КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКАВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Лом и отходы цветных металлов (в том числе алюминия) классифицируются по физическим признакам на классы, по химическому составу — на группы и марки, по показателям качества — на сорта.

Масса лома и кусковых отходов всех групп согласно ГОСТ 1639-2009 должна быть не более 100 кг, размеры — не более 600x600x1500 мм, размеры кусков низкокачественного лома и отходов не должны превышать ЮООх х 1000x2000 мм. Проволока, обрезь труб, листов, лент, высечка из листов, фольга, тубы, проводники тока должны поставляться в пакетах или связках, и их масса не должна превышать 150 кг. По соглашению между поставщиком и потребителем допускается сдача лома и отходов алюминия, превышающих указанные выше массу и размеры.

Лом и отходы алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 1639-2009 разделены на три класса: лом и кусковые отходы (класс А), стружку (класс Б) и прочие отходы (класс Г). Класс А в свою очередь подразделяется на 10 групп.

Группа I. Алюминий чистый (нелегированный), содержание А1 — не менее 99%, примесей — не более 1% (в том числе Si — 0,5; Fe — 0,5; Zn — 0,1; Си — 0,05%); в группу входят металлы марок А999, А995, А99, А95, А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, АО, АД0, АД.

Группа II. Сплавы алюминиевые деформируемые с низким содержанием магния, не более, %: Mg — 0,8; Си — 4,8; Fe — 0,7; Si — 0,7; Zn — 0,3; в группу входят сплавы марок Д1, В65, Д18, Д1П, АД31.

Группа III. Сплавы алюминиевые деформируемые с высоким содержанием магния, не более, %: Mg— 1,8; Си — 4,9; Fe — 0,7; Si — 0,7; Zn — 0,3; в группу входят сплавы марок Д12, Д16, АМг1, Д16П.

Группа IV. Сплавы алюминиевые литейные с низким содержанием меди, не более, %: Си — 1,5; Si — 13,0; Fe — 1,5; Mg — 0,6; Zn — 0,5; в группу входят сплавы марок АЛ5, АЛ32, АЛ 2, АЛ 4, АЛ4-1, АЛ9, АЛ9-1, АЛ34 (ВАЛ5), АК9 (АЛ4В), АК7 (АЛ9В), АЛ5-1.

Группа V. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием меди, не более, %: Si — 8,0; Fe — 1,6; Mg — 0,84; Zn — 0,6; в группу входят сплавы марок АЛЗ, АЛ6, АК5М2 (АЛЗВ), АК7М2 (АЛ14В), АЛ7, АЛ19, АК5М7 (АЛ10В), АЛЗЗ (ВАЛ1).

Группа VI. Сплавы алюминиевые деформируемые с высоким содержанием магния, не более, %: Mg — 6,8; Si — 0,8; Fe — 0,5; Си — 0,2; Zn — 0,2; в группу входят сплавы марок АМг2, АМгЗ, АМг4, АМг5, АМг5п, АМгб.

Группа VII. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием магния, не более, %: Mg — 13,0; Fe — 1,5; Si — 1,3; Си — 0,3; Zn — 0,2; в группу входят сплавы марок АЛ8, АЛ27, АЛ27-1, АЛ13, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ28.

Группа VIII. Сплавы алюминиевые деформируемые с высоким содержанием цинка, не более, %: Zn — 7,0; Mg — 2,8; Си — 2,0; Fe — 0,7; Si — 0,7; в группу входят сплавы марок В95,1915,1925.

Группа IX. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием цинка, не более, %: Zn— 12,0; Si— 8,0; Си — 5,0; Fe — 1,3; Mg — 0,3; в группу входят сплавы марок АЛ11, АК4М4, АК4М2Ц6.

Группа X. Низкокачественные лом и кусковые отходы алюминия и алюминиевых сплавов, не отвечающие требованиям всех перечисленных групп.

Группа I включает три сорта. Содержание металла в 1, 2 и 3-м сортах должно быть не менее 97, 90 и 85% соответственно. Группы II-V подразделены на четыре сорта, причем 2-й и 3-й сорта отражают требования как к кусковым материалам (2-го и 3-го сортов), так и к лому (2-го и 3-го сортов). Содержание металла в 1-м сорте не менее 96%, во 2-м — не менее 93 (для отходов) и 90 (для лома), в 3-м — не менее 85, в 4-м — не менее 75%. Группы VI-IX имеют по три сорта, к металлу 2-го сорта отдельные требования к кусковым отходам и лому, содержание металла в 1-м сорте не менее 96%, во 2-м — не менее 90 и 85%, а в 3-м сорте — не менее 75% . Группа X включает два сорта, содержание металла в 1-м сорте не менее 70%, во м — не менее 50%.

Классификация стружки алюминия и алюминиевых сплавов (класс Б) по группам аналогична классификации лома и кусковых отходов.

Прочие отходы алюминия и алюминиевых сплавов (класс Г) подразделяют только по сортам в зависимости от металлургического выхода, последний равен 80% для 1-го сорта и 40 и 30% соответственно для 2-го и 3-го сортов. К прочим отходам относят также алюминиевые тубы, фольгу, мелкую стружку и алюминиево-наждачную пыль.

