再生鋁生產(chǎn)企業(yè)的原料大多是通過(guò)流通領(lǐng)域回收的鋁及鋁合金廢料。這些廢料來(lái)源復(fù)雜，形狀各異，常夾帶-些其它金屬及非金屬，成分變化范圍很大，表面不潔凈。如果在熔煉前不將這些物質(zhì)清除干凈，不但會(huì)造成鋁熔體嚴(yán)重吸氣，在隨后的凝固過(guò)程中產(chǎn)生氣孔、疏松等缺陷，而且會(huì)使材料的成分及性能不合格。此外，在生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，為了保證再生鋁的產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在熔煉前必須對(duì)廢鋁進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。
鋁及鋁合金廢料預(yù)處理的目的：-是除去廢料中夾雜的其它金屬和非金屬；二是按合金成分對(duì)廢鋁進(jìn)行分類；三是除去廢鋁表面的油污和涂層；四是使廢鋁得到最經(jīng)濟(jì)合理的利用。
1我國(guó)鋁廢料預(yù)處理工藝現(xiàn)狀
我國(guó)再生鋁工業(yè)經(jīng)過(guò)最近10年的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在廢料預(yù)處理方面仍比較落后，所采用的預(yù)處理工藝大體如下：
①對(duì)于品種單-或基本不含其它雜質(zhì)的鋁及鋁合金廢料，-般不作復(fù)雜的預(yù)處理，只是將體積大的鋁廢料破碎(剪切或其它方法)成規(guī)格符合要求的料塊，而將松散的鋁廢料壓制成塊，同時(shí)按廢料的品種和成分分類；
②對(duì)于檔次高的廢鋁切片(其中包括鑄造鋁合金、變形鋁合金和純鋁等)，在大型再生鋁企業(yè)-般是除去泥土等夾雜物后直接投入熔煉爐熔煉；而在小型再生鋁企業(yè)，-般是采用人工將其中的鑄造鋁合金、變形鋁合金和純鋁等分選出來(lái)，然后分別利用；
?、蹖?duì)于低檔次的切片，因其成分復(fù)雜(含有廢鋼鐵、廢銅、廢鉛等金屬以及塑料、泥土、橡膠、木屑等非金屬夾雜物)，主要靠人工分選。首先篩分出泥土和垃圾，然后挑出非金屬及金屬?gòu)U料。分選出的廢鋁是混雜的，-般不再細(xì)分。上海新格有色金屬有限公司的鋁廢料預(yù)處理采用的就是這種方法，即水洗后再進(jìn)行人工分選。
總之，我國(guó)的再生鋁企業(yè)(包括大型再生鋁企業(yè))的廢料預(yù)處理技術(shù)還十分落后，仍然采用簡(jiǎn)單的人工分選，使用的工具是磁鐵、鋼銼、錘子、鉗子和鏍絲刀等，憑的是經(jīng)驗(yàn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、質(zhì)量均-性差，從而制約了我國(guó)再生鋁企業(yè)的進(jìn)-步發(fā)展。
2國(guó)外鋁廢料預(yù)處理工藝
美國(guó)、日本、德國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家在鋁廢料預(yù)處理方面的技術(shù)研究和應(yīng)用起步較早，已實(shí)現(xiàn)了鋁廢料預(yù)處理的機(jī)械化和自動(dòng)化，可最大限度地除去金屬和非金屬雜質(zhì)，提高了生產(chǎn)效率和分選質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。所采用的預(yù)處理工藝包括分選、解體、打包、干燥除油、除表面有機(jī)涂膜等。
2.1分選
分選方法主要有形態(tài)分選、機(jī)械分選、重介質(zhì)分選、火法分選和靜電分選等。
