再生铝资源化的创新路径_20页_8mb

再生铝资源化的创新路径总结

核心内容

再生铝资源化是实现绿色、可持续发展的重要途径，具有显著的节能减排优势。与电解铝相比，再生铝的能耗仅为电解铝的3%~5%，可减少0.8吨二氧化碳排放，节省10吨以上的水，同时减少固体废料、废液和废渣的处理。我国再生铝产量稳步增长，2018年已达到695万吨，占全部铝产量的约16%。然而，再生铝中含铁量较高，成为其资源化利用的障碍。

主要观点

再生铝资源化的关键在于解决高含铁量问题，通过创新铸造技术，将高含铁量的废铝转化为具有更高性能的合金材料。具体方法包括：

• 高冷却速率铸造技术：通过快速冷却，使富Fe相转变为粒状，从而提高材料的强度、韧性和耐热性能。
• 薄板连续铸轧：冷却速率约为100℃/s，可有效减少宏观偏析和晶粒粗大问题。
• 薄带高速连铸连轧（micromill技术）：冷却速率高达1000℃/s，适用于高精度和高性能合金的生产。
• 喷射成形：冷却速率超过1000℃/s，制备的材料晶粒细小、化合物弥散，具有优异的力学性能。
• 熔体冲击法（液态3D打印）：冷却速率约为600~1000℃/s，可生产大尺寸铸锭，适用于复杂形状零件的制造。
• 粉末3D打印：冷却速率高达1000℃/s，实现复杂结构和高性能合金的制造，如福特、保时捷和梅赛德斯-奔驰等企业已应用该技术。

关键信息

再生铝的优势

• 能耗低：仅为电解铝的3%~5%。
• 环保：减少二氧化碳排放、节省水资源、减少废料处理。
• 资源节约：提高铝资源的循环利用率。

铁类杂质的影响

• 铁含量过高（>1.5%）会形成脆性金属结晶体，降低材料的机械性能和抗蚀能力。
• 目前尚无有效方法去除过量铁，因此需通过技术手段将铁转化为有益成分。

再生铝资源化的创新路径

实际应用案例

• 福特汽车：计划每年3D打印20万个铝合金零件。
• 保时捷：为911 GT2 RS 3D打印铝合金活塞，提升性能并减轻重量。
• 梅赛德斯-奔驰：为卡车和轿车3D打印铝合金零件，如内镜底座。

愿景

中冶有色技术平台致力于推动再生铝资源化的创新路径，通过迭代技术和原始创新，实现“换道超车”，发展新质生产力，为铝工业的绿色转型提供技术支持。未来，再生铝资源化将在高模量合金、耐热合金、易切削合金及特种物理性能合金（功能合金）等领域发挥更大作用，推动铝行业向更高效、更环保的方向发展。