Deseuri de Aluminiu

7/22/2019 Deseuri de Aluminiu

http://slidepdf.com/reader/full/deseuri-de-aluminiu 1/13

DEŞEURI PE BAZĂ DE ALUMINIU

Aluminiul secundar sau aluminiul de a doua fuziune este metalul obţinut din

prelucrarea deşeurilor de Al. Sub această denumire se înţeleg deşeurile rezultate la turnarea

semifabricatelor, cele rezultate la producerea pieselor turnate, metalul din scoarţe şi zguri,deşeurile provenite din procesele de prelucrare mecanică, cele colectate după scoaterea din

uz a unor obiecte şi instalaţii, etc. Deşeurile trebuie colectate, păstrate şi utilizate pe tipuri şi

compoziţii de aliaje.

În funcţie de caracteristicile şi proprietăţile deşeurilor se stabileşte complexitatea

schemei tehnologice şi rezultă costurile de prelucrare. Corelat cu acestea se stabileşte şi

preţul de comercializare a deşeurilor.

O primă clasificare este în deşeuri de fabricaţie(nelăcuite sau lăcuite) şi metale vechi.

Altă clasificare se face după mărime în bucăţi mari(profile,table,piese) sau folie(necaşerată

sau caşerată) şi aşchii. A treia clasificare este după compoziţie (lipsite de cupru, bogate în

siliciu,zguri).

În tabelul de mai jos se prezintă cotele de recirculare a obiectelor de aluminiu.

Tabelul

Domeniul Cote de recirculare,%Construcţii 50

Transporturi 70Electrotehnică 80Părţi de maşini, utilaje 60-80Casnice 70Indicatoare rutiere,articole de

sport,muzică,voiaj

60

Ambalaje 20

PREGĂTIREA DEŞEURILOR



A. Colectarea deşeurilor

Punctele de colectare a deşeurilor în general, nu beneficiază de aparate şi metode de

analiză, sortarea şi gruparea deşeurilor făcându-se după aspect şi greutate. Este

important ca deşeurile să poată fi sortate după provenienţa lor(obiecte de

menaj,electrice,construcţii,etc.) Introducerea unei notaţii codificate simple,care să

însoţească conteinerul cu deşeul respectiv este un prim pas pentru a evita amestecareaunor deşeuri,care au fost sortate.

B. Depozitarea deşeurilor

Aceasta nu ridică probleme, numai deşeurile lăcuite şi cele vechi se pot depozita în spaţii

neacoperite. Pentru dimensionarea spaţiilor de depozitare se pot folosi următoarele date

privind încărcarea specifică:

-deşeuri brute netasate - 0,4-0,5t/m2;

-deşeuri concasate - 0,8-1,0t/m2

-pachete -1,4-1,7t/m2

C. Prelucrarea primară

Aceasta are ca scop aducerea lor într-o formă care să permită şarjarea în cuptoarele de

topire. Metodele folosite sunt în funcţie de forma în care se prezintă materialul.

a.Deşeuri în bucăţi mari

Acestea provin de la uzinele de prelucrare a Al şi se prezintă într-o formă ce permite

încărcarea lor în cuptoarele uzinei de Al secundar. Alte deşeuri în bucăţi(deşeuri de

avioane,de rezervoare,etc.) trebuie tăiate sau sfărâmate pentru a putea fi introduse la

topire. În acest scop se folosesc dispozitive electrice de tăiere cu electrod de cărbune,

dispozitive mecanice tip ghilotină sau foarfece. O construcţie combinată este presa-

foarfece, care compactează şi taie totodată deşeurile introduse în maşină. Pentru

mărunţirea deşeurilor mari de toate felurile s-au impus morile cu ciocane.

