话说废旧易拉铝罐项目建设(下)

中国有色金属报 2018-03-28 09:14

  奋力追赶废罐世界再生领先水平

  大正铝业废铝罐绿色保级产业化生产线

  广东肇庆市大正铝业有限公司15kt/a废铝易拉罐绿色保级产业化项目于2015年5月22日通过了中国有色金属工业协会组织召开的“废铝易拉罐绿色保级再利用技术“科技成果评价会的鉴定,评价委员会一致认为该科技成果整体技术达到国际先进水平,其中铝回收率和节能指标达到世界领先。该项目2009年启动,历时6年,先后获得国家支撑计划、广东省科技计划等支持,由北京科技大学、中北大学和肇庆市大正铝业有限公司完成。

  该项目以余热烟气为热源,旋转动态隧道窑低氧脱漆法及装备,有效抑制了二噁  的产生,碎铝薄片无烧损,脱漆率95%以上,开发了废铝易拉罐碎片蓄热式双室吸入式液下熔炼技术及装备,铝回收率97%以上,节能效果显著,利用“烟气二次燃烧—快冷—布袋除尘—脱硫脱硝—活性炭吸附”综合环保技术,消除了粉尘、二氧化硫和氮氧化合物等污染物的产生;以废铝易拉罐为主原料生产的3104合金的成分及性能可以满足国家标准和用户的要求。目前,该成果已在大正铝业有限公司实现了15kt/a废铝易拉罐绿色保护产业化应用,新增产值3.3亿元/a、利税总额8900万元/a,经济、社会和环保效益显著。为此,北京科技大学、中北大学、大正铝业有限公司张深根等九人获得了2015年度中国有色金属工业科学技术进步二等奖。

  艾浦生公司再生1150kt/a 3104合金锭项目

  2017年4月4日~5日在河南省长葛市成功召开了河南艾浦生再生新材料有限公司采用废铝易拉罐生产150kt/a 3104合金锭项目技术交流会,参加会议的专家来自全国铝加工行业熔铸领域、17家全球及国内熔铸设备与铝废料预处理生产线制造供应商、公司负责人等。

  参加会议的专家与会人士对设备布局、安装及环保、节能要求等各方面的情况进行了充分的沟通、分析与论证,最后达成共识,形成了一套科学、完整、详实、可靠的项目技术方案,为项目顺利实施打下了坚实的工作和技术基础。

  该项目的建成对中国成为铝加工强国与实现中国梦有着重要意义,它将是亚洲最大的废罐回收-预处理-熔炼-3104合金锭铸造生产线,也是全球最大的先进的这类生产线之一。

  中国全铝易拉罐生产始于1986年9月重庆长江电工厂易拉罐生产线的投产,至今已有30余年。目前全国生产线约32条,生产能力400亿只/a,盖生产能力620亿片/a,2015年产量290亿只,罐身料用量400kt,罐盖及拉环料用量165kt,中国已成罐料(罐身、罐盖、拉环料)产量≥400kt/a的世界6大国(美国、德国、韩国、中国、巴西、日本)之一。中国的废罐回收率是世界最高的,达99.5%以上,居回收率大于86%的12大国之首,2016年回收率高的10国是:中国>99%,巴西98%,芬兰98%,比利时+卢森堡97%,德国96%,挪威96%,日本93%,瑞士92%,瑞典92%,冰岛90%,荷兰86%。

  可是,不无遗憾的是,中国虽是一个废旧罐回收大国,但是回收的废罐并没有得到最有效的循环利用,即没有把它们再生熔炼成3104合金,轧制罐身带材,而是另有它用或用于铸件生产。近几年以来,世界罐料产量≥100kt/a的轧制厂都争先恐后地建设了废罐回收再生项目,大的不说,小的轧制厂如奥地利AMAG(奥地利有色金属加工公司)、南非休内特铝业公司、海湾铝轧制公司都建有废罐再生熔炼车间,再生3104合金锭都分别大于100kt/a,诺贝丽斯铝业公司2016年罐料产量达2800kt,约占世界总产量4300kt的65%,所属的德国纳希特斯特轧制厂回收再生中心3104合金锭生产能力高达400kt/a。2016年诺贝丽斯铝业在其生产的3104合金扁锭中,再生废料含量占55%以上,公司规划2020年生产的罐料的80%以上应是用回收废料生产的,在2014财政年度结束之际,生产的罐料带材含46%的废罐再生料,比2007年~2009年的上升16个百分点,2015年可达到50%。

  废罐回收再生项目最好建在3104合金带材轧制厂

  由以上的介绍可见,截至2017年,国外建的废罐回收,预处理与再生熔炼铸造项目都有两个共同的特点:凡是带材3104合金产量≥100kt/a的工厂都建有此项目;此项目都建在轧制厂内,没有建在其他厂内或单独建的。中国的这两个项都是单独建的,与世界潮流大相径庭。单独建此项目也不是不可以,因为3104合金扁锭是供轧制厂用的,建在一起,便于交货,可提高一些经济效益;而更重要的是便于控制锭的化学成分,根据我们的经验,不仅只要合金的成分符合标准就是上乘的优良产品,各厂各有其严格的成分控制范围,对杂质含量也必须控制精确。

