CN106367623B - 一种铝废料回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝废料回收利用方法。所述方法通过对回收的铝废料经过物理筛选、高温干燥、熔融、化学去杂、添加合金元素、溶固、时效和挤压等处理，得到铝合金棒材。所述方法包括分拣、粉碎、去铁、干燥、融化、去杂、添加合金元素、溶固、时效和挤压处理等步骤。所述方法工艺简单、成本较低并能够显著提高回收后的铝材料的质量。

Description

一种铝废料回收利用方法
技术领域
本发明属于材料再生技术领域，具体涉及铝废料回收利用方法。
背景技术
铝是一种银白色的金属，具有密度低，只有2.79/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.839/cm3，8.939/cm3) 的1/3。导电性和导热性好、塑性高、抗腐蚀性能好等特点，铝的表面具有高度的反射性，辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射，而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的，抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性，因而具有各种装饰用途及具有反射功能性的用途。铝的化学性质活泼，在空气中易与氧结合，表面形成一层致密坚固的氧化铝薄膜，可保护内层金属不再继续氧化，故在大气中有极好的稳定性。铝在大自然中的蕴藏量非常丰富，铝在地壳中的含量为7.45％，仅次于氧和硅，我国铝土矿的储量也居世界前列，探明储量有6.3 亿吨，而且它是一种具有很强再生性的金属，它的“绿色生命力”可供持续发挥。
铝硅系合金为共晶成份，具有很小的结晶温度间隔（硅凝固潜热为393 卡/g，铝仅为94 卡/g）和较大比热（约0.2 卡/g℃），线收缩系数约为铝的1/3-1/4，Al-Si 共晶体在其凝固点附近有良好的塑性，因此有良好的铸造性能。其中，Si 具有流动性好，改善充型能力，在结晶过程中散发出大量热；几乎不收缩，减少了合金收缩率减少缩孔、缩松及热裂倾向，提高气密性；在变质后提高强度，有耐磨性和抗腐蚀性。Fe 含量高时形成β 相（Al9Fe2Si）和Al8FeMg3-Si6 相，铁相脆而硬，以粗大的针状穿过晶粒，大大削弱基体，降低合金抗拉强度和延伸率，降低流动性，不利充型，降低抗腐蚀性能，但能改善粘模。
目前我国尚没有形成比较完善的废铝回收系统，废铝的回收处理较为原始，管理比较混乱，不同品质、不同类型的废旧金属材料相互混杂的现象十分普遍。而广大规模以下的再生铝生产企业不经筛选的熔炼，使再生铝成分变的极为混杂，污染严重，大大降低了再生铝的利用价值；也有采用人工分拣杂质，但不能很好的杜绝有害成分铁的混入，造成再生铝含铁量过高，再生铝抗拉强度和延伸率过低、流动性差，难以达到铸造铝合金的技术要求。
由于废铝的来源和组成非常复杂，因此必须采用合理的技术才能使之获得有效的处理。铝合金产品的质量主要取决于熔炼与铸造环节，而除氢、除杂是熔铸工序的关键。我国在过去的几十年间，相继引进SNIF、MINT、ALPUR、RDU 等国外先进的铝熔体在线净化技术，也自主研制了DDF 等技术，在一定程度上提高了我国铝熔体的精炼水平。但由于引进的先进技术和自主研制的DDF 技术对前处理要求较高，对废铝的适应能力较弱，而且投资巨大、工艺复杂、成本高，难以适应我国废铝再生行业规模小、废铝来源复杂的现实，是造成大部分废铝再生企业仍然采用原始的冶炼方法，既容易污染环境，且废铝回收率低、再生铝质量较差、冶炼能耗较高现状的主要原因。
随着国家对不可再生资源循环利用的重视，废铝的高效再生利用将会是研究和投资的热点。为此，研制开发一种工艺简单、废铝适应性强、铝合金质量稳定、成本低、铝回收率高的废铝高效再生铸造铝合金的方法显得非常有意义，也是解决现有技术难题的关键。
发明内容
为了提高铝废料的回收利用的效率和回收质量，本发明提供一种铝废料回收利用方法。所述方法工艺简单、成本较低并能够显著提高回收后的铝材料的质量。
为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：
一种铝废料回收利用方法，其特征在于，所述方法通过对回收的铝废料经过物理筛选、高温干燥、熔融、化学去杂、添加合金元素、溶固、时效和挤压等处理，得到铝合金棒材。
所述方法包括以下步骤：
1）分拣：人工去除非铝杂质；
2）粉碎：将分拣后的铝废料打成粉末状；
3）去铁：将废料粉末送入传送带，经过电磁通道，通过磁力吸附其中的铁粉，达到去除铁杂质的目的，得到纯净的铝粉；
4）干燥：将铝粉送入200oC～400oC炉中进行干燥，以去掉水分和油脂；
5）融化：将干燥后的铝粉送入熔融炉中融化；
6）去杂：添加化学溶剂，以便去除铝液中的化学杂质；
7）添加合金元素：根据用途，添加合适的合金元素到熔炉之中；
