材料概论——金属材料再生(资源再利用)

1、Company Logo 金属材料再生金属材料再生 Company Logo 主要内容主要内容 u废钢铁的再生废钢铁的再生 u废铜的再生废铜的再生 u废铝的再生废铝的再生 Company Logo u 资源走向枯竭的今天，充分利用废物进行回收利用再生与资源走向枯竭的今天，充分利用废物进行回收利用再生与 再资源化具有重要意义，目前世界各国正投巨资从技术政再资源化具有重要意义，目前世界各国正投巨资从技术政 策法律法规等方面研究资源再生与再资源化。策法律法规等方面研究资源再生与再资源化。 u 20世纪以来，世纪以来， 特别是特别是1992年联合国环发大会提出可持续发年联合国环发大会提出可持续发 展道

2、路之后，德国等欧洲国家提出了循环经济发展战略，展道路之后，德国等欧洲国家提出了循环经济发展战略， 并得到其他发达国家的积极响应，同时再生资源产业受到并得到其他发达国家的积极响应，同时再生资源产业受到 各国政府的高度重视，并被许多国家作为发展循环经济的各国政府的高度重视，并被许多国家作为发展循环经济的 关键产业而得到迅速发展。关键产业而得到迅速发展。 u 资源再生最根本的保障：相应法律法规的建立与完善。资源再生最根本的保障：相应法律法规的建立与完善。 u 我国可持续发展战略实施，发展循环经济，调整产业布局我国可持续发展战略实施，发展循环经济，调整产业布局 和规模结构，一方面有利于减少废旧物资对环

3、境的污染，和规模结构，一方面有利于减少废旧物资对环境的污染， 另一方面发挥产业的聚集经济效益。另一方面发挥产业的聚集经济效益。 资源循环利用概述资源循环利用概述 Company Logo 概述之金属废料回收处理方案概述之金属废料回收处理方案 Company Logo 概述概述 废料预处理原则工艺流程废料预处理原则工艺流程 Company Logo 废钢铁的再生废钢铁的再生 废钢铁的废钢铁的 回收再利用回收再利用 技术保证技术保证 电炉炼钢电炉炼钢 循环经济循环经济 三原则三原则 三个最大化三个最大化 资源投入少资源投入少 资源有效利用率高资源有效利用率高 废物少废物少 废钢铁的废钢铁的 回收再

4、生回收再生 废钢铁废钢铁 处理处理 废钢铁主要来源废钢铁主要来源 1、内部废钢铁、内部废钢铁 2、短期废钢铁、短期废钢铁 3、废旧钢铁、废旧钢铁 Company Logo 废钢铁的再生废钢铁的再生电炉炼钢电炉炼钢 Company Logo 废钢铁的再生废钢铁的再生电炉炼钢电炉炼钢 我国电炉炼钢所占比例我国电炉炼钢所占比例 为为20 提高转炉炉料的废钢铁提高转炉炉料的废钢铁 比，同时发展电炉炼钢是废比，同时发展电炉炼钢是废 钢铁回收再利用的技术保证。钢铁回收再利用的技术保证。 Company Logo u 中国铝产量快速增长，从解放初期的几乎空白发展到中国铝产量快速增长，从解放初期的几乎空白发展

5、到 19981998年年产年年产 243.5243.5万吨。而中国的氧化铝产量不能满足国民经济对金属铝生产的要万吨。而中国的氧化铝产量不能满足国民经济对金属铝生产的要 求，每年要从国外进口大量氧化铝，仅求，每年要从国外进口大量氧化铝，仅 19981998年就进口氧化铝年就进口氧化铝 157.5157.5万万 吨。吨。 u 铝性质优良，在使用过程中几乎不被腐蚀，可回收性很强。铝性质优良，在使用过程中几乎不被腐蚀，可回收性很强。 u 新华社信息：再生铝以它良好的再生利用性发展成为新华社信息：再生铝以它良好的再生利用性发展成为2121世纪新材料中的世纪新材料中的 亮点。从当前世界范围看，再生铝工业已

