廢舊金屬是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常產(chǎn)生的固體廢物,它們是來(lái)自金屬加工過(guò)程的切屑、金屬粉末、邊角余料、殘次品、廢舊工具、鑄造生產(chǎn)中的澆冒口、報(bào)廢的鑄件以及陳舊報(bào)廢的機(jī)器設(shè)備(或零部件)。廢舊金屬分黑色金屬和有色金屬兩大類(lèi)。前者是指各種鋼、鐵材料,也是數(shù)量多的一類(lèi),后者是除鋼、鐵以外的其它金屬,其數(shù)量遠(yuǎn)少于前一類(lèi)。廢舊金屬的處理與利用方法很多,歸納起來(lái)有如下措施:
(1)分類(lèi)收集。為了處理與利用的方便,應(yīng)據(jù)不同材質(zhì)加以分類(lèi)收集,如不同種類(lèi)的鑄鐵或鑄鋼、不同牌號(hào)的各類(lèi)鋼材、不同種類(lèi)的有色金屬或合金等,均應(yīng)分門(mén)別類(lèi)進(jìn)行收集和存放,然后按不同性質(zhì)加以處理和回收利用。
(2)回爐熔煉。回爐熔煉是回收利用廢舊金屬簡(jiǎn)便和常用的方法,無(wú)論哪一種金屬均可通過(guò)回爐熔煉加以回收利用。
(3)修舊利廢。修舊利廢是指直接利用廢舊金屬材料制成新的工業(yè)或民用產(chǎn)品,或者是將廢舊制品(包括各種零部件和工具)加以修復(fù)或改制,再度用于生產(chǎn)。實(shí)踐證明,這是一種有效的和經(jīng)濟(jì)合理的方法。例如,金屬的邊角余料或殘次制品,可直接用來(lái)加工制作機(jī)械設(shè)備的零部件和各種民用器具。各種廢舊工具,如鏈刀、鋸條、銑刀、拉刀等,均可加以修復(fù)或改制成其它刀具再度使用。對(duì)于陳舊報(bào)廢的機(jī)械設(shè)備,應(yīng)盡可能將全部零部件拆卸下來(lái),并按用途詳細(xì)分類(lèi),以便重新用于生產(chǎn)。其中,一些完好的通用零部件可直接用于生產(chǎn),較次的可經(jīng)加工處理后再用。對(duì)于表面有金屬鍍層的零件,通常表面已部分損傷而不能直接應(yīng)用,此時(shí)可采用電化學(xué)退鍍法進(jìn)行退鍍處理,一方面將母體金屬重新利用,另一方面可以回收各種貴重的有色金屬。
(4)金屬粉末和切屑的利用。金屬粉末是在機(jī)械切割、研磨和刃磨等工序中產(chǎn)生的。在大批量生產(chǎn)中,一般用固定設(shè)備加工單一零部件,從而可以做到分類(lèi)收集。對(duì)于鋼鐵粉末,通常可以利用磁力分選器將其與磨料及潤(rùn)滑冷卻液分開(kāi)。這樣分類(lèi)收集的鋼鐵粉末及化學(xué)成分單一清楚,可作為粉末冶金的原始混料成分用于批量生產(chǎn)。在小批量生產(chǎn)中,由于一臺(tái)機(jī)床要加工不同合金零件,難以將金屬粉末分類(lèi)處理,一般只能將它們集中起來(lái)送去回爐煉鋼。
鋼鐵粉末利用的另一種方法是利用它的磁性。粉末受到磁鐵吸引,即在其兩極上形成疏松的瘤狀物。將磁鐵兩極上的瘤接通,并把高速旋轉(zhuǎn)的、需要拋光的零件置于其間,于是每個(gè)金屬顆粒都成為一把獨(dú)特的微型刀具。成千上萬(wàn)把微型刀具既快又好地進(jìn)行拋光,可使工件表面研磨至13級(jí)精度,并可節(jié)省拋光膏和洗滌劑。
大量的金屬切屑產(chǎn)生于車(chē)、銑、刨、鉆等加工工序,其中主要是鋼鐵切屑。在實(shí)際生產(chǎn)中,要按鋼鐵牌號(hào)進(jìn)行分類(lèi)比較困難。通常只能混在一起回爐熔煉,這樣只能煉出品位很低的合金鋼,而且熔煉過(guò)程中直接損耗率很高,因而是很不經(jīng)濟(jì)的。
目前國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)利用切屑的新方法:一種是將切屑直接在1000~1200℃的高溫下進(jìn)行熱沖壓制成新的零件,廢物利用率可達(dá)。另一種方法是將切屑直接加工成鋼粉制件而不經(jīng)熔煉鑄造。先用汽油或煤油洗去切屑上的油污,然后裝入球磨機(jī)或振動(dòng)式磨機(jī)內(nèi),添上酒精磨碎,直至粒度達(dá)到要求。制得的鋼粉用合成橡膠煤油溶液拌勻,再用500噸壓力機(jī)壓成毛坯,然后進(jìn)行熱鍛或熱軋。用這種工藝制造的刀具,壽命及穩(wěn)定性比標(biāo)準(zhǔn)刀具高二倍。
對(duì)于各種有色金屬的粉末和切屑,一般是分類(lèi)收集后回爐熔煉而加以再生回收。
(5)利用廢舊黃銅制備銅粉。黃銅是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多的有色金屬之一,它是含有其它金屬元素的銅鋅合金。黃銅廢料主要是金屬加工過(guò)程中產(chǎn)生的大量切屑和粉末,另外還有其它廢舊銅材,如散熱管(片)等。它們除可以回爐熔煉外,還可以直接加工成銅粉。由于銅粉在工業(yè)上的廣泛使用,利用廉價(jià)的廢舊黃銅制備銅粉具有極為重要的意義。
美國(guó)專(zhuān)利介紹了一種利用廢舊黃銅制備銅粉的新工藝,它的處理對(duì)象是不含硅,而錫、鎳含量均小于5%的銅鋅合金,包括工業(yè)青銅、紅銅(低鋅黃銅),黃銅、銅焊料、錳青銅和手飾銅等。而錫青銅、磷青銅、含錫或鎳大于5%的白銅和硅青銅則不適用。制備的基本過(guò)程與原理是:在無(wú)氧和高于70℃的條件下,讓黃銅(塊度小于6.5mm)與鹽酸或硫酸作用足夠的時(shí)間,使非銅雜質(zhì)溶解。將得到的銅用水沖洗、烘干,然后在氧化氣中加熱至450~500℃,使至少10%(重量)的銅生成氧化銅。將銅與氧化銅的混合物研磨到所要求的細(xì)度,然后在400~500℃的溫度下讓還原氣體(H2或CO)與之充分接觸,使其中的氧化銅還原為銅,這樣就得到了純銅粉。