[00120181]铝二次资源绿色高值利用关键技术及示范

铝是重要的轻金属材料,广泛应用于国防、航空航天、汽车和建筑等领域,需求量大且增长迅速。2018年我国铝土矿进口量8262万吨、为需求量的82.4%,对外依存度极高。与此同时,我国铝社会保有量3.73亿吨,2018年铝二次资源超过700万吨。与电解铝相比,以再生铝合金无需铝土矿,且节能95%、节水97%和CO2减排95%。但再生铝合金存在档次下降、附加值递减和铝灰渣污染等难题,其根本原因是未掌握再生目标铝合金和绿色冶炼等关键技术。 针对上述难题,在国家、省部和国际合作等项目支持下,建立了分子动能平台逸出和合金成分调控等模型及数据库,开发出具有自主知识产权的铝合金自动配料计算系统、在线成分测控、绿色冶炼、水和油漆脱除等关键技术及装备,颠覆了铝二次资源降级利用和盐类精炼-氮气除气等传统技术,实现了铝二次资源绿色再生目标成分铝合金的工业化应用,将再生铝技术提升到国际领先水平。主要内容有： ①研发出成分在线测控技术,实现了以铝二次资源为原料再生目标成分铝合金,生产出铸造、压延和变形等三大系列共38个牌号铝合金,均达到相应国标要求,颠覆了降级利用生产方式; ②研发出氩气精炼和除气的绿色冶炼技术,铝合金氢含量＜0.20 ml/100 g Al,降低了50%以上,铝灰渣无盐和氮化铝等污染物,颠覆了盐类精炼-氮气除气技术; ③研发出自动点火、报警、蓄热式的108吨双室熔炼炉和60吨测井炉,铝回收率由87%左右提高到94.2%以上、吨铝能耗由900kWh降低到567kWh,为原生铝的3.78%; ④研发出防爆功能的旋转动态隧道窑,采用氧分压6%、400-600℃余热烟气逆流法加热铝二次资源,水和油漆的脱除率95%以上,避免了有机物燃烧产生二噁英、提高了回收率、降低了氢含量、无需天然气或电力。 该项目申请了美国专利1项、PCT专利2项,获中国发明专利30项、授权计算机软件著作权1项,制订了7项国家标准（6项征求意见稿阶段、1项审定）、出版著作3部,发表论文11篇,形成了铝二次资源绿色高值利用产业化成套技术,与国内外同类技术相比,具有明显的先进性。经中国有色金属工业协会组织的科技成果评价,结论为“该成果整体技术达到国际领先水平”。依托该项目成果在肇庆市大正铝业有限公司、立中集团河北四通新型金属材料股份有限公司和帅翼驰新材料集团有限公司分别建立了年产30万吨和40万吨再生铝合金生产线,生产出铸造、压延和变形等三大系列共38个牌号铝合金。2016-2018年共生产了95.66万吨再生铝合金,销售额88.34亿元、利润18511.50万元、税收14357.46万元、创汇6967.53万美元、节支7997.56万元。与原生铝相比,共节能118.61亿kWh,减排二氧化碳1147.89万吨,节约铝土矿479.57万吨。 该项目成果在全国推广后,将显著提高再生铝技术附加值和国际竞争力、扩大产品的应用领域,应用前景十分广阔。