工業廢鋁回收_上海青加鋁業有限公司

廢鋁可分為兩大類：工藝廢料，工廠在生產與加工半成品鋁材與加工件時各道工序產生的廢料及廢品，它們大都在工廠就地用於配制合金消費掉了，很少流入社會或賣給別的企業；廢鋁是指使用期滿後報廢的鋁及鋁合金零部件或整個產品，收集與分類後賣給鋁加工廠、鑄造廠或再生鋁廠，通常所說的廢鋁就是指的這一類。

　　按國家GB/T13586-2006，將廢鋁分為變形鋁及鋁合金廢料、鑄造鋁合金廢料、鋁及鋁合金屑、鋁及鋁合金碎片、鋁灰渣。每一類又分為若幹組，如變形鋁及鋁合金廢料有8組：鋁電線、鋁電纜、鋁導電板，包括光亮鋁線、混合光亮鋁線、舊鋁線、舊混合鋁線、廢電線、新鋼芯鋁絞線、舊鋼芯絞線、導電板；鋁箔，包括新鋁箔與舊鋁箔；鋁易拉罐，含新易拉罐、舊易拉罐、易拉罐壓塊、易拉罐碎片、打捆易拉罐；鋁板含新PS基板、舊PS基板、涂漆鋁板、飛機鋁板、低銅鋁板、同類鋁板、混合新鋁板、雜舊鋁板；散熱器片即鋁散熱器片；邊角料指新邊角料與混合邊角料；器具即鋁器具，指鍋、盆、瓶等構成的廢鋁。

　　鑄造鋁合金廢料有5組：鑄錠，指雜鋁鑄錠，是以廢鋁熔鑄成的錠或塊；活塞包括無拉桿鋁活塞（由不含拉桿的潔凈鋁活塞構成的廢鋁），帶拉桿鋁活塞以及夾鐵鋁活塞（由含鐵鋁活塞構成的廢鋁）；汽車鋁鑄件；飛機鋁鑄件；其他包括同類鋁鑄件（同種牌號的、新的、潔凈的、無涂層的鋁鑄件、鍛件和擠壓件構成的廢鋁）與混合鋁鑄件，它包含各種潔凈的鋁鑄件（可包括汽車或飛可鋁鑄件）混合構成的廢鋁。

　　第3類為鋁及鋁合金屑，有同類鋁屑（同種牌號的、潔凈的鋁合金屑構成的廢鋁）與混合鋁屑（多種牌號的、潔凈的、未腐蝕的鋁合金混合構成的廢鋁）兩組。

　　第4類為鋁及鋁碎片，有鋁碎片與混合碎片兩組，前者指含有鋁及鋁合金的幹燥切片構成的廢鋁，後者是由鋁、銅、鉛、鋅、不銹鋼、鎳、錫等有色金屬（其中可能混帶有石塊、玻璃、橡膠、塑料和木料）構成的廢鋁。

　　第5類為鋁灰渣，分為三組：熔渣（撇渣），是鋁及鋁合金在熔煉過程中產生的松散狀或塊狀撇渣構成的廢鋁；爐底結塊，是由鋁及鋁合金爐底結塊構成的廢鋁；第三組為鋁及鋁合金熔鑄過程中產生的鋁灰。

　　廢鋁中不允許混有易燃、易爆、有毒、有腐蝕性或帶有放謝性的物品，不允許混有醫療廢物或密封容器。廢鋁表面的雜物應盡量清除。塊狀廢鋁單件的大外形尺寸由供需雙方商定。

　　廢鋁的進出口

　　中國是大的廢鋁凈進口國，與進口量相比，出口量可忽略不計。根據海關的歷年年報，中國從1990年起進口量超過5kt（進口5.490kt）到2011年進口2685.733kt止，這22年共進口廢鋁21134.609kt，平均進口量960.66kt/a；出口140.016kt,平均出口6.364kt/a，凈進口總量20994.593kt；平均凈進口量954.3kt/a。這期間凈進口量的年平均增長率為70.69%。

　　在1990~2011年期間廢鋁凈進口量的年平均率這麼大，說明中國對鋁的需求旺盛，說明中國經濟處於持續高速發展期。2011年廢鋁的凈進口量呈負增長（-5.90%），這也是一個標志性的數字，至少說明兩點：一是中國GDP上升速度開始放緩，二是中國可回收的廢鋁增加。

