CN102912140B - 一种废铝易拉罐绿色循环保级再利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废铝易拉罐绿色循环再利用技术，属于循环经济技术领域。开发了一套以废铝易拉罐为原料，经过破碎、磁选除铁、脱漆、熔炼、成分调整、过滤、铸造工序得到用于生产易拉罐的铝合金的技术。通过低氧分压热脱漆、液下熔炼、在线成分分析和调整、变质处理、过滤铸造，实现了废铝易拉罐无污染保级循环再利用。本发明具有环保、保级再利用、易于工业化生产的特点，具有显著的经济、环境和社会效益。
Description
技术领域
本发明提供了一种废铝易拉罐再利用的方法，属于循环经济技术及环保领域，特别涉及废铝易拉罐绿色循环保级再利用的方法。
背景技术
据估算，我国废铝易拉罐的回收率为96%以上，每年至少回收40万吨废罐，加上少量的进口，总量在50万吨左右。现有的废铝易拉罐回收再利用档次较低，再利用过程环境污染严重，其主要原因是回收再利用技术水平低，技术难度大。需要解决以下五个技术难点：(1)废铝易拉罐的罐体与盖、拉环的铝合金成分不同，很难进行体、盖、环的分离；(2)废铝易拉罐内外表面漆容易产生污染，并影响再生铝合金的质量和回收率；(3)废铝易拉罐质地薄，表面积大，熔炼氧化烧损严重，金属回收率低；(4)废铝易拉罐来源广泛，预处理难度大，熔炼时易引入杂质到铝合金熔液，造成合金成分复杂，调整难度加大；(5)废铝易拉罐铝合金铸锭组织控制难度大。
废铝易拉罐的罐体与盖、拉环的铝合金成分不同(见表1)，从理论上讲，将罐体、盖和拉环进行分离回收再利用有利于保级再利用。因回收的废铝易拉罐变形严重，为方便运输通常进行打包压实，从经济和实际情况出发，不可能不进行罐体、盖和拉环分离，直接进行回收再利用。
表1 铝易拉罐各部分成分（重量百分比）
| 各部分成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | Al |
| 3104罐体 | ≤0.60 | ≤0.80 | 0.05-0.25 | 0.80-1.40 | 0.80-1.30 | / | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
| 3004罐体 | ≤0.30 | ≤0.70 | ≤0.25 | 1.00-1.50 | 0.80-1.30 | / | ≤0.25 | / | 余量 |
| 5182盖 | ≤0.20 | ≤0.35 | ≤0.15 | 0.20-0.50 | 4.00-5.00 | ≤0.10 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
| 5042拉环 | ≤0.20 | ≤0.35 | ≤0.15 | 0.20-0.50 | 3.00-4.00 | ≤0.10 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
废铝易拉罐内外表面漆在回收利用过程中容易产生污染，并影响再生铝合金的质量。因此，破碎后的铝易拉罐必须进行脱漆处理。脱漆方法和脱漆率直接影响到制成的铝或铝合金材料的质量以及利用的成本和环境污染等。在废铝易拉罐回收利用中，脱漆是废旧铝易拉罐回收利用的核心技术之一，也是难点之一。
废铝易拉罐质地薄、表面积大，为降低熔炼氧化烧损、提高金属回收率低，一般采用双室反射炉熔炼，使铝片不与火焰接触而是直接加入熔融的铝液中，避免了废铝的烧损，使金属回收率提高。
废铝易拉罐来源广泛，预处理难度大，熔炼时易引入杂质到铝合金熔液，造成合金成分复杂，成分和组织调整控制难度加大。
废铝易拉罐回收再利用技术是再生资源综合利用的重要领域之一。自从废铝易拉罐广泛应用来，人们就自发对废旧易拉罐进行回收再利用，形成了相关的技术和知识产权。
早在1989年9月29日，金大承、关洪国申请了中国发明专利“废易拉罐回收方法及其分选装置”(申请号89107289.6)，公开了一种将易拉罐的盖和底用刀具切割分离，将罐的侧身碾成板材分别收集方法和装置。由于易拉罐质薄和分散的特点，本专利技术未得到广泛应用。2007年3月5日，王均铖、郝俊文等人申请了实用新型专利“废易拉罐金属分离回收机”(申请号200720067610.9)，设计了一种易拉罐金属分离回收机，能够完全分离易拉罐两种金属。因回收的废铝易拉罐变形严重，本专利技术难以得到推广应用。2009年10月14日，陈定方、张争艳等人申请了中国发明专利“一种自动分离并压扁铁质铝质易拉罐装置”(申请号200910062072.8)，公开了一种铁质和铝质易拉罐分离、压扁技术装置，实际上是电磁分选和压扁技术。
