二次熔煉對鋁廢料需求更大

□編譯/蘇鴻英

二次熔煉對鋁廢料需求更大

Secondary Smelting of the Aluminum Requires More Aluminum Scraps

□編譯/蘇鴻英

當前國際有色金屬市場期盼中國來主導全球供求關系，美國已出現種種跡象表明：肥料供應可能會影響到二次熔煉金屬的生產。特別是再生金屬供應鏈出現萎縮，首先是受到價格波動、資源本身的稀缺性等因素影響，迫使一些企業不得不減少供應基地并壓縮供應量；另一方面，也受到對中國出口的增長以及美國國內零售速度和工業廢料增長速度同時下滑的影響。

許多再生鋁生產商希望美國需求會從2009年的低點有所反彈，而事實上他們面臨的困境是：一方面原材料供應不足，另一方面，需求不斷增長。原鋁的供應仍然不足，盡管LME庫存處于歷史高位，這些跡象足以威脅到再生鋁的生產成本。特別是考慮到LME庫存收窄，可能會導致再生廢料資源供應鏈的斷裂，這將使再生金屬企業遭遇更進一步的生存困境，有些生產商逐漸意識到應從加工冶煉技術層面來降低成本。

全球鋁廢料需求增加

盡管當前鋁的需求略顯不足，但長期來看鋁需求仍在快速增長。按照國際知名礦業和金屬研究機構Brook Hunt的說法，2010年全球對鋁的需求達到4 000萬噸，并以11%的速度逐年遞增。隨著美國鋁企業生產的擴張，未來10年，北美將成為全球鋁需求中增長較慢的一個區域，這就對美國的廢料供應廠商造成壓力。有事實表明，從美國出口到中國的有色金屬廢料是中國再生鋁產量增長的原料基礎。

中國處在城市化和工業化的重要時期，建筑工業和汽車工業的發展拉動著鋁的需求。中國鋁業公司表示，2011年中國鋁需求將增長約20%，達到1 700萬噸。同時，按照中國有色金屬工業協會資深專家的說法，2011年中國原鋁產量將達1 750萬噸，略有過剩。中國作為鋁半加工材的凈出口國，還會創造出一個長期趨勢，正如大家所看到的，中國正在努力擴大其鋁供應鏈，以期達到供需上的平衡。

北京安泰科信息發展公司認為：原材料供應緊張已成為制約中國再生鋁發展的一個重要因素，從長期來看，這將推進中國再生鋁產能的增加。短期內中國再生鋁生產將更依賴于進口鋁廢料，而進口鋁廢料似乎永遠也趕不上國內需求增長的速度，到2015年預計中國每年需要接近400萬噸鋁廢料。表1是有關機構對中國鋁廢料消費預測情況。

表1 2010～2015年中國鋁廢料消費預測 單位：千噸

美國鋁廢料供應情況

除了出口鋁廢料數量增長外，影響美國鋁廢料供應還有其他因素，如廢飲料罐回收速度下降，美國新的加工能力缺乏，以及現在的回收率較高，這些因素都造成美國鋁廢料的供應總量減少。美國再生鋁工業協會表示，提高鋁廢料的加工技術，減少生產環節的浪費，對于管控未來鋁廢料的供應鏈非常重要。

美國再生鋁工業很大程度上依賴于鋁廢料的快速持續的供應鏈，鋁廢料加工廠通過改進勞動生產率和熔煉技術獲得成功，通過采用較高的輻射熱傳導速度來降低熔煉時間，提高通過量和采用旋轉爐（比靜態爐更加嚴格的熱控能力）來提高合格率，特別是那些污染的鋁廢料，它們更加便宜。然而許多鋁廢料采購商擔憂，一方面由鋁廢料出口不斷增加而導致的供應緊張，另一方面美國較低的國內回收率和生產速度，還有精細化生產對于鋁廢料的差異化要求。近年來對鋁廢料質量要求較高的再生鋁擠壓胚料生產企業不斷增加，這就變得很重要了。

