中國(guó)鋁加工亟待補(bǔ)上廢罐優(yōu)化循環(huán)短板

    非洲

    非洲僅有兩個(gè)鋁板帶軋制廠,一個(gè)在埃及,另一個(gè)是南非休內(nèi)特鋁業(yè)公司(Hulamin),位于馬得馬里茨堡(Pictermaritzburg),是南非唯一的鋁加工廠,平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)能力250kt/a,還有一個(gè)鋁擠壓廠,有15MN-38MN的擠壓機(jī)5臺(tái).2014年公司投資2600萬(wàn)美元建了一個(gè)廢舊鋁易拉罐回收熔鑄車間,有1臺(tái)赫特威奇公司(Hertwich)的Ecomelt PS-250型雙室煉爐,生產(chǎn)能力80kt/a,可熔煉含10%左右的有機(jī)雜質(zhì)的廢鋁,它們產(chǎn)生的氣體可回收燃燒用以預(yù)熱廢鋁.該爐的能耗約為600kWh/t,產(chǎn)量可達(dá)250t/d,已于2015年7月投產(chǎn).生產(chǎn)的再生3104合金錠供本公司軋制罐料帶材.

    亞洲

    韓國(guó)榮州回收再生中心

    榮州回收再生中心不但是韓國(guó)也是亞洲最大的廢舊易拉罐回收再生中心,是諾貝麗斯一大韓鋁業(yè)公司的獨(dú)資企業(yè).諾貝麗斯鋁業(yè)公司是全球最大的平軋鋁產(chǎn)品與罐料的生產(chǎn)者,諾貝麗斯一大韓鋁業(yè)公司平軋鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)能力超過(guò)1000kt/a,居亞洲之冠,它的2400mm四輥不可逆式戴維冷軋機(jī)的實(shí)際產(chǎn)量達(dá)165kt/a,是全球效率最高的冷軋機(jī)之一.榮州回收再生中心2012年10月投產(chǎn),生產(chǎn)能力265kt/a.

    日本

    日本在資源循環(huán)利用方面是世界上做得最好的國(guó)家之一,做到了物盡其用.日本廢舊鋁罐的回收與再生利用多集中在平軋鋁產(chǎn)品廠如神戶鋼鐵公司的真岡軋制廠、日本聯(lián)合鋁業(yè)公司(UACJ)的福井軋制廠、日本輕金屬公司的名古屋軋制廠.2015年日本廢舊易拉罐的回收率達(dá)93%,是世界上5個(gè)回收率>90%(中國(guó)、巴西、芬蘭、瑞典、日本)的國(guó)家之一.

    據(jù)日本鋁罐回收協(xié)會(huì)(JACRA,Japan Aluminum Can Recycling Association)公司的數(shù)據(jù),2014年日本對(duì)鋁罐需求約20.16億只,同比增長(zhǎng)4%,首次超過(guò)20億只.日本國(guó)內(nèi)對(duì)鋁罐的需求19.37億只,比去年同期的上升4%,其中啤酒與啤酒飲料的需求10.13億只,同比下降1%,據(jù)估算,除啤酒以外,酒精類飲料對(duì)鋁罐需求同比增加5%達(dá)到2.38億只;另方面,非酒精飲料鋁罐的消費(fèi)同比上升12%,達(dá)到68.6億只,需求增長(zhǎng)主要原因是牛奶、咖啡等用鋁罐代替鋼罐的趨勢(shì)在不斷加強(qiáng).

    鋁罐回收協(xié)會(huì)稱,2015年日本鋁罐的消費(fèi)量可達(dá)27.17億只,同比增加7.6%,其中國(guó)內(nèi)的需求21億只,同比上升8.4%;非酒精飲料罐消費(fèi)增加24%至8.50億只;啤酒和啤酒飲料行業(yè)的需求預(yù)計(jì)低于10億只.

    據(jù)日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易部的數(shù)據(jù),由于需求增長(zhǎng)促進(jìn)咖啡包裝以鋁代鋼的發(fā)展,2014財(cái)政年度鋁飲料產(chǎn)量與發(fā)貨量分別上升2.3%和2.8%,達(dá)到354.4kt和322.9kt,其中罐身的產(chǎn)量與發(fā)貨量分別為266.2kt和253.1kt,罐蓋的分別為88.2kt和69.7kt.罐身質(zhì)量占總質(zhì)量的73%,罐蓋質(zhì)量占整個(gè)罐質(zhì)量的27%.當(dāng)今,日本鋁罐產(chǎn)量約360kt/a.

    海灣鋁軋制公司廢舊罐回收再生車間

    2015年3月海灣鋁軋制公司(Gulf Aluminium Rolling Mill,GARMCO)與海灣地區(qū)其他5個(gè)鋁業(yè)公司合作決定建設(shè)一個(gè)廢舊易拉罐回收再生項(xiàng)目,建在海灣鋁軋制公司內(nèi),利用該公司的熔煉鑄造設(shè)備,僅建一條分選和預(yù)處理生產(chǎn)線,采用當(dāng)今先進(jìn)的設(shè)備與工藝.再生3104合金扁錠生產(chǎn)能力120kt/a,直接供軋制廠生產(chǎn)罐料帶材.這是海灣地區(qū)唯一的廢舊鋁罐回收與再生中心.在沙礦-美鋁鋁業(yè)公司(Ma'aden Alcoa)未全部投產(chǎn)前,海灣鋁軋制公司是海灣地區(qū)最大的平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè).

