再生鋁回收及利用技術(shù)研究

蔡圣波

（廣東隆達(dá)鋁業(yè)有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

隨著現(xiàn)代技術(shù)的穩(wěn)定推進(jìn)，再生鋁以其特異性優(yōu)勢得到了各個國家的重視，并開始將其作為國家戰(zhàn)略發(fā)展方式，如為推動我國再生鋁行業(yè)的發(fā)展國家從2013年開始頒布了《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020）》、《關(guān)于推進(jìn)大宗固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的通知》[1]等相關(guān)政策，為再生鋁行業(yè)發(fā)展注入了鮮明活力。于此，探究該產(chǎn)品的回收和利用技術(shù)，對其深化發(fā)展而言具有現(xiàn)實(shí)而積極的意義。

1 再生鋁基本內(nèi)容概述

1.1 概念基本內(nèi)容

再生鋁主要是指利用融化技術(shù)，對含鋁廢料、含鋁合金即廢舊鋁進(jìn)行技術(shù)處理，以得到可利用的鋁金屬或鋁合金[2]。而隨著技術(shù)的成熟發(fā)展，其開始成為鋁金屬主要產(chǎn)出方式。當(dāng)然，在通過技術(shù)處理后，鋁合金是再生鋁的主要體現(xiàn)方式。從原料上看，目前其原料主要是工業(yè)廢鋁，如廢棄發(fā)動機(jī)、飛機(jī)等，或經(jīng)過加工的廢棄鋁金屬，如箔片、型材及板材等；從產(chǎn)生效果上看，一方面由于其作業(yè)方式為火法熔煉，因此其產(chǎn)生的廢煙氣是污染環(huán)境的主要要素，一方面由于生產(chǎn)過程具有時(shí)代和環(huán)境適應(yīng)性，不會大面積影響周圍環(huán)境，如破壞環(huán)境植被，不會大量消耗其它資源，甚至還會降低對能源損耗，由此再生鋁技術(shù)具有較大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

1.2 行業(yè)內(nèi)容概述

鋁材料由于具有優(yōu)良的材料性能，如韌性、耐腐蝕性及輕質(zhì)等，受眾了各個行業(yè)的青睞。而依據(jù)其工藝差異和原材料的區(qū)別，其目前有再生鋁和原鋁兩種生產(chǎn)方式[3]。比較兩者特征等可以看出，前者由于屬于再生經(jīng)濟(jì)，有一定發(fā)展優(yōu)勢，因此有相應(yīng)政策支撐。具體如圖1所示。

同時(shí)，從再生鋁產(chǎn)業(yè)鏈可以看出，其源頭為廢鋁回收行業(yè)，其中材料主要源自于日常廢棄鋁、電纜、航空、企業(yè)及建筑等領(lǐng)域，其終端主要以再生產(chǎn)或相關(guān)產(chǎn)品的銷售為主，其對象主要為五金、機(jī)械電子、建筑、家電等維度。具體如圖2所示。

圖1 再生鋁與原鋁特征對比

圖2 再生鋁產(chǎn)業(yè)流程圖

2 再生鋁發(fā)展難點(diǎn)與不足

梳理我國再生鋁產(chǎn)業(yè)鏈狀態(tài)可以看出，鋁的流轉(zhuǎn)還發(fā)展還具有一定難度。具體而言：一是缺乏具有適應(yīng)性的回收體系[4]。即其回收流程存在較大的難度，如其回收較為混亂，導(dǎo)致后期挑選難度較大。或其回收環(huán)節(jié)缺乏合理的票據(jù)管理，不利于上游稅收的管理；二是缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)支撐。即從整體上看，國家再生鋁在作業(yè)過程中，技術(shù)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際水平，而在引起國際先進(jìn)設(shè)備后，又由于成本等因素的影響，無法發(fā)揮預(yù)期作用；三是缺乏高端產(chǎn)品支撐。即盡管目前我國再生鋁低端產(chǎn)品擁有較好的發(fā)展，也取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效果，但同發(fā)達(dá)國家相較，無高端產(chǎn)品支撐，而這就在一定程度上降低了我說再生鋁國際領(lǐng)域中的競爭力；四是缺乏完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。即盡管國家制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，但隨著技術(shù)的推進(jìn)，很多生產(chǎn)參數(shù)不斷被刷新，而產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等仍處于低水平狀態(tài)，不利于再生鋁的深化發(fā)展；五是未持有合理理念看待再生鋁產(chǎn)品。即相關(guān)單位或人員，仍持傳觀念看待再生鋁，如認(rèn)為其再生鋁產(chǎn)品屬于廢品，不能被利用、不能被應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)等；六所缺乏相應(yīng)環(huán)保意識。即相關(guān)人員在生產(chǎn)作業(yè)過程中，為達(dá)到其“預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益”，不重視凈化設(shè)備的安裝、保養(yǎng)，輕視設(shè)備運(yùn)行噪音問題的處理，或未嚴(yán)格按照國家制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對周邊環(huán)境的影響力較大，例如，鹽渣處理；七是缺乏合理管理、引導(dǎo)，即相關(guān)政府機(jī)構(gòu)在很多情況下，并未依據(jù)政策環(huán)境，給予再生鋁行業(yè)相關(guān)鼓勵、引導(dǎo)和支持，使得一些企業(yè)發(fā)展缺乏方向性。

