铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物,含有铝及多种有价元素,是一种可再生资源。铝灰主要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成,其中含铝10%~30%、氧化铝20%~40%。如果不加以回收利用,不仅浪费资源,而且污染环境。从铝灰中回收铝及其他有价元素,充分合理利用,对提高企业的经济效益,保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。
目前小型再生铝厂普遍采用的方法是“炒灰回收法”。其具体过程是将刚刚耙出的铝灰放置在一个倾斜的铁锅中高处的一侧,利用铝灰自身的热量,人工用铁锹进行翻炒,镁等物质继续氧化放热使铝灰的温度升高。由于铝熔体与铝灰中其它物质的湿润性不好,在翻炒的过程中铝熔体逐渐地汇集到铁锅的底部,然后将其取出并铸成铝锭,作为回炉料使用。这种方法虽然比较原始,但操作简单,对中小型企业而言不失为一种较好的方法;但因为是敞开式作业,产生大量的灰尘,尤其是加入氯化锌等之后,会产生氯化铝,在空气中吸收水分,一部分形成HCl,产生大量的烟雾,对环境是有害的,故应该设立集烟罩、增加收尘设备和喷淋等设备,对产生的烟气进行有效的环保处理。根据资料介绍,日本的一些再生铝企业也采用炒灰的方法处理铝灰,但配套了有效的环保设备。
一种铝回收率较高的回收方法叫等离子体速溶法。该方法是使用靠风流起作用的等离子喷嘴,在倾动炉内熔炼铝浮渣。在空气中适当拌入CO2、CH4或H2,由于物料被快速加热至950°C,使铝珠周围的氧化皮破裂,铝珠就流入炉底,并通过出料口流出。通过该方法铝的总回收率可达90%。同时加入氧化钙,生成熔融铝的密度比铝酸钙密度低,在炉内形成界面分明的两层,定期放出,可得金属铝和铝酸钙两种产品。该法不仅铝回收率高,而且不使用盐熔剂,得到渣料铝酸钙可作为商品出售。
铝灰经过一次或多次回收铝后,铝含量已经很低,此时铝灰中主要含有氧化铝、铁硅镁氧化物、钾钠钙镁的氯化物等,仍可以进一步综合利用。例如,可用来制备陶瓷清水砖。清水砖是一种的墙体砌筑与装饰材料,是传统墙体材料―粘土烧结砖的较好的替代品。有报道,以废铝灰为主要原料,添加一定量的粘土、石英和降低烧成温度的添加剂,采用压制成型法可制备的陶瓷清水砖,气孔率为30%~50%,抗折强度>20MPa,抗压强度>60MPa。也可以利用来作路用材料,以铝灰、石灰、统砂为主要原料,所获产品可以满足建设公路的规范设计要求。有报道,将铝灰与硅石粉混合,在1350°C烧结,制成铺设路面的材料,其硬度是普通路面材料的1.5倍,抗滑能力是普铺路面材料的1.2倍。
废旧金属回收之废杂铝的预处理常识:
,对废铝进行初级分类、分级堆放,如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。这一点非常重要,如中国地区大的铝废料进口商上海新格有色金属有限公司,铝废料的进口量约占全国总进口量的十分之一以上。其原料处理高度电脑化,所有入厂原料分区存放,库存则依数量、化学成份、回收率及成本建档管理运用。有了这些资料就可使熔炼工序在生产合金锭时得以计算出经济的用料公式,并确保产品品质。
对于废铝制品,须进行拆解,去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件,再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件,如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等,要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线,应先分离钢芯,然后将铝线绕成卷。
低其机械性能,并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在1。2%以下。对于含铁量在1。5%以上的废铝,可用于钢铁工业的脱氧剂,商业铝合金很少使用含铁量高的废铝熔炼。目前,铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除去废铝中过量铁,尤其是以不锈钢形式存在的铁。
废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前,设法加以清除。对于导线类废铝,一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。
对废铝进行初级分类、分级堆放,如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。铝废料的进口量约占全国总进口量的十分之一以上。其原料处理高度电脑化,所有入厂原料分区存放,库存则依 数量、化学成份、回收率及成本建档管理运用。有了这些资料就可使熔炼工序在生产合金锭时得以计算出经济的用料公式,并确保产品品质。
对于废铝制品,须进行拆解,去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件,再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件,如汽车 上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等,要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线,应先分离钢芯,然后将铝线绕成卷。
铁类杂质对于废铝的冶炼是十分有害的,铁质过多时会在铝中形成脆性的金属结晶体,从而降低其机械性能,并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在1.2%以 下。对于含铁量在1.5%以上的废铝,可用于钢铁工业的脱氧剂,商业铝合金很少使用含铁量高的废铝熔炼。铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除 去废铝中过量铁,尤其是以不锈钢形式存在的铁。
废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前,设法加以清除。对于导线类废铝,一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。
国内不少企业用高温烧蚀的办法去除绝缘体,烧蚀过程中会产生大量的有害气体,严重地污染空气。如采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法,先通过热能使 绝缘体软化,机械强度降低,然后通过机械揉搓剥离下来,这样既能达到净化目的,同时又能够回收绝缘体材料。废铝器皿表面的涂层、油污以及其他污染物,可采 用丙酮等有机溶剂清洗,若仍不能清除,就应当采用脱漆炉脱漆。脱漆炉的高温度不宜超过566℃,只要废物料在炉内停留足够的时间,一般的油类和涂层均能 够清除干净。
对于铝箔纸,用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离,有效的分离方法是将铝箔纸放在水溶液中加热、加压,然后迅速排至低压环境减压,并进行机械搅拌。这种分离方法,既可以回收纤维纸浆,又可回收铝箔。
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,又可以大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。
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