二次熔炼对铝废料需求更大

□编译/苏鸿英

二次熔炼对铝废料需求更大

Secondary Smelting of the Aluminum Requires More Aluminum Scraps

□编译/苏鸿英

当前国际有色金属市场期盼中国来主导全球供求关系，美国已出现种种迹象表明：肥料供应可能会影响到二次熔炼金属的生产。特别是再生金属供应链出现萎缩，首先是受到价格波动、资源本身的稀缺性等因素影响，迫使一些企业不得不减少供应基地并压缩供应量；另一方面，也受到对中国出口的增长以及美国国内零售速度和工业废料增长速度同时下滑的影响。

许多再生铝生产商希望美国需求会从2009年的低点有所反弹，而事实上他们面临的困境是：一方面原材料供应不足，另一方面，需求不断增长。原铝的供应仍然不足，尽管LME库存处于历史高位，这些迹象足以威胁到再生铝的生产成本。特别是考虑到LME库存收窄，可能会导致再生废料资源供应链的断裂，这将使再生金属企业遭遇更进一步的生存困境，有些生产商逐渐意识到应从加工冶炼技术层面来降低成本。

全球铝废料需求增加

尽管当前铝的需求略显不足，但长期来看铝需求仍在快速增长。按照国际知名矿业和金属研究机构Brook Hunt的说法，2010年全球对铝的需求达到4 000万吨，并以11%的速度逐年递增。随着美国铝企业生产的扩张，未来10年，北美将成为全球铝需求中增长较慢的一个区域，这就对美国的废料供应厂商造成压力。有事实表明，从美国出口到中国的有色金属废料是中国再生铝产量增长的原料基础。

中国处在城市化和工业化的重要时期，建筑工业和汽车工业的发展拉动着铝的需求。中国铝业公司表示，2011年中国铝需求将增长约20%，达到1 700万吨。同时，按照中国有色金属工业协会资深专家的说法，2011年中国原铝产量将达1 750万吨，略有过剩。中国作为铝半加工材的净出口国，还会创造出一个长期趋势，正如大家所看到的，中国正在努力扩大其铝供应链，以期达到供需上的平衡。

北京安泰科信息发展公司认为：原材料供应紧张已成为制约中国再生铝发展的一个重要因素，从长期来看，这将推进中国再生铝产能的增加。短期内中国再生铝生产将更依赖于进口铝废料，而进口铝废料似乎永远也赶不上国内需求增长的速度，到2015年预计中国每年需要接近400万吨铝废料。表1是有关机构对中国铝废料消费预测情况。

表1 2010～2015年中国铝废料消费预测 单位：千吨

美国铝废料供应情况

除了出口铝废料数量增长外，影响美国铝废料供应还有其他因素，如废饮料罐回收速度下降，美国新的加工能力缺乏，以及现在的回收率较高，这些因素都造成美国铝废料的供应总量减少。美国再生铝工业协会表示，提高铝废料的加工技术，减少生产环节的浪费，对于管控未来铝废料的供应链非常重要。

美国再生铝工业很大程度上依赖于铝废料的快速持续的供应链，铝废料加工厂通过改进劳动生产率和熔炼技术获得成功，通过采用较高的辐射热传导速度来降低熔炼时间，提高通过量和采用旋转炉（比静态炉更加严格的热控能力）来提高合格率，特别是那些污染的铝废料，它们更加便宜。然而许多铝废料采购商担忧，一方面由铝废料出口不断增加而导致的供应紧张，另一方面美国较低的国内回收率和生产速度，还有精细化生产对于铝废料的差异化要求。近年来对铝废料质量要求较高的再生铝挤压胚料生产企业不断增加，这就变得很重要了。

值得一提的是，供应紧张的问题可能不仅仅来自于有色金属废料的回收行业，废钢铁也同样面临这一问题。回收企业和加工企业的业务推动了更高的回收率，换句话说，就是回收废料的能力逐渐增强，而没有更多的废料来持续供应。在这点上，有色金属行业更为突出，因为钢铁产业的利润空间已被逐渐收紧，许多钢铁废料加工厂的利润空间非常小，而期待从有色金属废料回收上获取更多的利润。

废钢铁和金属废料回收加工企业希望采用各种形式的分离技术来弥补利润萎缩的压力，通过提高加工效率，使有色金属加工厂在拆解过程中回收率的最大化，从而增加废料销售利润，同时减少投资和缩短投资回报期限。因而，在铝废料的加工过程中，使用一些更先进的分离技术是一种趋势。

分离技术

铝的回收和再生利用始于20世纪40年代，当时还没有采用先进的传感器作为分拣基础设备。在20世纪70、80年代由于自动化分离和分拣技术的开发，分离技术开始变得更加先进和完善，主要是以传感器为基础的分拣装置得到开发。20世纪90年代，按铝合金种类分拣的需求推进了用于颗粒自动分拣装置的化学元素成分传感器的开发。尽管由于近年来美国铝工业的需求减少，这些轻金属废料分拣技术采用的很少，但这些技术开始被广泛认可和接受。铝所具有的易回收特质以及利益的驱动使得回收企业更加注重铝废料的合格率。市场的需求，又刺激了回收企业采用更为效的技术从铝废料中提取更多合格的有用资源。

