廢鋁的液化分離是今后回收金屬鋁的發(fā)展方向,它將廢鋁雜料的預(yù)處理與重新熔鑄相結(jié)合,既縮短了工藝流程,又可以限度地避免空氣污染,而且使得凈金屬 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,鋁沉淀于底部,廢鋁中附著的油漆等有機(jī)物在450℃以上分解成氣體、焦 油和固體炭,再通過分離器內(nèi)部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過旋轉(zhuǎn)鼓攪拌,與倉中的溶解液混合,砂石等雜質(zhì)分離到砂石分離區(qū),被廢料帶出的溶解液通過回收螺 旋槳返回液化倉。
大型鑄造企業(yè)每年可產(chǎn)生數(shù)萬噸的鑄鐵屑,回收利用鑄鐵屑,不僅關(guān)系到我國金屬資源的節(jié)約利用,而且與能源消耗和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān),因面率和高質(zhì)量的回收利用鑄鐵屑,意義重大。
鑄鐵屑是鑄鐵毛坯切削過程中的粉末狀下角料,約占鑄鐵毛坯重量的10%~30%,僅山東時風(fēng)集團(tuán)每年約有5萬t鑄鐵屑下角料,均以廢料低價處理,造成極大的浪費(fèi)。目前鑄鐵屑的重復(fù)利用一般采用簡易壓塊成型后再熔化成鐵液,不僅鑄鐵屑利用率低,耗費(fèi)焦煤,而且排放污染較大。國內(nèi)用大容量感應(yīng)電爐進(jìn)行鑄鐵熔煉的企業(yè)還比較少,特別是大容量直接熔化鑄鐵屑的研究和應(yīng)用就更少,雖然大容量感應(yīng)電爐雖然效率很高,但存在熔化過程中的監(jiān)控差,爐襯浸蝕加快,感應(yīng)電爐內(nèi)低溫磁導(dǎo)率降低影響熔化效率等技術(shù)瓶頸,研制一個完整的鑄鐵屑綠色回收及熔煉技術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn),變廢為寶,提升資源利用率顯得尤為迫切和重要。
一、技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)
1.技術(shù)難點(diǎn)
(1)鐵液的氧化,鐵屑在熔化時與空氣中氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成穩(wěn)定的氧化物,將嚴(yán)重危害鐵液的質(zhì)量,包括元素?zé)龘p、氣孔夾渣、白口傾向等。
(2)由于鑄鐵屑為碎末狀,外表含有氧化鐵薄層,散裝密度僅為2g/cm3,氧化鐵含量較高,易使酸性爐襯侵蝕加快,不能顯示爐襯厚度,爐襯過薄易產(chǎn)生漏爐事故,熔化過程中的監(jiān)控技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。
(3)各種牌號鑄鐵件需的爐前配料,確保所需爐料的各組份的配比合理。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)研制專用的屑餅機(jī),將散裝密度僅為2g/cm3的鑄鐵屑壓成餅塊,以提高熔化效率,即降低氧化面積和提高爐內(nèi)導(dǎo)磁性。
(2)由于鑄鐵屑熔化溫度比普通面包鐵高100℃左右,為了保證熔化,利用電爐中頻電流和電壓的相對變化關(guān)系,采用計算機(jī)技術(shù)來計算顯示爐襯厚度,以防爐襯過薄產(chǎn)生漏爐事故。
(3)優(yōu)化設(shè)計電源配置和爐體結(jié)構(gòu),提高電能利用率,提高熔化效率和質(zhì)量,嚴(yán)格按鑄造線的要求有節(jié)奏地供給鐵液。
(4)為提高鑄鐵屑、廢鋼屑的抗氧化率,研究電爐熔煉氣體保護(hù)方式及控制方法。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家,由于發(fā)展較快,壽命的鋁材越來越多,回收工作引起重視較少勢在必然。各種用途的鋁材也就成了廢料的不同來源。前面介紹的鋁及鋁合金的用途中包含了廢鋁的來源。廢鋁來源大致是汽車交通、廢鋁飲料罐、廢建筑鋁材和電器鋁材(廢鋁電線、導(dǎo)電排等)。一些小廢鋁制品為家用電器、體育用品等級雜品隨著再生技術(shù)的發(fā)展利用率也不斷提高。
鋁合金的應(yīng)用已深入工農(nóng)業(yè),生活的各個領(lǐng)域。而其因性能不同成分極不相同,這對回收、再利用帶來極大困難。為了用盡量少的成本費(fèi)用再生鋁,保證再生鋁的質(zhì)量使其再用于各需要領(lǐng)域,對回收廢鋁的分類將是極端重要的。必須嚴(yán)格區(qū)分廢鋁的質(zhì)量,包括品種、牌號、制品性質(zhì)等?;祀s的廢料如果不加以分類清理、篩選而盲目重熔,則不僅使產(chǎn)品只能降級使用,甚至可能因無法使用而變成垃圾。為此,各先進(jìn)工業(yè)國家都制訂了相應(yīng)的廢鋁標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
廢鋁切片回收的預(yù)處理方法:
(1)次切片 檔次較高的廢鋁切片主要成分有鑄造鋁合金、合金鋁、純鋁等,其中前兩項(xiàng)的牌號眾多,目前還很難按牌號分類,在大型再生鋁廠,一般只經(jīng)過篩分除去混入的泥土等,即可直接入爐熔煉。在小再生鋁企業(yè),對此類廢鋁則要人工將其分成鑄造鋁合金、合金鋁和純鋁,然后分別利用。
(2)低檔次切片 對于低檔次的切片和焚燒過的碎廢鋁料(后者大型再生鋁廠一般不用)要進(jìn)行較復(fù)雜的分選,因其成分極為復(fù)雜,除廢鋁之外還含有廢鋼、廢銅、廢鉛等金屬,并含有其他廢棄物。對此類廢料的分選主要靠人工,首先篩出泥土和垃圾,然后用手工分選。手工分選大都在操作臺上進(jìn)行,主要靠工人目測和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行挑選,先分選出非金屬廢料,然后分選廢金屬,其中對廢銅和廢純鋁的挑選格外精心,因廢銅可增加產(chǎn)值,純鋁廢料如廢鋁線等,都是再生鋁熔煉中調(diào)整成分的原料。分出的廢鋁是混雜的,一般不再細(xì)分。