Переработка алюминия - Aluminium recycling

Символ переработки алюминия.
В Европейский комитет по стандартизации логотип переработки алюминия.

Переработка алюминия это процесс, посредством которого лом алюминий могут быть повторно использованы в продуктах после их первоначального производства. Процесс включает в себя простое переплавление металла, что намного дешевле и энергоемко, чем создание нового алюминия посредством электролиз из оксид алюминия (Al2О3), который сначала нужно добыть из боксит руды, а затем очищена с использованием Процесс Байера. Переработка отходов Алюминиевый лом требует только 5% энергии, используемой для производства нового алюминия из сырой руды.[1] По этой причине примерно 36% всего алюминия, производимого в Соединенные Штаты происходит из старого переработанного лома.[2] Использованная тара для напитков - самый крупный компонент переработанного алюминиевого лома, и большая часть его перерабатывается в алюминиевые банки.[3]

История

Распространенная практика с начала 1900-х годов и широко использовавшаяся в течение Вторая Мировая Война, переработка алюминия не новость. Однако до конца 1960-х годов эта деятельность была сдержанной, когда стремительный рост популярности алюминия банки для напитков наконец поместили переработку в общественное сознание.[4]

Модель, продвигающая переработку алюминия на Компания Douglas Aircraft в 1942 г.

Источники вторичного алюминия включают: самолет, автомобили, велосипеды, лодки, компьютеры, посуда, желоба, сайдинг, провод, и многие другие продукты, которым нужен прочный легкий материал или материал с высокой теплопроводность. Поскольку переработка не приводит к преобразованию элемента, алюминий можно перерабатывать бесконечно долго и при этом использовать для производства любого продукта, для которого можно было бы использовать новый алюминий.[5]

Гидравлический пресс и тюки для тазов, подготовленных 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.[6]

Переработка алюминия обычно дает значительную экономию затрат по сравнению с производством нового алюминия, даже если принять во внимание затраты на сбор, сепарацию и переработку.[7] В долгосрочной перспективе достигается еще большая национальная экономия, если сокращение капитальных затрат, связанных с свалки, шахты и международные перевозки алюминия-сырца.

Экономия энергии

При переработке алюминия используется около 5% энергии, необходимой для производства алюминия из боксит;[8][нужен лучший источник ] количество энергии, необходимое для преобразования оксид алюминия в алюминий можно наглядно увидеть, когда во время горения термит или же композитный пропеллент 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 в процессе плавления. В 2003 году половина продукции, изготовленной из алюминия, была произведена из переработанного алюминия.[9]

Экологическая экономия

Выгода в отношении выбросов диоксида углерода зависит от типа используемой энергии. Электролиз может быть сделано 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 - от 61 до 99%. гидроэлектростанция power и являются крупными 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.[10]

Процесс производства банок для напитков

Алюминиевые банки для напитков обычно перерабатываются следующим способом:[11]

  1. Банки сначала отделяются от бытовые отходы обычно через вихретоковый сепаратор, и разрезать на мелкие кусочки одинакового размера, чтобы уменьшить объем и упростить работу устройств, которые их разделяют.
  2. Детали очищаются химически / механически и блокируются для минимизации окисление потери при плавлении. (Поверхность алюминия легко окисляется до оксида алюминия при воздействии кислород.[12])
  3. Блоки загружаются в печь и нагреваются до 750 ° C ± 100 ° C для получения расплавленного алюминия.
  4. Окалина удаляется, а растворенный водород является дегазированный. (Расплавленный алюминий легко разъединяет водород из водяной пар и углеводородные загрязнители.) Обычно это делается с помощью газообразного хлора и азота. Гексахлорэтан Таблетки обычно используются в качестве источника хлора. Перхлорат аммония также можно использовать, так как при нагревании он разлагается в основном на хлор, азот и кислород.[13]
  5. Образцы взяты на спектроскопический анализ. В зависимости от желаемого конечного продукта, алюминий высокой чистоты, медь, цинк, марганец, кремний, и / или магний добавляется для изменения расплавленного состава до надлежащего сплав Технические характеристики. Пятерка лучших алюминиевые сплавы произведены 6061, 7075, 1100, 6063, и 2024.
  6. Печь выпускается, расплавленный алюминий выливается, и процесс повторяется снова для следующей партии. В зависимости от конечного продукта он может быть отлит в слитки, заготовки, или стержни, сформированные в большие плиты для прокатка, распыляется в порошок, отправляется в экструдер, или транспортируется в расплавленном состоянии на производственные предприятия для дальнейшей обработки.[14]

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 отправляется на отражательная печь (другие методы кажутся менее экономичными и / или опасными) и плавятся, образуя «ванну». Расплавленный металл испытывают с помощью спектроскопия на образце, взятом из расплава, чтобы определить, какие улучшения необходимы для изготовления окончательных отливок.

