El procesamiento de reciclaje de residuos de aluminio generalmente implica los siguientes cuatro procesos básicos.
(1) La preparación de chatarra de aluminio comienza con la clasificación primaria de la chatarra de aluminio, que se apila por grados, como aluminio puro, aleaciones de aluminio deformadas, aleaciones de aluminio fundido y materiales mixtos. En el caso de los productos de chatarra de aluminio, se debe realizar un desmontaje para retirar el acero y otras piezas metálicas no-conectadas al material de aluminio, seguido de procesos como limpieza, trituración, separación magnética y secado para producir chatarra de aluminio. En el caso de piezas de aluminio viejas, livianas, sueltas y escamosas, como los brazos de bloqueo de los automóviles, los manguitos de los engranajes y las virutas de aluminio, se deben compactar en balas utilizando una empacadora de metal hidráulica. Para alambre trenzado de aluminio con núcleo de acero-, el núcleo de acero debe separarse primero y luego el alambre de aluminio debe enrollarse en rollos.
Las impurezas de hierro son muy perjudiciales para la fundición de residuos de aluminio. Cuando el contenido de hierro es demasiado alto, se pueden formar cristales metálicos quebradizos en el aluminio, reduciendo así sus propiedades mecánicas y debilitando su resistencia a la corrosión. En general, el contenido de hierro debe controlarse por debajo del 1,2%. El plomo residual con un contenido de hierro superior al 1,5% se puede utilizar como desoxidante en la industria del acero, mientras que las aleaciones de aluminio disponibles comercialmente rara vez utilizan aluminio residual con un alto contenido de hierro para la fundición. Actualmente, no existe ningún método exitoso en la industria del aluminio que pueda eliminar satisfactoriamente el exceso de hierro de los desechos de aluminio, especialmente el hierro que existe en forma de acero inoxidable.
El aluminio residual suele contener impurezas orgánicas no-metálicas, como pintura, aceite, plástico y caucho. Antes de fundir en un horno, estos deben retirarse. Para residuos de aluminio de tipo alambre-, generalmente se pueden emplear métodos tales como esmerilado mecánico, pelado por cizallamiento, pelado térmico y pelado químico para eliminar el aislamiento. Actualmente, las empresas nacionales suelen utilizar la ablación a alta-temperatura para eliminar los aislantes, lo que genera una gran cantidad de gases nocivos y contamina gravemente el aire. Si se utiliza una combinación de horneado a baja-temperatura y pelado mecánico, el aislamiento se puede ablandar con calor para reducir la resistencia mecánica y luego frotarse mecánicamente, logrando la purificación y permitiendo al mismo tiempo la recuperación de los materiales aislantes. Los revestimientos, las manchas de aceite y otros contaminantes de las superficies de los utensilios de aluminio usados se pueden limpiar con disolventes orgánicos como la acetona. Si no se pueden eliminar, se debe utilizar un horno decapado de pintura. La temperatura máxima del horno de decapado de pintura no debe exceder los 566 grados; Siempre que el material de desecho permanezca en el horno durante un tiempo suficiente, los aceites y recubrimientos en general se pueden eliminar por completo.
Para el papel de aluminio, es difícil separar eficazmente la capa de papel de aluminio de la capa de fibra de papel utilizando un equipo ordinario de pulpa de papel usado. Un método de separación eficaz es colocar primero el papel de aluminio en una solución de agua, calentarlo y presurizarlo, y luego drenarlo rápidamente a un ambiente de baja-presión para reducir la presión, seguido de agitación mecánica. Este método de separación no sólo permite la recuperación de pulpa de fibra sino también la recuperación de papel de aluminio.
La licuefacción y separación de chatarra de aluminio es la dirección de desarrollo futuro para el reciclaje de aluminio metálico. Combina el pretratamiento de materiales de desecho de aluminio con la refundición, lo que no solo acorta el flujo del proceso sino que también minimiza la contaminación del aire y mejora significativamente la tasa de recuperación del metal puro.
El dispositivo tiene un filtro que deja pasar las partículas de gas. En la capa de licuefacción, el aluminio precipita en el fondo y las sustancias orgánicas, como la pintura adherida a los residuos de aluminio, se descomponen en gas, alquitrán y carbón sólido a temperaturas superiores a 450 grados, que luego se queman completamente en el dispositivo de oxidación dentro del separador. Los desechos se agitan mediante un tambor giratorio, se mezclan con el solvente en la cámara y las impurezas como arena y grava se separan en el área de separación de arena y grava, mientras que la solución disuelta transportada por los desechos se devuelve a la cámara de licuefacción a través del tornillo de recuperación.
(2) Las materias primas se seleccionan y calculan en función de las condiciones de preparación y calidad de la chatarra de aluminio, según los requisitos técnicos de los productos reciclados. La formulación debe tener en cuenta el grado de oxidación y pérdida por combustión de los metales, siendo el silicio y el magnesio los que experimentan mayores pérdidas por oxidación y combustión que otros elementos de aleación. La tasa de pérdida por combustión de varios elementos de aleación debe determinarse experimentalmente con anticipación. Las especificaciones físicas y la limpieza de la superficie de la chatarra de aluminio afectarán directamente la calidad de los productos reciclados y el rendimiento del metal. La chatarra de aluminio mal desengrasada puede provocar que hasta un 20% de los componentes eficaces entren en la escoria.
(3) Las aleaciones de chatarra de aluminio que se pueden producir en aleaciones de aluminio deformadas incluyen 3003, 3105, 3004, 3005, 5050, entre las cuales la principal es la aleación 3105. Para garantizar que la composición química de los materiales de aleación cumpla con los requisitos técnicos y las necesidades del procesamiento a presión, puede ser necesario agregar una cierta cantidad de lingotes de aluminio primario.
(4) Sólo una pequeña porción de la chatarra de aleación de aluminio se recicla en aleaciones de aluminio deformadas; aproximadamente 1/4 se recicla como desoxidantes para la fabricación de acero y la mayor parte se utiliza en aleaciones de aluminio de fundición recicladas. Las aleaciones de aluminio fundido-como A380 y ADC10, ampliamente utilizadas en EE. UU. y Japón, se reciclan esencialmente a partir de chatarra de aluminio.
En el proceso de reciclaje de residuos de aluminio, la fundición y tratamiento del aluminio reciclado es un proceso clave para asegurar la calidad metalúrgica del aluminio reciclado. La modificación y el refinado de la masa fundida de aluminio no solo pueden cambiar la morfología del silicio en las aleaciones de aluminio-silicio, purificando la masa fundida de aluminio, sino que también pueden mejorar significativamente las propiedades de las aleaciones de aluminio. Actualmente, el refinamiento y la purificación de la masa fundida de aluminio suelen utilizar cloruros y fluoruros como NaCl, NaF, KCl y Na3AlF6, y algunos tratamientos utilizan C12 o C2C16.