Кроме этого, сложный лом подразделяют на пять групп, в том числе представляющие для нас интерес: группа II — освинцованный кабель и провода с алюминиевой жилой и группа III — кабель с алюминиевой оболочкой и медной жилой. Лом бытовой подразделяют на восемь групп, в том числе: группа I — алюминий и сплавы на алюминиевой основе и группа VIII — лом алюминиевый консервной тары.

Качество лома и отходов алюминия определяет возможность их применения взамен первичного сырья для получения готовой продукции. Наиболее эффективно использовать лом и отходы алюминия на выпуск тех марок сплавов, при обработке которых они образовались, так как в данном слу

чае сырье уже легировано необходимыми компонентами, что минимизирует или полностью исключает применение легирующих присадок. Приготовленные в результате этого вторичные сплавы после рафинирования по качеству практически не уступают первичным. Повышение качества вторичного сырья снижает затраты на его переработку и улучшает качество приготовленных из него сплавов.

Как показывает практика, доля низкокачественного сырья в общей заготовке лома и отходов алюминия составляет около 60%, а первых сортов — не более 10%. При первичной переработке лома и отходов алюминия на специализированных предприятиях его качество повышается — удельный вес низкокачественных лома и отходов, поставляемых на металлургические предприятия, снижается в 1,5 раза, первых сортов — возрастает в 2 раза.

Существуют формулы, позволяющие рассчитать количество образующихся лома и отходов Q:

(5.29)

где П — плановая потребность предприятия в алюминии и содержащих его материалах, т; С — содержание алюминия в потребляемых материалах, доли ед.; К — выход отходов, доли ед.; М — плановая потребность в алюминии и содержащих его материалах на капитальный и текущий ремонт оборудования, т; Сг — содержание алюминия в материалах для ремонтных нужд, доли ед.; Кп — коэффициент использования алюминийсодержащих материалов при выполнении ремонтных работ, доли ед.; Кп — потери алюминия в процессе эксплуатации основных средств, доли ед.; Пл — количество алюминия в ликвидируемых основных и оборотных средствах, т.

Количество амортизационного лома Qa алюминия можно определить по формуле

(5.30)

где— количество потребляемого алюминия; q — коли

чество отходов; — пополнение фонда алюминия; 0,75 — коэффициент возврата алюминия в виде амортизационного лома, выбывающего из фонда алюминия.

Структуру сырьевых ресурсов вторичных цветных металлов определяет соотношение лома и отходов, которое существенно различается по отдельным цветным металлам в связи с особенностями их использования в народном хозяйстве. В среднем доля отходов по всем вторичным цветным металлам составляет 57%, а доля амортизационного лома — 43%. Для алюминия это соотношение составляет 75 и 25% соответственно.

Нормативы выхода отходов не являются стабильными, и по мере развития техники, совершенствования технологии и организации производства они должны пересматриваться.

Общая технологическая схема рециклинга (по К. Шмитцу) представлена на рисунке 5.27.

Из нее следует, что перед плавкой алюминиевый скрап и лом проходят ряд подготовительных операций, к кото-

Рис. 5.27

Схема технологического процесса рециклинга алюминия

рым, в частности, относится ручная сортировка, измельчение, сепарация алюминия, удаление покрытий. По специальным технологиям перерабатывают многослойные материалы, содержащие алюминий. После этого отходы подвергают металлургической обработке, включающей переработку, рафинирование и литье алюминиевых сплавов.

В процессе сортировки выделяются все виды лома и отходов, которые являются готовым сырьем для металлургической переработки, а остальные направляются на разделку. Значительная часть алюминиевого лома после разделки подвергается пакетированию с целью его уплотнения и уменьшения потерь при хранении и переработке.

При сортировке алюминиевой упаковки ее необходимо отделить от неметаллических примесей, а также удалить отходы других цветных металлов, в первую очередь сплавы на основе меди (бронза, латунь). Содержание цветных металлов в ТБО — около 0,7%. Для осуществления этих технологических операций используется электродинамическая сепарация — комбинированный процесс магнитного обогащения, основанный на использовании различий в магнитной восприимчивости материалов (извлечение ферромагнитных компонентов) или в их электрической проводимости (извлечение диа- и парамагнитых компонентов). Обычно крупность извлекаемых компонентов — 40-50 мм.

Чаще всего сортировка алюминиевых упаковок осуществляется с помощью электродинамических (вихревых) сепараторов, которые за рубежом носят название нежелезных или NE-сепараторов.

Такое устройство состоит из транспортной (конвейерной) ленты, вокруг которой по управляющим кольцам вращаются магниты, создающие в алюминиевых частях упаковки вихревой электрический ток.

В вихревых сепараторах новых типов, используя противоположно вращающиеся магниты, алюминий направляется не только через разделительную стенку, но и в направлении, обратном основному потоку.

Рассмотренные сепараторы наряду с чистым алюминием захватывают также алюминийсодержащие многослойные материалы.

Отходы, состоящие из чистого незагрязненного алюминия, могут плавиться непосредственно, в то время как многослойные алюминийсодержащие материалы на предварительной стадии их переработки должны быть обязательно очищены от лаков, полимерных материалов или бумаги. Обычно это достигается применением метода пиролиза при температуре ~500°С. Твердый остаток пиролиза — пиролизный кокс — отделяют от алюминия с помощью сит. Образующийся в этом процессе газ и кокс могут использоваться в качестве энергоносителей на последующих стадиях рециклинга.