□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(dāng)前國際有色金屬市場期盼中國來主導(dǎo)全球供求關(guān)系，美國已出現(xiàn)種種跡象表明：肥料供應(yīng)可能會影響到二次熔煉金屬的生產(chǎn)。特別是再生金屬供應(yīng)鏈出現(xiàn)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(yè)不得不減少供應(yīng)基地并壓縮供應(yīng)量；另一方面，也受到對中國出口的增長以及美國國內(nèi)零售速度和工業(yè)廢料增長速度同時下滑的影響。

許多再生鋁生產(chǎn)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(yīng)不足，另一方面，需求不斷增長。原鋁的供應(yīng)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(chǎn)成本。特別是考慮到LME庫存收窄，可能會導(dǎo)致再生廢料資源供應(yīng)鏈的斷裂，這將使再生金屬企業(yè)遭遇更進一步的生存困境，有些生產(chǎn)商逐漸意識到應(yīng)從加工冶煉技術(shù)層面來降低成本。

全球鋁廢料需求增加

盡管當(dāng)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(yè)和金屬研究機構(gòu)Brook Hunt的說法，2010年全球?qū)︿X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(yè)生產(chǎn)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(qū)域，這就對美國的廢料供應(yīng)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(chǎn)量增長的原料基礎(chǔ)。

中國處在城市化和工業(yè)化的重要時期，建筑工業(yè)和汽車工業(yè)的發(fā)展拉動著鋁的需求。中國鋁業(yè)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(yè)協(xié)會資深專家的說法，2011年中國原鋁產(chǎn)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(chuàng)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(yīng)鏈，以期達到供需上的平衡。

北京安泰科信息發(fā)展公司認(rèn)為：原材料供應(yīng)緊張已成為制約中國再生鋁發(fā)展的一個重要因素，從長期來看，這將推進中國再生鋁產(chǎn)能的增加。短期內(nèi)中國再生鋁生產(chǎn)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(nèi)需求增長的速度，到2015年預(yù)計中國每年需要接近400萬噸鋁廢料。表1是有關(guān)機構(gòu)對中國鋁廢料消費預(yù)測情況。

表1 2010～2015年中國鋁廢料消費預(yù)測 單位：千噸

美國鋁廢料供應(yīng)情況

除了出口鋁廢料數(shù)量增長外，影響美國鋁廢料供應(yīng)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(xiàn)在的回收率較高，這些因素都造成美國鋁廢料的供應(yīng)總量減少。美國再生鋁工業(yè)協(xié)會表示，提高鋁廢料的加工技術(shù)，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的浪費，對于管控未來鋁廢料的供應(yīng)鏈非常重要。

美國再生鋁工業(yè)很大程度上依賴于鋁廢料的快速持續(xù)的供應(yīng)鏈，鋁廢料加工廠通過改進勞動生產(chǎn)率和熔煉技術(shù)獲得成功，通過采用較高的輻射熱傳導(dǎo)速度來降低熔煉時間，提高通過量和采用旋轉(zhuǎn)爐（比靜態(tài)爐更加嚴(yán)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(dān)憂，一方面由鋁廢料出口不斷增加而導(dǎo)致的供應(yīng)緊張，另一方面美國較低的國內(nèi)回收率和生產(chǎn)速度，還有精細(xì)化生產(chǎn)對于鋁廢料的差異化要求。近年來對鋁廢料質(zhì)量要求較高的再生鋁擠壓胚料生產(chǎn)企業(yè)不斷增加，這就變得很重要了。

值得一提的是，供應(yīng)緊張的問題可能不僅僅來自于有色金屬廢料的回收行業(yè)，廢鋼鐵也同樣面臨這一問題?；厥掌髽I(yè)和加工企業(yè)的業(yè)務(wù)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(xù)供應(yīng)。在這點上，有色金屬行業(yè)更為突出，因為鋼鐵產(chǎn)業(yè)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(yè)希望采用各種形式的分離技術(shù)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(shù)是一種趨勢。

分離技術(shù)

鋁的回收和再生利用始于20世紀(jì)40年代，當(dāng)時還沒有采用先進的傳感器作為分揀基礎(chǔ)設(shè)備。在20世紀(jì)70、80年代由于自動化分離和分揀技術(shù)的開發(fā)，分離技術(shù)開始變得更加先進和完善，主要是以傳感器為基礎(chǔ)的分揀裝置得到開發(fā)。20世紀(jì)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(xué)元素成分傳感器的開發(fā)。盡管由于近年來美國鋁工業(yè)的需求減少，這些輕金屬廢料分揀技術(shù)采用的很少，但這些技術(shù)開始被廣泛認(rèn)可和接受。鋁所具有的易回收特質(zhì)以及利益的驅(qū)動使得回收企業(yè)更加注重鋁廢料的合格率。市場的需求，又刺激了回收企業(yè)采用更為效的技術(shù)從鋁廢料中提取更多合格的有用資源。