2.1.1形態(tài)分選
形態(tài)分選是指物理形態(tài)分選，即根據(jù)外觀標(biāo)志(顏色、斷面特征、硬度、質(zhì)量密度、磁性等)和實(shí)物標(biāo)志(零件名稱、合金牌號(hào)等)進(jìn)行分選。可采用目視方法，也可借助于點(diǎn)滴分析法、光譜分析法和專用儀器。例如，按顏色不同可區(qū)別鐵、銅和鋁合金；白色金
屬，可按其清洗后表面顏色的差別而區(qū)分出鋁、鎂、鋅、鉛、白銅、錫等；根據(jù)質(zhì)量密度不同可區(qū)分尺寸基本相同的零件的材質(zhì)，如鎂制零件比鋁制零件輕；利用磁性可確定包鋁或滲鋁的鋼制零件。
按顏色、密度、磁性等無(wú)法鑒別時(shí)，可采用點(diǎn)滴分析法、光譜分析法和專用儀器進(jìn)行分選。點(diǎn)滴分析法是在金屬或合金的光潔表面上滴上化學(xué)試劑，根據(jù)顯示的顏色不同可判斷某-元素的存在，依次滴上不同試劑可確定合金的類別。如用CdSO。(5g)、NaCl(10g)和鹽酸(20mL)配成的水溶液(100mL)點(diǎn)滴于金屬表面上，如在10～20s后呈現(xiàn)黑色，便表明是鎂合金；如呈灰色，則為鋁鋅合金；而對(duì)于鋁及鋁合金，則呈透明顏色。同時(shí)，還可根據(jù)顏色的深淺粗略估計(jì)某元素的含量。點(diǎn)滴分析法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用方便。對(duì)于某些特殊零件，若需準(zhǔn)確確定其化學(xué)成分，則須采用光譜分析法。
2.1.2機(jī)械分選
機(jī)械分選主要有粒度分選法、風(fēng)選法、磁選法、浮選法和渦選法等。
2.1.2.1粒度分選法
當(dāng)有必要從鋁廢料中分選出細(xì)組分或大塊組分肘可采用粒度分選法。分選過(guò)程-般采用篩分機(jī)，包括固定篩、滾筒篩和振動(dòng)篩等。
固定篩有柵格式和水平式兩種，適用于分選粒度J大于50mm的鋁廢料。篩分塊狀物料時(shí)篩分機(jī)傾角不得小于350；分選扁平形態(tài)物料或潮濕碎塊時(shí)其傾角不得小于50。。柵格式篩分機(jī)的篩分效率不超過(guò)65％。所需篩分面積F可按下式計(jì)算：
F=Q/2.4a
式中Q－按原始廢料計(jì)算的分選能力/t·h-1
a－篩條縫隙寬度/mm
選擇柵格式篩分機(jī)的尺寸時(shí)應(yīng)遵循以下原則：篩分機(jī)的寬度應(yīng)大于最大物料塊度的2倍；篩分機(jī)的長(zhǎng)度至少是其寬度的2倍。
滾筒篩是帶有孔眼的圓柱形旋轉(zhuǎn)滾筒，滾筒內(nèi)有若干篩網(wǎng)(篩孔直徑不-)，串聯(lián)或并聯(lián)安裝。如鋁廢料中含有較多的塵土，通常在滾筒內(nèi)安裝多個(gè)水噴頭，進(jìn)行濕篩分。滾筒篩適用于篩分大塊和中等塊(塊的粒度小于250-)的物料，能夠制取粒度不小于25蛐的篩下產(chǎn)品，滾筒傾斜角為2。～8。，轉(zhuǎn)速為10-15r／nlin。
振動(dòng)篩廣泛用于鋁廢料的粒度分選。根據(jù)篩子的擺動(dòng)方式，振動(dòng)篩又可分為慣性篩、自動(dòng)平衡篩和共振篩。慣性篩有-個(gè)或兩個(gè)可替換篩網(wǎng)的箱體，裝在彈簧吊架上或金屬架上，篩分機(jī)振動(dòng)依靠轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成；自動(dòng)平衡篩常用于鋁廢料的脫水、懸浮物的分離和加重劑的洗滌；共振篩適用于篩分粒度在300mm以內(nèi)的鋁廢料，分選能力強(qiáng)，可靠性高，能耗低。
2.1.2.2風(fēng)選法
