收利用，廢鉛在重熔、精煉生產(chǎn)后能夠用作制造蓄電池的格柵。

最后是其他有色金屬的回收利用，石油精煉催化劑、廢電池等有色金屬廢棄物種含有多種金屬成分，也是我們回收利用工作的重要組成部分。

4 金屬基復(fù)合材料的循環(huán)再生利用技術(shù)

現(xiàn)階段，金屬基復(fù)合材料基體材料的熔點(diǎn)有著較大區(qū)別，增強(qiáng)相的形態(tài)以及尺寸種類較為豐富，加上技術(shù)水平的限制，使得金屬基復(fù)合材料的循環(huán)再生利用技術(shù)發(fā)展還不夠成熟?，F(xiàn)階段金屬基復(fù)合材料的循環(huán)再生利用技術(shù)包括熔融鹽處理、電磁分離以及化學(xué)溶解技術(shù)。熔融鹽處理技術(shù)的原理是對金屬基復(fù)合材料中的陶瓷顆粒添加熔融無機(jī)鹽產(chǎn)生浮渣，將浮渣去除后把熔融的金屬有效分離出來，這樣就能進(jìn)行回收利用了。電磁分離技術(shù)的原理是對保持在熔融狀態(tài)下的金屬基復(fù)合材料施加單方向的電磁場作用力，因為復(fù)合材料中增強(qiáng)體與機(jī)體對外加磁場的作用極性存在區(qū)別，因此此二者出現(xiàn)相對方向的運(yùn)動，然后再將其分離出來，實(shí)現(xiàn)回收。化學(xué)溶解技術(shù)則是利用化學(xué)方法將金屬鹽從溶液中析出，接著按照化學(xué)原料的形式進(jìn)行回收。上述三種方法都能實(shí)現(xiàn)對金屬基復(fù)合材料循環(huán)再利用的目的。

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