當(dāng)前，電子回收廠常采用的分離技術(shù)是渦電流分離裝置（Eddy Current Separator，簡稱ECS）。這一裝置也被認(rèn)為是最成功的商業(yè)化運作。渦電流分離裝置誘發(fā)渦電流進入金屬顆粒，然后利用隨后產(chǎn)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(zhuǎn)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(qū)，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(tǒng)一直被用來分離非金屬材料，對于在生產(chǎn)工藝中采用這種渦電流分離機系統(tǒng)的公司來講，這一系統(tǒng)具有靈活性，且能創(chuàng)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(tǒng)的生產(chǎn)線，每一個渦電流與分離系統(tǒng)較集中用來針對一種特定材料或規(guī)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(chuàng)造出相當(dāng)可觀的生產(chǎn)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(guī)格的皮帶運輸機和分揀能力，允許拆解生產(chǎn)廠家選擇最合適他們特定需要的系統(tǒng)。

一個新型的和具有潛力的渦流電流分離裝置應(yīng)用是法國MTB回收公司的Magpro。和大多數(shù)的渦電流分離系統(tǒng)不同，Magpro在一立式軸上運行，允許裝入包括汽車破碎料在內(nèi)的規(guī)格為10mm的有色金屬，而大多數(shù)渦電流分離機系統(tǒng)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(xiàn)在有一個常用的渦電流分離機系統(tǒng)是專門分離不銹鋼的，這是一個以感應(yīng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)改型，但是它僅僅利用感應(yīng)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(yīng)分揀裝置的性能。當(dāng)這種感應(yīng)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(shù)的進一步開發(fā)，例如現(xiàn)在所用的能夠分辨鋼鐵、有色金屬和不銹鋼的另一種系統(tǒng)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(tǒng)已經(jīng)展示出來比渦電流分離裝置更優(yōu)越的性能，并且能提高金屬的回收率。

在過去幾年里，光學(xué)分揀技術(shù)在金屬回收商中逐漸普及起來，在過去幾年里，這一技術(shù)用于塑料回收，可最近也在用于電子廢料。按照光學(xué)分揀裝置的定義，光學(xué)分揀可以采用各種技術(shù)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(dāng)汽車破碎殘料從運輸機皮帶上面經(jīng)過時，傳感器“看見”這些材料并發(fā)出信號來分離它們。

由于光學(xué)分揀裝置具有回收不銹鋼的能力，2000年光學(xué)分揀方法獲得初步普及，那時對于光學(xué)分揀裝置需求很高，但是隨著現(xiàn)有市場的轉(zhuǎn)移，這些系統(tǒng)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(shù)，在光學(xué)分揀技術(shù)上是一個突破。

紅外線照相機在紅外線或熱光譜范圍內(nèi)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(chǎn)速度或停產(chǎn)，現(xiàn)在的這個設(shè)備還能強化運行的安全性，使下游的回收數(shù)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(xué)分揀和金屬感應(yīng)探測結(jié)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(yīng)用方法。

重要的是要在這些新型的分揀技術(shù)里，每一種技術(shù)都具有正面特征之時，沒有明確指出哪一項技術(shù)是最佳的方案。因此最成功的分揀系統(tǒng)是根據(jù)自身的特點，選擇一個或者幾個系統(tǒng)的組合來實現(xiàn)有價值金屬的可能最佳回收量。當(dāng)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(jīng)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(shù)與上游企業(yè)實現(xiàn)一體化，從而提高利潤。

結(jié)語

現(xiàn)在鋁價格明顯疲軟之外，受到中國需求的驅(qū)動，鋁未來的增長是可以預(yù)期的。全球鋁工業(yè)似乎正在加緊原鋁和再生鋁生產(chǎn)以適應(yīng)這一形勢。當(dāng)工業(yè)發(fā)動機提高效率和廢料的高價格也被接受之時，回收行業(yè)也將逐漸走向一個微利的時代。工藝技術(shù)進步的主要方向仍然是為了創(chuàng)造更多的商業(yè)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(shù)上的改進已經(jīng)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(yè)創(chuàng)造了更大的利潤空間。當(dāng)這些技術(shù)進一步發(fā)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。