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(gè)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。
1.鑄鍛件加工廢屑及廢料前期預(yù)處理工藝
(1)預(yù)處理 鐵屑或切屑在回收之前可能含有加工時(shí)所帶進(jìn)的水分和油脂,如果未經(jīng)處理,在裝爐和熔煉初期煙霧彌漫,鐵液吸收大量氣體,就會(huì)導(dǎo)致鐵液中的氣體含量增高,不僅影響鑄件質(zhì)量,而且熔煉過程中氣體還會(huì)向爐襯內(nèi)擴(kuò)散,有可能導(dǎo)致感應(yīng)線圈損壞。因此,鐵屑綠色回收首先應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。一般情況下,預(yù)處理工藝首先通過脫油機(jī),脫除加工時(shí)所帶進(jìn)的油脂;對于帶有切削液的鐵屑,也可直接采用焙燒處理,脫除加工時(shí)切削液所帶進(jìn)的水分和油脂。后經(jīng)離心脫濕工藝和快速烘干工藝,使水分含量降至1%以內(nèi)。
(2)壓制團(tuán)塊 鑄鐵屑為鑄鐵件切削加工的下腳料,其碎末狀外表含有氧化鐵薄層,自然堆積密度為2g/cm3左右,相對磁導(dǎo)率為1.6左右,與空氣的磁導(dǎo)率接近。塊狀鑄鐵的相對磁導(dǎo)率約600~1000,為了提高入爐料的磁導(dǎo)率,需要提高鑄鐵屑的整體密度。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),對比數(shù)據(jù),屑餅塊的密度可達(dá)到5.2g/cm3左右,屑餅塊的相對磁導(dǎo)率提高到300以上,入爐后坩堝內(nèi)冷態(tài)(<700℃)整體導(dǎo)磁率明顯增大,與直接填裝鑄鐵屑相比冷態(tài)電磁加熱效率明顯提高,基于相應(yīng)的分析計(jì)算,采用3000kN液壓機(jī)和配套模具自主開發(fā)了專用屑餅機(jī),將散狀的鑄鐵屑通過壓力成型為屑餅團(tuán)塊。
2.將工控機(jī)配料與光譜儀聯(lián)網(wǎng),調(diào)整配料
為提高了回收廢鐵屑、鋼屑的熔煉鐵液質(zhì)量,通過工控機(jī)的硬件二次開發(fā)及軟件的系統(tǒng)集成,我們研發(fā)了微機(jī)配料系統(tǒng),包括起重電磁鐵、無線遙控微機(jī)配鐵儀、無線吊鉤傳感器、整流控制柜及配料操作器等。金屬爐料按事先輸入的配方自動(dòng)配運(yùn),自動(dòng)累計(jì)稱量,數(shù)字化調(diào)校。同時(shí)采用工控機(jī)與光譜分析儀聯(lián)網(wǎng),數(shù)據(jù)即時(shí)交換,電爐成分控制模塊,負(fù)責(zé)與光譜儀分析成分進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。工控機(jī)配料系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)網(wǎng)得到的分析的成分,反饋到自動(dòng)上料設(shè)備上進(jìn)行調(diào)整所需爐料的各組份,加料快速準(zhǔn)確。配料數(shù)據(jù)可存儲三個(gè)月,具備USB接口,讀取數(shù)據(jù)并可傳輸?shù)睫k公室電腦上管理、打印,也可與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)將配料數(shù)據(jù)上傳計(jì)算機(jī)并通過局域網(wǎng)發(fā)送到企業(yè)ERP,接受計(jì)算機(jī)發(fā)來的新配方。這樣實(shí)現(xiàn)了電爐配料微機(jī)化,誤差自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)打印加料數(shù)據(jù)記錄,降低了配料環(huán)節(jié)的盲目性。
3.電爐鑄鐵屑熔化在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)爐襯厚度在線監(jiān)控
我們可以用干應(yīng)電爐系統(tǒng)運(yùn)行阻抗的變化曲線來描述爐襯厚度的變化。在電爐內(nèi)鐵液熔化條件下,運(yùn)行阻抗隨爐襯厚度減少而減小。通過在線檢測運(yùn)算出運(yùn)行阻抗,就可在線檢測爐襯厚度變化情況。分析爐襯厚監(jiān)測的現(xiàn)狀,通過建立感應(yīng)電爐的數(shù)學(xué)模型,從理論上分析電爐的內(nèi)部磁場分布,爐料阻抗、爐料感應(yīng)電流與磁場強(qiáng)度及爐襯厚度的關(guān)系,爐料的感應(yīng)電流與輸入電流的關(guān)系及運(yùn)行阻抗與爐襯厚度的關(guān)系等。
