废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向,它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合,既缩短了工艺流程,又可以限度地避免空气污染,而且使得净金属 的回收率大大提高。废铝液化分离装置中有一个允许气体微粒通过的过滤器,在液化层,铝沉淀于底部,废铝中附着的油漆等有机物在450℃以上分解成气体、焦 油和固体炭,再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过旋转鼓搅拌,与仓中的溶解液混合,砂石等杂质分离到砂石分离区,被废料带出的溶解液通过回收螺 旋桨返回液化仓。
1.铸锻件加工废屑及废料前期预处理工艺
(1)预处理 铁屑或切屑在回收之前可能含有加工时所带进的水分和油脂,如果未经处理,在装炉和熔炼初期烟雾弥漫,铁液吸收大量气体,就会导致铁液中的气体含量增高,不仅影响铸件质量,而且熔炼过程中气体还会向炉衬内扩散,有可能导致感应线圈损坏。因此,铁屑绿色回收首先应进行预处理。一般情况下,预处理工艺首先通过脱油机,脱除加工时所带进的油脂;对于带有切削液的铁屑,也可直接采用焙烧处理,脱除加工时切削液所带进的水分和油脂。后经离心脱湿工艺和快速烘干工艺,使水分含量降至1%以内。
(2)压制团块 铸铁屑为铸铁件切削加工的下脚料,其碎末状外表含有氧化铁薄层,自然堆积密度为2g/cm3左右,相对磁导率为1.6左右,与空气的磁导率接近。块状铸铁的相对磁导率约600~1000,为了提高入炉料的磁导率,需要提高铸铁屑的整体密度。经过反复试验,对比数据,屑饼块的密度可达到5.2g/cm3左右,屑饼块的相对磁导率提高到300以上,入炉后坩埚内冷态(<700℃)整体导磁率明显增大,与直接填装铸铁屑相比冷态电磁加热效率明显提高,基于相应的分析计算,采用3000kN液压机和配套模具自主开发了专用屑饼机,将散状的铸铁屑通过压力成型为屑饼团块。
2.将工控机配料与光谱仪联网,调整配料
为提高了回收废铁屑、钢屑的熔炼铁液质量,通过工控机的硬件二次开发及软件的系统集成,我们研发了微机配料系统,包括起重电磁铁、无线遥控微机配铁仪、无线吊钩传感器、整流控制柜及配料操作器等。金属炉料按事先输入的配方自动配运,自动累计称量,数字化调校。同时采用工控机与光谱分析仪联网,数据即时交换,电炉成分控制模块,负责与光谱仪分析成分进行自动调整系统。工控机配料系统根据联网得到的分析的成分,反馈到自动上料设备上进行调整所需炉料的各组份,加料快速准确。配料数据可存储三个月,具备USB接口,读取数据并可传输到办公室电脑上管理、打印,也可与计算机联机将配料数据上传计算机并通过局域网发送到企业ERP,接受计算机发来的新配方。这样实现了电炉配料微机化,误差自动补偿、自动打印加料数据记录,降低了配料环节的盲目性。
3.电炉铸铁屑熔化在线监测系统,实现炉衬厚度在线监控
我们可以用干应电炉系统运行阻抗的变化曲线来描述炉衬厚度的变化。在电炉内铁液熔化条件下,运行阻抗随炉衬厚度减少而减小。通过在线检测运算出运行阻抗,就可在线检测炉衬厚度变化情况。分析炉衬厚监测的现状,通过建立感应电炉的数学模型,从理论上分析电炉的内部磁场分布,炉料阻抗、炉料感应电流与磁场强度及炉衬厚度的关系,炉料的感应电流与输入电流的关系及运行阻抗与炉衬厚度的关系等。