De regulă deşeurile sunt amestecate cu componenţi străini şi de aceea acestea trebuie să

parcurgă fazele de separare prevăzute în fluxul de prelucrare primară. De exemplu, cânddeşeul conţine fier, acesta se separă pe cale magnetică. Sunt folosite diferite construcţii

de separatoare magnetice fie cu magneţi permanenţi, fie cu electromagneţi sub formă de

tambur, disc,etc. Multe deşeuri conţin în alcătuirea lor bucăţi de fier care în procesul de

separare devin la rândul lor magneţi. De aceea se utilizează fie oţeluri nemagnetice,fie

construcţii din alte metale,sau se folosesc separatoare pe bandă,tamburul de antrenare al

benzii de transport fiind o rolă electromagnetică.



Uneori se utilizează metoda încălzirii deşeurilor până la o temperatură cu 50-100 0C sub

temperatura de topire a aliajului urmată de o solicitare mecanică(scuturare,rostogolire în

tambur)când Al şi aliajele sale se sfărâmă în bucăţi mai mici.De exemplu, la piesele de

legătură Al-Fe prin încălzire la 5650 C timp de 3ore în zona de legătură se formează un

aliaj casant. Prin preluarea materialului pe un vibrator sau un tambur rotativ,părţile de fier

se rup. Bucăţile mai mici se separă apoi de materialele străine prin sitare,separaremagnetică,etc.

Separarea unor impurităţi se face cu ajutorul mediilor dense. În tabelul următor se prezintă

densităţile câtorva impurităţi ce se găsesc frecvent în deşeurile de aluminiu.

Tabelul

Denumire Densitate g/cm3

Lemn 1Plastice 1,3-2,2

Magneziu 1,74 Aliaje de Al 2,65 - 2,9Metale grele 7 – 9

Separarea este posibilă prin prelucrarea în diferite tulbureli(suspensie de corpuri solide

grele în apă) în care materialul se separă într-o fracţiune care pluteşte şi una care se

scufundă în tulbureală. Tulbureala conţine 25-35% corpuri solide. Starea de suspensie a

tulburelii se menţine prin agitare mecanică sau prin barbotare cu aer,pentru a anihila

viteza de cădere a particulelor de corp solid greu care este de 10-30mm/min. Viteza de

sedimentare se poate micşora prin adaus de argilă. Ca tulbureală se foloseşte o

suspensie de 3,0-3,2 Kg/l. Densitatea aliajelor de Al cu Mg şi Si este cuprinsă între 2,55-

2,7g/cm3, iar cea a aliajelor de Al cu metale grele între 2,75-3,0g/cm 3. Deci acestea se pot

separa dacă se fixează densitatea tulburelii la 2,7Kg/l.Deşeurile, după separarea în medii

dense trebuie spălate pentru a îndepărta componenţii din tulbureală, după care se usucă

în vederea topirii.

b.Deşeurile de tablă

Acestea se pachetează atunci când nu se mărunţesc, şi în acest scop se folosesc presehidraulice cu ulei. Presele prelucrează deşeuri foarte voluminoase fără mărunţire

prealabilă şi chiar deşeuri de tablă mai groasă.Operaţia de pachetare simplifică mult

depozitarea deşeurilor voluminoase,măreşte gradul de utilizare a mijloacelor de transport

şi permite o încărcare avantajoasă în cuptoarele de topire.

c.Aşchiile de aluminiu



Acestea se găsesc sub formă de fire lungi,ele fiind greu de manipulat şi ocupând mult

spaţiu de depozitare. Pentru prelucrarea aşchiilor de aluminiu se folosesc concasoare cu

cuţite montate pe arcuri,cu două rânduri de cuţite tăietoare. În prima treaptă se execută o

tăiere oblică preliminară şi o presare a materialului spre treapta a doua de cuţite. Tot în

prima treaptă se elimină corpurile mari sau prea dure ce nu pot fi mărunţite la tăiere.

Cuţitele treptei a doua au o acţiune de freză pentru a mărunţi materialul în continuare.Separarea materialelor feroase din aşchiile mărunţite se face cu ajutorul separatoarelor

electromagnetice.

