廢有色金屬的回收與加工處理
按照我國的產(chǎn)業(yè)分類,通常將鐵、錳、鉻及其合金稱為黑色金屬,除此以外的其他金屬均列為有色金屬。實(shí)際上純凈的鐵與鉻都是銀白色的,而錳是銀灰色的,之所以把它們叫作黑色金屬,是因?yàn)殇撹F表面常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵,而錳和鉻又主要應(yīng)用于冶煉合金鋼,所以被叫作黑色金屬。這種分法是沿用前蘇聯(lián)教科書的結(jié)果,無論從邏輯上還是從事物的本質(zhì)上都欠科學(xué)。“有色”應(yīng)與無色”相對(duì),“黑色”難道不是“有色”?況且,鐵、錳、鉻本身也并不是黑色。在歐美教科書中,金屬被分為鐵金屬和非鐵金屬兩大類,這樣比較科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。但是,在我國對(duì)黑色金屬、有色金屬的稱謂沿用已久,有時(shí)仍然沿用此稱謂。
當(dāng)前,全世界的金屬材料總產(chǎn)量約8億噸,其中鋼鐵約占95%,是金屬材料的主體;非鐵金屬材料約占5%,處于補(bǔ)充地位,但它的作用卻是鋼鐵材料無法代替的。
許多非鐵金屬可以純金屬狀態(tài)應(yīng)用于工業(yè)和科學(xué)技術(shù)中。如Au、Ag、cu、Al用作電導(dǎo)體,Ti用作耐蝕構(gòu)件,W、Mo、Ta用作高溫發(fā)熱體,Al、sn箔材用于食品包裝,Hg用于儀表,Pb用于蓄電池等;但更多的是采用多種有色金屬搭配使用,或使用非鐵金屬合金。
非鐵金屬合金具有許多重要的特性,無論作為結(jié)構(gòu)材料或是功能材料,在工業(yè)部門及高新技術(shù)領(lǐng)域都有著十分重要的地位。例如Al、Mg、Ti及其合金,由于密度小,比強(qiáng)度高,成為航空航天工業(yè)不可或缺的材料,并使汽車輕量化成為可能;銅有著優(yōu)良的導(dǎo)電性能,而cu-Ni-Mn合金卻是優(yōu)良的電阻材料;噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件離不開Ni、co及其合金;鋯合金不僅用作核反應(yīng)堆的重要結(jié)構(gòu)件,同時(shí)又是暴露于海水中的熱交換器、天線陣、聲納透聲罩等耐蝕結(jié)構(gòu)材料。
在高新技術(shù)領(lǐng)域中,非鐵金屬合金或化合物展示出更大的發(fā)展前景,如可用于燃煤磁流體發(fā)電機(jī)通道的金屬陰極材料w-cu合金;二次能源開發(fā)所需要的儲(chǔ)氧材料La-Ni、Mg-Ni、Ti-Mn系合金;具有優(yōu)異硬磁性能的Nd-Fe-B合金;具有特殊形狀記憶效應(yīng)的Ti-Ni合金;光記錄材料Gd-Co合金;高速電子計(jì)算機(jī)、微波通訊、激光技術(shù)等領(lǐng)域的優(yōu)良材料砷化鎵;新型超導(dǎo)材料釔鋇銅氧化合物;未來新型高溫結(jié)構(gòu)材料鎳鋁化合物、鈦鋁化合物等。概而言之,非鐵金屬材料在國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的作用是不能用產(chǎn)量的大小來衡量的,具有不可取代的重要作用。
廢有色金屬是指生產(chǎn)與消費(fèi)過程中已完成使用壽命的器件中所含有的有色金屬部件及材料。例如,舊電線、舊蓄電池、舊電器、舊飛機(jī)、報(bào)廢汽車、廢棄船舶等,都含有一定數(shù)量的有色金屬。
在一些發(fā)達(dá)國家,有色金屬生產(chǎn)原料主要依賴于再生資源,再生有色會(huì)屬工業(yè)已成為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。2000年全世界生產(chǎn)再生鋁及合金816萬噸,占原生鋁產(chǎn)量的33%;其中,美國93%,法國59%,德國89%,日本的再生鋁產(chǎn)量是原生鋁的186倍。世界再生鉛占據(jù)“半壁江山”,1999年世界精鉛總產(chǎn)量為621.8萬噸其中再生鉛產(chǎn)量為327.3萬噸,占精鉛總產(chǎn)量的52.63%;美國是世界上的再生鉛生產(chǎn)國,再生鉛在精鉛總產(chǎn)量中的份額從1990年的66.8%上升到1999年的75.8%,德國、法國、意大利、日本、英國再生鉛產(chǎn)量比例均超過50%;法國每年銅產(chǎn)量原料的80%來自廢銅再生。與此比較,我國的有色金屬再生利用產(chǎn)業(yè)在許多品種上還存在較大差距。
對(duì)于那些能夠維修再利用的金屬材料,回收公司會(huì)對(duì)其稍微修整之后流動(dòng)到二手市場(chǎng)銷售,比如廢舊自行車等。
對(duì)于那些無法整修再利用的廢舊金屬,一般都是回爐熔煉,這也是目前全球主要的利用方式,熔煉在鑄造的金屬,可以利用到各行各業(yè),可以制作成各種各樣的金屬材料或產(chǎn)品。
對(duì)于那些廢舊黃銅,可以用來制備銅粉。因?yàn)殂~粉在產(chǎn)業(yè)上的普遍應(yīng)用,利用便宜的廢舊黃銅制備銅粉具備其重要的意義。
廢舊金屬的分類比較多,每個(gè)種類的處理方法不同,首先要對(duì)回收回來的廢舊金屬進(jìn)行分揀,比如廢銅,含cu量大于百分之九十九的銅材叫作1號(hào)銅,可以直接重熔和使用,不要求進(jìn)一步加工;銅含量低為百分之九十四點(diǎn)五的銅叫作2號(hào)銅。被嚴(yán)重污染的廢銅要進(jìn)一步精煉處理去除雜質(zhì);對(duì)于相互混雜的銅合金廢料,則需熔化后進(jìn)行成分調(diào)整。
研究表明,回收一個(gè)廢棄的鋁質(zhì)易拉罐要比制造一個(gè)新易拉罐節(jié)省百分之二十的資金,同時(shí)還可節(jié)約百分之九十~百分之九十七的能源。回收1t廢鋼鐵可煉得好鋼0.9t,與用礦石冶煉相比,可節(jié)約成本百分之四十七,同時(shí)還可減少空氣污染、水污染和固體廢棄物。工業(yè)越發(fā)達(dá)的國家金屬產(chǎn)業(yè)規(guī)模越大,生金屬循環(huán)使用比率越高。如果能夠減少對(duì)原始礦產(chǎn)資源的利用而更有作用地利用廢舊金屬,這將會(huì)給我國減少很多的資源負(fù)擔(dān)。