一直以来,在技术上阻碍着我国利用废易拉罐的主要是漆层问题,即废易拉罐的预处理。目前,上海新格在这方面进行了探索,正在兴建国际的易拉罐及铝屑利用系统。这套系统是利用废铝预处理的“破碎设备”,先对废易拉罐进行破碎,然后从熔炼炉中接入温度在400~550度左右的废气,将破碎后的易拉罐进行高温处理,从而不需要新能源,便可彻底去除易拉罐表面的涂层。同时,上海新格又按国际标准设计了二次燃烧器,使高温后仍不完全燃烧的材料再次充分燃烧,当温度达到1200摄氏度时可将二恶英破坏,从而消除二恶英对环境的污染。相信随着这套系统投入使用,将会使中国废易拉罐的再生利用前进一大步。
常言道,“巧妇难为无米之炊”。现在中国的废易拉罐再生利用也存在着这样的问题。尽管目前中国大部分的易拉罐都可得到回收,但由于这种回收是自发的,没有形成科学的回收体系,造成市场分散,回收渠道不稳定,资源富集程度较低,进而影响了对废铝易拉罐的利用。
发达国家为了提高废铝易拉罐的回收率,进行了多种尝试。首先是回收易拉罐实行收取押金制度,美国、瑞典、丹麦、挪威、荷兰、加拿大、澳大利亚、日本、俄罗斯等国均实行这一制度。这一制度的实行,大大提高了易拉罐的回收效率。美国俄勒冈州实行押金制度后,饮料罐的回收率超过了90%,远远高于美国平均回收率。瑞典由于政府强令对所有包装容器收取押金,很短的时间内使回收利用率达到85%。
同时,这些国家还高度重视环保、回收和再利用的宣传工作,目前在巴西大中小学校中都展开了保护环境的课程,有40万学生利用课余时间收集废易拉罐。一些社会福利团体还与一些学校联合组织环保活动,学校用收集来的易拉罐可以换取电脑、教学设备或者食品等。瑞典也通过与所有有关的社会团体和机构建立合作关系,经常举办大型宣传活动,制作系列电影和电视宣传片及广告等活动,提高人们的环保意识。
而中国目前对易拉罐的回收没有专门的法规,仅按普通的废旧物资对待。因此,鉴于易拉罐再生的高价值,国家应该制定政策支持及扶持废旧易拉罐的回收利用,通过提高回收价格、立法专项回收处理废旧易拉罐等方式,使废旧金属得到更合理的利用,形成良性循环。
可见,废旧金属如果能够被集约型的、有区别地回收利用将会产生更可观的经济、社会效益,资源也将能够得到更有效地利用。因此,中国应该尽快出台措施,集约型地、有区别地回收废旧金属,让废旧金属这座“城市矿山”得到更有效的利用。
近几十年来,铝废杂料的回收量飞速增长,铝二次资源在整个铝工业原料中的比重也越来越大。从1950年开始直到今天,再生铝产量逐年递增,发达国家原铝与再生铝的占有比已接近或超出1:1。一些发达国家如美国再生铝的年均增长率为6.2%,远远高于同期原铝的0.1%的增长。2000年度,全世界生产再生铝及合金816万吨,占原生铝产量的33%。其中美国93%,法国59%,德国89%,日本的再生铝产量更是原生铝的186倍。
美国是铝回收利用数目的国家。二十年来,其再生铝在铝总产量的比例已由1978年的22.65%上升到1997年的超过50%。而且,再生铝增长速度也逐年上升。1978年至1987年再生铝/总产量的比例上升了11.6个百分比,而1988-1997十年左右的时间中,上升了16个百分点以上。这说明了铝再生资源利用发展越来越受到重视中国铝工业正处于快速发展阶段, 中国废铝回收率目前为32%,但不久将快速提升至70%。政府、 企业、公众对于铝回收业的重要性认识都大大提高. 中国2001年回收废铝总计918,000。1998年为536,000。2001年中国原铝产量为343万,1998年为242万。同期的消费分别为365万和242万, 中国铝回收潜力巨大。