廢雜鋁回收產(chǎn)品的預(yù)處理
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首先,對(duì)廢鋁進(jìn)行初級(jí)分類、分級(jí)堆放,如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。這一點(diǎn)非常重要,如中國(guó)地 區(qū)的鋁廢料進(jìn)口商上海新格有色金屬有限公司,鋁廢料的進(jìn)口量約占全國(guó)總進(jìn)口量的十分之一以上。其原料處理高度電腦化,所有入廠原料分區(qū)存放,庫(kù)存則依 數(shù)量、化學(xué)成份、回收率及成本建檔管理運(yùn)用。有了這些資料就可使熔煉工序在生產(chǎn)合金錠時(shí)得以計(jì)算出經(jīng)濟(jì)的用料公式,并確保產(chǎn)品品質(zhì)。
對(duì)于廢鋁制品,須進(jìn)行拆解,去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件,再經(jīng)清洗、破碎、磁選、烘干等工序制成廢鋁料。對(duì)于輕薄松散的片狀廢舊鋁件,如汽車 上的鎖緊臂、速度齒輪軸套以及鋁屑等,要用液壓金屬打包機(jī)打壓成包。對(duì)于鋼芯鋁絞線,應(yīng)先分離鋼芯,然后將鋁線繞成卷。
鐵類雜質(zhì)對(duì)于廢鋁的冶煉是十分有害的,鐵質(zhì)過(guò)多時(shí)會(huì)在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體,從而降低其機(jī)械性能,并減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應(yīng)控制在1.2%以 下。對(duì)于含鐵量在1.5%以上的廢鋁,可用于鋼鐵工業(yè)的脫氧劑,商業(yè)鋁合金很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。目前,鋁工業(yè)中還沒(méi)有很成功的方法能令人滿意地除 去廢鋁中過(guò)量鐵,尤其是以不銹鋼形式存在的鐵。
大型鑄造企業(yè)每年可產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)噸的鑄鐵屑,回收利用鑄鐵屑,不僅關(guān)系到我國(guó)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(guò)程中的粉末狀下角料,約占鑄鐵毛坯重量的10%~30%,僅山東時(shí)風(fēng)集團(tuán)每年約有5萬(wàn)t鑄鐵屑下角料,均以廢料低價(jià)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(jiǎn)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(guó)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(guò)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(gè)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(shí)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(guò)薄易產(chǎn)生漏爐事故,熔化過(guò)程中的監(jiān)控技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。
(3)各種牌號(hào)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?jí)撼娠瀴K,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(duì)變化關(guān)系,采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)計(jì)算顯示爐襯厚度,以防爐襯過(guò)薄產(chǎn)生漏爐事故。
(3)優(yōu)化設(shè)計(jì)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。
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。
裝置中有一個(gè)允許氣體微粒通過(guò)的過(guò)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(guò)分離器內(nèi)部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過(guò)旋轉(zhuǎn)鼓攪拌,與倉(cāng)中的溶解液混合,砂石等雜質(zhì)分離到砂石分離區(qū),被廢料帶出的溶解渡通過(guò)回收螺旋槳返回液化倉(cāng)。
(2)配料根據(jù)廢鋁料的備制及質(zhì)量狀況,按照再生產(chǎn)品的技術(shù)要求,選用搭配并計(jì)算出各類料的用量。配料應(yīng)考慮金屬的氧化燒損程度,硅、鎂的氧化燒損較其他合金元素要大,各種合金元素的燒損率應(yīng)事先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定之。廢鋁料的物理規(guī)格及表面潔凈度將直接影響到再生成品質(zhì)量及金屬實(shí)收率,除油不干凈的廢鋁,將有20%的有效成分進(jìn)入熔渣。
(3)再生變形鋁合金用廢鋁合金可生產(chǎn)的變形鋁合金有3003、3105、3004、3005、5050等,其中主要是生產(chǎn)3105合金。為保證合金材料的化學(xué)成分符合技術(shù)要求及壓力加工的工藝需要,必要時(shí)應(yīng)配加一部分原生鋁錠。
(4)再生鑄造鋁合金廢鋁料只有一小部分再生為變形鋁合金,約1/4再生成煉鋼用的脫氧劑,大部分用于再生鑄造用鋁合金。美、日等國(guó)廣泛應(yīng)用的壓鑄鋁合金A380、ADCl0等基本上是用廢鋁再生的。
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(hào)眾多,目前還很難按牌號(hào)分類,在大型再生鋁廠,一般只經(jīng)過(guò)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(duì)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(duì)于低檔次的切片和焚燒過(guò)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(duì)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(tái)上進(jìn)行,主要靠工人目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行挑選,先分選出非金屬?gòu)U料,然后分選廢金屬,其中對(duì)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。