当前，电子回收厂常采用的分离技术是涡电流分离装置（Eddy Current Separator，简称ECS）。这一装置也被认为是最成功的商业化运作。涡电流分离装置诱发涡电流进入金属颗粒，然后利用随后产生的磁斥力在物理上把这些金属颗粒与其他材料分离。这类装置通常采用在运输机皮带下运行的一个带磁性的自旋转子，在物理上把这些金属材料推离运输机皮带并进入收集区，与此同时，不需要的材料在皮带运输机端部一个料箱收集起来。涡流分离机系统一直被用来分离非金属材料，对于在生产工艺中采用这种涡电流分离机系统的公司来讲，这一系统具有灵活性，且能创造更大的价值。

有些废料加工厂甚至采用几个涡流与分离系统的生产线，每一个涡电流与分离系统较集中用来针对一种特定材料或规格的范围。这一方法会获得更好的保持力和回收率，但需要额外的前期投资。这种方法虽然前期投入昂贵，但却能创造出相当可观的生产效率，而且投资回报期被缩短了。由于涡电流分离装置的普及，这些装置可以匹配不同的规格的皮带运输机和分拣能力，允许拆解生产厂家选择最合适他们特定需要的系统。

一个新型的和具有潜力的涡流电流分离装置应用是法国MTB回收公司的Magpro。和大多数的涡电流分离系统不同，Magpro在一立式轴上运行，允许装入包括汽车破碎料在内的规格为10mm的有色金属，而大多数涡电流分离机系统是在皮带运输机地下的一个水平轴上运行，这一工艺的精度极高，而且它能达到15吨/小时的分拣效率。

现在有一个常用的涡电流分离机系统是专门分离不锈钢的，这是一个以感应为基础的系统改型，但是它仅仅利用感应来分辨材料，而不是分拣它们。随后的分拣采用压缩空气喷嘴或机械搅拌棒，这表明了感应分拣装置的性能。当这种感应分拣装置也许对于独立的铝废料市场来讲不感兴趣，这只是促进了对这一分拣技术的进一步开发，例如现在所用的能够分辨钢铁、有色金属和不锈钢的另一种系统是MSS金属分拣装置。在探测深线材以及各种形状颗粒和残留金属方面，这一系统已经展示出来比涡电流分离装置更优越的性能，并且能提高金属的回收率。

在过去几年里，光学分拣技术在金属回收商中逐渐普及起来，在过去几年里，这一技术用于塑料回收，可最近也在用于电子废料。按照光学分拣装置的定义，光学分拣可以采用各种技术如X光、色谱、近红外线或光谱的任一部分。汽车拆解厂采用了安装在运输皮带底下的一排电磁传感器，当汽车破碎残料从运输机皮带上面经过时，传感器“看见”这些材料并发出信号来分离它们。

由于光学分拣装置具有回收不锈钢的能力，2000年光学分拣方法获得初步普及，那时对于光学分拣装置需求很高，但是随着现有市场的转移，这些系统主要用于避免有色金属的损失和其他有价值的材料被填埋。如果要分拣的材料清洁，采用色谱进行金属分离是可能的，例如红色金属如铜或黄铜可以和灰色金属如铝或锌分离开来。最近Schnitzer Steel公司引入了新型Shreddervision公司的技术，在光学分拣技术上是一个突破。

红外线照相机在红外线或热光谱范围内运行，可以看到人的肉眼看不见的地方，如穿透烟雾、蒸汽和黑暗等。通过红外线分拣，工人可以避免很多问题，过去这些问题会降低生产速度或停产，现在的这个设备还能强化运行的安全性，使下游的回收数量增多。X光分拣装置特别适合于从重金属中分拣出轻金属，取代了沉降和浮选的分拣方法，但这种装置不能用于快速移动的皮带运输机。颜色传感器允许用于把涂层金属和非金属分离开来，解决了把非涂层金属通过去涂层工艺的低效率。能够分辨图层金属和非图层金属允许废料加工省去一些废料处理工序，从而提高了利润边际，特别是在紧张的市场状况下。

由于对铜的需求增长，一些废料加工工厂还积极寻找从破碎残渣里辨识和回收绝缘铜线的新方法。例如把近红外线光学分拣和金属感应探测结合在一起来检测、回收材料，然后除去绝缘材料，把铜造粒再次出售，这也许是未来铜线回收的应用方法。

重要的是要在这些新型的分拣技术里，每一种技术都具有正面特征之时，没有明确指出哪一项技术是最佳的方案。因此最成功的分拣系统是根据自身的特点，选择一个或者几个系统的组合来实现有价值金属的可能最佳回收量。当废料被回收，并由不同的上游加工厂再生冶炼之时，废料的价值就被迅速提升，这是毫无疑问的。这对于废料加工厂来讲，为他们提供了经济上的利润。同样废料收集商和拆解厂也可以采用这些技术与上游企业实现一体化，从而提高利润。

结语

现在铝价格明显疲软之外，受到中国需求的驱动，铝未来的增长是可以预期的。全球铝工业似乎正在加紧原铝和再生铝生产以适应这一形势。当工业发动机提高效率和废料的高价格也被接受之时，回收行业也将逐渐走向一个微利的时代。工艺技术进步的主要方向仍然是为了创造更多的商业价值。另外有迹象表明，回收商会把更大的精力放到有色金属的回收上。

所有的废料加工和任何其他生意一样，总是寻找改善他们底线的方法。特别是分拣技术上的改进已经展示出在这些方面的期望，提高了加工厂的工作效率，减少了成本，为下游企业创造了更大的利润空间。当这些技术进一步发展之时，它们将在一定程度上缓解因废料出口及资源稀缺而引起的供需矛盾。