Uscarea aşchiilor este o operaţiune absolut necesară pentru îndepărtarea apei şi a

uleiurilor. Operaţiunea se realizează la 300-4000 C în instalaţii cu tambur rotativ. Pentru a

proteja aşchiile supuse uscării de efectele aprinderii unor produse însoţitoare,tamburul de

uscare este cu încălzire indirectă. Gazele rezultate nu pot fi evacuate direct în atmosferă

şi sunt prelucrate într-o instalaţie suplimentară. Pentru separarea prafului, aşchiile uscate

se sitează. S-a constatat că randamentul la topirea aşchiilor depinde în mare măsură de

granulaţia acestora. Prin acest procedeu aşchiile se prelucrează numai până la 0,5mm.

d.Deşeurile de folie

Dacă deşeul provine din folie necaşerată, atunci el constituie un deşeu de puritate ridicată

şi se foloseşte la fabricarea pastelor de aluminiu. În cazul deşeurilor de folie caşerată,

acestea se prelucrează într-un concasor sau defibrator pentru a asigura condiţii de ardere

a materialelor organice ce rezultă la încălzirea deşeurilor în tambur rotativ la temperatura

de 300-400 0C. Gazele rezultate sunt arse într-o instalaţie suplimentară-postcombustie. În

cazul foliei de aluminiu caşerată pe plastic, produsele rezultate la postcombustie conţin

gaze toxice ce trebuie neutralizate înainte de evacuarea în atmosferă.

e.Deşeurile de sârmă izolată şi de cabluri

Acestea pot fi topite numai după îndepărtarea materialelor izolante. În acest scop

deşeurile respective se aşază pe grătare într-un cuptor. Procesul de volatilizare a

compuşilor organici se conduce la 400 0C, după care are loc o poscombustie la 900-1000 0

C pentru arderea completă a substanţelor organice. Deşeurile de cabluri sunt încălzite într-un tambur rotativ, dar sub temperatura de topire a aluminiului,după care are loc o

prelucrare pe o sită vibratoare sau pe un grătar oscilant. Din funiile de cablu de înaltă

tensiune miezul de sârmă de oţel uscat se îndepărtează cu dispozitive speciale.

f.Scoarţele, zgurile şi cenuşile

Acestea conţin oxizi,fluxuri şi granule de metal. Scoarţele şi cenuşile pot fi prelucrate prin

încălzire până la topirea metalului, urmată de o presare care face să se scurgă metalul



topit ce se colectează într-o lingotieră. Scoarţele rămase după presarea pe sită se macină,

apoi recuperându-se granulele de metal.

Zgurile de săruri provin de obicei din fluxurile amestecate cu oxizi şi mai conţin 2-5%

granule de metal. Metalul se poate recupera prin tratarea umedă pe site,zgurile fiind în

general solubile în apă. Oxizii transformaţi în nămol se separă prin decantare. Granulele

de metal se usucă la 2000 C după care urmează o separare electromagnetică. Separareagranulelor de metal din zguri este nerentabilă. În acelaşi timp,este de dorit ca procesul

tehnologic din cuptor să fie condus încât conţinutul de metal din zgură să scadă la

minimum. În unele cazuri haldarea zgurilor pune probleme de ecologie,prelucrarea

acestora se impune inclusiv pentru valorificarea sărurilor solubile.

TOPIREA DEŞEURILOR DE ALUMINIU

În tehnologia de prelucrare a deşeurilor de aluminiu,faza de topire reprezintă etapa cea

mai importantă a fluxului de fabricaţie. Consumul de energie şi pierderile de metal depind

de modul de desfăşurare a fazei de topire. Topirea deşeurilor cu pierderi minime de

oxidare, se poate realiza cu respectarea anumitor condiţii:

-realizarea unui aport termic mare într-un timp scurt,întrucât pierderea la topire prin ardere

este direct proporţională cu timpul de topire,

-topirea să fie realizată la o temperatură cât mai apropiată de cea de topire,pentru a evita

oxidarea prin supraîncălzirea metalului;

-suprafaţa băii topite să fie cât mai mică,astfel încât accesul la oxigenul din aer să fie

minim;

-materialul mărunt trebuie să se amestece cu metalul topit sau să intre sub stratul de flux

topit cât mai repede, pentru a fi protejat împotriva oxidării.

