廢鋁再生熔煉中鋁渣的回收處理工藝分析

孔偉

摘 ?要：冶煉鋁的過程中會產生大量的鋁渣，如果不經過處理，不僅污染環境，而且造成資源的浪費，因此對熱鋁渣的處理工作非常重要。在分析鋁熔煉的基本理論的基礎上，特別是從熔煉過程以及鋁液凈化角度來論述了鋁熔煉的技術要點，結合自身的再生鋁管理經驗，探討了熔鋁爐及其構成等內容，并著重分析了再生鋁回收利用設備等內容，希望對于今后我國的再生鋁工業發展有所幫助。

關鍵詞：再生鋁回收;回收處理技術;鋁熔煉設備;鋁熔煉原理

當前，我國的鋁加工行業呈現出快速發展的態勢，鋁材制品在國民經濟發展中的作用越來越廣泛，可以從各個方面看出，我國的鋁加工工業正在一個全新方能階段，主要特點則是為大規模鋁加工的生產線的快速投產，以及電解鋁行業產業鏈正在逐步深化，并能有效延伸到各個方面的初級產品。結合現代化的大型鋁加工廠的發展實際情況來看，鋁行業的熔鑄生產中最為常見設備熔鋁爐，在對于其進行設計優化的過程中，主要涉及到的基本技術指標包括噸鋁能耗、熔化速率以及產量的問題。通過熔鑄技術的不斷進步和發展，主要就是結合實際需求來進行結構設計的優化，并能有效進行合理化的制造及施工，這樣能有效實現最小化的能源消耗目標，從而保障滿足最大化的升溫速度要求以及鋁熔化速率要求，這樣能方能結合實際生產的要求，實現相應的材料率用率、能源利用率以及設備利用率的提升。

1、鋁熔煉的基本理論

結合鋁熔煉的過程進行分析，則是有效滿足能夠將必要的化學成分熔煉出來，并能滿足相應的要求，能有效得到純潔度較高的鋁合金熔體，這些都是后續工作奠定良好的基礎。

1.1熔煉過程

在熔煉爐中加入相關的鋁材料，一般來說，主要涉及到以下三個方面的熔煉過程：固體料-熔化（固液共存）-液體等?？紤]到上述三個狀態中的鋁的熱物性參數具有不同的情況，相關實際工作中的能力值也存在差異性，結合實際過程應重視優化鋁熔煉過程能量分配過程。

在進行熔煉爐的加料環節中，燒嘴則是停止工作的情況。結束裝料的過程中，在熔煉爐的內部，鋁呈現出料堆狀態。在這樣的情況下，進行燃燒器的打開，保證其符合大火的工作狀態要求，滿足火焰進行直接化沖擊料堆，能有效實現爐內對流換熱熱效果的主導作用，其中，固體料則是從室溫進行升高到熔點的情況。在這個過程中，相應所需的熱量則是占據整個鋁熔煉的50%左右。在溫度上升的環節中，存在著開始熔化料堆表面的鋁情況，造成相應的鋁液進行向下流動。特別是如果溫度能夠在660℃的范圍時，就會造成消失支撐鋁料堆的強度情況，造成料堆下降沒入鋁液液面中，使得爐內固體料呈現出越來越少的情況，這個過程一直繼續到固體料全部消失，這樣就完成了相應的鋁熔化過程。結合相關的研究工作，此過程所需的能量約占整個過程的36%左右，如果爐內物料全部為液體情況時，這樣鋁液對于熱負荷需求則比較低，則會造成鋁液升溫到出爐溫度值。

1.2鋁液凈化

結合鋁合金在熔煉爐中過程進行分析，鋁合金則是通過熔融或者半熔融狀態能夠和相應的爐氣接觸，同時相互作用的時間比較長，這樣就容易出現鋁液大量吸氣、氧化的情況，容易出現相應的非金屬雜質。其中，對于鋁液中的雜質進行分析，其會影響到鋁液的純度，能讓鋁合金鑄錠中存在著裂紋、氣孔、氣泡等問題，這樣就會對于后續的鋁合金鑄錠的加工性能受到很大影響，特別是影響到產品的強度、抗腐蝕性、塑性以及外觀?？紤]到不同的鋁合金牌號要求來看，相應的鋁液純度存在一定的差異性。比如，一般鋁合金進行熔煉過程中，液內氫含量為0.15-0.2cm3/100g，如果在一定的特殊要求下，相應的鋁合金材料氫含量在0.1cm3/100g之下。應該重視選擇合適的方式來有效進行鋁液熔體凈化處理。