6、经成为铝工业发展必不可少的亮点。从当前世界范围看，再生铝工业已经成为铝工业发展必不可少的 重要组成部分。全世界每年近重要组成部分。全世界每年近12001200万吨的各种废杂铝通过加工而成为再万吨的各种废杂铝通过加工而成为再 生铝合金，满足了约全球铝市场总需求量的生铝合金，满足了约全球铝市场总需求量的45%45%，并且再生铝的产量占，并且再生铝的产量占 铝总产量的比例还在不断提高。铝总产量的比例还在不断提高。 废铝的再生废铝的再生现状现状 Company Logo 2007年主要产铝国再生铝、精炼铝产量和铝消费量年主要产铝国再生铝、精炼铝产量和铝消费量 单位：万吨单位：万吨 产量产量 国家国家

7、a再生铝产量再生铝产量 b精炼铝产量精炼铝产量 c消费量消费量 a/c 美国美国 293.00 270.45 566.71 51.7% 中国中国 145.00 554.69 519.41 27.9% 日本日本 126.14 0.65 195.23 64.6% 德国德国 68.04 66.08 191.56 35.5% 意大利意大利 59.40 19.14 95.58 62.1% 挪威挪威 25.68 119.24 24.60 104.4% 巴西巴西 25.35 138.08 58.86 43.1% 西班牙西班牙 24.26 38.91 59.56 40.7% 法国法国 24.01 44.31

8、75.38 31.9% 墨西哥墨西哥 21.64 1.76 11.31 191.3% 英国英国 20.54 34.27 30.22 68.0% 加拿大加拿大 18.50 279.19 69.66 26.6% 澳大利亚澳大利亚 12.72 186.70 32.19 39.5% 废铝的再生废铝的再生现状现状 Company Logo 废铝的再生废铝的再生铝循环铝循环 含铝废料包括铝及铝合金加工厂的含铝废料包括铝及铝合金加工厂的 废料、机器零部件、飞机船舶以及废料、机器零部件、飞机船舶以及 日用品等。日用品等。 含铝废料的组成十分复杂，化学成含铝废料的组成十分复杂，化学成 分极不均匀，物理形态也很不

9、规整。分极不均匀，物理形态也很不规整。 再生铝熔体精炼是再生铝熔体精炼是 高效高质量再生利用铝的关键。高效高质量再生利用铝的关键。 Company Logo 废铝的再生废铝的再生铝循环铝循环 Company Logo 首先，对废铝进行初级分类，分级堆放，如纯首先，对废铝进行初级分类，分级堆放，如纯 铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对 于废铝制品，应进行拆解，去除与铝料连接的于废铝制品，应进行拆解，去除与铝料连接的 钢铁及其他有色金属件，再经清洗、破碎、磁钢铁及其他有色金属件，再经清洗、破碎、磁 选、烘干等工序制成废铝料。选、烘干等工序制成废铝料。

10、废铝的再生废铝的再生再生铝生产工艺再生铝生产工艺 根据废铝料的备制及质量状况，按照再生产品的技根据废铝料的备制及质量状况，按照再生产品的技 术要求，选用搭配并计算出各类料的用量。术要求，选用搭配并计算出各类料的用量。 用废铝合金可生产的变形铝合金有用废铝合金可生产的变形铝合金有3003 、3105 、 3004 、3005 、5050 等，其中主要是生产等，其中主要是生产3105合合 金。金。 废铝料只有一小部分再生为变形铝合金，约废铝料只有一小部分再生为变形铝合金，约 14 再生成炼钢用的脱氧剂，大部分用于再生铸造用铝再生成炼钢用的脱氧剂，大部分用于再生铸造用铝 合金。合金。 废铝料废铝料

11、的备制的备制 配料配料 再生变形再生变形 铝合金铝合金 再生铸造再生铸造 铝合金铝合金 Company Logo 再生铝的主要设备是熔炼炉和再生铝的主要设备是熔炼炉和 精炼净化炉，一般采用燃油或精炼净化炉，一般采用燃油或 燃气的专用静置炉。燃气的专用静置炉。 废铝的再生废铝的再生再生铝生产工艺再生铝生产工艺 Company Logo 废铝的再生废铝的再生除杂除杂 再生铝精炼方再生铝精炼方 法有过滤、通气法有过滤、通气 精炼、盐类精炼、精炼、盐类精炼、 真空精炼、氧化真空精炼、氧化 精炼等。前四种精炼等。前四种 方法用于去除非方法用于去除非 金属杂质，后一金属杂质，后一 种方法用于去除种方法用于

