铝及铝合金废料等再生预处理工艺

再生铝生产企业的原料大多是通过流通领域回收的铝及铝合金废料。中国有色网。这些废料来源复杂，形状各异，常夹带一些其它金属及非金属，成分变化范围很大，表面不洁净。中国有色网。如果在熔炼前不将这些物质清除干净，不但会造成铝熔体严重吸气，在随后的凝固过程中产生气孔、疏松等缺陷，而且会使材料的成分及性能不合格。中国有色网。此外，在生产中还会产生大量有害气体，严重污染环境。中国有色网。因此，为了保证再生铝的产品质量，提高企业的经济效益，在熔炼前必须对废铝进行严格的预处理。中国有色网。
　　铝及铝合金废料预处理的目的：一是除去废料中夹杂的其它金属和非金属；二是按合金成分对废铝进行分类；三是除去废铝表面的油污和涂层；四是使废铝得到最经济合理的利用。中国有色网。
　　1我国铝废料预处理工艺现状
　　我国再生铝工业经过最近10年的发展取得了长足的进步，但在废料预处理方面仍比较落后，所采用的预处理工艺大体如下：
　　①对于品种单-或基本不含其它杂质的铝及铝合金废料，-般不作复杂的预处理，只是将体积大的铝废料破碎(剪切或其它方法)成规格符合要求的料块，而将松散的铝废料压制成块，同时按废料的品种和成分分类；
　　②对于档次高的废铝切片(其中包括铸造铝合金、变形铝合金和纯铝等)，在大型再生铝企业-般是除去泥土等夹杂物后直接投入熔炼炉熔炼；而在小型再生铝企业，-般是采用人工将其中的铸造铝合金、变形铝合金和纯铝等分选出来，然后分别利用；
　　③对于低档次的切片，因其成分复杂(含有废钢铁、废铜、废铅等金属以及塑料、泥土、橡胶、木屑等非金属夹杂物)，主要靠人工分选。中国有色网。首先筛分出泥土和垃圾，然后挑出非金属及金属废料。中国有色网。分选出的废铝是混杂的，-般不再细分。中国有色网。上海新格有色金属有限公司的铝废料预处理采用的就是这种方法，即水洗后再进行人工分选。中国有色网。
　　总之，我国的再生铝企业(包括大型再生铝企业)的废料预处理技术还十分落后，仍然采用简单的人工分选，使用的工具是磁铁、钢锉、锤子、钳子和镙丝刀等，凭的是经验，劳动强度大、成本高、质量均-性差，从而制约了我国再生铝企业的进-步发展。中国有色网。
　　2国外铝废料预处理工艺
　　美国、日本、德国、澳大利亚等发达国家在铝废料预处理方面的技术研究和应用起步较早，已实现了铝废料预处理的机械化和自动化，可最大限度地除去金属和非金属杂质，提高了生产效率和分选质量，降低了生产成本。中国有色网。所采用的预处理工艺包括分选、解体、打包、干燥除油、除表面有机涂膜等。中国有色网。
　　2.1分选
　　分选方法主要有形态分选、机械分选、重介质分选、火法分选和静电分选等。中国有色网。
　　2.1.1形态分选
　　形态分选是指物理形态分选，即根据外观标志(颜色、断面特征、硬度、质量密度、磁性等)和实物标志(零件名称、合金牌号等)进行分选。中国有色网。可采用目视方法，也可借助于点滴分析法、光谱分析法和专用仪器。中国有色网。例如，按颜色不同可区别铁、铜和铝合金；白色金
　　属，可按其清洗后表面颜色的差别而区分出铝、镁、锌、铅、白铜、锡等；根据质量密度不同可区分尺寸基本相同的零件的材质，如镁制零件比铝制零件轻；利用磁性可确定包铝或渗铝的钢制零件。中国有色网。
　　按颜色、密度、磁性等无法鉴别时，可采用点滴分析法、光谱分析法和专用仪器进行分选。中国有色网。点滴分析法是在金属或合金的光洁表面上滴上化学试剂，根据显示的颜色不同可判断某-元素的存在，依次滴上不同试剂可确定合金的类别。中国有色网。如用CdSO。中国有色网。(5g)、NaCl(10g)和盐酸(20mL)配成的水溶液 (100mL)点滴于金属表面上，如在10～20s后呈现黑色，便表明是镁合金；如呈灰色，则为铝锌合金；而对于铝及铝合金，则呈透明颜色。中国有色网。同时，还可根据颜色的深浅粗略估计某元素的含量。中国有色网。点滴分析法简单易行，应用方便。中国有色网。对于某些特殊零件，若需准确确定其化学成分，则须采用光谱分析法。中国有色网。

 2.1.2机械分选
　　机械分选主要有粒度分选法、风选法、磁选法、浮选法和涡选法等。CNMn。
　　2.1.2.1粒度分选法
　　当有必要从铝废料中分选出细组分或大块组分肘可采用粒度分选法。CNMn。分选过程-般采用筛分机，包括固定筛、滚筒筛和振动筛等。CNMn。
　　固定筛有栅格式和水平式两种，适用于分选粒度J大于50mm的铝废料。CNMn。筛分块状物料时筛分机倾角不得小于350；分选扁平形态物料或潮湿碎块时其倾角不得小于50。CNMn。。CNMn。栅格式筛分机的筛分效率不超过65％。CNMn。所需筛分面积F可按下式计算：
