近年来,我国再生有色金属产业规模发展迅速,已连续多年位居全球第一,是名副其实的再生有色金属大国。再生有色金属产量持续增长,产业地位不断提高,总体技术水平取得了长足进步。再生金属具有绿色、循环、节能、降耗的鲜明特色。随着生态文明和美丽中国建设不断深入,再生有色金属产业的发展被赋予了更多时代责任。


7月26日,在苏州再生金属设计研究院揭牌仪式上,再生有色金属专家学者围绕中国再生有色金属技术现状及发展趋势、专业设计机构助力产业转型升级、废铝循环利用产业现状及回收技术发展、优化再生铝熔炼设备等主题作了报告,并就行业热点问题进行了具体分析和预测。


技术创新推动绿色发展


当前,受益于国家环保要求的日益严格和绿色发展理念的提出,国内再生有色金属产业的技术装备水平和环保治理水平有了很大提升。全自动破碎分选、熔池熔炼、蓄热燃烧、烟气二次燃烧、富氧底吹等先进技术装备在业内普遍应用,并取得积极成效。再生铜平均能耗水平接近250千克标煤/吨,再生铅平均能耗水平接近130千克标煤/吨,先进的再生铝企业平均能耗水平可达到80千克标煤/吨,节能降耗成果显着。


绿色、智能是我国制造业转型的主要方向。再生有色金属企业正在加快实现技术设备的现代化、自动化、智能化,提高分拣加工的科学化、精细化水平, 推动行业绿色发展,加强再生有色金属绿色制造成套设备的研究和应用。在原料预处理方面,针对复杂混合废金属碎料的分选、除杂成套装备以及技术性能稳定和高效的线缆处理成套设备有巨大发展潜力。在火法熔炼设备方面,绿色主要体现在低品位废铜的熔炼成套设备和铝灰渣综合回收利用成套设备上。湿法工艺主要体现在再生铅、新能源电池和线路板成套湿法装备上。


在绿色制造工艺与智能化控制方面,中国有色金属工业协会再生金属分会副秘书长刘巍指出:“目前,再生有色金属行业工艺设计基本上采用传统的技术思路,缺乏创造性,只重视基本金属的回收,忽略了稀有金属的综合回收利用。在再生有色金属生产中实现关键工序智能化、生产过程智能优化控制,高温、危险、腐蚀性等工作岗位可以由机器人取代,不仅提高生产效率,也极大提升了安全性。再生有色金属行业应该更加注重形成绿色生产方式,坚定不移走绿色低碳循环发展之路,构建绿色产业体系,推动生态文明建设迈上新台阶。”


随着社会消费水平的提高和民众环保意识的增强,消费领域对高端和环保产品的需求增加,这是再生有色金属行业发展的重要机遇。新材料研发和绿色产品制造愈发重要,新型合金材料、环保绿色产品等将得到优先发展,尤其是易拉罐的保质再生利用、废黄铜生产绿色铜合金、新能源电池等技术产品的研发将会有巨大市场和推广前景。


对于再生有色金属产业而言,节能是一个系统工程。“二恶英的治理是本行业烟气治理技术的重要课题,也是烟气治理技术的重中之重。研发和设计针对再生有色金属不同品种、原料、生产规模的高效节能环保技术及设备,要关注节能的生产工艺、节能的设备制造以及余热的利用等重点内容。”刘巍说。此外,环保设备的高运营成本问题受到行业的普遍关注,研发低运行成本的环保成套设备也是未来环保领域的发展热点,并将在大中型再生有色金属企业得到推广和应用。


专业设计助力转型升级


相对于原生矿产金属的生产,国内铜铝再生金属的产量相对还很低,与发达国家还有一定差距。我国再生有色金属企业存在规模小、数量多、管理松散粗放等特点,还面临着淘汰落后技术装备任务重、创新能力弱、产品附加值低、企业环保能力建设不足等共性问题,并且缺乏科学、全面的指导,没有专业、规范的设计研究机构能够对产业发展起到指导和推动作用。


“整体而言,在预处理设备的稳定性能、生产效率、加工质量、能源消耗、加工成本,熔炼装备的环保排放、金属回收率、操作环境,绿色产品和高值化产品开发以及专业从事再生金属的设计规划、环保技术开发、设备制造的机构等方面,我国再生有色金属产业与世界先进水平仍有差距。”刘巍说。


我国再生有色金属行业是一个新兴产业,已经颁布实施的《铝及铝合金废料》等原料标准、《再生铅及铅合金锭标准》产品标准、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》环境标准、《再生铅单位产品能耗消耗限额》能耗标准以及《再生铜冶炼厂工艺设计规范》等标准规范,在推进产业节能环保、转型升级中取得了良好的成效。《再生铜、铝、铅、锌排污许可证规范》和《再生铝加工厂工艺设计规范》等行业标准正在起草完善中,但对日益发展壮大的再生有色金属产业而言远远不够,整体技术标准体系还有待完善。


