《有色金属再生.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有色金属再生.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属的再生工艺与发展前景 主要探讨铝的再生工艺冶金092 18号【摘要】：介绍了我国废旧金属的回收利用现状，分析了我国再生金属企业存在的潜力及不足之处，我国对废钢和废铜的回收利用工作做的相对较好，而废铝、铅和锌的回收利用水平还较低。废杂铝的再生工艺简便, 对设备要求不高, 投资较少, 见效较快，宗合利用废杂铝再生成变形铝合金、铸造铝合金、炼钢脱氧用的铝锭、硫酸铝或碱式氧化铝变废为用、保护环境。【关健词】废杂铝 再生利用 废钢 废有色金属 回收再生工业革命以来,尤其是第二次世界大战以后,西方国家竞相追求经济的高速发展,通过大量消耗不可再生资源,促进经济的快速增长和维持较高消费水平的需要。工业生产
2、虽然增长了几十倍,但却出现人口膨胀、资源短缺、环境恶化、生态破坏、贫困加剧和各国发展失衡的社会矛盾。可见经济要持续发展,社会能够和谐发展,保护好环境是关键可持续发展的思路,不但涉及人类未来的前途和命运,而且发展就是高消耗,高增长的消费经济模式,不考虑自然的承受能力,以大量消耗自然资源来促进经济发展,造成人与自然环境的不协调。上世纪90年代以来，在可持续战略指导下，世界各国尤其是西方发达国家日益将循环经济理念贯彻到环境保护和资源开发利用的实施方略中，把经济活动运作为“自然资源产品再生资源”的循环反馈式流程，注重再生资源的回收利用，整个经济活动基本上不产生或很少产生真正意义上的废弃物，从而使经济活
3、动对自然资源和环境承载负荷的影响控制在最低限度中国有色金属工业协会副会长潘文举表示【1】，进口废金属在相当长一段时期内仍将是中国再生有色金属产业的主要原料来源。我国有色资源再生利用水平不高，与国外差距很大。以铝为例，欧洲等发达国家基本是全部回收，而我国回收率仅有5%。我国工业化、城镇化进程较为短暂，废旧有色金属资源蓄积量相对不足且废金属回收体系不完善，国内回收还无法满足日益发展的中国再生有色金属产业的原料需求，进口废金属在相当长一段时期内仍将是中国再生有色金属产业的主要原料来源。据潘文举介绍，由于世界各国对再生金属资源日益重视，国际废金属资源竞争日趋激烈，印度、越南等国家的企业在国际废金属市场
4、上成为中国企业的主要竞争对手。据有色金属工业协会统计，2011年，我国主要再生有色金属产量约为835万吨，比2010年增长7.7%。其中再生铜260万吨，再生铝440万吨，分别同比增长8.3%和10%;再生铅135万吨，与上年持平。而2011年，国内回收的铜、铝、铅金属量为475万吨，中国进口主要废有色金属实物量为741万吨。以废旧金属制品和工业生产过程中的金属废料为原料炼制而成的有色金属及其合金。又称二次有色金属。早在铜器时代就使用再生有色金属，即将废旧金属器物回炉重熔。到20世纪,出现了专业化的再生金属工业,并得到蓬勃发展。金属，特别是有色金属的废料回收，有利于环境保护和资源的利用，具有投
5、资省、能耗少、经济效益显著的特点。因而，再生有色金属产量在各国总产量中的比重逐年上升中国也兴建了再生有色金属工厂。1 我国废钢回收与利用现状【2】废钢是钢铁企业可持续发展的重要资源之一，特别是电炉炼钢重要的、必不可少的原料，以废钢为原料的电炉炼钢流程，其投资仅为长流程的50%，目前全球年产废钢量达7亿t以上，其中可回收利用的占55%左右。据权威资料综合分析，废钢代替铁矿石炼钢，可减少大气污染86%，减少水污染76% ，减少耗水量40%同时减少采矿废弃物97%。1.1 废钢的回收与利用改革开放以后，我国钢铁工业得到迅猛发展，1996年我国年产钢超过1亿t，跃为世界第一产钢大国，但由于我国工业化程