2008年10月30日，李全祥、程博闻等人申请了中国发明专利“一种废旧易拉罐表面处理剂”(申请号200810152559.0)，公开了一种能同时去除易拉罐表面烤漆涂层和内壁防腐薄膜表面处理剂，它是由二氯甲烷、三氟乙酸和水组成。2009年7月8日，康卫民、陈帮烈等人申请了中国发明专利“一种废旧易拉罐表面除漆脱膜处理剂”(申请号200910069633.7)，公开了一种能同时去除易拉罐表面除漆脱膜处理剂，它是由甲酸、二氯甲烷和水组成。该两专利采用的事化学脱漆工艺，环境负担重。
2008年1月25日加拿大Befesa Aluminio Bilbao公司申请了Process for Recycling Spent Pot Linings (SPL) From Primary Aluminium Production欧洲专利(申请号EP08380016.9)，并通过PCT申请了国际专利(PCT/EP2009/000189)。公开了一种酸解法回收废旧铝质罐产品。经过破碎、酸洗、磁选得到工业广泛应用的铝原料。2001年11月14日，俄罗斯Abdurakhmanov A D申请了Method and Plant for Reworking Aluminium Tins(申请号2001131605/02)，公开了一种处理废铝罐的方法，包括破碎、磁选、有机物脱除等工序，最后得到废铝碎片。2003年1月8日荷兰Azrat Abdurakhmanov te Den Haag申请了Methode en installatie voor de verwerking van aluminium blikjes，公开了废铝罐的破碎、分选和洗涤技术。1995年11月28日，Fry申请了美国专利Collector for empty used recyclable beverage cans(USP5,469,783)，公开了一种饮料罐的回收装置，可区分铁罐、有色金属罐、塑料罐，进行自动分类，具备光电传感器可提供回收装置内的数量信息等。
由此可见，现有回收处理废铝易拉罐的专利技术涉及的均为一个工序的技术，有些技术还有严重二次污染，得到的铝合金产品降级实用。因此，急需开发废铝易拉罐绿色循环再利用于易拉罐铝合金。
发明内容
本发明针对废铝易拉罐成分比较复杂、内外表面带有机物涂层、来源复杂等特点，采用破碎、磁选除铁、预处理脱漆、熔炼、熔液成分快速检测、成分调整、变质处理、过滤、浇铸等，最终得到易拉罐用铝合金。为实现达标排放，采用烟气二次燃烧将二噁英分解、烟气急冷，经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫(硝)等技术。
(1)破碎：回收到的废易拉罐的形态已经被破坏，打成包块，因此，在脱漆之前，需进行打散和破碎到一定粒度，有利于后续磁选除铁和脱漆的进行。
(2)脱漆：松散的废易拉罐（含经过破碎的废易拉罐）直接进入脱漆窑进行脱漆。脱漆采用旋转式脱漆窑处理，开始时需要加一定的热能，达到一定温度之后，热能主要依靠易拉罐表面漆炭化过程的放热。在旋转式的脱漆窑中，易拉罐的漆层被炭化，依靠旋转过程的自身震动，漆层脱落，最后还要经过专门的震动设备，使炭粒全部脱落。为防止铝片碎料的氧化烧损和过热熔化,需严格控制窑内温度和氧含量。
烟气二次燃烧：旋转式脱漆窑出来的气体和炭粒通入高温炉进行二次燃烧，一段燃烧处于缺氧还原区，温度控制在850℃左右，烟气继续送入二次燃烧室内彻底氧化分解，二次燃烧室内温度较高，通常在1000℃以上。烟气经二次燃烧室高温燃烧后，二噁英类物质已经基本被消除，研究表明，二噁英去除率可达99.999%。烟气从二次燃烧室出口进入控制设备时，利用急冷技术，通过热交换器将烟气温度迅速冷却至90-130℃，快速越过易产生二噁英类的温度区，从而抑制其再次合成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附净化燃烧后的烟气，可吸收新生成的二噁英，降低排放烟气中二噁英的含量，最后通过脱硫脱硝塔处理后达到环保要求排放。
(3)熔炼：经过预处理脱漆的废易拉罐进入熔炼炉进行熔炼。采用先进的蓄热式双室反射炉。双室反射炉分为内外室，熔融的铝液在内室被加热，流入外室，与固体的废铝接触，并使其熔化，温度随之降低，然后再进入内室加热，循环依靠特制的陶瓷泵进行。由于废铝不与火焰直接接触，直接加入熔融的铝液中，避免了废铝的烧损，使金属回收率提高。
(4)合金成分调整：控制铝合金化学成分是保证废铝易拉罐保级利用的关键。要严格控制控制杂质Si、Fe、Cu、Mn、Zn、Cr和Mg含量，抑制元素Na引起的脆性。采用直读光谱仪迅速检测铝合金熔液成分，并根据监测数据调整熔液成分，最终满足易拉罐用铝合金要求。
(5)除气除杂：除气主要是除去熔融铝液中的氢气和钠、钙等，决定再生铝合金产品质量的关键工序之一。采用高温氮气或者氩气作为除气剂。除气剂在熔融的铝液中形成细小的气泡，气泡与铝液的接触，吸附了周围的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