随着中国制造由大变强的转变,对低端有色金属材料的需求将逐步下降,对高端材料的需求不断增加,可持续发展和绿色制造是重点战略方向。这也对再生有色金属行业发展提出了更高的要求。成立再生金属设计研究机构,是提升产业创新能力、加快转型升级的迫切需要。专业的再生金属设计研究机构,应该具有工程设计、材料装备研究、设备制造等方面的综合优势资源,专注于再生有色金属行业的政策研究、项目咨询、工程设计、技术研发(包括工艺技术研发与装备技术研发)等方面内容,提供政策和行业等宏观层面的咨询、项目可行性研究、初步设计、工程设计、工程总承包、主体及配套装备、环保处置、新技术开发完善等技术层面的服务。既能提供全面指导又有具体的执行方案,还能推广先进技术和管理模式,加强行业内的交流合作,帮助企业少走弯路,切实解决企业在发展过程中遇到的问题,整体提升我国再生金属产业的专业设计水平和技术研发能力。


国内首家再生金属设计研究院——苏州再生金属设计研究院的成立,填补了这一空白。该院工艺室主任李鹏辉介绍:“苏州再生金属设计研究院的成立,能够从根本上保证再生有色金属建设项目的工艺技术水平、装备技术水平和污染防治水平,助力再生有色金属领域相关标准规范的制定,攻克技术与装备问题,为企业生产设备、工艺、污染防治等提供专业的整体解决方案。降低产业转型的风险与成本,尽快实现产业转型升级,促进产业绿色发展、清洁发展、低碳发展和循环发展。”


废铝循环利用前景可期


在国家不断限制电解铝产能以及铝土矿为非再生资源的大背景之下,再生铝产业作为绿色、循环经济的代表正不断受到重视。生产1吨再生铝所需能源仅相当于原铝的5%左右。同时,可以减少二氧化碳0.8吨,免剥离地表土0.6吨,免采掘矿石6.1吨。再生铝生产过程中排放的污染物仅相当于原铝生产全过程产生的污染物的10%。


再生铝因能耗低、回收率高、再生性强、对环境破坏力低,已然成为美国、巴西等国铝工业发展不可或缺的组成部分。2014年,巴西回收罐料229亿个,回收率高达98.4%;废铝回收行业创造了价值2.3亿美金和数千个工作岗位,节约电力可供660万人一年用电量。


中铝材料应用研究院博士杜康介绍:“2004年以来,我国铝材产品逐年快速增加,尤其是型材和板带材增量最大。据欧洲铝业协会数据统计,包装用铝循环周期小于2年,汽车用铝循环周期为7——20年,工程产品用铝循环周期为20——40年,建筑产品用铝循环周期为15——50年。据此,我国将迎来汽车、交通用铝、工业用铝的回收高潮。”


2016年,我国再生铝产量630万吨,占全部铝产量的16.5%。我国再生铝产量全球第一,但是占铝合金总产量较低。目前,国内大部分再生铝企业仍处于废铝降级使用阶段,即回收的变形铝合金的消费废料都被铸造成了加工费较低的铸造铝合金,缺乏同级再利用技术,也没有再生铝合金设计理念。杜康预测:“未来,再生铝的工艺流程和设备制造将会越来越完善和先进,适合于循环利用合金成分优化设计将得到长足发展。在铝水除铁技术方面,新型硼化物除铁和MC-de-ironing技术将得到大力推广。”


如何既有效实现快速、准确、低成本、连续高效地将非铝物质从废铝原料中分离出去,同时尽可能实现不同铝合金材料的细致分类,提高废铝再生过程的工艺性能,获得化学成分符合要求、具有良好组织形态的高品质再生铝产品,将是未来重点关注的方向。


苏州新长光热能科技有限公司技术开发部部长余广生表示:“建立完整的回收、运输、处理、利用废旧商品回收体系已刻不容缓。我国目前没有形成科学的回收体系,资源富集程度较低,影响了废铝原料回收利用的发展进程。废铝原料的分选处理直接影响后续产品的质量,也是能否实现废铝料保级利用的关键。”目前,国内外主要采用干法、湿法以及机械打磨的形式来去除表面漆膜,或多或少存在着烧损和污染问题。预处理环节的工艺研究与技术创新要以“不产生新的污染,同时又要不损伤内层铝合金,提高铝合金的收得率”为目标。


李鹏辉认为:“2020年,我国再生铝产量预测值825万吨、再生铝产量年均增长率预测值7%。我国再生铝企业未来仍将面临众多机遇和挑战,行业淘汰整合速度将会加快,再生铝产量增幅不会有大幅增长。从中长期来看,作为循环经济重要的组成部分,再生铝行业具有很大市场发展空间。


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