Pentru topirea deşeurilor de aluminiu se utilizează cuptoare electrice,cuptoare cu gaze

naturale sau cu combustibil lichid şi mai rar cuptoare încălzite cu gaze de cocserie. În

cazul cuptoarelor cu rezistenţe electrice, temperatura de lucru este în funcţie de

caracteristicile materialului din care sunt realizate elemenele de încălzire. În cazul în care

se foloseşte pentru ardere oxigen, nu aer volumul gazelor arse scade de cca 3,5 ori, ceeace permite obţinerea unor temperaturi mult mai ridicate. La cuptoarele încălzite cu

combustibil fluid temperatura gazelor ce părăsesc cuptorul este de cca 800 0 C şi din

această cauză pierderile de căldură sunt foarte mari. Alegerea tipului de cuptor pentru

topirea deşeurilor de aluminiu este în funcţie de natura deşeurilor ce urmează să fie

prelucrate,dar şi de cantitatea acestora.

Topirea deşeurilor sub formă de bucăţi mari



Acestea se topesc de obicei în cuptoare cu cuvă după o prealabilă prelucrare primară.

Încălzirea cuptorului se face cu combustibil fluid, penru combustie folosindu-se aer sau

oxigen. În cazul combustiei cu oxigen,pierderile de metal prin oxidare sunt mai mici. În

cazul combustiei cu oxigen,arzătoarele se montează în bolta cuptorului, astfel ca flacăra

să bată pe materialul din cuptor. În figura sunt prezentate cuptoarele cu flacără pentru

topirea deşeurilor de aluminiu, şi anume :-cuptorul cu cuvă

-cuptorul cu antecreuzet

-cuptorul basculant

-cuptorul cu vatră înclinată.

Cele mai folosite tipuri sunt cuptoarele cu cuvă cu antecreuzet. Antecreuzetul este lipit de

cuptor, ceea ce asigură o eficientizare a circulaţiei metalului topit preluat din cuptor.

Dimensiunile urilorantecreuzetului permit şarjarea comodă a deşeurilornte iar pompa de

recirculare asigură contact permanent între metalul topit şi deşeu. Vehicularea metalului

topit se face cu ajutorul pompelor mecanice tip turbină sau al pompelor electromagnetice.

Antecreuzetul poate fi realizat cu mai multe compartime dispuse în cascadă sau cu un

singur compartiment.

În primul caz, se asigură o decantare mai bună a corpurilor străine înainte de întoarcerea

metalului în cuptor, în al doilea caz, consumul de energie pentru pompe este mai mic,

întrucât metalul circulă la acelaşi nivel. La acest tip de cuptoare, deşeurile nu vin în

contact cu flacăra arzătoarelor, ci sunt acoperite cu metal lichid şi datorită recirculării

metalului se obţine o topitură omogenă. Pe lângă aceste tipuri de cuptoare mai pot fi

utilizate şi cuptoarele basculante. Acest cuptor este format din două cuve între care se

găseşte camera de şarjare. Toate compartimentele cuptorului comunică între ele la nivelul

vetrei. Deşeurile se încarcă în camera de şarjare, iar metalul topit le spală la deplasarea

dintr-o cuvă în alta, datorită mişcării de basculare. Acest tip de cuptor are o construcţie

complicată şi este mai puţin eficient.

Un alt tip de cuptor este cuptorul cu vatră înclinată. Acesta are un capac mobil sau o uşăde încărcare, prin care să poată fi introduse deşeurile de dimensiuni foarte mari. Vatra

cuptorului este înclinată pentru a facilita evacuarea cât mai rapidă a metalului topit din

zona de contact cu flacăra arzătoarelor. În partea inferioară a vetrei se construieşte un

prag cu grătar pentru a reţine corpurile străine antrenate. De obicei, în cuptoarele cu vatră

înclinată se introduc la topire deşeuri care nu au parcurs faza de pregătire. Un model

simplificat al acestui cuptor este cuptorul de topit urşi, existent în majoritatea turnătoriilor



din uzinele de electroliză. Instalaţiile moderne de topire cu utilaje performante care la

rândul lor sunt dotate cu o serie de dispozitive auxiliare. În timpul funcţionării cuptoarelor,

pe zidăria acestora se adună depuneri de oxizi, iar pentru a le îndepărta se suflă un

amestec de oxizi. În cazul în care deşeurile conţin componenţi mai volatili decât aluminiu

instalaţia de topire trebuie prevăzută cu sistem de desprăfuire a gazelor.