(6)变质与细化晶粒处理：为改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化，添加Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。
(7)静置保温：精炼后的铝液在保持炉中静置一定时间，其目的一是便于精炼载体上浮将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，二是便于大块的非金属夹杂物下沉至炉底。
(8)过滤：采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，去除夹杂物。
(9)浇铸：采用先进的半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。
本发明的优点在于：实现了废铝易拉罐内外表面脱漆处理和后续的烟气处理，消除了回收再利用过程的环境污染；实现了以废铝易拉罐为原料生产易拉罐用铝合金，达到了保级循环再利用；易于工业化生产，具有显著的经济、环境和社会效益。
附图说明
图1为本发明方法的整体工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
将废铝易拉罐包进行机械打散、撕碎得到零散的碎片，然后经过磁选机将混杂在易拉罐碎片中的铁磁性金属分离出来，避免混入后续工序。
易拉罐碎片在氧分压为8%、温度为450℃下热脱漆120min。热脱漆过程中产生的烟气经烟气管道送入燃烧炉，1000℃以上高温燃烧后，二噁英类物质被消除。通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次合成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫脱硝塔处理，达到环保要求后排放。热脱漆后的易拉罐碎片经振动筛震动脱除粘附的炭粒，防止在熔炼过程中炭粒燃烧产生二次污染。
脱漆后的铝片打包后压入蓄热式双室反射炉外室熔融的铝液中进行熔化，避免火焰直接接触到铝片降低回收率。外室铝液温度控制在700℃左右，内室铝液的温度控制在850℃左右。内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环。
反射炉中铝片完全熔化并且铝液循环搅拌均匀后，在线提取铝合金成分分析样，采用直读光谱仪分析铝液中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn和Ti含量和杂质含量，要求Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn和Ti合金元素达到易拉罐用铝合金要求的范围内，单个杂质元素含量低于0.05%，杂质总含量低于0.15%。采用500℃的氮气作为除气剂，均匀通入铝合金熔液中，形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
在铝合金熔液中加入0.5%的AlTi5B1进行变质处理，改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化。添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。经变质处理后且成分和杂质含量满足3104铝合金要求的熔液在保持炉中静置一段时间，使精炼载体上浮，将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。表2为本实施例制备的铝合金的成分，符合“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定的3104铝合金成分要求。
表2 本实施例制备的铝合金与3104铝合金的成分对比表（重量百分比）
| 合金成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 本实施例 | 0.20 | 0.53 | 0.20 | 1.10 | 1.20 | 0.10 | 0.01 | 余量 |
| 3104铝合金 | ≤0.60 | ≤0.80 | 0.05-0.25 | 0.80-1.40 | 0.80-1.30 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
实施例2
将废铝易拉罐包进行机械打散、撕碎得到零散的碎片，然后经过磁选机将混杂在易拉罐碎片中的铁磁性金属分离出来，避免混入后续工序。
易拉罐碎片在氧分压为0、温度为500℃下热脱漆80min。热脱漆过程中产生的烟气经烟气管道送入燃烧炉，1000℃以上高温燃烧后，二噁英类物质被消除。通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次生成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫脱硝塔处理，达到环保要求后排放。热脱漆后的易拉罐碎片经振动筛震动脱除粘附的炭粒，防止在熔炼过程中炭粒燃烧产生二次污染。
