Источники алюминиевого лома

Сырье для производства вторичного алюминия – алюминиевый лом – включает:

• технологические отходы производства алюминиевой продукции;
• отработавшие срок службы алюминиевые изделия;
• алюминиевую стружку и
• алюминиевый литейный шлак.

От химического состава алюминиевого лома зависит конечный химический состав вторичного алюминиевого сплава и, следовательно, сектор промышленности, в котором он может применяться.

Подробно о технологиях сортировки и переработки алюминиевого лома:

Handbook of aluminium recycling /Ch. Schmitz – 2014

Aluminium recycling /M. Schlesinger – 2017

Вторичные алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния могут «поглотить» гораздо более разнообразный алюминиевый лом, так их допуски на различные примеси гораздо шире, чем у деформируемых алюминиевых сплавов.

Литейные сплавы дают меньше добавленной стоимости, чем деформируемые сплавы. Поэтому для их производства подходят не  все виды алюминиевого лома – не только по химическому составу, но и из соображений экономической выгоды. Например, все алюминиево-кремниевые литейные сплавы можно выплавить из экструзионного лома с добавлением кремния, меди и других легирующих элементов. Однако более низкая стоимость литейных сплавов делает это нецелесообразным.

Большую долю алюминиевого лома, которую переплавляют   производители вторичных деформируемых алюминиевых сплавов (remelters), составляют внутренние технологические отходы таких производств, как литье слябов для прокатки или слитков-столбов для экструзии, а также отходы производства прессованных профилей.

Категории алюминиевого лома по ISRI

Весь алюминиевый лом, который собирают из различных источников, сортируют, обрабатывают и разделяют на различные категории для последующей продажи переработчикам в своей стране или на экспорт. Поставки алюминиевого лома на мировом рынке производят по международным техническим условиям. Эти условия курирует специальный институт (The Institute of Scrap Recycling Industries (ISRI)). Эти технические условия включают около 40 сортов алюминиевого лома. Каждый такой сорт имеет свое короткое наименование, например, «Tata».

К важным факторам, от которых зависит ценность лома, относятся следующие:

1. Содержит ли лом только один алюминиевый сплав? – Это позволяет производителю вторичного алюминия точно знать, какой химический состав он получит, когда расплавит этот лом.
2. Содержит ли лом примеси (загрязняющие вещества)? – Металлические примеси будут влиять на химический состав полученного алюминиевого расплава и могут привести к его несоответствию заданным техническим требованиям. Неметаллические примеси могут привести к негативным экологическим последствиям, а также снизить выход годной продукции.
3. Содержит ли лом опасные предметы, такие как герметичные резервуары, которые могут привести к взрыву в печи?
4. Готов ли лом к непосредственной загрузке в печь или его нужно подвергать какой-либо предварительной подготовке?

Технологические отходы алюминия

Преимущество лома в виде технологических отходов производства в том, что их можно легко разделить в отдельные сплавы. Кроме того, такой лом не содержит никаких так называемых «приделок», то есть, например, стальных болтов, гаек и шпилек, которые могут вносить нежелательные примеси в алюминиевый расплав. Этот лом не требует дополнительной обработки перед загрузкой в плавильную печь или требует ее в минимальном объеме. В большинстве случае этот лом не имеет никакого лакокрасочного покрытия и поэтому обеспечивает максимальный выход годного металла.

Возможная предварительная обработка может включать этого вида алюминиевого лома может включать брикетирование, измельчение и в более «продвинутых» заводах – удаление лакокрасочного покрытия. Этот вид алюминиевого лома включает также отходы литейного производства, такие как литейные отходы и забракованные отливки.

Примерами типичных категорий ISRI являются: «Tough» и «Tata».

«Tough»  ̶  Смешанные технологические отходы алюминиевых сплавов

Должен содержать чистые, без покрытия, неокрашенные алюминиевые отходы двух или более сплавов, толщиной не менее 0,4 мм и

• без пучков проволоки,
• без проволочных экранов,
• без загрязненных и неметаллических предметов.

Содержание масел и смазок не должно превышать 1 %. Не должно содержать отходы перфорации алюминия размером менее 1,3 мм.

«Tata» – Отходы производства алюминиевых прессованных профилей

Должен содержать один сплав (обычно 6063). Может включать пресс-остатки прессового (экструзионного) производства, но не должен содержать никаких посторонних примесей. Анодированный материал допускается. Окрашенный материал или сплавы, отличные от 6063, должны согласовываться между продавцом и покупателем. Пример брикетированного алюминиевого лома категории «Tata» показан на рисунке 1.

