Переработка алюминия - Aluminium recycling

Символ вторичной переработки алюминия.
Европейский комитет по стандартизации логотип для переработки алюминия.

Вторичная переработка алюминия - это процесс, с помощью которого алюминиевый лом может быть повторно использован в продукции после ее первоначального производства. Процесс включает в себя просто повторно расплавляя металл, который является намного менее дорогостоящим и энергоемким , чем создание нового алюминия путем электролиза из оксида алюминия ( Al 2 O 3 ), который должен быть сначала добывают из бокситов руды , а затем рафинированное с использованием Bayer процесс . Переработка алюминиевого лома требует всего 5% энергии, используемой для производства нового алюминия из сырой руды. По этой причине примерно 36% всего алюминия, производимого в Соединенных Штатах, производится из старого переработанного лома. Использованные контейнеры для напитков - это самый крупный компонент переработанного алюминиевого лома, и большая часть его перерабатывается в алюминиевые банки.

История

Переработка алюминия, распространенная с начала 1900-х годов и получившая широкое распространение во время Второй мировой войны , не нова. Однако до конца 1960-х годов это было малоизвестным занятием, когда стремительный рост популярности алюминиевых банок для напитков, наконец, сделал переработку отходов в общественном сознании.

Модель, продвигающая переработку алюминия в Douglas Aircraft Company в 1942 году.

Источники вторичного алюминия включают самолеты , автомобили , велосипеды , лодки , компьютеры , кухонную посуду , водостоки , сайдинг , проволоку и многие другие продукты, для которых требуется прочный легкий материал или материал с высокой теплопроводностью . Поскольку переработка не преобразует элемент, алюминий можно перерабатывать бесконечно долго и при этом использовать для производства любого продукта, для которого можно было бы использовать новый алюминий.

Гидравлический пресс и тюки для тазов подготовлены к транспортировке

Преимущества

Алюминий - это материал, который можно бесконечно перерабатывать, и для его переработки требуется до 95 процентов меньше энергии, чем для производства первичного алюминия, что также ограничивает выбросы, включая парниковые газы. Сегодня около 75 процентов всего алюминия, произведенного в истории, или почти миллиард тонн, все еще используется.

Переработка алюминия обычно дает значительную экономию затрат по сравнению с производством нового алюминия, даже если принять во внимание затраты на сбор, сепарацию и переработку. В долгосрочной перспективе можно получить еще большую экономию на национальном уровне, если учесть сокращение капитальных затрат, связанных со свалками , рудниками и международными перевозками необработанного алюминия.

Экономия энергии

При переработке алюминия используется около 5% энергии, необходимой для производства алюминия из бокситов ; количество энергии, необходимое для преобразования оксида алюминия в алюминий, может быть ясно видно, когда процесс меняется на противоположный во время сгорания термита или композитного пропеллента на основе перхлората аммония .

Экструзия алюминия в штампе - это особый способ получения материала многоразового использования из алюминиевых ломов, но он не требует больших затрат энергии на процесс плавления. В 2003 году половина продукции, изготовленной из алюминия, была произведена из переработанного алюминиевого материала.

Экологическая экономия

Выгода в отношении выбросов углекислого газа зависит от типа используемой энергии. Электролиз можно проводить с использованием электроэнергии из источников, не связанных с ископаемым топливом, таких как ядерная, геотермальная, гидроэлектрическая или солнечная. Производство алюминия привлекают источники дешевой электроэнергии. Канада, Бразилия, Норвегия и Венесуэла имеют от 61 до 99% гидроэлектроэнергии и являются основными производителями алюминия. Использование переработанного алюминия также снижает потребность в добыче бокситов.

Огромное количество используемого алюминия означает, что даже небольшие процентные потери являются большими расходами, поэтому поток материала хорошо контролируется и учитывается по финансовым причинам. Эффективное производство и переработка также приносят пользу окружающей среде.