脱漆后的铝片打包后压入蓄热式双室反射炉外室熔融的铝液中进行熔化，避免火焰直接接触到铝片降低回收率。外室铝液温度控制在750℃左右，内室铝液的温度控制在900℃左右。内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环。
反射炉中铝片完全熔化并且铝液循环搅拌均匀后，在线提取铝合金成分分析样，采用直读光谱仪分析铝液中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn和杂质含量，要求Si、Fe、Cu、Mn、Mg和Zn合金元素达到易拉罐用铝合金要求的范围内，单个杂质元素含量低于0.05%，杂质总含量低于0.15%。采用600℃的氮气作为除气剂，均匀通入的铝合金熔液中，形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
在铝合金熔液中加入0.1%的AlTi5B1进行变质处理，改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化。添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。经变质处理后且成分和杂质含量满足3004铝合金要求的熔液在保持炉中静置一段时间，使精炼载体上浮，将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。表3为本实施例制备的铝合金的成分，符合“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定的3004铝合金成分要求。
表3 本实施例制备的铝合金与3004铝合金的成分对比表（重量百分比）
| 合金成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 本实施例 | 0.22 | 0.55 | 0.21 | 1.24 | 1.08 | 0.18 | 0.008 | 余量 |
| 3004罐体 | ≤0.30 | ≤0.70 | ≤0.25 | 1.00-1.50 | 0.80-1.30 | ≤0.25 | / | 余量 |
实施例3
将废铝易拉罐包进行机械打散、撕碎得到零散的碎片，然后经过磁选机将混杂在易拉罐碎片中的铁磁性金属分离出来，避免混入后续工序。
易拉罐碎片在氧分压为4%、温度为550℃下热脱漆60min。热脱漆过程中产生的烟气经烟气管道送入燃烧炉，1000℃以上高温燃烧后，二噁英类物质被消除。通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次生成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫脱硝塔处理，达到环保要求后排放。热脱漆后的易拉罐碎片经振动筛震动脱除粘附的炭粒，防止在熔炼过程中炭粒燃烧产生二次污染。
脱漆后的铝片打包后压入蓄热式双室反射炉外室熔融的铝液中进行熔化，避免火焰直接接触到铝片降低回收率。外室铝液温度控制在800℃左右，内室铝液的温度控制在900℃左右。内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环。
反射炉中铝片完全熔化并且铝液循环搅拌均匀后，在线提取铝合金成分分析样，采用直读光谱仪分析铝液中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn和Ti含量和杂质含量，要求Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn和Ti合金元素达到易拉罐用铝合金要求的范围内，单个杂质元素含量低于0.05%，杂质总含量低于0.15%。采用650℃的氩气作为除气剂，均匀通入的铝合金熔液中，形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
在铝合金熔液中加入0.25%的AlTi5C1进行变质处理，改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化。添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。经变质处理后且成分和杂质含量满足5182铝合金要求的熔液在保持炉中静置一段时间，使精炼载体上浮将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。表4为本实施例制备的铝合金的成分，符合“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定的5182铝合金成分要求。