После добавления уточнений 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 через литейную машину. 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 выход 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,[15] занимает первое место в мире, больше, чем у Японии 82,5% восстановления. Бразилия восемь лет подряд возглавляет список по переработке алюминиевых банок.[16]

Вторичная переработка алюминия

Белый шлак, остаток от производства первичного алюминия и вторичной переработки, обычно классифицируется как отходы,[17] все еще содержит полезные количества алюминия, который может быть извлечен промышленным способом.[18] В результате производятся алюминиевые заготовки вместе с очень сложными отходами. С этими отходами трудно справиться. Он реагирует с водой, выделяя смесь газов (в том числе, среди прочего, водород, ацетилен, и аммиак ) который самовоспламеняется при контакте с воздухом;[19] контакт с влажным воздухом приводит к выделению большого количества газообразного аммиака. Однако, несмотря на эти трудности, отходы нашли применение в качестве наполнителя в асфальт и конкретный.[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Цена добродетели». Экономист. 7 июня 2007 г.
  2. ^ Minerals.usgs.gov
  3. ^ EPA. «Обычные отходы и материалы». Получено 27 апреля 2012.
  4. ^ Шлезингер, Марк (2006). Переработка алюминия. CRC Press. п. 248. ISBN  978-0-8493-9662-5.
  5. ^ «WasteOnline: переработка металлов, алюминия и стали». Архивировано из оригинал на 2007-10-16. Получено 2006-06-06.
  6. ^ AG, interstruct. «Вторичная переработка алюминия - долговечное развитие». recycling.world-aluminium.org. Получено 2018-10-26.
  7. ^ Международный институт алюминия
  8. ^ Алюминий: элемент устойчивости Отчет об устойчивом развитии алюминиевой промышленности Северной Америки (PDF) (Отчет). Алюминиевая ассоциация. Сентябрь 2011 г.
  9. ^ «Производство с помощью литья под давлением: экологически чистый вариант». NADCA Дизайн. 2017-01-21. Получено 2017-03-08.
  10. ^ «Алюминиевая организация: вопросы экологии». Архивировано из оригинал на 2010-10-06. Получено 2010-11-28.
  11. ^ aluminium.org: Как переработать алюминий?
  12. ^ www.metalwebnews.com: Практика плавки
  13. ^ «Проблемы литья алюминия и алюминиевых сплавов». key-to-metals.com.
  14. ^ Первичный алюминий Alcoa - Северная Америка: Продукция
  15. ^ «В 2009 году Бразилия снова стала лидером в мире по сбору алюминиевых банок для напитков с уровнем переработки 98,2%».. Alu - алюминий для будущих поколений. 2010 г.. Получено 2013-03-26.
  16. ^ «Безработные катадоры Бразилии поддерживают высокий уровень утилизации отходов, зарабатывая столь необходимые деньги. - Бесплатная онлайн-библиотека». Thefreelibrary.com. 2010-03-22. Получено 2012-11-15.
  17. ^ Остатки от переработки алюминиевого шлака в цемент
  18. ^ Хван Дж. Й., Хуанг Х., Сюй З. (2006), Извлечение металлов из алюминиевого шлака и соляной корки, Журнал характеристики и инженерии минералов и материалов. Vol. 5, No. 1, pp 47-62
  19. ^ Почему вызывают беспокойство окалина и солончак?
  20. ^ Данстер, А.М., Мулинье, Ф., Эбботт, Б., Конрой, А., Адамс, К., Видьятмоко, Д. (2005). Дополнительные преимущества использования новых потоков промышленных отходов в качестве вторичных заполнителей как в бетоне, так и в асфальте. Программа исследования агрегатов DTI / WRAP STBF 13 / 15C. Программа действий по отходам и ресурсам

внешняя ссылка