12、去除 金属杂质。金属杂质。 Company Logo 随着中国铜消费量日益增加，受矿产资源的限制，国内原料的不足随着中国铜消费量日益增加，受矿产资源的限制，国内原料的不足 日益突出。日益突出。1997年中国共进口铜精矿年中国共进口铜精矿 93.7万吨，粗铜万吨，粗铜 11.1万吨，电解铜万吨，电解铜 8.8万吨。回收利用率达万吨。回收利用率达 63.6%，高于世界铜，高于世界铜 回收利用率平均水平回收利用率平均水平 。 废铜的再生废铜的再生 Company Logo 废铜的再生废铜的再生铜循环以及来源铜循环以及来源 废铜的来源废铜的来源 u 一类是新废铜，它一类是新废铜，它 是铜工业生产过程是

13、铜工业生产过程 中产生的废料。中产生的废料。 u 另一类是旧废铜，另一类是旧废铜， 它是使用后被废弃它是使用后被废弃 的物品。的物品。 u 铜和铜基材料，不铜和铜基材料，不 论处于裸露状态，论处于裸露状态， 还是被包在最终产还是被包在最终产 品里，在产品寿命品里，在产品寿命 周期的各个阶段都周期的各个阶段都 可回收再生。可回收再生。 Company Logo 基本程序基本程序 u 再生铜原料检查验收再生铜原料检查验收确定扣确定扣 杂比例杂比例取样分析成份取样分析成份再再 生料的前处理生料的前处理入炉熔炼（反入炉熔炼（反 射炉、坩锅炉、感应电炉）射炉、坩锅炉、感应电炉） 铸造（铸件、压力加工坯料

14、、铜铸造（铸件、压力加工坯料、铜 线杆、粗铜块、重熔合金锭等）线杆、粗铜块、重熔合金锭等） 废铜的再生废铜的再生再生铜的基本程序及设备再生铜的基本程序及设备 主要设备主要设备 u鼓风炉、转炉、反射炉等。鼓风炉、转炉、反射炉等。 Company Logo 再生铜的生产方法主要有两类，一类是再生铜的生产方法主要有两类，一类是直接利用直接利用，即废杂铜直接熔炼成铜合，即废杂铜直接熔炼成铜合 金或紫精铜。如将黄铜废料熔炼成黄铜，青铜废料熔炼成青铜，白铜废金或紫精铜。如将黄铜废料熔炼成黄铜，青铜废料熔炼成青铜，白铜废 料熔炼成白铜。它具有工艺流程短、设备简单、金周回收率高、能耗少、料熔炼成白铜。它具有工

15、艺流程短、设备简单、金周回收率高、能耗少、 成本低等优点。对原料纯度要求较高成本低等优点。对原料纯度要求较高 另一类是另一类是间接利用间接利用，即将杂铜先经火法处理铸成阳极铜，然后电解精炼成电，即将杂铜先经火法处理铸成阳极铜，然后电解精炼成电 解铜，同时回收各种有价成分。按原料性质间接利用有三种方法处理：解铜，同时回收各种有价成分。按原料性质间接利用有三种方法处理： 1) 1) 一段法。将分类后的紫杂铜和黄杂铜用反射炉处理成阳极铜，原料中的一段法。将分类后的紫杂铜和黄杂铜用反射炉处理成阳极铜，原料中的 锌、铅、锡尽量回收。只适宜处理杂质少而成分不复杂的废杂铜。优点锌、铅、锡尽量回收。只适宜处理杂质少而成分不复杂的废杂铜。优点 是流程短、设备简单，投资少，建厂快，适宜中小厂应用。是流程短、设备简单，投资少，建厂快，适宜中小厂应用。 2) 2) 二段法。适宜于成分更复杂废料。如含锌高的黄杂铜和白杂铜可采用鼓二段法。适宜于成分更复杂废料。如含锌高的黄杂铜和白杂铜可采用鼓 风炉风炉反射炉工艺，含锡和铅高的青杂铜废料可采用转炉反射炉工艺，含锡和铅高的青杂铜废料可采用转炉反射炉工艺，反射