Cuptoare cu flacără pentru topirea deşeurilor

a. cuptor cu cuvă; b. cuptor cu antecreuzet; c.cuptor basculant; d. cuptor cu vatră înclinată

1 – arzător; 2 – evacuare gaze arse; 3 – deşeuri; 4 – uşă; 5 – antecreuzet; 6 – hotă; 7 –recuperator; 8 – cilindru hidraulic; 9 – dispozitiv de încărcare; 10 – grătar; 11 – oală de

preluare; 12 – capac mobil

Topirea deşeurilor de dimensiuni mici

Deşeurile de dimensiuni mici se topesc cu ajutorul fluxurilor, deoarece aceste deşeuri

prezintă o peliculă de oxid care împiedică colectarea metalului topit într-o masă lichidă

compactă. Drept fluxuri, se folosesc amestecuri de cloruri. Clorurile topite pătrund între



metal şi pelicula de oxid formată pe acesta, datorită modificării tensiunii superficiale ceea

ce duce la ruperea peliculei de oxid, şi permite preluarea metalului topit în topitura de

fluxuri. În tabelul ... sunt prezentate diferite fluxuri pentru topirea deşeurilor de dimensini

mici.

Fluxuri pentru topirea deşeurilor de aluminiu

NaCl

%

NaF

%

KCl

%

AlCl3

%

AlF3

%

Na3AlF6

%

BaCl2

%

Temp de

topire 0C30-45 5-20 Rest 600-68045 5-10 30-50 6-10 6-10 14-25 580-62040 4-10 34-51 5-10 590-61060-70 5-10 550-62555-65 20-30 5-25 630-720

Topirea deşeurilor mărunte aluminiu se realizează în condiţii bune în cuptoare rotativescurte.

Figura Prezentarea schematică a cuptorului rotativ scurt

1 - manta metalică; 2 - inel de oţel; 3 - coroană dinţată de angrenare;

4 - căptuşeală refractară; 5 - gura de încărcare; 6 - orificiu de evacuare a produselor topite; 7

- electromotor; 8 - reductor; 9 - apărătoarea rolei de sprijin;

10 - conducta de evacuare a gazelor arse; 11 - arzător

Aceste cuptoare sunt căptuşite în interior cu cărămidă sau masă ştampată. Cuptorul este

pus în mişcare de un grup de antrenare, pentru încărcarea cuptorului capacul unuia dintre

capetele cuptorului este deplasabil. Se foloseşte combustibil fluid,flacăra arzătorului fiind

dirijată spre partea superioară a căptuşelii. Gazele arse se pot evacua pe la unul din

capetele cuptorului şi sunt epurate înainte de evacarea în atmosferă. Zgura se evacuează

în partea frontală a cuptorului, iar metalul prin gura de scurgere din manta. Capacitatea



cuptoarelor rotative este foarte diferită. Fluxurile de topire colectează oxizii din deşeuri şi

devin vâscoase. Deaceea fluxul devine necorespunzător pentru desfăşurarea normală a

tehnologiei de topire şi este înlocuit cu altă cantitate de flux proaspăt. Consumul de fluxuri

depinde de puritatea deşeurilor. La topirea deşeurilor de dimensiuni mici pelicula de oxid

de aluminiu poate fi distrusă şi printr-o acţiune mecanică în timpul procesului de topire.