　　可回收的廢鋁知多少

　　鋁及鋁合金廢料通稱廢鋁。在國民經濟建設用的金屬中，鋁的可回收性是高的，這有四方面的意思，一是說鋁有很強的抗腐蝕性能，在大氣中幾乎不發生腐蝕，僅在其表面形成一層薄若蟬翼的氧化鋁膜，實際上這層氧化鋁膜比蟬翼還薄，其厚度僅約5nm（納米），其質量可忽略不計，同時它很致密，氧透不過，既能阻擋氧進入，也就是說一旦形成就會保護鋁不再發生氧化反應，它的形成速度極快，“新鮮”的鋁一暴露於大氣中，就會立馬與氧發生氧化反應，形成氧化膜。如果鋁上的氧化膜被破壞，會在瞬間形成如故的新膜，這就是說鋁及鋁合金的表面氧化膜有很強的“自愈”能力；二是說廢鋁在復化的重熔過程中的能耗低，燒損少，廢鋁在重熔過程中的能耗相當於原鋁提取總能耗（鋁土礦開採、氧化鋁提取、原鋁生產能耗總和）的5%左右，即約870kWt（t再生鋁）；排放的廢棄物還不到原鋁提取的1/25，社會效益十分顯著，提取1t氧化鋁需要2t鋁土礦，產生固態廢棄物——赤泥約1t，赤泥雖不是有毒物質，卻是有害的，是一種鹼性物質，含鹼物滲入農田進入水係，會造成危害，污染環境，同時存放它需要很大空間，需要築壩圍堵，一旦潰壩，後果不堪設想，同時需佔有大片寶貴的農田資源，在氧化鋁提取過程中需消耗大量的水，排出的水都受到不同程度的污染，電解鋁時，生產1t原鋁需消耗約450kg炭素，炭變成CO2與CO，以溫室氣體形式排入大氣，電解生產鋁時還會排放含氟氣體，雖然這些氧化物大部分得到回收，但是還有不可忽視的量排入大氣，會造成危害，因為氟化物有毒，而廢鋁以天然氣或柴油重熔時僅放出CO2，若燃燒不完全還會釋放少量的CO，但它們的量比電解時排放的少得多；四是用現代化技術與裝備生產的再生鋁品質可完全與原鋁的品質相當，例如用廢建築鋁材熔煉的6063合金錠完全可用於擠壓新的6063合金建築型材，用廢舊電線熔煉的導電鋁合金壓各項指標方面與用Al99.7E重熔用錠生產的無任何差別。

　　鋁材投入使用後的服役期限長短不一，長的如建築及結構的使用期限可長達五六十年或更長時間，短的如啤酒及飲料罐投入市場四五十天就可開始逐漸得到回收。如果中國的平均回收期按18年計算，同時可回收率按72%估算，則1t鋁在使用500年後還剩約100g，可見鋁是“生命周期長的金屬，是可回收強的金屬，是再生效益大的金屬，真不愧是“壽比南山的”長壽的金屬。

　　鋁的可回收率為什麼按72%計算呢？這是筆者長期工作得出的一個數字，雖不能很，但作為估算與作為宏觀監控還是不離譜的。因為有些鋁的投入使用後就煙消雲散，再也收不回來了。那些鋁無法收回呢？做鞭炮、燃料、油漆等的鋁粉；制造藥品、化工產品、凈水劑等的鋁；煉鋼作為脫氧劑的鋁；冶金中作為合金元素的鋁，在制備鎂合金、鋁青銅、鈦合金、高溫鋼、鋅合金時都要消費相當多的鋁；包裝藥物與食品、有些飲料（啤酒封等）、化粧品等用的雙零鋁箔等；制造炮彈、燃燒彈等用的鋁；制造航天器用的一部分鋁；三片罐的是拉蓋與易撕蓋；與鋼鑄鐵及其他材料連接無法拆卸的小鋁件；熔煉過程燒損的鋁；鋁材加工過程中損耗的鋁，如平軋時磨下的鋁粉，擠壓煮模損失的鋁，表面處理蝕洗的鋁與轉化、陽極氧化的鋁，鋼板、鋼帶鍍鋁或鋁-鋅合金消費的鋁等等。筆者經過細致的處理與評估之後得出鋁在一次使用周期可回收的鋁為72%的可供參考與使用的數據。