表4 本实施例制备的铝合金与5182铝合金的成分对比表（重量百分比）
| 合金成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | Al |
| 本实施例 | 0.14 | 0.19 | 0.08 | 0.36 | 4.62 | 0.06 | 0.18 | 0.02 | 余量 |
| 5182铝合金 | ≤0.20 | ≤0.35 | ≤0.15 | 0.20-0.50 | 4.00-5.00 | ≤0.10 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
实施例4
将废铝易拉罐包进行机械打散、撕碎得到零散的碎片，然后经过磁选机将混杂在易拉罐碎片中的铁磁性金属分离出来，避免混入后续工序。
易拉罐碎片在氧分压为4%、温度为640℃下热脱漆20min。热脱漆过程中产生的烟气经烟气管道送入燃烧炉，1000℃以上高温燃烧后，二噁英类物质被消除。通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次生成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫脱硝塔处理，达到环保要求后排放。热脱漆后的易拉罐碎片经振动筛震动脱除粘附的炭粒，防止在熔炼过程中炭粒燃烧产生二次污染。
脱漆后的铝片打包后压入蓄热式双室反射炉外室熔融的铝液中进行熔化，避免火焰直接接触到铝片降低回收率。外室铝液温度控制在850℃左右，内室铝液的温度控制在950℃左右。内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环。
反射炉中铝片完全熔化并且铝液循环搅拌均匀后，在线提取铝合金成分分析样，采用直读光谱仪分析铝液中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn和Ti含量和杂质含量，要求Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn和Ti合金元素达到易拉罐用铝合金要求的范围内，单个杂质元素含量低于0.05%，杂质总含量低于0.15%。采用700℃的氩气作为除气剂，均匀通入的铝合金熔液中，形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
在铝合金熔液中加入0.75%的AlTi5C1进行变质处理，改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化。添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。经变质处理后且成分和杂质含量满足5042铝合金要求的熔液在保持炉中静置一段时间，使精炼载体上浮将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。表5为本实施例制备的铝合金的成分，符合“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定的5042铝合金成分要求。
表5 本实施例制备的铝合金与5042铝合金的成分对比表（重量百分比）
| 合金成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | Al |
| 本实施例 | 0.15 | 0.16 | 0.08 | 0.38 | 3.48 | 0.06 | 0.12 | 0.07 | 余量 |
| 5042铝合金 | ≤0.20 | ≤0.35 | ≤0.15 | 0.20-0.50 | 3.00-4.00 | ≤0.10 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
实施例5
将废铝易拉罐包进行机械打散、撕碎得到零散的碎片，然后经过磁选机将混杂在易拉罐碎片中的铁磁性金属分离出来，避免混入后续工序。
易拉罐碎片在氧分压为6%、温度为600℃下热脱漆100min。热脱漆过程中产生的烟气经烟气管道送入燃烧炉，1000℃以上高温燃烧后，二噁英类物质被消除。通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次生成。冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附、脱硫脱硝塔处理，达到环保要求后排放。热脱漆后的易拉罐碎片经振动筛震动脱除粘附的炭粒，防止在熔炼过程中炭粒燃烧产生二次污染。
脱漆后的铝片打包后压入蓄热式双室反射炉外室熔融的铝液中进行熔化，避免火焰直接接触到铝片降低回收率。外室铝液温度控制在800℃左右，内室铝液的温度控制在880℃左右。内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环。