值得一提的是，供應緊張的問題可能不僅僅來自于有色金屬廢料的回收行業，廢鋼鐵也同樣面臨這一問題。回收企業和加工企業的業務推動了更高的回收率，換句話說，就是回收廢料的能力逐漸增強，而沒有更多的廢料來持續供應。在這點上，有色金屬行業更為突出，因為鋼鐵產業的利潤空間已被逐漸收緊，許多鋼鐵廢料加工廠的利潤空間非常小，而期待從有色金屬廢料回收上獲取更多的利潤。

廢鋼鐵和金屬廢料回收加工企業希望采用各種形式的分離技術來彌補利潤萎縮的壓力，通過提高加工效率，使有色金屬加工廠在拆解過程中回收率的最大化，從而增加廢料銷售利潤，同時減少投資和縮短投資回報期限。因而，在鋁廢料的加工過程中，使用一些更先進的分離技術是一種趨勢。

分離技術

鋁的回收和再生利用始于20世紀40年代，當時還沒有采用先進的傳感器作為分揀基礎設備。在20世紀70、80年代由于自動化分離和分揀技術的開發，分離技術開始變得更加先進和完善，主要是以傳感器為基礎的分揀裝置得到開發。20世紀90年代，按鋁合金種類分揀的需求推進了用于顆粒自動分揀裝置的化學元素成分傳感器的開發。盡管由于近年來美國鋁工業的需求減少，這些輕金屬廢料分揀技術采用的很少，但這些技術開始被廣泛認可和接受。鋁所具有的易回收特質以及利益的驅動使得回收企業更加注重鋁廢料的合格率。市場的需求，又刺激了回收企業采用更為效的技術從鋁廢料中提取更多合格的有用資源。

當前，電子回收廠常采用的分離技術是渦電流分離裝置（Eddy Current Separator，簡稱ECS）。這一裝置也被認為是最成功的商業化運作。渦電流分離裝置誘發渦電流進入金屬顆粒，然后利用隨后產生的磁斥力在物理上把這些金屬顆粒與其他材料分離。這類裝置通常采用在運輸機皮帶下運行的一個帶磁性的自旋轉子，在物理上把這些金屬材料推離運輸機皮帶并進入收集區，與此同時，不需要的材料在皮帶運輸機端部一個料箱收集起來。渦流分離機系統一直被用來分離非金屬材料，對于在生產工藝中采用這種渦電流分離機系統的公司來講，這一系統具有靈活性，且能創造更大的價值。

有些廢料加工廠甚至采用幾個渦流與分離系統的生產線，每一個渦電流與分離系統較集中用來針對一種特定材料或規格的范圍。這一方法會獲得更好的保持力和回收率，但需要額外的前期投資。這種方法雖然前期投入昂貴，但卻能創造出相當可觀的生產效率，而且投資回報期被縮短了。由于渦電流分離裝置的普及，這些裝置可以匹配不同的規格的皮帶運輸機和分揀能力，允許拆解生產廠家選擇最合適他們特定需要的系統。

一個新型的和具有潛力的渦流電流分離裝置應用是法國MTB回收公司的Magpro。和大多數的渦電流分離系統不同，Magpro在一立式軸上運行，允許裝入包括汽車破碎料在內的規格為10mm的有色金屬，而大多數渦電流分離機系統是在皮帶運輸機地下的一個水平軸上運行，這一工藝的精度極高，而且它能達到15噸/小時的分揀效率。

現在有一個常用的渦電流分離機系統是專門分離不銹鋼的，這是一個以感應為基礎的系統改型，但是它僅僅利用感應來分辨材料，而不是分揀它們。隨后的分揀采用壓縮空氣噴嘴或機械攪拌棒，這表明了感應分揀裝置的性能。當這種感應分揀裝置也許對于獨立的鋁廢料市場來講不感興趣，這只是促進了對這一分揀技術的進一步開發，例如現在所用的能夠分辨鋼鐵、有色金屬和不銹鋼的另一種系統是MSS金屬分揀裝置。在探測深線材以及各種形狀顆粒和殘留金屬方面，這一系統已經展示出來比渦電流分離裝置更優越的性能，并且能提高金屬的回收率。