8）溶固：继续给熔炉加温，使得合金高温溶固；
9）时效：使得合金经过时效处理；
10）挤压：将合金送入挤压槽中，挤压成铝合金棒材。
所述步骤5）中的融化温度为680 ～ 740℃；
所述步骤6）中的添加化学溶剂是添加铝液重量百分比为0.3 ～ 0.6% 的碱金属和/ 或碱金属卤素盐类的混合物；优选地，所述溶剂为NaCl 和KCl 的共晶混合物，或NaCl、KCl 和氟盐的混合物。
所述步骤7）中的添加的合金元素可以是Mn、Mg、Si、Fe、Cu、Zn等；
所述步骤8）中溶固温度为950 ～ 1050℃，时间为1 ～ 2h。
所述步骤9）中时效处理的温度为750 ～ 800℃，时间为10 ～ 12h。
本发明的优点和有益效果为：本发明通过前期筛选去除废铝中的杂质和水分，特别是采用磁选去除铁质杂质，能有效降低和控制最终铸造铝合金的铁质含量，既有利于提高铸造铝合金的延伸性和流动性，又能改善铸造粘模特性；而且前期筛选还能增强再生工艺对废铝的适应能力。通过合金调配，可以根据需要生产出特定性能的铝合金。
具体实施方式
一种铝废料回收利用方法，其特征在于，所述方法通过对回收的铝废料经过物理筛选、高温干燥、熔融、化学去杂、添加合金元素、溶固、时效和挤压等处理，得到铝合金棒材。
所述方法包括以下步骤：
1）分拣：人工去除非铝杂质；
2）粉碎：将分拣后的铝废料打成粉末状；
3）去铁：将废料粉末送入传送带，经过电磁通道，通过磁力吸附其中的铁粉，达到去除铁杂质的目的，得到纯净的铝粉；
4）干燥：将铝粉送入200oC～400oC炉中进行干燥，以去掉水分和油脂；
5）融化：将干燥后的铝粉送入熔融炉中融化；
6）去杂：添加化学溶剂，以便去除铝液中的化学杂质；
7）添加合金元素：根据用途，添加合适的合金元素到熔炉之中；
8）溶固：继续给熔炉加温，使得合金高温溶固；
9）时效：使得合金经过时效处理；
10）挤压：将合金送入挤压槽中，挤压成铝合金棒材。
所述步骤5）中的融化温度为680 ～ 740℃；
所述步骤6）中的添加化学溶剂是添加铝液重量百分比为0.3 ～ 0.6% 的碱金属和/ 或碱金属卤素盐类的混合物；优选地，所述溶剂为NaCl 和KCl 的共晶混合物，或NaCl、KCl 和氟盐的混合物。
所述步骤7）中的添加的合金元素可以是Mn、Mg、Si、Fe、Cu、Zn等；
所述步骤8）中溶固温度为950 ～ 1050℃，时间为1 ～ 2h。
所述步骤9）中时效处理的温度为750 ～ 800℃，时间为10 ～ 12h。
实施例
1）分拣：取500kg 回收铝屑，人工去除非铝杂质；
2）粉碎：将分拣后的铝铝屑打成粉末状；
3）去铁：将废料粉末送入传送带，经过电磁通道，通过磁力吸附其中的铁粉，得到纯净的铝粉；
4）干燥：将铝粉送入300℃炉中进行干燥10min，以去掉水分和油脂；
5）融化：将干燥后的铝粉送入熔融炉中融化；
6）去杂：采用机械搅拌方式将铝液搅拌均匀，去除表层未熔杂质和浮渣；然后加入1.35kg 的NaCl 和1.65kg 的KCl 共晶混合物作为溶剂，以便去除铝液中的化学杂质；
7）添加合金元素：待溶剂全部融化后，加热铝液温度达700℃时，加入50kg 的Si和4.5kg 的Fe，采用电磁搅拌使其均匀熔入铝液；
8）溶固：加热铝液至1000℃，静止保温1h ；
9）时效：随炉静止冷却至铝液温度为760℃时，保温12h；
10）挤压：将合金送入挤压槽中，挤压成铝合金棒材。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种铝废料回收利用方法，其特征在于：所述方法通过对回收的铝废料经过物理筛选、高温干燥、熔融、化学去杂、添加合金元素、溶固、时效和挤压处理，得到铝合金棒材；
所述方法包括以下步骤：
1）分拣：人工去除非铝杂质；
2）粉碎：将分拣后的铝废料打成粉末状；
3）去铁：将废料粉末送入传送带，经过电磁通道，通过磁力吸附其中的铁粉，达到去除铁杂质的目的，得到纯净的铝粉；
4）干燥：将铝粉送入200oC ～400 o C 炉中进行干燥，以去掉水分和油脂；
5）融化：将干燥后的铝粉送入熔融炉中融化，融化温度为680 ～740℃；
6）去杂：添加化学熔剂 ，以便去除铝液中的化学杂质；所述化学熔剂 为铝液重量百分比为0 .3 ～ 0 .6% 的碱金属和/ 或碱金属卤素盐类的混合物；
7）添加合金元素：根据用途，添加合适的合金元素到熔炉之中；合金元素可以是Mn、Mg、Si、Fe、Cu或Zn；
8）溶固：继续给熔炉加温，使得合金高温溶固；溶固温度为950 ～ 1050℃，时间为1 ～2h；
9）时效：使得合金经过时效处理；时效处理的温度为750 ～ 800℃，时间为10 ～ 12h；
10）挤压：将合金送入挤压槽中，挤压成铝合金棒材。
2.根据权利要求1所述的一种铝废料回收利用方法，其特征在于：所述步骤6）中所述熔剂 为NaCl 和KCl 的共晶混合物，或NaCl、KCl 和氟盐的混合物。
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