一种报废汽车废杂铝再利用的方法技术

本发明专利技术涉及一种报废汽车废杂铝再利用的方法，属于循环经济技术领域。所述方法报废汽车废杂铝为原料，经预处理、熔炼、除杂、成分调整、精炼、净化、浇铸后得到目标成分铝合金，实现了报废汽车废杂铝的绿色、高值化利用。本发明专利技术具有低成本、适合工业化生产的特点，具有显著的经济效益。

A method of recycling scrap aluminium from scrap automobiles

The invention relates to a method for reusing scrap aluminum from scrap automobiles, belonging to the technical field of circular economy. After pretreatment, smelting, impurity removal, composition adjustment, refining, purification and casting, the target component aluminum alloy is obtained from scrap automobile scrap aluminum, which realizes the green and high value utilization of scrap automobile scrap aluminum. The invention has the characteristics of low cost, suitable for industrial production, and has remarkable economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种报废汽车废杂铝再利用的方法
本专利技术涉及一种报废汽车废杂铝再利用的方法，属于循环经济
，具体涉及一种利用报废汽车废杂铝生产目标成分铝合金的方法。
技术介绍
随着经济、社会的发展，我国汽车保有量增长迅速。据公安部交通管理局统计，2017年我国机动车保有量达2.17亿辆，相比2016年增长了1.85％。随着汽车保有量的激增，汽车报废量也大幅增加。预计到2020年，我国汽车保有量将超过2.6亿辆，汽车报废量将超1200万辆。报废汽车中含有大量的金属材料，具有极高的回收价值。以铝为例，欧美发达国家的汽车平均用铝量达160-180kg/辆，我国普通汽车用铝量为80-100kg/辆。预计到2020年，欧美发达国家的汽车用铝量有望提高到300kg/辆，我国汽车平均用铝量将达到190kg/辆。因此，进行报废汽车铝合金回收不仅可以节约能源，同时能够获得良好的经济效益。汽车用铝合金主要包括：铸造铝合金、变形铝合金和其他铝合金材料(铝基复化材料、泡沫铝、铝粉等)。铸造铝合金的用量约占汽车铝合金的80wt.％，主要用于压铸与铸造发动机、传动机构、转向系统、制动器、行走系零件及各种附件等。几种典型铸造铝合金的牌号及用途如表1所示；变形铝合金的用量约占汽车铝合金的19wt.％，主要是以板、带、箔、管、棒、型材、线材、锻件等形式用于制造各种结构件；其他铝合金材料的用量约占汽车铝合金的1wt.％，主要用于装饰、空调散热器等。表1汽车制造中应用的几种铸造铝合金牌号用途A319.0用于制造歧管、气缸盖、缸体、发动机零件等A356.0用于制造车轮毂、汽缸盖、歧管等A380.0用于制造托架罩、发动机零件、转向器等B390.0用于制造耐磨性强的内啮合齿轮和内传动零部件等ADC12适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等汽车中使用的漆料主要包括：底漆、面漆、中漆等，含有大量的有机物。以汽车面漆为例：汽车面漆有多种颜色，其中，黑色、白色、银灰和珠光使用的是无机的着色剂(炭黑、钛白粉、铝粉和珠光颜料)，其他色彩汽车面漆的制造均需要使用有机颜料。汽车面漆用有机颜料的主要品种如表2所示。表2汽车面漆用有机颜料的主要品种(按化学结构分类)报废汽车废杂铝再利用的主要难题是：含有大量有机物，回收过程易造成铝合金烧损大并污染环境；铝合金种类及其形态复杂，熔炼难度高；杂质种类多且含量高，预处理及熔体成分调整困难。热脱漆法是废旧金属脱漆的常用方法。中国专利201210432365.2公开了一种废铝易拉罐片热脱漆的方法，该方法将易拉罐碎片进入脱漆窑进行脱漆，漆层被碳化，再经过专门的震动设备，使碳粒全部脱落。该方法可有效的脱除废铝易拉罐片表面的漆层，并可防止处理过程中有机物对环境的污染。与含有机物的金属块体废料相比，废铝易拉罐片具有两个显著的特点：①易拉罐片壁薄，处理过程中热传导效果好；②有机涂层厚度小，有机物含量较低。该方法适用的物料具有很大的局限性。中国专利201710566321.1公开了一种铝合金汽车板的制造方法，该方法将报废汽车铝合金覆盖件或者铝合金汽车板制造的车身构件拆解后，除去非金属以及钢铁等非铝合金金属，压实后进行回熔、成分调配、铸锭、轧制、热处理，最后重新制造成铝合金汽车板。该方法仅适用于车身结构为铝合金汽车板的报废汽车，如全铝车身、全铝覆盖件或应用铝合金汽车板制造发动机罩盖的报废汽车。同时，该方法仅实现了废旧汽车变形铝合金的再利用，未实现废旧汽车铸造铝合金的协同处置。中国专利201711179912.X公开了一种废铝铸造再生铝合金的方法，该方法以废旧汽车发动机缸体、废旧汽车轮毂、废旧水龙头、废旧电器发热盘、废铝压铸件为原料，通过调整各物料配比来生产铸造铝合金。该方法可处理部分废旧汽车铝合金，并可减少中间合金的使用量。然而，原料适用范围窄、未涉及有机物脱除等缺点，限制了其在报废汽车铝合金回收方面的应用。中国专利201310307995.1公开了一种含有机废杂铝的再生方法，该方法先将废杂铝或铝合金分类，然后进行分离、清洗、破碎、除去有机物、磁选和筛分，得到杂铝粉。杂铝粉再经熔炼、精炼后得到纯铝或铝合金。该方法需要对废杂铝或铝合金进行分类，成本较高。此外，该方法使用油污清洗剂和溶剂来去除废铝料中的有机物，具有成本高、不适合大规模生产等缺点。综上所述，现有报废汽车废杂铝回收存在以下问题：①缺乏有效的有机物脱除技术；②不能实现报废汽车铸造铝合金、变形铝合金、铝基复合材料等的同时回收；③再生铝产品品种单一。因此，亟需开发报废汽车废杂铝再利用新技术。