　　這72%的廢鋁是指可以回收的並不是實際回收率，實際回收率比此數小得多，筆者認為全的實際回收率為60%。實際回收率依時間、地區、國家與地點而定，發達國家的回收率對某一種產品的可能高一些，而對另一種產品又可能低一些，總體來說，發展中國家較高。例如就全鋁易拉罐的回收率來說，美國的只不過60%左右（2011年），巴西的80%以上，瑞典的92%，中國的則在99%左右。據筆者調查，在中國有四五道回收關，家庭回收、小孩回收、拾荒者回收（拾荒者至少有三撥）。從理論上講，易拉罐的可回收率應為98%以上，可是實際回收率不會超過75%，因為美國消費了50%以上的易拉罐，而它的實際回收率甚低。

　　建築鋁廢料的實際回收率95%，汽車用鋁的實際回收率90%，軌道車輛鋁件的在95%以上，航空航天器報廢與退役後鋁的回收價值比其使用價值低得多，因為它們使用的是2XXX係及7XXX係合金，這兩係合金的廢料不相容，拆解時很難將其分開，混料的使用價值大大降低。美國將退役的飛機保存於幹燥沙漠中，而不拆解，以後如何處理不知道，俄羅斯曾一度將報廢的飛機賣給中國。

　　自1888年開始生產原鋁以來，至2011年共生產了約8.6×105kt原鋁，社會上積蓄的鋁約6×105kt。

　　再生鋁生產工藝

　　中國近期及今後相當長的時期內，生產再生鋁及鋁合金用的廢鋁來源有兩方面，一是從國外進口的，這是主要方面，進口廢鋁就是進口資源與能源，就是在節能減排，就是在保護環境，何樂而不為呢！二是國內回收的廢鋁，由於社會上積蓄的鋁還不多，鋁制零部件的報廢高潮期尚未到來，所以回收的廢鋁還遠不能滿足國內經濟建設的需要。

　　由於廢鋁的成分復雜，還受到不同程度的污染，因此再生鋁的生產工藝與以重熔用鋁錠為原料生產變形鋁合金與鑄造鋁合金的工藝有很大不同，更要復雜些，生產流程也更長一些。

　　再生鋁生產工藝流程的第一步就是分選歸類又稱預處理，分選得越細，歸類得越準確，再生鋁的化學成分就會越，經濟效益也就越高，因此分選歸類就成為再生鋁生產極為重要的一道關鍵工序。分選歸類的原則與目的是，去除廢鋁中混雜的其他金屬與非金屬；二是按成分或合金牌號分類，使廢鋁成分得到充分利用；三是將廢料的油污、涂料、水分等清除幹盡，使廢鋁完全符合入爐條件；四是使廢鋁中的鋁得到經濟合理的利用。

　　國外廢鋁的預處理已機械化、自動化，但國內的預處理技術還十分簡單與落後，即使大型的再生鋁廠與合資企業也沒有比較先進的技術，幾乎全部靠人工分選歸類，分選人員佔企業人員的50%以上，使用的工具是磁鐵、鋼銼，憑的是經驗與眼力，效率低，質量也不盡如人意，成本雖然也有些優勢，但已無進一步較大提率的潛力，因此，應採用先進的成熟的預處理技術。

　　先進的預處理技術就是在機械化自動化的生產線上對廢鋁進行分選，能地分出非金屬物質與非鋁的其他金屬，能將廢鋁大體上按合金係甚至按合金牌號分類。目前先進的廢雜鋁預處理技術主要有：

　　風選法。此法的主要功能是去除廢紙、廢塑料和塵土等，工藝簡單，能夠地分離密度小的輕質廢料，但生產上應有強力的灰塵收集係統，避免揚灰污染環境，分離的廢紙、廢塑料等可作為燃料。

　　磁選法。用磁選設備分離廢鋁中有磁性的廢鋼鐵等，鐵是鋁及鋁合金中的有害的雜質之一，應在預選工序大限度地去掉。磁選設備形式多樣，比較簡單投資少的是傳送帶的十字交叉法。傳送帶上的廢鋁沿橫向運動，當進入磁場之後廢鋼鐵被吸起離開橫向皮帶，立即被縱向帶吸起，運轉的縱向帶離開磁場後，廢鋼鐵失去磁性而自動落入收集箱。此法處理的廢鋁料不宜過火，大塊廢料在破碎後方可進行磁選。