6、度成长期短，对钢铁的需求量相对较大，废钢的产生处于相对贫乏阶段，国内废钢资源与需求相比严重不足，不能满足钢铁企业的发展需要。近几年来我国废钢进口量不断上升，2000年我国废钢进口为5l0万吨，而2001年废钢进口量突破700万吨，2002年废钢进口量则达到785万多吨，跃居废钢进口国世界榜首之位。除进口外，国内废钢另外两大来源是：冶金企业的自产废钢和社会采购的废钢。由于同世界发达国家相比我国在钢铁加工方面较落后相应地企业自产废钢占有很大比重。1998年，企业自产废钢达1 500万吨，1999年为1 270万吨，虽然由于我国加工技术的进步使得企业自产废钢量逐步减少，但在相当长一段时间内，它在我国
7、废钢来源中仍占相当重要的地位。社会采购废钢也是我国废钢回收的一个重要途径。1998年从社会采购废钢达1 500万吨，其数量和企业自产废钢量相当，1999年则达1 350万吨，已超过企业自产废钢量，成为我国废钢回收的主要来源。我国的废钢主要用于电炉炼钢，但由于废钢量少、质次、价高等原因使得电炉消耗废钢量近几年有所下降。1.2 我国废钢回收利用工作存在的问题【3】进入2O世纪9O年代后，国家原有的物资和供销合作社两大废钢加工回收系统相继萎缩，大多转为民营或个体承包经营，普遍状况是规模小、力量弱、设备差。上规模的废钢铁回收加工企业十分少见，使废钢铁回收利用处于极为分散的经营状态。国家对废钢铁市场也缺
8、乏有效的管理，致使废钢质量问题时有发生，给钢厂的废钢铁使用造成不少麻烦。在政策上，国家只对地方回收企业给予优惠政策(免收增值税和给予经营许可证)，而钢厂作为废钢铁的主要用户却得不到这些政策。此外，我国进口废钢数量虽然增加，但由于港口接卸装备不配套，卸率远低于世界发达国家，使得进口废钢成本大大上升。这此因素制约了我国废钢的消耗。2 我国再生有色金属工业技术概况据不完全统计，2003年我国有色金属产量约为1 200万t，其中再生有色金属的产量达到250万300万t以上。2.1 再生铜我国废杂铜回收和再生铜的生产起步较早，生产技术也比较成熟，目前已成为世界再生铜的主要生产国之一，我国废杂铜的回收利用
9、率已达到63.6%，超过世界平均水平，每年再生铜产量已达8O万-90万t。传统的再生铜生产方法主要有两类，第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或紫精铜，这类方法又叫直接利用。19911995年世界直接回收利用的再生铜产量占再生铜总量的2/3是再生铜的主要来源。第二类是先将废杂铜火法处理后再进行电解，即传统中采用的一段法、二段法、三段法。随着科技的进步，三种不同的技术针对不同的原料，取得了很大的成功，但令人遗憾的是，最近1O多年来，在利益的驱使下，二段法和三段法基本被取消了。我国现已成为世界第二大铜消费国，虽再生铜工业起步早，但由于铜资源较贫乏，无法满足需要，每年还需要大量进口，2003年
10、我国废杂铜进口数量为316万t。此外，传统的再生铜生产需要阳极炉熔炼，由于燃料的燃烧而存在严重的环境污染。我国应吸取发达国家的经验，在统一管理下，提高废杂铜的回收率，在技术上应推广直接电解技术，使再生铜工业成为真正的“无烟工业”。2.2 再生铝我国原生铝产量居1O种有色金属的首位，而再生铝的产量却很少，2003年再生铝产量为145万吨，只占当年总铝产量的21%，低于国际平均水平(25%)。我国的再生铝厂生产规模小，预处理技术落后，能耗高，熔炼工艺没有大的改进，设备落后，环保技术和设备落后，这些都制约了我国再生铝的迅速发展。我国回收的废旧铝主要有三条利用途径：熔炼成再生铝合金锭；熔炼成加工铝材用
11、的锭坯；直接熔炼与铸造铸件但从整体来看，我国废旧铝的熔炼技术水平还相当低，到目前为止，大部分生产企业仍采用单室反射炉，个别的采用感应炉，热效率只有25。相比而言，西方国家广泛采用外敞口熔炼室反射炉，金属回收率可达93以上，热效率可达60%。目前我国在再生铝生产方面也取得了一些新进展，如废旧牙膏皮的回收利用已研究出了一种无污染的新工艺，可产出纯度为997的金属铝锭，回收率大于90%。但这些技术不能从整体上提高我国再生铝工业技术水平。我们应当加强预处理技术和设备的研究，特别是除油污和脱漆技术；提高热效率，加强余热利用 降低成本，研究开发适合我国国情的再生铝熔炼炉，并且要注重再生有色金属工业环保技术
