淺談再生鋁產(chǎn)業(yè) 船用鋁板
鋁作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第二大金屬材料,可分為兩大類:原鋁與再生鋁。
原鋁(Primarya luminium)是指采用霍爾-埃羅法(Hall-Heroult)即鈉冰晶石(Na3AlF6)-氧化鋁(Al2O3)熔鹽電解法生產(chǎn)的,溫度約950℃的液態(tài)鋁是用虹吸法從電解槽中吸注到抬包內(nèi),過秤后注入混合爐。2011年全世界原鋁產(chǎn)量43000kt,中國(guó)的產(chǎn)量19650kt,占全球總產(chǎn)量的45.7%;預(yù)計(jì)2012年全世界原鋁產(chǎn)量約44720kt,中國(guó)的產(chǎn)量約21550kt,占全球總產(chǎn)量的48.2%,在2015年以前會(huì)繼續(xù)保持這種態(tài)勢(shì)。
再生鋁是指用75%以上的鋁及鋁合金廢料(Scrapsofaluminiumandalminiumalloys)經(jīng)重熔與調(diào)整成分后供鑄造用的鑄塊或熔體鋁,再生鋁(Secondarya luminium)又稱二次鋁,2011年全世界再生鋁產(chǎn)量約14000kt。
廢鋁分類
廢鋁可分為兩大類:工藝廢料,工廠在生產(chǎn)與加工半成品鋁材與加工件時(shí)各道工序產(chǎn)生的廢料及廢品,它們大都在工廠就地用于配制合金消費(fèi)掉了,很少流入社會(huì)或賣給別的企業(yè);廢鋁是指使用期滿后報(bào)廢的鋁及鋁合金零部件或整個(gè)產(chǎn)品,收集與分類后賣給鋁加工廠、鑄造廠或再生鋁廠,通常所說的廢鋁就是指的這一類。
按國(guó)家GB/T13586-2006,將廢鋁分為變形鋁及鋁合金廢料、鑄造鋁合金廢料、鋁及鋁合金屑、鋁及鋁合金碎片、鋁灰渣。每一類又分為若干組,如變形鋁及鋁合金廢料有8組:鋁電線、鋁電纜、鋁導(dǎo)電板,包括光亮鋁線、混合光亮鋁線、舊鋁線、舊混合鋁線、廢電線、新鋼芯鋁絞線、舊鋼芯絞線、導(dǎo)電板;鋁箔,包括新鋁箔與舊鋁箔;鋁易拉罐,含新易拉罐、舊易拉罐、易拉罐壓塊、易拉罐碎片、打捆易拉罐;鋁板含新PS基板、舊PS基板、涂漆鋁板、飛機(jī)鋁板、低銅鋁板、同類鋁板、混合新鋁板、雜舊鋁板;散熱器片即鋁散熱器片;邊角料指新邊角料與混合邊角料;器具即鋁器具,指鍋、盆、瓶等構(gòu)成的廢鋁。
鑄造鋁合金廢料有5組:鑄錠,指雜鋁鑄錠,是以廢鋁熔鑄成的錠或塊;活塞包括無拉桿鋁活塞(由不含拉桿的潔凈鋁活塞構(gòu)成的廢鋁),帶拉桿鋁活塞以及夾鐵鋁活塞(由含鐵鋁活塞構(gòu)成的廢鋁);汽車鋁鑄件;飛機(jī)鋁鑄件;其他包括同類鋁鑄件(同種牌號(hào)的、新的、潔凈的、無涂層的鋁鑄件、鍛件和擠壓件構(gòu)成的廢鋁)與混合鋁鑄件,它包含各種潔凈的鋁鑄件(可包括汽車或飛可鋁鑄件)混合構(gòu)成的廢鋁。
第3類為鋁及鋁合金屑,有同類鋁屑(同種牌號(hào)的、潔凈的鋁合金屑構(gòu)成的廢鋁)與混合鋁屑(多種牌號(hào)的、潔凈的、未腐蝕的鋁合金混合構(gòu)成的廢鋁)兩組。
第4類為鋁及鋁碎片,有鋁碎片與混合碎片兩組,前者指含有鋁及鋁合金的干燥切片構(gòu)成的廢鋁,后者是由鋁、銅、鉛、鋅、不銹鋼、鎳、錫等有色金屬(其中可能混帶有石塊、玻璃、橡膠、塑料和木料)構(gòu)成的廢鋁。
第5類為鋁灰渣,分為三組:熔渣(撇渣),是鋁及鋁合金在熔煉過程中產(chǎn)生的松散狀或塊狀撇渣構(gòu)成的廢鋁;爐底結(jié)塊,是由鋁及鋁合金爐底結(jié)塊構(gòu)成的廢鋁;第三組為鋁及鋁合金熔鑄過程中產(chǎn)生的鋁灰。
廢鋁中不允許混有易燃、易爆、有毒、有腐蝕性或帶有放謝性的物品,不允許混有醫(yī)療廢物或密封容器。廢鋁表面的雜物應(yīng)盡量清除。塊狀廢鋁單件的較大外形尺寸由供需雙方商定。