  单独建的废罐回收再生厂也最好与3104合金带材轧制厂联姻,捆在一起,对生产轧制厂乐于接纳的扁锭大有好处。

话说废旧易拉铝罐项目建设(下)

  制罐合金——常规合金

  全铝易拉罐是由两个零件组装的,即由深拉罐身(can body)和盖(can end)构成,所以常常称之为二片罐(two pieces can)。它们是用3种铝合金制成的,罐身与罐底连成一体为3104合金,罐盖为5182合金,拉环为5052合金。3104合金是一种铝-锰-镁合金,1978年问世;5052合金与5182合金为铝-镁系合金,都是美国铝业公司研发的,前者成型于上世纪20年代,后者于1967年在美国铝业公司匹兹堡技术中心诞生,并在美国铝业协会公司注册。

  在废罐料中拉环质量小,在大规模生产中,拉坏5052合金成分对3104合金的成分可不予考虑。现在需要计算的是盖料带来的镁,若坩锅内装了100kg废罐料,盖料按35%计算,那么盖料即为35kg,带来多余的镁0.9kg,可用添加重熔用铝锭的方法来调整成分,可根据炉前成分分析结果计算重熔用铝锭添加量,通常添加量不会超过20%。若要废罐料达90%则不是件易事。

  下一代合金:单一合金与新型高废料合金

  当前,几乎所有铝易拉罐是用3种合金制造的,若能用一种合金制造,则对罐料生产企业与制罐者都会受益匪浅,是他们梦寐以求的。自2010年以来,诺贝丽斯铝业公司就致力于这种合金的研发,并于2014年推出一种名为“Evercantm”的合金,其罐身料的废罐含量高达90%。2015年红野兔公司已用这种罐装啤酒,酒的容量120z(盎斯,1盎斯=28.35g),不过这种单一合金成分尚未见报道,看来会与3014合金的差不多,因为只有这样才能最大限度地利用现有的废旧罐料,才能便于深拉罐身。

  2015年3月又研制一种牌号为evercycleTM的高废料合金,它是由90%旧废料(从社会上收购的废易拉罐)和10%新废料(生产罐料与制罐、盖产生的工艺废料)熔炼而成的。evercycleTM是一个地地道道的全循环(evercycle)合金。

  再生铝在资源、能源、环保方面有着十分明显的效益,大力发展废铝再生利用是实现节能减排的重要途径,特别是废旧易拉罐的回收效益更加显著,它是循环周期最短的铝产品。短则40天,长的也不超过3个月,一年可循环4次至9次,没有一种金属有这么高的效益。1t废铝回收再生利用后,CO2排放量将由15400kg降至702kg,再生铝的能耗仅占原铝提取能耗的4.86%(通常按5%计算),温室气体排放量仅占4.2%,并可基本实现废水零排放。

  废罐回收与再生是应补的短板

  中国已搞了30多年全铝易拉罐生产,罐料带材的研发与生产也有24年的历史,废旧易拉罐回收率高居世界榜首;罐身带材产量370kt、罐盖带材产量(2016年)198kt,是世界产量前四国,仅次于美国、德国与韩国。可是自2010年以来,国外再生3104合金项目建设热火朝天,而国内仅建成了一个生产能力为15kt/a的项目,还有一条生产能力为150kt/a的大项目在建设。显然,废罐的回收-预处理-熔铸成3104合金锭生产线是中国铝加工业的一块短板,是中国欲成为世界铝工业强国必须补上的一块大短板。同时,今后建设废罐回收-预处理-熔铸生产线宜建在3104合金罐料生产厂内。

  再生铝产业在资源、能源、环境等方面的综合效益十分明显,但现在之所以还没有建成一个有一定规模的产业项目,投资者可能担心:废旧易拉罐不易回收,再生成本较高无利可图,技术装备不过关等等。为此,对再生铝产业应给予扶持和鼓励,政府应该进行政策引导,同时提供环保、税收方面的支持,例如对利用再生3104合金板带材减免税收;企业与相关部门要重视再生铝工业,加大资金、技术投入,要把再生铝工业的社会效益提高到应有的高度;通过高速公路运输打包的废旧铝易拉罐给予减免过路费,以目前已形成的再生资源回收交易市场为基地,进行合理规划和布局,形成有效的回收、流通及利用网络体系。回收再生厂宜向美国、德国的相应企业学习,派出专业回收车定期到各回收网点拉回收购的废料。中国可在环渤湾地区、长江三角洲与珠江三角洲地区的罐料生产厂建设这样的废罐再生3104合金项目,项目规模以80kt/a~100kt/a为宜;严格按照国家产业政策和环保法规对建设项目的环境影响评价,强化监管,坚决防止产生新污染。

  加强研发与合作,研发就是创新

  现在国外在研发第二代制罐合金——单一合金,并已初见成效,可是中国还没有起步,对第一代制罐合金特性还有待更深入了解与探索,更谈不上对单一合金的研制了,铝轧制厂要进一步建立与相关院所、大专院校的产学研联盟,并积极与国内现有废旧罐资源拥有者共同合作,在此基础上进一步扩大资源渠道,增强双方抗风险能力,做到互利双赢。(王祝堂)

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