在過去幾年里，光學分揀技術在金屬回收商中逐漸普及起來，在過去幾年里，這一技術用于塑料回收，可最近也在用于電子廢料。按照光學分揀裝置的定義，光學分揀可以采用各種技術如X光、色譜、近紅外線或光譜的任一部分。汽車拆解廠采用了安裝在運輸皮帶底下的一排電磁傳感器，當汽車破碎殘料從運輸機皮帶上面經過時，傳感器“看見”這些材料并發出信號來分離它們。

由于光學分揀裝置具有回收不銹鋼的能力，2000年光學分揀方法獲得初步普及，那時對于光學分揀裝置需求很高，但是隨著現有市場的轉移，這些系統主要用于避免有色金屬的損失和其他有價值的材料被填埋。如果要分揀的材料清潔，采用色譜進行金屬分離是可能的，例如紅色金屬如銅或黃銅可以和灰色金屬如鋁或鋅分離開來。最近Schnitzer Steel公司引入了新型Shreddervision公司的技術，在光學分揀技術上是一個突破。

紅外線照相機在紅外線或熱光譜范圍內運行，可以看到人的肉眼看不見的地方，如穿透煙霧、蒸汽和黑暗等。通過紅外線分揀，工人可以避免很多問題，過去這些問題會降低生產速度或停產，現在的這個設備還能強化運行的安全性，使下游的回收數量增多。X光分揀裝置特別適合于從重金屬中分揀出輕金屬，取代了沉降和浮選的分揀方法，但這種裝置不能用于快速移動的皮帶運輸機。顏色傳感器允許用于把涂層金屬和非金屬分離開來，解決了把非涂層金屬通過去涂層工藝的低效率。能夠分辨圖層金屬和非圖層金屬允許廢料加工省去一些廢料處理工序，從而提高了利潤邊際，特別是在緊張的市場狀況下。

由于對銅的需求增長，一些廢料加工工廠還積極尋找從破碎殘渣里辨識和回收絕緣銅線的新方法。例如把近紅外線光學分揀和金屬感應探測結合在一起來檢測、回收材料，然后除去絕緣材料，把銅造粒再次出售，這也許是未來銅線回收的應用方法。

重要的是要在這些新型的分揀技術里，每一種技術都具有正面特征之時，沒有明確指出哪一項技術是最佳的方案。因此最成功的分揀系統是根據自身的特點，選擇一個或者幾個系統的組合來實現有價值金屬的可能最佳回收量。當廢料被回收，并由不同的上游加工廠再生冶煉之時，廢料的價值就被迅速提升，這是毫無疑問的。這對于廢料加工廠來講，為他們提供了經濟上的利潤。同樣廢料收集商和拆解廠也可以采用這些技術與上游企業實現一體化，從而提高利潤。

結語

現在鋁價格明顯疲軟之外，受到中國需求的驅動，鋁未來的增長是可以預期的。全球鋁工業似乎正在加緊原鋁和再生鋁生產以適應這一形勢。當工業發動機提高效率和廢料的高價格也被接受之時，回收行業也將逐漸走向一個微利的時代。工藝技術進步的主要方向仍然是為了創造更多的商業價值。另外有跡象表明，回收商會把更大的精力放到有色金屬的回收上。

所有的廢料加工和任何其他生意一樣，總是尋找改善他們底線的方法。特別是分揀技術上的改進已經展示出在這些方面的期望，提高了加工廠的工作效率，減少了成本，為下游企業創造了更大的利潤空間。當這些技術進一步發展之時，它們將在一定程度上緩解因廢料出口及資源稀缺而引起的供需矛盾。