　　浮選法。大都以水為介質，可以分離其密度比水的低的輕質雜質如廢塑料、木頭、橡膠等輕物質，泥土可溶於水。主要設備是螺旋式推進器，廢鋁被其推出，污水進入沉淀池。

　　拋物選礦法。此法是利用各種體積基本相同的物體在受到相同力被拋出時落點不同的原理，從廢鋁中分選密度大的重有色金屬如銅、鉛、鋅、錫等。用相同的力沿直線射出密度不同而體積大體相等的物體時，各種物體會沿拋物線方向運動，在落地時有不同的落點，從而分離不同的物體。此工藝在日本、美國等獲得應用，但設備價格不菲，國內尚未採用。

　　涂層的幹濕法處理。多數廢舊包裝容器如廢易拉罐、牙膏皮、化粧品管等表面都有一層保護涂層與裝潢印刷油漆，同時它們壁薄表面積大，一些企業往往不作任何處理而直接回爐，不但加大了鋁的燒損，而且加重了鋁中的雜質含量，熔體處理費用也有所上升，排放的煙氣也增多。因此在預處理過程中去除廢鋁上的各種涂層，主要的先進除膜工藝有幹法與濕法。幹法又稱火法，一般是在回轉爐中焙燒，燃料可用回收廢料上漆膜碳化釋放的有機物氣體，因而此法的熱效率高。生產時，回轉窯緩緩旋轉，窯內廢鋁片、塊相互碰撞與震動，後碳化物從廢鋁上脫落。脫落的碳化物一部分在回轉窯的一端收集，還有一部分在收塵器中回收。

　　廢鋁零件往往有一些鑲嵌件，它們是以鋼或銅合金為主的非鋁件，在熔煉過程中不及時扒出，就會導致再生鋁成分中增加一些不需要的成分如鐵、銅等。因此，在再生鋁熔煉初期，即在廢雜鋁（非均一的高等級潔凈廢鋁）剛剛熔化不久就有一道扒鑲嵌件的工序，俗稱扒鐵，把廢雜鋁中的尚末熔化的鐵、銅塊等扒出，扒得越及時越幹凈，於生鋁的成分就越易於控制。扒鐵時熔體溫度不宜高，溫度升高會有更多的鐵、銅等熔解，雖然溫度比它們的熔點低很多，扒鐵也可以視為預處理的一部分。

　　經預處理後的廢鋁就可以裝爐熔煉了，鋁合金熔煉的基本任務就是把某種配比的爐料投入熔煉爐內，經過加熱和熔化得到熔體，對所得熔體成分進行調整，添加或降低某些元素的含量，得到合乎要求的合金熔體，並要嚴格控制熔體中的氣體與氧化物夾雜等，使熔體的主要合金元素及雜質元素含量合乎要求，以確保鑄件具有優良的品質。

　　鋁及鋁合金熔體有強烈吸氫傾向，使鑄件產生氣孔與疏松，也極易氧化，生產氧化物夾雜。因此，防止和去除熔體中的氫與氧化夾雜（AL2O3）便成為再生鋁熔煉過程中突出的關鍵問題。

　　再生鋁的熔煉鑄造過程如下：

　　裝爐-熔化（加銅、鋅、硅等合金元素）-扒渣-加鎂、鈹等（如必要）-攪拌-取樣-調整成分-攪拌-精煉-扒渣-轉爐-變質處理及靜置-凈化處理-鑄造。

　　正確裝爐對減少金屬燒損及縮短熔煉時間起著重要作用。再生鋁熔煉多用反射爐，裝爐時先在爐底鋪一層鋁錠，放入易燒損料，再裝廢鋁料，再壓上鋁錠，熔點較低的回爐料裝於上層，使其先熔化，流下將下面的易燒損料覆蓋，從而減少燒損。

　　與發達國家的主要差距及展望

　　中國不但是原鋁產業大國，而且已成為一個初級強國。但與原鋁強國相比，在不少方面還存在著較大差距，而再生鋁產業與國外的差距則要大得多，無論廢鋁預處理方面還是在再生鋁熔煉-鑄造方面，以及研發技術與力量方面都存在著相當大的差距。