技术实现思路
针对报废汽车废杂铝中铝合金材料品种多、形态复杂、且有机物含量高等特点，本专利技术所提供的方法采用预处理、熔炼、除杂、成分调整、精炼、净化、浇铸的步骤，得到了A319、A356、A380、B390和ADC12铸造铝合金。本专利技术所述方法能够实现报废汽车废杂铝(废旧铸造铝合金、废旧变形铝合金和废旧铝基复合材料等)的协同、绿色回收，并且开发出了一系列再生产品，具有低成本、适合工业化生产、适用产品种类多的特点，具有显著的经济效益。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种报废汽车废杂铝再利用的方法，所述方法包括以下步骤：预处理：将报废汽车废杂铝进行破碎、磁选、风选、脱水、脱油；首先，将报废汽车废杂铝破碎成平均尺寸6-15cm的金属块。破碎过程中塑料、有机物涂层等非金属杂质在冲击力、摩擦力等的作用下分离、剥落下来。然后，分别利用磁选机和风选机分离出报废汽车废杂铝中的铁磁性杂质、塑料、有机物涂层等非金属杂质。最后，将报废汽车废杂铝在氧分压6-12％、温度200-450℃下热脱漆30-150min，以进一步除去水分和有机物。熔炼：经预处理工艺，得到了包含块状、片状、碎屑状物料的混合料(主要包括铝合金、铝基复合材料等)。将这些混合料在双室反射炉中熔炼至完全熔化，熔炼温度700-850℃；除杂：采用孔径为40-60ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液，过滤出铝液中未熔化的杂质；成分调整：检测铝液成分，并与目标成分铝合金成分进行对比，采用电解铝和中间合金调整铝液成分，直至铝液成分满足目标铝合金的成分要求；精炼、净化：添加精炼剂、除气剂进行铝液精炼，精炼后的铝液静置20-40min，然后使用孔径为20-40ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液2-3次；浇铸：将精炼、净化后的铝液浇铸，得到目标成分铝合金铸锭。进一步地，所述报废汽车废杂铝包括报废汽车铸造铝合金、变形铝合金和铝基复合材料中的一种或一种以上。进一步地，所述成分调整是控制铝液中Cu、Mg、Zn、Si、Fe、Ti、Mn和Ni含量达到铸造用铝合金的要求；单个杂质元素含量低于0.05％，杂质总含量低于0.15％。进一步地，目标铝合金牌号包括A319、A356、A380、B390、ADC12。本专利技术的有益技术效果：本专利技术所述方法以报废汽车废杂铝为原料，可生产不同牌号的铝合金，并且本专利技术所述方法能够实现报废汽车铸造铝合金、变形铝合金和铝基复合材料等的协同、绿色回收，并且开发出了一系列再生产品，具有低成本、适合工业化生产、适用产品种类多的特点，具有显著的经济效益。附图说明图1为本专利技术实施例中报废汽车废杂铝回收工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种报废汽车废杂铝再利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预处理：将报废汽车废杂铝进行破碎、磁选、风选、脱水、脱油；熔炼：将预处理后的报废汽车废杂铝在双室反射炉中熔炼至完全熔化，熔炼温度700‑850 ℃；除杂：采用孔径为40‑60 ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液，过滤出铝液中未熔化的杂质；成分调整：检测铝液成分，并与目标牌号铝合金成分进行对比，采用电解铝和中间合金调整铝液成分，直至铝液成分满足目标牌号铝合金的成分要求；精炼、净化：添加精炼剂、除气剂进行铝液精炼，精炼后的铝液静置20‑40 min，然后使用孔径为20‑40 ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液2‑3次；浇铸：将精炼、净化后的铝液浇铸，得到目标成分铝合金铸锭。

【技术特征摘要】
1.一种报废汽车废杂铝再利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预处理：将报废汽车废杂铝进行破碎、磁选、风选、脱水、脱油；熔炼：将预处理后的报废汽车废杂铝在双室反射炉中熔炼至完全熔化，熔炼温度700-850℃；除杂：采用孔径为40-60ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液，过滤出铝液中未熔化的杂质；成分调整：检测铝液成分，并与目标牌号铝合金成分进行对比，采用电解铝和中间合金调整铝液成分，直至铝液成分满足目标牌号铝合金的成分要求；精炼、净化：添加精炼剂、除气剂进行铝液精炼，精炼后的铝液静置20-40min，然后使用孔径为20-40ppi的泡沫陶瓷过滤板净化铝液2-3次；浇铸：将精炼、净化后的铝液浇铸，得到目标成分铝合金铸锭。2.根据权利要求1所述一种报废汽车废杂铝再利用的方法，其特征在于，所述报废汽车废杂铝包括报废汽车铸造铝合金、变形铝合金和铝基复合材料中的一种或一种以上。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，张深根，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11