反射炉中铝片完全熔化并且铝液循环搅拌均匀后，在线提取铝合金成分分析样，采用直读光谱仪分析铝液中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti和杂质含量，要求Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn和Ti合金元素达到易拉罐用铝合金要求的范围内，单个杂质元素含量低于0.05%，杂质总含量低于0.15%。采用600℃的氮气作为除气剂，均匀通入的铝合金熔液中，形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠等的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
在铝合金熔液中加入1.0%的AlTi5B1进行变质处理，改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化。添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹。经变质处理后且成分和杂质含量满足3104铝合金要求的熔液在保持炉中静置一定时间，使精炼载体上浮将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑。表6为本实施例制备的铝合金的成分，符合“GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分”中规定的3104铝合金成分要求。
表6 本实施例制备的铝合金与3104铝合金的成分对比表（重量百分比）
| 合金成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 本实施例 | 0.30 | 0.50 | 0.09 | 1.20 | 1.10 | 0.11 | 0.02 | 余量 |
| 3104铝合金 | ≤0.60 | ≤0.80 | 0.05-0.25 | 0.80-1.40 | 0.80-1.30 | ≤0.25 | ≤0.10 | 余量 |
Claims (3)
1.一种废铝易拉罐绿色循环保级再利用的方法，具体步骤如下：
(1)破碎：将废铝易拉罐进行打散和撕碎；
(2)磁选除铁：将经破碎的废铝易拉罐碎片经过磁选机将铁磁性金属与易拉罐碎片分离；
(3)预处理脱漆：将易拉罐碎片进入旋转式脱漆窑进行脱漆，氧分压为8％、温度为550℃-640℃、脱漆20min-120min，漆层被炭化，经振动筛振动使炭粒全部脱落；
(4)熔炼：采用蓄热式双室反射炉，脱漆后的铝片经打包后，在外室压入熔融的铝液进行熔化，熔融的铝液在内室被反射炉火焰加热，内室和外室熔融的铝液依靠陶瓷泵循环；外室铝液温度为700℃-850℃，内室铝液的温度在850℃-950℃；
(5)成分调整：所述的成分调整是控制铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn和Ti含量达到易拉罐用铝合金的要求；单个杂质元素含量低于0.05％，杂质总含量低于0.15％；
(6)变质处理：所述的变质处理是在熔融的铝液中加入0.1％-1％的AlTi5B1或AlTi5C1改善共晶硅形貌和尺寸，阻止粗大的针、板状共晶硅生成，使合金的组织细化，添加晶粒细化剂，防止铸锭裂纹；
(7)过滤、浇铸：经变质处理后的铝液在保持炉中静置一定时间，使精炼载体上浮将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出铝液上表面而去除，大块的非金属夹杂物下沉至炉底；然后采用泡沫陶瓷过滤器对铝合金熔液进行过滤，进一步去除夹杂物；过滤后的铝合金流进半连续性铸锭机连续平稳浇铸，润滑油与铸造气体通过石墨环渗透到结晶器表面，在铝合金熔液和结晶器之间形成一层油气膜，使得铸锭的晶粒细小均匀，表面光滑，最终得到易拉罐用铝合金。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)热脱漆过程中产生的烟气在1000℃以上进行高温燃烧后，二噁英类物质被消除，通过热交换器将烟气温度迅速冷却至130℃以下，抑制二噁英类物质再次合成；冷却后的烟气经布袋除尘、活性炭吸附后，通过脱硫脱硝塔处理后达到环保要求排放。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)成分调整采用500℃-700℃高温氮气或者氩气作为除气剂，均匀通入铝液中形成细小的气泡，吸附铝液中的氢气和钙、钠的氧化物，然后飘逸到铝液的上方。
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