鋼鐵廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鋼稱為“返回廢鋼”、“自產(chǎn)廢鋼”或“循環(huán)廢鋼”。其含碳量一般小于2.0%,硫、磷含量均不大于0.05%。廢鋼由于其產(chǎn)生的情況不同,而存在各種不同的形狀,其性能與產(chǎn)生此種廢鋼的成材基本相同,但也受到時效有效性、疲勞性等因素的影響,而性能有所降低。普通鋼廠自產(chǎn)廢鋼約為鋼產(chǎn)量的15~25%;特殊鋼廠達30~50%。
廢鋼主要產(chǎn)生于煉鋼車間、鑄鋼車間和鋼的冷加工和熱加工車間。隨著鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,鋼材收得率增加,自產(chǎn)廢鋼占鋼產(chǎn)量的比例有下降趨勢。鋼鐵產(chǎn)品和工制造過程中產(chǎn)生的廢鋼,約占廢鋼總量的20~25%,主要為鋼料的切頭、切尾、切屑、邊角料等。各種廢舊設(shè)備,鋼結(jié)構(gòu)件,“報廢”的機車、車輛、鋼軌、汽車、船舶、工具、用具等,也產(chǎn)生大量“折舊廢鋼”。它在工業(yè)發(fā)達國家約占廢鋼總量的25~30%,占社會上鋼材總投放量的1~1.5%。中國當前每年產(chǎn)生的折舊廢鋼約 300萬噸。生活用品廢舊鋼鐵如罐頭盒、家具和用具等,稱為“社會廢鋼”或“垃圾廢鋼”,數(shù)量有時高達鋼材投放量的1%。此外,還有從渣中回收的廢鋼,積存的廢鋼塊,打撈的沉船等,來源頗為復(fù)雜。
廢金屬是指暫時失去使用價值的金屬或合金制品,一般的廢金屬都含有有用的金屬或者有害的元素。所有的金屬材料都來自于金屬礦產(chǎn)資源。
由于礦產(chǎn)資源有限且不可再生,隨著人類的不斷開發(fā),這些資源在不斷的減少,資源短缺必然成為人類所需要直接面臨的一個局勢。
金屬制品使用過程中的新舊更替現(xiàn)象是必然的,由于金屬制品的腐蝕、損壞和自然淘汰,每年都有大量的廢舊金屬產(chǎn)生。如果隨意棄置這些廢舊金屬,既造成了環(huán)境的污染,又浪費了有限的金屬資源。
有人曾做過這樣的估算:回收一個廢棄的鋁質(zhì)易拉罐要比制造一個新易拉罐節(jié)省20%的資金,同時還可節(jié)約90%~97%的能源?;厥?t廢鋼鐵可煉得好鋼0.9t,與用礦石冶煉相比,可節(jié)約成本47%,同時還可減少空氣污染、水污染和固體廢棄物??梢?,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念、加強垃圾的分類處理、回收并循環(huán)利用廢舊金屬有著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
廢金屬作為一種再生資源,在礦產(chǎn)資源日益緊缺的背景下,地位日漸突出。我國雖然地緣遼闊,但有色金屬資源并不足夠豐富,需要進口來滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。與此同時,我國廢金屬的利用率卻相對較低,隨著各種廢金屬回收技術(shù)水平的不斷提高,廢金屬的利用率將得到穩(wěn)步提升?!笆晃濉逼陂g,我國共產(chǎn)粗鋼15.4億噸,消耗廢鋼2.39億噸,為鋼產(chǎn)量的21%,也就是說有21%的鋼是用廢鋼冶煉的,而世界平均水平為40%至50%,差距較大,意味著我國廢鋼資源的應(yīng)用潛力還很大。
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,有色金屬需求持續(xù)增長。中國有色金屬產(chǎn)量連續(xù)幾年位居全球首位,成為有著巨大產(chǎn)量和消費量的國家。