12、和设备的研究开发，只有这样才能提高我国的再生铝产量，使我国再生铝的工业技术上水平，提高经济效益。2.3 再生锌据国际锌协会估计，目前世界锌的消费约为650万t/a，其中200万t来自废料锌。2001年我国再生锌产量为697万t，占当年锌总产量的58%，镀锌板管上的锌基本无法回收，锌废料中灰渣占多数，而普通锌制品多为细小的商品和干电池，收集不易等原因致使锌的回收再生率较低。我国的再生锌冶炼设备和技术工艺落后，再生率低，成本过高，对环境还会造成一定的污染。而国外锌的回收利用技术较成熟，对环境污染程度小。这些表明我国的再生锌生产存在着较大的发展潜力。另外，我国目前还有一种重要含锌废料尚未很好回收利用
13、，那就是钢铁厂的烟尘：它包括烧结粉尘、高炉瓦斯泥、炼钢炉灰和轧钢泥等，它含有大量的铁和锌。开发利用这部分资源，不仅能消除污染，保护环境，还可以变废为宝，增加锌、铁产量。我国对热镀锌渣的回收利用也开发了多种方法，如用熔析法处理锌渣生产锌锭；用碳还原剂法可产出品级较高的氧化锌；用硫酸、盐酸等处理锌渣灰，生产硫酸锌、氯化锌，锌的回收率大于85%。2.4 再生铅我国再生铅生产起步较早，但近几年来发展缓慢，2000年再生铅产量只占全国铅产量的l0%左右。全国再生铅企业数量虽多，但规模小且分布不均，80%以上再生铅来自江苏、山东、安徽、河北、河南、湖北、湖南和上海。再生铅的原料主要来源是蓄电池和电缆外套，
14、仅蓄电池即占80% 90%，我国再生铅冶炼厂主要有四种类型： 专业化的冶炼厂或车间； 矿铅冶炼搭配处理废杂铅的工厂或车问； 重熔炼生产再生铅基合金的工厂； 小型废杂铅的熔炼厂。前三种技术经济指标较好；后者一般设备落后，生产的产品质量差，能源消耗大，金属回收率低，而且污染环境。我国从废铅蓄电池回收铅的研究起步较晚，但近年来取得了很大的进展。如东北大学研究的用湿法脱硫低温还原回收铅技术，其分选指标高，社会环境效益好，金属回收率可达98%，设备投资低，经济效益好。虽然我国再生铅产量现已达到或超过某些西方发达国家水平，但铅的再生率却较低。因此随着我国铅再生技术的提高，加工设备的现代化，特别是我国汽车产
15、量的迅速增长和汽车保有量的持续增多，使得再生铅产量将会有很大的增长潜力。再生金属的原料来自四面八方,往往是黑色金属、有色金属及其合金的混杂物，而且夹杂有塑料、橡胶、油漆、油脂、木料、泥沙、织物等。在冶炼前必须进行分类、解体、打包、压团、破碎、磨细、筛分、干燥、预焚烧、脱脂、分选等预处理，再熔炼成为和原成分相同或组分更多的合金。混杂过于严重的合金废料，则用作重新冶炼提取金属的原料。为便于利用回收的合金，再生有色金属的回收有时与有色金属加工工业结合在一起。由于铝及铝合金的比重小、比强度较高、耐蚀性及抗氧化性好、具有银白色的金属光泽、经表面处理可获得需要的颜色、熔炼能耗少、铸造性能及加工切削性好、回
16、收再生容易等优点, 因此, 被广泛应用于航空、军工、机械、仪表、汽车、摩托车、拖拉机、电讯、电器、建筑、装饰、日化、五金、饮食器皿等各行各业。铝及铝合金的消费量仅次于钢铁, 品种规格、用途、用量为有色金属之首。所以, 废杂铝料的数量也不少,目前我国每年有20多万吨。1 废杂铝的分类分级废旧铝的回收主要由废旧金属回收公司及物资回收公司进行,其次是集体或个体走街串巷及到单位回收,已形成遍布城乡的多渠道收购网点。1.1 废杂铝的特征废杂铝料不仅化学成分复杂、品种规格多而且形态及重量悬殊很大,有的重达上百公斤,有的只几克,有的是金属铝（纯铝）,有的是铝合金（变形及铸造), 有的是混合的, 有被锈蚀氧化, 油类污染、夹带铁件(螺杆、螺钉、螺帽、板扣、轴套、活塞环等)215%,铝屑夹带铁质为28%,水分和油脂总量多数为25%,少数为515%,夹带杂物泥沙、石块、木块、砖头等为0.53%。