Pentru topirea deşeurilor de dimensiuni mici se mai pot folosi cuptoarele cu antecreuzet şicuptoarele cu inducţie. Capacitatea de topire a cuptoarelor cu inducţie este în funcţie de

capacitatea creuzetului şi de puterea instalată. Pentru ca procesul de topire să se

desfăşoare normal deşeurile trebuie alimentate în cantitate mică şi în mod continuu. La

acest tip de cuptoare,pierderile prin oxidare sunt foarte scăzute datorită suprafeţei libere

mici a metalului topit faţă de volumul total al topiturii. Cuptoarele cu inducţie se mai

uitilizează pentru elaborarea de aliaje din aluminiu secundar, deoarece elementele de

aliere se topesc repede, iar baia topită se omogenizează rapid.

Deşeurile de folie pot fi topite similar deşeurilor de aluminiu de dimensiuni mici. Deşeurile

de folie se topesc în cuptoare cu vatră cu antecreuzet sau în cuptoare de inducţie.

Pierderile prin oxidare la topirea în cele două tipuri de cuptoare sunt la acelaşi nivel cu

cele ce se înregistrează la topirea deşeurilor mărunte.

Scoarţele de aluminiu rezultă din operaţiuni tehnologice de topire şi manipulare a

metalului topit. Acestea conţin până la 70% aluminiu metalic, restul fiind alumină, săruri şi

impurităţi. Tehnologia de extragere a metalului din scoarţe este fie o prelucrare mecanică

care permite separarea aluminiului prin măcinare, fie o prelucrare pe cale electrotermică.

Unul din procedeele electrotermice constă din topirea scoarţelor într-un cuptor rotativ cu

doi electrozi de grafit amplasaţi axial alimentaţi cu curent continuu. Temperatura şarjei

este de cca 800C.Procesul curge fără adaus de săruri, iar mişcarea de rotaţie a

cuptorului asigură mărunţirea crustei de oxizi şi colectarea incluziunilor de metal în baia de

aluminiu topit. Unul din electrozii cuptorului este deplasabil pentru a permite încărcarea

şarjei şi evacuarea produselor rămase după topire.

În ceea ce priveşte consumul de metal pe plan mondial, aluminiu- ocupă locul 2, după

oţel. Una dintre caracteristicile de bază ale auminiului este versatilitatea care permite

metalului şi aliajelor sale utilizarea într-o gamă largă de sectoare, de la transport la

construcţii, electronică, ambalaje, mobilier şi instalaţii industriale. În materia productivităţii

mondiale aluminiu ocupă locul întâi în ceea ce privesc metalele neferoase.



Aceasta se exprimă în proporţie de 45%. Pentru toate aceste destinaţii finale, aluminiu

este folosit în producţia de bunuri durabile, cu excepţia ambalajelor. La sfârşitul duratei de

viaţă, produsele se transformă în deşeuri care, fie sunt depozitate, iar ca alternative, ele

pot fi şi reciclate sau refolosite, numai în măsura existenţei posibilităţilor necesare. În

economia de piaţă, posibilitatea reciclării este direct legată de recuperarea v alorii

reziduale, în sensul în care aceasta va fi direct proporţională cu disponibilitatea de adepune eforturi pentru realizarea unui astfel de proces. Din perspectiva reciclării, aluminiul

şi aliajele sale sunt materiale excepţionale, întrucât numărul reciclărilor fără deteriorări

semnificative ale calităţii este unul indefinit. Impurităţile au în general, aceiaşi provenienţă

cu a materialelor refolosibile din aluminiu şi, mai precis, aceleaşi reziduuri industriale din

care materiale refolosibile sunt colectate şi prelucrate. În tabelul 1.1 sunt prezentate

natura şi provenienţa unor metale, dar şi impurităţile ce pot apărea în cadrul acestora.