Процесс для банок для напитков

Алюминиевые банки для напитков обычно перерабатывают следующим способом:

  1. Банки сначала отделяются от бытовых отходов , обычно с помощью вихретокового сепаратора , и разрезаются на мелкие кусочки одинакового размера, чтобы уменьшить объем и упростить работу машин, которые их разделяют.
  2. Детали очищаются химически / механически и блокируются, чтобы минимизировать потери от окисления при плавлении. (Поверхность алюминия легко окисляется до оксида алюминия при воздействии кислорода .)
  3. Блоки загружаются в печь и нагреваются до 750 ° C ± 100 ° C для получения расплавленного алюминия.
  4. Шлак удаляется, а растворенный водород является дегазирует . (Расплавленный алюминий легко отделяет водород от водяного пара и углеводородных примесей.) Обычно это делается с помощью газообразного хлора и азота. Таблетки гексахлорэтана обычно используются в качестве источника хлора. Также можно использовать перхлорат аммония , поскольку при нагревании он разлагается в основном на хлор, азот и кислород.
  5. Берутся пробы для спектроскопического анализа . В зависимости от желаемого конечного продукта добавляют алюминий, медь , цинк , марганец , кремний и / или магний высокой чистоты, чтобы изменить состав расплава в соответствии со спецификацией сплава . В первую пятерку производимых алюминиевых сплавов входят 6061 , 7075 , 1100, 6063 и 2024 .
  6. Печь выпускается, расплавленный алюминий выливается, и процесс повторяется снова для следующей партии. В зависимости от конечного продукта его можно отливать в слитки , заготовки или стержни, формировать в большие слябы для прокатки , распылять в порошок, отправлять в экструдер или транспортировать в расплавленном состоянии на производственные предприятия для дальнейшей обработки.

Производство слитков с использованием отражательных печей

Алюминиевый лом подразделяется на ряд категорий, таких как алюминий иронии (блоки двигателя и т. Д.), Чистый алюминий (легкосплавные диски). Лом классифицируется согласно ISRI (Институт промышленности по переработке лома).

В зависимости от спецификации требуемой разливки слитков это будет зависеть от типа лома, используемого в начальной плавке. Обычно лом загружается в отражательную печь (другие методы кажутся менее экономичными и / или опасными) и расплавляется с образованием «ванны». Расплавленный металл испытывают с помощью спектроскопии на образце, взятом из расплава, чтобы определить, какие уточнения необходимы для получения окончательных отливок.

После добавления улучшений расплав можно испытать несколько раз, чтобы можно было точно настроить партию в соответствии с конкретным стандартом.

Как только правильный «рецепт» металла доступен, печь выпускается и заливается в изложницы, обычно с помощью литейной машины. Затем расплав остывают, складывают и продают в виде литых кремний-алюминиевых слитков различным отраслям промышленности для повторного использования. В основном производятся литые сплавы типа ADC12, LM2, AlSi132, LM24 и др. Эти слитки вторичных сплавов используются на предприятиях по литью под давлением.

Наклонные вращающиеся печи используются для переработки алюминиевого лома, что дает более высокий уровень извлечения по сравнению с отражательными печами (печь Скелнера).

Скорость переработки

Бразилия перерабатывает 98,2% производства алюминиевых банок, что эквивалентно 14,7 миллиардам банок для напитков в год, занимая первое место в мире, что превышает уровень извлечения в Японии 82,5% . Бразилия восемь лет подряд возглавляет список по переработке алюминиевых банок.

Вторичная переработка алюминия

Белый шлак, остаток от производства первичного алюминия и вторичной переработки, обычно классифицируемый как отходы, по-прежнему содержит полезные количества алюминия, который может быть извлечен промышленным способом. В результате производятся алюминиевые заготовки вместе с очень сложными отходами. С этими отходами трудно справиться. Он реагирует с водой, выделяя смесь газов (включая, среди прочего, водород , ацетилен и аммиак ), которая самопроизвольно воспламеняется при контакте с воздухом; контакт с влажным воздухом приводит к выделению большого количества газообразного аммиака. Однако, несмотря на эти трудности, отходы нашли применение в качестве наполнителя в асфальте и бетоне .

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

  • Мировые заводы по производству вторичного алюминия - список компаний, производящих вторичный алюминий (т. Е. Переработанный или переплавленный из металлолома)