　　首先在預處理方面：中國幾乎全是人工分選，而發達國家則實現了機械化與自動化，形成了電腦控制的連續生產線，風選生產線也相當普及。多數再生鋁在配料方面還比較粗放，大多數企業沒有採用先進的計算機管理係統，有待進一步化，在熔煉方面採用的爐型有側井反射的、雙室的、水平回轉式的、傾斜回轉式的、感應式的、常規反射式的、坩堝式，這些爐中國都有，但主要問題在熱效率與環保方面，發達國家的熔煉爐平均熱效率已達到68%，個別的可達80%，排放物都能達到當前當地嚴格的環保法規與條例要求，特別是歐洲的再生鋁企業做得好。中國中鋁青島鋁業公司與南海鋁業公司都引進了先進的側井式反射爐，熱效率可達65%，是中國當下先進的熔煉爐之一，總體上中國再生鋁行業的平均熱效率還不到42%，而且環保方面還面臨著一些亟待改進的嚴竣挑戰。實際上我們與國外大差距在創新與研發方面，雖然早在上世紀60年代就在徐州建立了性的再生資源在研究單位，但在有些方面還跟不上國民經濟持續高速發展需要。國外一些企業生產的再生鋁的品質可以趕上用重熔用鋁錠配制的合金的，中國一些中小再生鋁企業的產品品質還有很大的改進潛力，氫含量、金屬雜質及非金屬夾雜物含量普遍偏高。

　　中國再生鋁工業是朝陽產業，再生鋁產量處於供不應求的態勢，2012年，國內再生鋁消費量將達5800kt，約為原鋁消費量的28%，今後會逐年有所增大，2020年可增長到31%左右。在此需指出的是，對一個國家來說，講原鋁/再生鋁產量比值沒有實際意義，因為此數大小並不能說明工業化程度高低與資源利用情況。然而原鋁表觀消費量/再生鋁表觀消費量比值大小卻有著的實際意義，比值越大表示工業化程度高，資源利用程度也越好，而產量比值大小卻不能說明這些問題，因為某個國家或地區可根據資源、能源、地域情況確定是否發展原鋁和/或再生鋁產業，例如日本、韓國、中國臺灣地區在上世紀70年代石油危機後決定停產原鋁而發展再生鋁工業，而發展再生鋁工業也是有度的，以前滿足需求為準，因為它畢竟不是高技術產品，附加值不高，還要消耗的能源，排放量的對環境不利的物質。

　　中國是一個廢鋁進出口大國。2011年進口2685.733kt,出口1.20kt，凈進口2684.526kt，這種局面將繼續延續下去，至少在2030年以前會如此。另外，由於拆解進口廢舊機器獲得了約600kt廢鋁，所以進口的廢鋁可以認為約為3300kt。如果按83%的實收率計算，可獲得再生鋁約2700kt。

　　國內回收的廢鋁尚未到高峰期，大致2015年將迎來高峰期的第一年。2011年國內回收廢鋁約3600kt，折合再生鋁約3000kt，所以當年中國再生鋁的產量約5700kt。在今後10年內產量的年平均增長率可達12%,2020年的產量可超過15700kt。這是樂觀的預測，由於國內回收的廢鋁逐年上升，進口的廢鋁會有較大下降，同時國民經濟的發展處於穩中求進的平穩發展階段，GDP的年平均增長率有可能在7.5%左右；因此，再生鋁產量的年平均增長率有可能不大於10%，如果按10%估算，那麼2020年的再生鋁產量可能只有13400kt，也許這是更可靠些的預測。

　　中國到了建設生產能力100kt/a廢全鋁易拉罐項目的時候了。廢易拉罐是一種回收價值高的品質好的廢鋁，回收後又可以制成軋制3104合金罐體薄帶材的扁錠，2012年中國罐料（罐體料與罐蓋料之和）的消費量已近300kt，如果能回收約30%，可獲得約100kt罐料，在熔煉與調整成分時應加約20%重熔用鋁錠等可得到約105kt3014合金扁錠，這類項目宜建在罐體料生產廠附近，凡3014合金帶卷產量 200kt/a的企業都具備了建設廢舊易拉罐再生項目條件，可分兩期建設，各期生產能力50kt/a。對一個年消費制罐料（罐體料與罐蓋料之和）大於300kt/a的國家來說，回收60kt/a廢罐應該完全可以做到。目前，中國的廢罐回收率雖是上高的，但是都用於再生別的合金，這不符合的循環經濟理念，沒有做到物盡其用，是對資源的一種浪費。

　　對再生鋁產業，環保是一個很重要的問題，發達國家對再生鋁行業不但制定了嚴格的環保法規，而且監督機制完善。按歐洲標準，排放的煙氣的粉塵含量不得超過10mg/m3，廢水污染含量不應超過10ppm/L，而中國再生鋁行業特別是一些中小企業排放物還遠達不到此標準，有待改進，應進一步加強對再生鋁行業的管理，加大準入制度管理與建設，分期分批淘汰落後生產能力，加強環保措施等。