Proporţia acestor impurităţi este destul de mare şi extragerea totală din materiale

refolosibile practic nu este posibilă, iar după o anumită limită, devine anevoioasă şi

costisitoare. De aceea, în funcţie de natura şi provenienţa reziduurilor industriale, dar şi de

sursa de colectare, materialele refolosibile din aluminiu şi aliaje de aluminiu, pe care se

poate conta că pot fi obţinute prin colectare şi prelucrare din cantitatea totală de aluminiu,

care la rândul lui este utilizat la fabricarea unor produse, care au cu aproximaţie

următoarele proporţii;

-70-75% pentru mijloacele de transport rutier, naval şi aerian, instalaţii de apă, şine,

obiecte de uz casnic;

-60-65% în cazul produselor (pieselor) folosite în industria construcţiilor de maşini,

industria minieră, mecanică fină, industria optică, vagoane, indicatoare rutiere, articole

sportive, jucării, articole de voiaj, de muzică;

-85% din cablurile electrice şi materialele electrotehnice, aparatură chimică şi din produse

pentru industria alimentară şi agroindustrială;

-70% din aluminiul utilizat în construcţii;

-90% în cazul ambalajelor confecţionate din aluminiu.O bună parte din aluminiu, care nu este inclusă în proporţiile de mai sus, se regăseşte în

praful care apare în toate secţiile de prelucrare a reziduurilor de aluminiu sau a aliajelor de

aluminiu, în scopul valorificării acestora, astfel:

-la arderea uleiului de pe aşchii(până la 150 mg praf/m3, gaze);

- la prelucrarea zgurilor –măcinare, desprăfuire (sub 150mg praf/m3);



-la topire, în funcţie de cuptoare, apare praf de la 100-2000 mg praf/3 (la cuptoarele de

inducţie cu frecvenţă joasă şi cuptoarele cu creuzet practic nu se degajă praf).

Pentru separarea prafului din gazele rezultate de la cuptoare se folosesc instalaţii de

separare (separatoare umede, filtre, sac şi filtre electronice), care reuşesc să reţină praful

ce conţine aluminiu cu un randament de:

-90% in cazul separatoarelor umede;-98,5% cu separatoarele umede;

-99% în cazul filtrelor cu sac.

Pentru ca operaţia de colectare a materialelor refolosibile din aluminiu să aibă rezultatele

cele mai bune,atât cantitativ cât şi calitativ, cu minimum de efort, este bine să se facă la

locul unde acestea rezultă, dar şi pe categorii de sorturi, mărime şi compoziţie.

Tabelul 1.1.

Impurităţile prezente în materialele refolosibile din aluminiu şi aliajele de aluminiu.

Materiale refolosibile din aluminiu ImpurităţiReziduuri de forje şi de tablă Oţel şi metale greleCapete de bară şi reziduuri provenite

din ştanţare

Unelte mici de oţel,materiale plastice,

unsori Aşchii provenite din strunjire şi găurire

etc.

Aşchii de oţel sau fontă, unelte mici

Praf rezultat de la şlefuire Praf abraziv de la polizoare

Reziduuri de sârmă şi de cabluri Inimi de oţel, materiale de izolaţie,plumb

Vase de menaj Mânere din alte metale, materiale

plasticeFolii Vopsele,hârtie,staniu,materiale plasticeTuburi şi capsule pentru sticle Pb,Zn plută, materiale plasticeReziduuri din aviaţie(avioane) Oţel,diferite metale,

cabluri,cauciuc,vopsele,plasticReziduuri din tablă Oţel şi alte metale, vopsele,materiale

plasticeReziduuri de la turnătorie Oţel,fontă,diferite metale şi aliaje,

vopseleScoarţă,zgură, cenuşi Oxizi, nisip,oţel

În funcţie de material, pentru producerea de aluminiu secundar se utilizează diverse

agregate de topire. Pentru aceasta partea de metal a deşeurilor, geometria deşeurilor,



frecvenţa modificării aliajelor (adică modificarea compoziţiei deşeurilor) şi modul de

utilizare al cuptorului, determină alegerea procedurii optime de topire. Pentru deşeurile

sărace în oxizi sau impurităţi organice, agregatul de topire adecvat este cuptorul cu vatră,

fără adaus de sare. Deşeurile din bucăţi mari se topesc în cuptoare cu creuzet sau cu

două camere. Prin inundarea deşeului cu metale lichide se reduce oxidarea aluminiului.