Рисунок 1 – Отходы прессового производства («Tata»)

Лом алюминиевых изделий после срока службы

Эта категория алюминиевого лома включает алюминиевые изделия, которые могут иметь срок службы:

• от нескольких недель, как например, у алюминиевых пивных банок,
• до 12 лет, например, автомобильные литые детали, или даже
• более 30 лет в случае строительных изделий, например, алюминиевых окон.

Этот вид лома может собираться от большого количества различных источников. Перед загрузкой в плавильную печь он обычно требует сортировки. Этот лом неизбежно загрязнен одним или более видом лакокрасочного покрытия, грязью, пластиком, маслами, смазками и различными металлическими и неметаллическими «приделками». Для эффективного применения этого вида алюминиевого лома может потребоваться более сложные методы предварительной обработки, включая измельчение и магнитную обработку, а также различные методы сортировки.

К этому виду алюминиевого лома относятся такие категории ISRI как, например, taint/tabor, tense и taldon.

«Taint/tabor» – Чистый смешанный лом б/у листового алюминия

Должен содержать чистый, бывший в употреблении листовой алюминий из двух или более алюминиевых сплавов, но:

• без масляных загрязнений;
• без оконных жалюзей;
• без отливок;
• без пучков проволоки;
• без проволочных экранов;
• без банок от пива и напитков;
• без радиаторных пластин;
• без самолетных листов;
• без бутылочных крышек;
• без пластика;
• без грязи;
• без других неметаллических загрязнений.

Содержание масел и смазок в целом не более 1 %. Разрешается до 10 % алюминиевого лома категории «Tale» (окрашенные сайдинги). На рисунке 2 показан пример чистого смешанного листового алюминиевого лома (Taint/tabor).

Рисунок 2 – Смешанный листовой алюминий (Taint/tabor)

«Tense» – Смешанные алюминиевые отливки

Должен содержать чистые алюминиевые отливки, которые могут включать автомобильные и самолетные отливки, но не чушки. Не должен иметь железа, латуни, грязи и неметаллических предметов. Общее содержание масел и смазок не должно превышать 2 %. Смешанные алюминиевые отливки показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 – Смешанные алюминиевые отливки («Tense»)

«Taldon» – Брикетированные банки из-под пива и напитков

Должен иметь плотность около 225 кг/м³ для не сплющенных алюминиевых банок и 325 кг/м³ – для сплющенных.
Размеры: минимальный объем 0,85 м³ с размерами сторон брикета (61-100 см) х (76-132 см) х (102-213 см).
Способ увязки брикетов: от 4 до 6 стальных лент (1,6 см х 5 см) или от 6 до 10 рядов стальной проволоки (#13). Допускается применение алюминиевых лент и проволоки эквивалентной прочности и количества. Применение каких-либо подкладок или пластин из любого материала не допускается. Материал должен пройти магнитную обработку и не должен содержать:

• стали,
• свинца,
• бутылочных пробок,
• пластиковых банок и других пластиковых предметов,
• стекла,
• дерева,
• грязи,
• смазки,
• мусора и
• других посторонних веществ.

Любые другие алюминиевые предметы, кроме банок из-под пива и напитков не допускаются.

Пример брикетированных алюминиевых банок («Taldon») показан на рисунке 4.

Рисунок 4 – Брикетированные алюминиевые банки («Taldon»)

Алюминиевая стружка

Алюминиевая стружка образуется в основном при механической обработке отливок и катаных заготовок. Обычно она содержит значительное количество масел и влаги, которые должны быть удалены перед загрузкой в плавильную печь. Преимуществом алюминиевого лома в виде стружки часто является то, что она состоит из одного алюминиевого сплава. Смешанная стружка, с другой стороны, является проблемой, так как может содержать целый ряд алюминиевых сплавов – литейных и деформируемых – или даже цинковые сплавы.

Категория ISRI для смешанной алюминиевой стружки – «Telic».

Алюминиевый шлак

Алюминиевый шлак образуется в ходе процесса плавления и состоит из металлического алюминия и алюминиевого оксида. Обработкой шлака занимаются специализированные предприятия. Шлак считается опасным веществом и при соприкосновении с водой выделяет аммиак и другие газы. Промышленность по производству вторичного алюминия обрабатывает значительные объемы шлака, которые образуются при производстве первичного алюминия. Есть заводы, которые занимаются исключительно выделением алюминия из первичного шлака.

Рисунок 5 – Алюминиевый шлак

Источник:

G. Wallace  Production, processing and applications // Fundamentals of aluminium metallurgy,   ed. R. Lumley, 2011.