一直以來,在技術(shù)上阻礙著我國利用廢易拉罐的主要是漆層問題,即廢易拉罐的預(yù)處理。目前,上海新格在這方面進(jìn)行了探索,正在興建國際的易拉罐及鋁屑利用系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是利用廢鋁預(yù)處理的“破碎設(shè)備”,先對廢易拉罐進(jìn)行破碎,然后從熔煉爐中接入溫度在400~550度左右的廢氣,將破碎后的易拉罐進(jìn)行高溫處理,從而不需要新能源,便可徹底去除易拉罐表面的涂層。同時(shí),上海新格又按國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了二次燃燒器,使高溫后仍不完全燃燒的材料再次充分燃燒,當(dāng)溫度達(dá)到1200攝氏度時(shí)可將二惡英破壞,從而消除二惡英對環(huán)境的污染。相信隨著這套系統(tǒng)投入使用,將會(huì)使中國廢易拉罐的再生利用前進(jìn)一大步。
常言道,“巧婦難為無米之炊”?,F(xiàn)在中國的廢易拉罐再生利用也存在著這樣的問題。盡管目前中國大部分的易拉罐都可得到回收,但由于這種回收是自發(fā)的,沒有形成科學(xué)的回收體系,造成市場分散,回收渠道不穩(wěn)定,資源富集程度較低,進(jìn)而影響了對廢鋁易拉罐的利用。
發(fā)達(dá)國家為了提高廢鋁易拉罐的回收率,進(jìn)行了多種嘗試。首先是回收易拉罐實(shí)行收取押金制度,美國、瑞典、丹麥、挪威、荷蘭、加拿大、澳大利亞、日本、俄羅斯等國均實(shí)行這一制度。這一制度的實(shí)行,大大提高了易拉罐的回收效率。美國俄勒岡州實(shí)行押金制度后,飲料罐的回收率超過了90%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國平均回收率。瑞典由于政府強(qiáng)令對所有包裝容器收取押金,很短的時(shí)間內(nèi)使回收利用率達(dá)到85%。
同時(shí),這些國家還高度重視環(huán)保、回收和再利用的宣傳工作,目前在巴西大中小學(xué)校中都展開了保護(hù)環(huán)境的課程,有40萬學(xué)生利用課余時(shí)間收集廢易拉罐。一些社會(huì)福利團(tuán)體還與一些學(xué)校聯(lián)合組織環(huán)?;顒?dòng),學(xué)校用收集來的易拉罐可以換取電腦、教學(xué)設(shè)備或者食品等。瑞典也通過與所有有關(guān)的社會(huì)團(tuán)體和機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系,經(jīng)常舉辦大型宣傳活動(dòng),制作系列電影和電視宣傳片及廣告等活動(dòng),提高人們的環(huán)保意識。
而中國目前對易拉罐的回收沒有專門的法規(guī),僅按普通的廢舊物資對待。因此,鑒于易拉罐再生的高價(jià)值,國家應(yīng)該制定政策支持及扶持廢舊易拉罐的回收利用,通過提高回收價(jià)格、立法專項(xiàng)回收處理廢舊易拉罐等方式,使廢舊金屬得到更合理的利用,形成良性循環(huán)。
可見,廢舊金屬如果能夠被集約型的、有區(qū)別地回收利用將會(huì)產(chǎn)生更可觀的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,資源也將能夠得到更有效地利用。因此,中國應(yīng)該盡快出臺措施,集約型地、有區(qū)別地回收廢舊金屬,讓廢舊金屬這座“城市礦山”得到更有效的利用。
近幾十年來,鋁廢雜料的回收量飛速增長,鋁二次資源在整個(gè)鋁工業(yè)原料中的比重也越來越大。從1950年開始直到今天,再生鋁產(chǎn)量逐年遞增,發(fā)達(dá)國家原鋁與再生鋁的占有比已接近或超出1:1。一些發(fā)達(dá)國家如美國再生鋁的年均增長率為6.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期原鋁的0.1%的增長。2000年度,全世界生產(chǎn)再生鋁及合金816萬噸,占原生鋁產(chǎn)量的33%。其中美國93%,法國59%,德國89%,日本的再生鋁產(chǎn)量更是原生鋁的186倍。
美國是鋁回收利用數(shù)目的國家。二十年來,其再生鋁在鋁總產(chǎn)量的比例已由1978年的22.65%上升到1997年的超過50%。而且,再生鋁增長速度也逐年上升。1978年至1987年再生鋁/總產(chǎn)量的比例上升了11.6個(gè)百分比,而1988-1997十年左右的時(shí)間中,上升了16個(gè)百分點(diǎn)以上。這說明了鋁再生資源利用發(fā)展越來越受到重視中國鋁工業(yè)正處于快速發(fā)展階段, 中國廢鋁回收率目前為32%,但不久將快速提升至70%。政府、 企業(yè)、公眾對于鋁回收業(yè)的重要性認(rèn)識都大大提高. 中國2001年回收廢鋁總計(jì)918,000。1998年為536,000。2001年中國原鋁產(chǎn)量為343萬,1998年為242萬。同期的消費(fèi)分別為365萬和242萬, 中國鋁回收潛力巨大。