鋼鐵廠內(nèi)的“自產(chǎn)廢鋼”,又稱“返回廢鋼”,它是在煉鋼、軋鋼和精整的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的,以各種切頭和廢品的形式存在。這類廢鋼沒有混入其它元素,且形狀較規(guī)則,幾乎能立即裝入煉鋼爐。它的加工準備工作量一般很小,隨著它的產(chǎn)生在煉鋼廠內(nèi)就可處理掉。這種廢鋼占總廢鋼比例各國不盡相同,一般在30-50%。但隨著連鑄、連軋、無頭軋制等工藝技術(shù)的不斷進步及工業(yè)化進程加快,使金屬收得率與軋鋼成材率不斷提高,使得自產(chǎn)廢鋼量不斷下降。
對廢鋁進行初級分類、分級堆放,如純鋁、變形鋁合金、鑄造鋁合金、混合料等。鋁廢料的進口量約占全國總進口量的十分之一以上。其原料處理高度電腦化,所有入廠原料分區(qū)存放,庫存則依 數(shù)量、化學(xué)成份、回收率及成本建檔管理運用。有了這些資料就可使熔煉工序在生產(chǎn)合金錠時得以計算出經(jīng)濟的用料公式,并確保產(chǎn)品品質(zhì)。
對于廢鋁制品,須進行拆解,去除與鋁料連接的鋼鐵及其他有色金屬件,再經(jīng)清洗、破碎、磁選、烘干等工序制成廢鋁料。對于輕薄松散的片狀廢舊鋁件,如汽車 上的鎖緊臂、速度齒輪軸套以及鋁屑等,要用液壓金屬打包機打壓成包。對于鋼芯鋁絞線,應(yīng)先分離鋼芯,然后將鋁線繞成卷。
鐵類雜質(zhì)對于廢鋁的冶煉是十分有害的,鐵質(zhì)過多時會在鋁中形成脆性的金屬結(jié)晶體,從而降低其機械性能,并減弱其抗蝕能力。含鐵量一般應(yīng)控制在1.2%以 下。對于含鐵量在1.5%以上的廢鋁,可用于鋼鐵工業(yè)的脫氧劑,商業(yè)鋁合金很少使用含鐵量高的廢鋁熔煉。鋁工業(yè)中還沒有很成功的方法能令人滿意地除 去廢鋁中過量鐵,尤其是以不銹鋼形式存在的鐵。
廢鋁中經(jīng)常含有油漆、油類、塑料、橡膠等有機非金屬雜質(zhì)。在回爐冶煉前,必須設(shè)法加以清除。對于導(dǎo)線類廢鋁,一般可采用機械研磨或剪切剝離、加熱剝離、化學(xué)剝離等措施去除包皮。
國內(nèi)不少企業(yè)用高溫?zé)g的辦法去除絕緣體,燒蝕過程中會產(chǎn)生大量的有害氣體,嚴重地污染空氣。如采用低溫烘烤與機械剝離相結(jié)合的辦法,先通過熱能使 絕緣體軟化,機械強度降低,然后通過機械揉搓剝離下來,這樣既能達到凈化目的,同時又能夠回收絕緣體材料。廢鋁器皿表面的涂層、油污以及其他污染物,可采 用丙酮等有機溶劑清洗,若仍不能清除,就應(yīng)當采用脫漆爐脫漆。脫漆爐的溫度不宜超過566℃,只要廢物料在爐內(nèi)停留足夠的時間,一般的油類和涂層均能 夠清除干凈。
對于鋁箔紙,用普通的廢紙造漿設(shè)備很難把鋁箔層和紙纖維層有效分離,有效的分離方法是將鋁箔紙首先放在水溶液中加熱、加壓,然后迅速排至低壓環(huán)境減壓,并進行機械攪拌。這種分離方法,既可以回收纖維紙漿,又可回收鋁箔。
廢鋁的液化分離是今后回收金屬鋁的發(fā)展方向,它將廢鋁雜料的預(yù)處理與重新熔鑄相結(jié)合,既縮短了工藝流程,又可以限度地避免空氣污染,而且使得凈金屬 的回收率大大提高。廢鋁液化分離裝置中有一個允許氣體微粒通過的過濾器,在液化層,鋁沉淀于底部,廢鋁中附著的油漆等有機物在450℃以上分解成氣體、焦 油和固體炭,再通過分離器內(nèi)部的氧化裝置完全燃燒。廢料通過旋轉(zhuǎn)鼓攪拌,與倉中的溶解液混合,砂石等雜質(zhì)分離到砂石分離區(qū),被廢料帶出的溶解液通過回收螺旋槳返回液化倉。