廢鋁的進(jìn)出口
中國(guó)是全球較大的廢鋁凈進(jìn)口國(guó),與進(jìn)口量相比,出口量可忽略不計(jì)。根據(jù)海關(guān)的歷年年報(bào),中國(guó)從1990年起進(jìn)口量超過5kt(進(jìn)口5.490kt)到2011年進(jìn)口2685.733kt止,這22年共進(jìn)口廢鋁21134.609kt,平均進(jìn)口量960.66kt/a;出口140.016kt,平均出口6.364kt/a,凈進(jìn)口總量20994.593kt;平均凈進(jìn)口量954.3kt/a。這期間凈進(jìn)口量的年平均增長(zhǎng)率為70.69%。
在1990~2011年期間廢鋁凈進(jìn)口量的年平均率這么大,說明中國(guó)對(duì)鋁的需求旺盛,說明中國(guó)經(jīng)濟(jì)處于持續(xù)高速發(fā)展期。2011年廢鋁的凈進(jìn)口量呈負(fù)增長(zhǎng)(-5.90%),這也是一個(gè)標(biāo)志性的數(shù)字,至少說明兩點(diǎn):一是中國(guó)GDP上升速度開始放緩,二是中國(guó)可回收的廢鋁增加。
可回收的廢鋁知多少
鋁及鋁合金廢料通稱廢鋁。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)用的金屬中,鋁的可回收性是較高的,這有四方面的意思,一是說鋁有很強(qiáng)的抗腐蝕性能,在大氣中幾乎不發(fā)生腐蝕,僅在其表面形成一層薄若蟬翼的氧化鋁膜,實(shí)際上這層氧化鋁膜比蟬翼還薄,其厚度僅約5nm(納米),其質(zhì)量可忽略不計(jì),同時(shí)它很致密,氧透不過,既能阻擋氧進(jìn)入,也就是說一旦形成就會(huì)保護(hù)鋁不再發(fā)生氧化反應(yīng),它的形成速度極快,“新鮮”的鋁一暴露于大氣中,就會(huì)立馬與氧發(fā)生氧化反應(yīng),形成氧化膜。如果鋁上的氧化膜被破壞,會(huì)在瞬間形成如故的新膜,這就是說鋁及鋁合金的表面氧化膜有很強(qiáng)的“自愈”能力;二是說廢鋁在復(fù)化的重熔過程中的能耗低,燒損少,廢鋁在重熔過程中的能耗相當(dāng)于原鋁提取總能耗(鋁土礦開采、氧化鋁提取、原鋁生產(chǎn)能耗總和)的5%左右,即約870kWt(t再生鋁);排放的廢棄物還不到原鋁提取的1/25,社會(huì)效益十分顯著,提取1t氧化鋁需要2t鋁土礦,產(chǎn)生固態(tài)廢棄物——赤泥約1t,赤泥雖不是有毒物質(zhì),卻是有害的,是一種堿性物質(zhì),含堿物滲入農(nóng)田進(jìn)入水系,會(huì)造成危害,污染環(huán)境,同時(shí)存放它需要很大空間,需要筑壩圍堵,一旦潰壩,后果不堪設(shè)想,同時(shí)需占有大片寶貴的農(nóng)田資源,在氧化鋁提取過程中需消耗大量的水,排出的水都受到不同程度的污染,電解鋁時(shí),生產(chǎn)1t原鋁需消耗約450kg炭素,炭變成CO2與CO,以溫室氣體形式排入大氣,電解生產(chǎn)鋁時(shí)還會(huì)排放含氟氣體,雖然這些氧化物大部分得到回收,但是還有不可忽視的量排入大氣,會(huì)造成危害,因?yàn)榉镉卸,而廢鋁以天然氣或柴油重熔時(shí)僅放出CO2,若燃燒不完全還會(huì)釋放少量的CO,但它們的量比電解時(shí)排放的少得多;四是用現(xiàn)代化技術(shù)與裝備生產(chǎn)的再生鋁品質(zhì)可完全與原鋁的品質(zhì)相當(dāng),例如用廢建筑鋁材熔煉的6063合金錠完全可用于擠壓新的6063合金建筑型材,用廢舊電線熔煉的導(dǎo)電鋁合金壓各項(xiàng)指標(biāo)方面與用Al99.7E重熔用錠生產(chǎn)的無任何差別。