　　F=Q/2.4a
　　式中Q－按原始废料计算的分选能力/t·h-1
　　a－筛条缝隙宽度/mm
　　选择栅格式筛分机的尺寸时应遵循以下原则：筛分机的宽度应大于最大物料块度的2倍；筛分机的长度至少是其宽度的2倍。CNMn。
　　滚筒筛是带有孔眼的圆柱形旋转滚筒，滚筒内有若干筛网(筛孔直径不-)，串联或并联安装。CNMn。如铝废料中含有较多的尘土，通常在滚筒内安装多个水喷头，进行湿筛分。CNMn。滚筒筛适用于筛分大块和中等块(块的粒度小于250-)的物料，能够制取粒度不小于25蛐的筛下产品，滚筒倾斜角为2。CNMn。～8。CNMn。，转速为 10-15r／nlin。CNMn。
　　振动筛广泛用于铝废料的粒度分选。CNMn。根据筛子的摆动方式，振动筛又可分为惯性筛、自动平衡筛和共振筛。CNMn。惯性筛有-个或两个可替换筛网的箱体，装在弹簧吊架上或金属架上，筛分机振动依靠转轴的转动来完成；自动平衡筛常用于铝废料的脱水、悬浮物的分离和加重剂的洗涤；共振筛适用于筛分粒度在300mm以内的铝废料，分选能力强，可靠性高，能耗低。CNMn。
　　2.1.2.2风选法
　　风选法是利用气流的作用将铝及铝合金与密度较小的纸屑、塑料薄膜、木块和尘土等非金属夹杂物分开。CNMn。风选法是分离轻质非金属夹杂物的较为理想的方法。CNMn。
　　2.1.2.3磁选法
　　磁选法可从铝废料中分选出铁磁性夹杂物和带有大量铁镶嵌物的零件，国外已广泛采用。CNMn。该方法适用于粒度在450mm以下的铝废料、炉渣、铝屑、破碎电缆、边角料和冲压废料等。CNMn。
　　铁是铝及铝合金中的有害杂质，对其性能的影响也最大，因此应在预处理工序中最大限度地将夹杂的铁分选出去。CNMn。铁磁性夹杂物能否完全分选出来.取决于废料的粒度、层厚、堆积量和夹杂率，以及磁场强度和物料在磁场内的移动速度。CNMn。
　　磁选分选机主要有悬挂式分选机和电磁轮两种。CNMn。悬挂式分选机沿传送装置纵向或横向安装，含铁物料被除铁器吸至卸料带上，然后被输送至卸料端。CNMn。悬挂式分选机不能分选尺寸小于5nlln及重量小于80g或大于20kg的铁磁性物料；电磁轮适用于分选散粒状或块状物料中的铁磁性物质，其传送带的最佳运行速度为 1.25～2.00m／s，与电磁轮的转速50-60r／min保持-致，所分选物料的粒度和传送带上的料层厚度均不得超过150nUll。CNMn。
　　2.1.2.4浮选法
　　浮选法也称水选法。CNMn。该法是以水为悬浮介质，并利用水的浮力将废料中夹杂的塑料、木块、橡胶等轻质物料与铝料分开并被-定流速的水带走，与此同时，泥土和灰尘等亦被水流带走进入沉降池。CNMn。这种方法可以完全分离密度小的轻质材料，且简便易行。CNMn。
　　2.1.2.5涡选法
　　不同金属在交变电场中运动时所受电磁力不同，因此所产生的平抛运动距离亦不同。CNMn。涡选法就是根据这-原理通过电磁力的作用将铝与非铝金属分开。CNMn。最常用的设备是涡电流分选机，这种设备虽然投资较大，但分离效率高(-般除杂率大于99％)，生产成本低。CNMn。
　　2.1.3重介质分选
　　重介质分选，是用加重剂、悬浮剂与水制成的重介质进行分选。CNMn。例如，重介质的密度为3150kg／rm?时，重金属及带固定件的铝下沉，铝及铝合金废料浮出；重介质的密度为2780kg／In3时，铜锌合金下沉；重介质的密度为2690kg／ITl3时，铝铜合金下沉；重介质
　　的密度为2550kg／IIl3时，铝硅合金下沉，而铝镁合金及铝镁硅合金上浮。CNMn。重介质分选法需配置专门的重介质制备装置，分离效率低(-般低于90％)，生产成本高，目前已很少采用。CNMn。
　　2.1.4静电分选
　　静电分选是利用电场的作用将金属导体与绝缘物体分开。CNMn。处在电场中的物体，不论其成分如何，都带有电荷，电荷的大小取决于起晕电机的极性和物料的 特性。CNMn。
　　2.1.5火法分选
　　火法分选是利用铝及铝合金与铁、锡、锌、铅的熔点不同，通过在熔炼过程中分段控制熔炼温度而将其分开。CNMn。熔炼温度控制在200～250％时，锡首先熔化而流出；300～350℃时，铅熔化而流出；400～450℃时，锌熔化而流出；再将熔炼温度升高到580％以上，待铝及铝合金熔化后，再将铁等高熔点金属扒出。CNMn。采用火法分选还可将铸造铝合金与锻造铝合金以及易拉罐罐身与罐盖合金分开。CNMn。