風(fēng)選法是利用氣流的作用將鋁及鋁合金與密度較小的紙屑、塑料薄膜、木塊和塵土等非金屬夾雜物分開(kāi)。風(fēng)選法是分離輕質(zhì)非金屬夾雜物的較為理想的方法。
2.1.2.3磁選法
磁選法可從鋁廢料中分選出鐵磁性?shī)A雜物和帶有大量鐵鑲嵌物的零件，國(guó)外已廣泛采用。該方法適用于粒度在450mm以下的鋁廢料、爐渣、鋁屑、破碎電纜、邊角料和沖壓廢料等。
鐵是鋁及鋁合金中的有害雜質(zhì)，對(duì)其性能的影響也最大，因此應(yīng)在預(yù)處理工序中最大限度地將夾雜的鐵分選出去。鐵磁性?shī)A雜物能否完全分選出來(lái).取決于廢料的粒度、層厚、堆積量和夾雜率，以及磁場(chǎng)強(qiáng)度和物料在磁場(chǎng)內(nèi)的移動(dòng)速度。
磁選分選機(jī)主要有懸掛式分選機(jī)和電磁輪兩種。懸掛式分選機(jī)沿傳送裝置縱向或橫向安裝，含鐵物料被除鐵器吸至卸料帶上，然后被輸送至卸料端。懸掛式分選機(jī)不能分選尺寸小于5nlln及重量小于80g或大于20kg的鐵磁性物料；電磁輪適用于分選散粒狀或塊狀物料中的鐵磁性物質(zhì)，其傳送帶的最佳運(yùn)行速度為1.25～2.00m／s，與電磁輪的轉(zhuǎn)速50-60r／min保持-致，所分選物料的粒度和傳送帶上的料層厚度均不得超過(guò)150nUll。
2.1.2.4浮選法
浮選法也稱水選法。該法是以水為懸浮介質(zhì)，并利用水的浮力將廢料中夾雜的塑料、木塊、橡膠等輕質(zhì)物料與鋁料分開(kāi)并被-定流速的水帶走，與此同時(shí)，泥土和灰塵等亦被水流帶走進(jìn)入沉降池。這種方法可以完全分離密度小的輕質(zhì)材料，且簡(jiǎn)便易行。
2.1.2.5渦選法
不同金屬在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受電磁力不同，因此所產(chǎn)生的平拋運(yùn)動(dòng)距離亦不同。渦選法就是根據(jù)這-原理通過(guò)電磁力的作用將鋁與非鋁金屬分開(kāi)。最常用的設(shè)備是渦電流分選機(jī)，這種設(shè)備雖然投資較大，但分離效率高(-般除雜率大于99％)，生產(chǎn)成本低。
2.1.3重介質(zhì)分選
重介質(zhì)分選，是用加重劑、懸浮劑與水制成的重介質(zhì)進(jìn)行分選。例如，重介質(zhì)的密度為3150kg／rm?時(shí)，重金屬及帶固定件的鋁下沉，鋁及鋁合金廢料浮出；重介質(zhì)的密度為2780kg／In3時(shí)，銅鋅合金下沉；重介質(zhì)的密度為2690kg／ITl3時(shí)，鋁銅合金下沉；重介質(zhì)
的密度為2550kg／IIl3時(shí)，鋁硅合金下沉，而鋁鎂合金及鋁鎂硅合金上浮。重介質(zhì)分選法需配置專門(mén)的重介質(zhì)制備裝置，分離效率低(-般低于90％)，生產(chǎn)成本高，目前已很少采用。
2.1.4火法分選
火法分選是利用鋁及鋁合金與鐵、錫、鋅、鉛的熔點(diǎn)不同，通過(guò)在熔煉過(guò)程中分段控制熔煉溫度而將其分開(kāi)。熔煉溫度控制在200～250％時(shí)，錫首先熔化而流出；300～350℃時(shí)，鉛熔化而流出；400～450℃時(shí)，鋅熔化而流出；再將熔煉溫度升高到580％以上，待鋁及鋁合金熔化后，再將鐵等高熔點(diǎn)金屬扒出。采用火法分選還可將鑄造鋁合金與鍛造鋁合金以及易拉罐罐身與罐蓋合金分開(kāi)。
2.1.5靜電分選
靜電分選是利用電場(chǎng)的作用將金屬導(dǎo)體與絕緣物體分開(kāi)。處在電場(chǎng)中的物體，不論其成分如何，都帶有電荷，電荷的大小取決于起暈電機(jī)的極性和物料的特性。