3 再生鋁回收及利用技術(shù)

3.1 涉及工藝流程及設(shè)備

首先，從其處理工藝可以看出，目前其主要有四個環(huán)節(jié)，即預(yù)處理、熔煉、調(diào)配即精煉。從整個體系可以看出，在回收技術(shù)維度我國還處于低水平狀態(tài)，尤其是其中熔煉環(huán)節(jié)，會損耗30%-40%的旅原料[5]，不利于該體系效能的發(fā)揮，而一些發(fā)達(dá)國家可達(dá)到90%回收率；其次，在設(shè)備上。目前較為先進(jìn)的再生鋁設(shè)備要屬60t雙室熔煉爐（德國，LOI公司），該設(shè)備擁有兩個爐室，一個為廢料室，一個為加熱室。其優(yōu)勢主要為較高的生產(chǎn)效率、較低的金屬損耗、較低的能源損耗、較低的廢棄排放的等，與再生鋁擁有較高的匹配度，能適應(yīng)再生鋁的各種生產(chǎn)環(huán)境。而從國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備看，熔煉設(shè)備仍采用傳功工藝技術(shù)，如燃?xì)鈺加椭蔚姆瓷錉t。其主要原理為利用高溫對鋁進(jìn)行加熱，待達(dá)到鋁熔點(diǎn)后，便能得到分離后的鋁產(chǎn)品。固然這種方式會在一定程度可保障成本輸出，但會降低鋁金屬回收率，且這一過程耗能情況高出國際平均標(biāo)準(zhǔn)。比如，當(dāng)前我國在生產(chǎn)鋁的過程中，會消耗80kg-100kg的燃油，但國家先進(jìn)國家僅需啊喲45kg-50kg。

3.2 涉及的細(xì)節(jié)技術(shù)

（1）分選與拆解。其主要是指相關(guān)企業(yè)在回收廢鋁后，應(yīng)執(zhí)行分選和拆解作業(yè)。前者主要是剔除體重非鋁物質(zhì)，如橡膠、塑料等。后者主要是剔除連接的其他金屬，如有色金屬、鋼鐵等[6]。當(dāng)然，由于在制作鋁合金或鋁產(chǎn)品過程中，會噴涂一些化學(xué)物質(zhì)，如堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)等。由此，鋁合金或鋁金屬在回收后，擁有一定污染屬性。同時(shí)，由于廢鋁在回收過程中會與各種物質(zhì)接觸，有些物質(zhì)本身具有一定污染性，或?qū)儆谖廴驹矗@些微小的污染源附著在廢鋁上。因此，廢鋁的分選和拆解本身工作量大。目前，國外發(fā)達(dá)國家已建立了完整的廢鋁回收體系，舊廢鋁能夠按照廢鋁品質(zhì)的不同進(jìn)行回收和倉儲，建立有專門的廢鋁處理站，同時(shí)在廢鋁的分選與拆解方面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，大大減少了工作量，提高了效率。而我國廢鋁回收市場基本處于無序狀態(tài)，在廢鋁的分選和拆解方面，同樣與世界先進(jìn)水平相比差距較大。

