[发明专利]压力破碎法分离废铝材料的方法

说明书

本发明公开了压力破碎法分离废铝材料的方法，包括步骤：(1)预处理，采用固体润滑剂喷洒在相对转动设置且具有间隙的两个压辊表面；(2)往两个压辊之间加入铸造铝合金与变形铝合金的混合材料，对混合材料进行压力处理；(3)经压力处理的物料进入倾斜设置的振动筛的上端，小块物料到振动筛下方被收集，大块物料经振动筛下端出料；(4)振动筛下端出料进入倾斜设置的滚筒内，物料从滚筒上端进入，破碎的小块物料经滚筒外壁的筛孔进入滚筒外部的保护罩内，滚筒与保护罩之间具有间隙以使滚筒相对于保护罩转动，然后从保护罩排出被收集，未被破碎的大块物料移动至滚筒下端被收集。本发明提供的方法，可分离铸造铝和变形铝材料，提高废铝材料的利用率。

技术领域

本发明属于材料分离技术领域，具体涉及用于压力破碎法分离废铝材料的方法。

背景技术

废旧铝合金材料中主要包含可变形铝合金与铸造型铝合金两大类，另外还包含有少量的钢铁、铜等。变形铝合金要求有很好的塑性，其特点是塑性好，在成分设计方面，其合金含量也不是太高，一般不超过5％，只有特殊状态下使用时才添加5-10％的合金含量，如航空铝合金，有的甚至10％以上[2]。铸造铝合金中的合金元素如Si、Fe等含量较高，其主要目标是保证材料的流动性；铸造铝合金中存在较多的铸造缺陷，如夹杂物、气孔、组织偏析等，体现出脆性特征，而且其强度一般要比变形铝合金要稍微低些[3]。因此，将变形铝合金与铸造铝合金分离开来，分别由于生产不同类型的高性能铝合金，具有非常重要的意义。主要体现在：(1)有利于实现再生铝合金成分调整。首先，铸造铝合金中用量最大的是Al-Si合金，而Si元素在变形铝合金中是作为有害元素的，只有6XXX系合金中加入少量的Si元素与Mg元素形成Mg2Si强化相，因此利用含有较多铸造铝合金的废铝原料来生产变形铝合金是需要去除大量的Si元素，而从铝合金中去除化学活性较差的Si元素难度很大，所以，这也是目前为什么废铝再生无法获得良好变形铝合金产品的重要原因。(2)有利于节约合金材料。目前废铝再生的重要产品是铝合金轮毂，目前轮毂用的材料一般是A356铝合金，其硅含量在7％左右，个别要求采用A380合金，其硅含量在8.5％左右；如果采用含有较多铸造铝合金的废铝原料来生产的话，由于原料本身含有一定的硅、镁、铜等合金，其中间合金的加入量会明显降低，将会明显降低生产成本。

因此，在废铝再生工艺过程中，如果能将废铝原料中不同种类的材料进行有效的分门别类，以不同类别的废铝原料来制备相应的产品，对于提高废铝再生产品质量和性能、降低生产成本等具有重要的意义；同时，利用废铝再生生产高性能的高附加值产品也成为可能。

废铝再生工艺的主要问题在于其原料种类和使用环境的多样性以及回收渠道的多元性，原料中常常混杂有一定数量的非铝零部件，混杂程度较高的废铝原料成为废铝再生工艺发展的主要障碍，因此世界上各国都在加强原料控制与技术创新技术以提高废铝再生的生产效能。其中，废铝原料回收体系不断完善，实现不同类型废铝原料的分类回收和仓储。美国三大汽车公司都有专门的汽车回收试验研究中心，对汽车上的各种材料回收都有成果和专利问世；而德国奔驰汽车公司已使其金属回收率达到95％。其次，加强废铝原料预处理技术的开发与应用，实现不同掺杂非铝材料的分离以及不同种类铝合金的分类使用，提升了再生铝产品的质量。

目前已经投入工程应用的包括磁选、浮选、重力分选、成分扫描技术等。(1)磁选法是应用最为广泛的从废铝中分离废钢铁等磁性材料的方法，其原理为：利用钢铁材料与铝合金的磁性差异，在受到磁场作用以后将破碎原料的钢铁材料吸附而从废铝原料中分离出来。(2)涡流分离技术或静电法，是利用废铝原料中不同金属间的电导率和密度不同，将废铝原料在交变磁场中或静电分选设备中，不同材料受到不同的电磁感应力，而被平抛的轨迹也不同，从而达到将它们进行分离的效果。(3)重力分选或抛物分选法，都是利用废铝原料中不同种类原料的比重差异，或在介质中不同物料的沉降速度不同而形成分层，或在高速运转的传送带上将不同密度的材料抛出至不同的落点，使密度差异较大的材料与铝合金材料实现分离。(4)熔化法。对以机械结合形式构成的铝钢或铝铜类组合零部件，可以在专用的熔化炉中加热，使铝熔化后扒出废钢铁或其它高熔点材料。