2017年中国从美国进口的铝废料约82万吨,占中国铝废料进口总量的50%,占美国出口总量的52%。
很显然,中美贸易战对中国再生铝产业发展构不成威胁,中国只要把铝的资源效率稍稍提高2个百分点,就足以取代从美国进口数量。因此,当前摆在中国铝工业目前的突出问题是资源效率问题,核心是技术创新提高竞争力问题。提高资源效率面临的挑战最大限度地回收废铝和含铝废料,以便回收利用。自动机械化预处理分类技术,先进的破碎和分离技术,并使其广泛可用。先进的工艺控制技术,优化处理不适合在再生铝中再利用的元素及残留物。扩大可用铝合金的数量,适应更多的铝合金废料直接生产成产品,并在高品质,高附加值中表现良好。
提高资源效率实现保级循环利用,比如利用热挤压技术将受污染或与铸造合金混合的废料分离,即利用锻造和铸造铝合金固相线温度之间的差异进行机械分离。由于铸造合金具有较高的合金元素含量固相线温度低于可锻合金,因此将锻造和铸造废料的混合物加热至低于共晶温度的温度,然后通过离心力将锻造合金分离出来。利用X射线荧光(XRF)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、X射线透射(XRT)等技术组合来测定合金元素浓度,将成分不同的锻造合金按系分开后分别熔化。
提高资源效率优化工艺技术,进一步降低能耗和熔损,减少排放,延长炉体寿命,提高合金质量。例如通过提高熔化技术来消除残余元素Fe,Sn,Mn和Cu等,这些元素对机械性能有害,去除需要添加某些合金元素以中和,这需要进行更多研究,以提高回收技术的知识。新合金的制造工艺也需要相应地进行优化。需要对工艺基础进行研究,以更好地了解熔化,凝固和再循环过程中发生的物理现象,从而为铝生产商创建知识库,以更好地控制其工艺,这些方面还包括以下内容:
——应继续开发从尽可能多的产品中回收铝废料的方法。
——应该采用zui具成本效益的重熔工艺的策略,包括促进分离不需要的元素如Fe,Ni技术。
——应该开发替代产品,如Al-Fe脱氧剂,以利用那些不能经济有效地用于生产新铝合金的再生铝部分。
——应该认真考虑和研究设计用于直接应用于再生铝的新铝合金。
——应进行一项研究,探讨增加可用于直接回收的合金数量的潜力,该研究应更准确地识别当前和未来再生金属含量的来源和预期的组成范围。
提高资源效率实现渣的无害化和资源利用,铝渣铝灰中有铝金属,盐和化合物氧化铝,采用先进的技术完全可以全部回收并作为无毒材料资源化再生利用。目前,铝渣在美国,加拿大和欧洲已经禁止填埋。铝渣的处理具有相当大的经济作用,直接影响企业的盈利能力。当前应当采取的措施包括以下内容:
——优化操作工艺,阻止铝渣氧化。
——缩短铝渣运输距离,快速封闭冷却,防止氧化损失。
——在盐的保护下处理铝渣。
——建立盐渣处置系统,使铝的回收率稳定在98%以上,盐能够无限循环使用,绿色惰性氧化铝能够进入下游产业。
总之,我国铝回收的资源效率有相当大的提升空间,创新重点是提高铝废料价值,减少降级和稀释使用,扩大熔化不同类型废料的能力,建立和完善渣处理系统。只要这些措施到位,挽回的损失是不可估量的,这对节约资源保护生态环境,提高铝工业企业竞争力,促进中国再生铝产业健康发展具有重要意义。