De aceea, în cuptoarele cu vatră poate fi topit cu o extragere ridicată chiar şi şpan.La un procent ridicat de oxizi în deşeu, dar şi la o modificare frecventă a aliajului, cel mai

bun agregat de topire este cuptorul cu tambur rotativ. Aici se face distincţie între

cuptoarele cu tambur rotativ fixe şi cele basculante. Se topeşte sub o zgură de sare.

Stratul de sare eliberează oxizii, prelucrând impurităţile. Prin adausul redus de sare, în

cuptorul cu tambur rotativ basculant se economiseşte energie şi zgură de sare. Pentru

rentabilitate, la topire este determinantă în principal extracţia de metal. Aluminiul prezintă

o afinitate ridicată faţă de oxigen şi de aceea formează repede oxizi, care se scot ca

zgură. Pentru a menţine această pierdere la un nivel cât mai scăzut posibil, trebuie

minimizaţi următorii parametri:

-conţinutul de oxigen din atmosfera cuptorului

-temperatura aluminiului lichid

-durata de menţinere în cuptor la temperaturi ridicate a topiturii

-impurităţile din deşeuri

Primii trei factori sunt influenţaţi de alegerea sistemului de ardere şi de control al

procesului.

Combustia oxi-gaz, versus combustia aer-gaz; avantaje:

Oxigenul înlocuieşte total sau parţial azotul din aer

-Eliminarea balastului constituit de azot

-Flacără mai fierbinte

-Combustie mai rapidă şi eficientă

-Consum redus de combustibil

-Volum redus de gaze evacuate. Având în vedere afinitatea aluminiului faţă de oxigen, utilizarea oxigenului pur în

combustia oxi-gaz, necesită instalaţii de reglare foarte precisă a debitelor, aceasta pentru

a menţine stoechiometria arderilor la un raport précis, dar şi pentru a nu lăsa în cuptor o

cantitate de oxigen mai mare decât este nevoie,deoarece, în acest caz, cantitatea de oxizi

de aluminiu va creşte.



Arzătoarele cu oxigen se utilizează şi la cuptoarele cu vatră (Reverberatory France). La

acest tip de cuptor s-a dovedit avantajoasă o flacără plată, adaptată geometriei cuptorului.

Deosebit de importantă în acest caz, este alegerea poziţiei arzătorului şi a gazelor

reziduale, precum şi reglarea automată a arzătorului. Cu ajutorul unei modelări informatice

pot fi calculaţi, în prealabil, parametri optimi pentru convertirea unui cuptor pe arzătoare cu

oxigen.Impulsul scăzut al flăcării acestor arzătoare protejează atât plafonul cât şi suprafaţa băii la

supraîncălzire. În plus, flacăra se deplasează prin adăugarea ţintită de oxigen. Unghiul flăcării

şi ciclul de mişcare sunt reglabile exact. Tabelul 1 prezintă o comparaţie a datelor unor

cuptoare cu vatră de 40 tone, unul cu un arzător cu aer, iar altul cu arzător cu oxigen cu

impuls ridicat, şi altul cu arzător cu oxigen cu impuls scăzut (arzător LTOF). Deşeurile utilizate

sunt în acest caz încărcate parţial cu lac şi plastic. Arderea necontrolată a hidrocarburilor a

dus în trecut la temperaturi în creştere foarte accentuată ale gazelor reziduale, astfel încât

arzătoarele trebuie oprite temporar. Odată cu redotarea instalaţiilor de arzătoare a fost

modificat şi ghidajul pentru gazele reziduale. Gazele de semicarbonizare rezultate reglează

acum flăcările arzătorului, prin intermediul preselectării unui program putând avea loc o

încălzire suplimentară. Prin controlul temperaturilor gazelor reziduale şi ale bolţii ,randamentul

arzătoarelor se adaptează automat, astfel încât nu intervine nici o supraîncălzire a topiturii

sau a căptuşelii.

Deseuri de Aluminiu

Documents

Transcript of Deseuri de Aluminiu