（2）細(xì)分與提純技術(shù)。鋁的再生利用過程中，對廢鋁進(jìn)行細(xì)分與提純是一個重要環(huán)節(jié)。細(xì)分與提純工序是指把分選與拆解的廢鋁按鋁含量成分的高低分出廢鋁的等級，有差別的分類回收利用，使其中的合金成分得到最大程度的利用，同時(shí)將廢雜鋁表面的油污、氧化物及涂料等處理掉，將廢鋁處理成符合人爐條件的爐料。最理想的細(xì)分方法是按主合金成分把廢鋁分成幾大類，如合金鋁，鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金、鋁硅合金等。這樣可以減輕熔煉過程中的除雜技術(shù)和調(diào)整成分的難度，許可綜合利用廢鋁中的合金成分，尤其是含鋅、銅、鎂高的廢鋁，都要單獨(dú)存放，可作為熔煉合金調(diào)整成分的中問合金原料。在細(xì)分工序中，發(fā)達(dá)國家在分選廢料時(shí)使用專用設(shè)備，如采用重力分選和磁選等，而我國絕大多數(shù)企業(yè)基本上采用人工分選，分選難度極高。有些小型企業(yè)在分選時(shí)，并沒有考慮到同收廢鋁的合金成分組成，不僅降低再生鋁的品位，而且浪費(fèi)資源。在廢鋁原材料的表面處理尤其是對含有油污和油漆的廢鋁(如易拉罐)的除污時(shí)，我國大型企業(yè)常采用預(yù)熱烘爐中實(shí)現(xiàn)除漆、除油及除水，而大多數(shù)再生小企業(yè)由于受到自身?xiàng)l件的限制，并沒有除去廢件表面的油污油漆的處理l序，大都是直接投爐，這既嚴(yán)重污染環(huán)境，亦容易帶氫和雜質(zhì)進(jìn)入熔池影響鋁錠冶金質(zhì)量。

4 再生鋁發(fā)展建議

從上述問題和再生鋁發(fā)展工藝可以看出，其應(yīng)從以下幾個維度進(jìn)行優(yōu)化。

第一，搭建完善的再生鋁回收體系。即借鑒網(wǎng)絡(luò)體系，搭建網(wǎng)格模式，以在完善回收效率的同時(shí)，保障分類的合理性。當(dāng)然，這一環(huán)節(jié)需要相關(guān)行業(yè)協(xié)會或政府機(jī)構(gòu)，依據(jù)市場環(huán)境變化趨勢，制定相應(yīng)的分類管理辦法，以提升再生鋁回收分類水平。

第二，強(qiáng)化單位對回收品的預(yù)處理能力。即應(yīng)依據(jù)回收單位的實(shí)際情況，提升其分離再生鋁其它元素分離能力，比如，分離變形鋁與鑄造鋁，或分離不屬于鋁合金元素的物質(zhì)，如Zn、Cu及Fe等物質(zhì)。由此，可開發(fā)相關(guān)智能設(shè)備，以識別回收物質(zhì)中的除鋁金屬外的其他物質(zhì)，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)高效洗滌、分選的同時(shí)，提升回收單位機(jī)械處理能力。

第三，制定嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。即相關(guān)部門機(jī)構(gòu)應(yīng)立足現(xiàn)有再生鋁產(chǎn)業(yè)環(huán)境，圍繞《刑法》、《行政處理法》等法律法律，動態(tài)修正行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制度，以指導(dǎo)我國當(dāng)前再生鋁環(huán)境的深化發(fā)展。同時(shí)，還行從國際再生鋁管理較為先進(jìn)的國家汲取管理和標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)，從而保障行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理的先導(dǎo)性。此外，地方性政府機(jī)構(gòu)，還應(yīng)圍繞再生鋁發(fā)展優(yōu)勢，鼓勵相關(guān)企業(yè)引進(jìn)高端人才，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展效能，或引導(dǎo)高校開設(shè)相關(guān)專業(yè)，以為再生鋁行業(yè)發(fā)展注入鮮明動能，從而不斷提升行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)壁壘。

第四，加大整治力度，凈化再生鋁行業(yè)環(huán)境。即針對行業(yè)市場中作業(yè)不規(guī)范、違反法律制度的企業(yè)或單位，應(yīng)給予嚴(yán)格的處罰，如結(jié)合定時(shí)檢查和不定時(shí)檢查方式，對相關(guān)單位排放、作業(yè)、產(chǎn)品等進(jìn)行抽檢，對于不合格者予以相應(yīng)處罰，并提出相應(yīng)整改意見，同時(shí)對于對此不合格者應(yīng)責(zé)令其停業(yè)整頓，或?qū)⑵淅氘a(chǎn)業(yè)黑名單。

5 結(jié)語

綜上，梳理我國再生鋁的回收即利用技術(shù)可以看出，我國在該行業(yè)無論是技術(shù)、設(shè)備、體系建設(shè)等，還是制度環(huán)境均存在一定不足。于此，相關(guān)單位和政府機(jī)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)對準(zhǔn)國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整自身發(fā)展思路，優(yōu)化再生鋁發(fā)展市場，以為我國再生鋁發(fā)展深化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。于此，文章就其進(jìn)行了相應(yīng)分析梳理，具有一定參考價(jià)值。