鋁再生(RecoveryOfAluminium)

從含鋁廢雜物料中回收鋁的冶金過程。回收的鋁可以是金屬，也可以是鋁合金。含鋁廢雜物料包括純鋁與鋁合金冶煉和加工過程中產生的熔渣、車屑、邊料、切頭和不合格的半成品。還有由于機械磨損和無形損耗而報廢的鋁和鋁合金制品和部件、以及廢舊的生活用品。

從含鋁廢雜物料中回收鋁，可以節省有用的鋁礦石和能源。回收1t再生鋁的能耗僅為生產lt原鋁能耗的5%。此外，鋁的可回收性好，再生鋁廠的建設投資少。

自從1886年霍爾-埃魯(Hall-Heroult)煉鋁法發明以來，鋁產量和消費量不斷增加，含鋁廢雜物料也隨之增多，含鋁廢雜物料回收工作日益受到重視。至20世紀90年代初，全世界的原鋁(指工業電解槽生產的純鋁)年產量約2000萬t，而每年從含鋁廢雜物料中回收的再生鋁約500～600萬t，即再生鋁年回收量為原鋁年產量的25%～30%。可見，從含鋁廢雜物料中回收的鋁量是相當可觀的。鋁再生工藝包括一次處理和冶金處理兩個過程。

一次處理含鋁廢雜物料在熔煉前的預處理階段，包括含鋁廢雜物料的檢查、化驗、解體、切割、分選、磁選、打包和干燥等工作。一次處理的目的是清除含鋁廢雜物料中的易爆物、鐵質零件和水分，使之具有適宜的塊度，并按照化學成分和塊度分類，以滿足冶金處理的要求。

冶金處理分熔煉處理和電解精煉處理兩類方法。生產上廣泛采用前一種方法，后一種方法只試用于處理含雜質量少的含鋁廢雜物料。

熔煉處理經一次處理后的含鋁廢雜物料在爐內熔化、精煉、調整合金成分的過程。

(1)熔化。一般在反射爐中進行，也有采用上部或側部加料爐、坩堝或電爐或熔融鹽爐熔化的。

反射爐有一室、二室和三室之分。二室反射爐應用廣泛，容量一般為10～30t，大者為60t。反射爐由粘土磚砌筑，前室的容積比熔煉室大15%。18t二室反射爐的熔煉室尺寸為3500mm×1300mm×1800mm，生產能力為60t/d，lt再生成品的標稱燃料消耗為230kg，金屬鋁進入成品中的提取率為93%。在含鋁廢雜物料熔化期間，熔煉室工作空間的溫度控制在1273～1473K。

熔化帶鐵質零件的含鋁廢雜物料在側部或上部加料的熔煉爐里進行。爐子生產能力為20～30t/d。側部加料的熔煉爐與普通反射爐的區別，在于其熔煉室爐底是傾斜的，有利于從操作口清除鐵質零件，減少鐵質零件與鋁液的接觸時間。上部加料的爐子由垂直的熔煉室和前室組成。鐵質零件可以通過熔煉室下部的操作口耙出。

熔煉小塊爐料在坩堝式電爐或熔融鹽爐里進行。含鋁廢雜物料放在爐內帶孔的料筐里、待鋁熔化后，把料筐提出爐外。

(2)精煉。是熔煉處理的重要環節。向液體鋁或鋁合金中通入氣體或添加精煉熔劑，以清除其中的氧化物夾雜物和溶解的氫氣。精煉用的氣體有氯、氮、氬和其他混合氣體，如含氯12%的氯氮混合氣體。精煉用的精煉熔劑有ZnCl₂、MnCl₂、C₂Cl₆和堿金屬鹽類的混合物，例如由30%NaCL、25%KCl和45%Na₃AlF₆組成的混合物。精煉用氣體或精煉熔劑的用量視含鋁廢雜物料被玷污程度而異。精煉溫度一般高于鋁或鋁合金熔點75～100K。溫度過低，氧化物夾雜物不易分離出來；溫度過高，則鋁液和鋁合金中溶解的氫氣量增加。

(3)調整合金成分。是用含鋁廢雜物料熔煉鋁合金不可缺少的一道作業。由于含鋁廢雜物料成分復雜，且有的合金成分在熔煉過程中有損失，在精煉處理之后要向液態鋁合金中添加合金元素，使熔煉后的鋁合金符合產品標準。

20世紀80年代，熔化含鋁廢雜物料用的反射爐向大型化方向發展，容量達到60t；爐內鋁合金成分的測定向快速分析方向發展，鋁合金含氫量的測定向連續化方向發展。德國研制成功一種連續測定鋁液中氫含量的方法，其原理是通過測定鋁液中氫的平衡壓力來確定鋁液中的氫含量。

電解精煉處理曾用過鋁三層液電解精煉法處理含雜質少的含鋁廢雜物料。雜質鐵和鎂少的含鋁廢雜物料經精煉后，在陰極產出純度99．99%的精鋁。