2、熔鋁爐及其構成

當前，結合鋁加工行業的發展特點來看，在進行熔煉鋁的過程中，主要則為反射式熔鋁爐。從熔鋁爐的構成結構來看，主要涉及到以下幾個方面的內容，涉及到供熱系統、爐襯、爐體鋼結構、排煙系統、攪拌系統、供熱系統以及加料系統等部分。對于反射式熔鋁爐來說，其具有典型的周期作業特點，能體現出高溫工業爐的范疇。

現有的鋁加工廠一般是在爐內加入一些分離劑，將鋁灰用手或者機器扒出，通過鋁灰的充分攪拌，熱處理后的鋁液會流入地面，然后經過一段時間的凝固會進行回收，然后將剩余的鋁和鋁灰賣給相關的企業。但是這種情況下，鋁的回收率很低。為了能夠盡可能多的回收鋁灰中的鋁，就會對鋁灰進行捶打、攪拌等操作，這種情況下會產生大量的粉塵，嚴重的污染了環境。將鋁灰從熔爐中扒出來之后需要對其進行攪拌和運輸，這些工作需要大量的人力，工作強度很大，并且在操作過程中，溫度過高，很容易造成燙傷事件。對鋁灰中的鋁進行回收時，需要保證反應爐中的溫度不能過高，需要對混合物進行冷卻。很多鋁廠會對鋁灰進行加熱，然后加入分離劑，攪拌充分后進行分離，但是重新加熱的過程中會消耗大量的人力和物力。

3、再生鋁回收利用設備

結合工廠的使用情況來看，反射熔鋁爐的爐料則是采用鋁錠。隨著鋁合金行業不斷發展，考慮到資源的有限性以及對于鋁合金需求的快速增加，各個國家都在充分重視再生鋁的利用工作。在進行廢鋁回收的過程中，正是由于雜質存在的問題，再加上鋁合金加工的特殊性等因素，造成回收技術存在的一定難度。結合鋁合金行業生產發展的情況來看，當前制約再生鋁合金生產情況主要涉及到環保、鋁耗以及能耗等問題。為了有效解決上述存在的問題，則應積極采用先進的廢鋁回收熔煉設備，通過技術的進步來滿足廢鋁收回的要求。當前，結合鋁加工企業的發展情況分析，雙室爐則是最為常用的再生鋁回收熔煉設備。

其中，對于雙室爐的結構進行分析，其主要包括燃燒系統、加熱室、鋁液循環系統、肥料室、換熱器系統、加料室等幾部分。對于加熱室來說，主要是保障滿足雙室爐的熱量供給，則是通過設置在加熱室一側爐墻的兩個主燒嘴來保障熱量提供?？梢詫⑻幚砗玫妮^為干凈、大塊的廢鋁通過加熱室上的爐門來放入其中。廢料室則是用來進行污染較為嚴重的薄料的熔化處理。路橋水平放置在廢料室的爐門位置，在進入雙室爐的情況下，首先將物料放置在路橋上，利用燒嘴的不斷噴射熱量能夠進行烘干以及雜質氣化裂解等處理，方可以進入熔池內熔化。裂解氣利用管道進入加熱室來進行燃燒，起到一定的節能作用。隔墻沒有設置在加熱室以及廢料室中間，側井設置在雙室爐爐體外圍位置，利用電磁泵的作用來聯通相應的鋁液，其中，可以在側井頂部加入表面積較少的鋁屑，利用所形成的漩渦能有效卷入鋁屑，滿足相應的熔化要求。

正是由于雙室爐的工藝特點，說明了其能夠處理再生鋁的優勢所在。經過相關的統計，每噸再生鋁原料熔化升溫到270℃，所需要的天然氣小于65方;由于廢料室處于還原性這樣造成鋁氧化處理的損失比較少;利用雙室爐的結構能有效保障在溫度950℃以上的條件下，能夠保障足夠的停留時間，這樣也有利于實現較少的排放污染物。

4、結論

綜上所述，隨著人們對于環境保護問題日益重視，特別是在全球資源、能源短缺的背景下，鋁作為一種可回收利用的資源，對于國民經濟社會發展具有不可替代的重要作用，這也是為鋁加工行業的深層次發展提出一定的挑戰。當前，我國對鋁熔煉技術和設備進行了相關的研究工作，并獲得了良好的科研效果。在今后的工作中，一定要秉承可持續化發展的戰略思想，努力使鋁熔煉設備的能耗進一步降低，有效控制排放污染問題，保障設備自動化水平的不斷提升，這也是鋁熔煉技術的未來發展趨勢。

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