    中國(guó)

    廣東肇慶市大正鋁業(yè)有限公司15kt/a廢鋁易拉罐綠色保級(jí)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目.該項(xiàng)目于2015年5月22日通過(guò)了中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開(kāi)的"廢鋁易拉罐綠色環(huán)保級(jí)再利用技術(shù)"科技成果評(píng)價(jià)會(huì)的鑒定,評(píng)價(jià)委員會(huì)一致認(rèn)為該科技成果整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,其中鋁回收率和節(jié)能指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先.該項(xiàng)目于2009年啟動(dòng),歷時(shí)6年,先后獲得國(guó)家支撐計(jì)劃、廣東省科技計(jì)劃等支持,由北京科技大學(xué)、中北大學(xué)和肇慶市大正鋁業(yè)有限公司完成.

    該項(xiàng)目以余熱煙氣為熱源,旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)隧道窯低氧脫漆法及裝備,有效抑制了二惡英的產(chǎn)生,碎鋁薄片無(wú)燒損,脫漆率95%以上;開(kāi)發(fā)了廢鋁易拉罐碎片蓄熱式雙室吸入式液下熔煉技術(shù)及裝備,鋁回收率97%以上,節(jié)能效果顯著;利用"煙氣二次燃燒-快冷-布袋除塵-脫硫脫硝-活性炭吸附"綜合環(huán)保技術(shù),消除了粉塵、二氧化硫和氮氧化合物等污染物的產(chǎn)生;以廢鋁易拉罐為主原料生產(chǎn)的3104合金的成分及性能可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和用戶的要求.

    目前,該成果已在大正鋁業(yè)有限公司實(shí)際了15kt/a廢鋁易拉罐綠色環(huán)保級(jí)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,新增產(chǎn)值3.3億元/a,利稅總額8900萬(wàn)元/a,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益顯著.為此,北京科技大學(xué)、中北大學(xué)、大正鋁業(yè)有限公司張深根等九人獲得了2015年度中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng).

    中國(guó)全鋁易拉罐生產(chǎn)始于1986年9月重慶長(zhǎng)江電工廠易拉罐生產(chǎn)線的生產(chǎn),至今已近30年.目前全國(guó)生產(chǎn)線約32條,生產(chǎn)能力400億只/a,蓋生產(chǎn)能力620億片/a,2015年產(chǎn)量290億只,罐身料用量400kt,罐蓋及拉環(huán)料用量165kt,中國(guó)已成為罐料(罐身、罐蓋、拉環(huán)料)產(chǎn)量≥400kt/a的世界6大國(guó)(美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)、巴西、日本)之一.

    中國(guó)的廢罐回收率是世界最高的,達(dá)99.5%以上,居回收率>85%的12大國(guó)之首,2014年回收率高的10國(guó)是:中國(guó)>99%,巴西98%,芬蘭98%,(比利時(shí)+盧森堡)97%,德國(guó)96%,挪威96%,日本93%,瑞士92%,瑞典92%,冰島90%,荷蘭86%.

    可是,非常遺憾的,中國(guó)雖是一個(gè)廢舊罐回收大國(guó),但是回收的廢罐并沒(méi)有得到最有效的循環(huán)利用,即沒(méi)有把它們?cè)偕蹮挸?104合金,軋制罐身帶材,而是另有它用或用于鑄件生產(chǎn).

    近幾年以來(lái),世界罐料產(chǎn)量≥100kt/a的軋制廠都爭(zhēng)先恐后地建設(shè)了為罐回收再生項(xiàng)目,大的不說(shuō),小的軋制廠如奧地利AMAG(奧地利有色金屬加工公司)、南非休內(nèi)特鋁業(yè)公司、海灣鋁軋制公司都建有廢罐再生熔煉車間,再生3104合金錠都分別大于100kt/a,諾貝麗斯鋁業(yè)公司2014年罐料產(chǎn)量達(dá)2800kt,約占世界總產(chǎn)量4300kt的65%,所屬的德國(guó)納希特斯特軋制廠回收再生中心3104合金錠生,產(chǎn)能力高達(dá)400kt/a.

    2013年諾貝麗斯鋁業(yè)在其生產(chǎn)的3104合金扁錠中,再生廢料含量占45%以上,公司規(guī)劃2020年生產(chǎn)的罐料的80%以上是用回收廢料生產(chǎn)的,在2014財(cái)政年度結(jié)束之際,生產(chǎn)的罐料帶材含46%的廢罐再生料,比2007年~2009年的上升16個(gè)百分點(diǎn),2015年可達(dá)到50%.

    制罐合金

    1、常規(guī)合金

    全鋁易拉罐在最后組裝時(shí)是由2個(gè)零件構(gòu)成的,即由罐身(can body)和罐蓋(can end)構(gòu)成,所以常常稱之為二片罐(two pieces can).它們是用了3種鋁合金制成的,罐身與罐底連成一體為3104合金,罐蓋為5182合金,拉環(huán)為5052合金.

    3104合金是一種鋁-錳-鎂合金,1978年問(wèn)世;5052合金與5182合金為鋁-鎂系合金,都是美國(guó)鋁業(yè)公司研發(fā)的,前者成型于上世紀(jì)20年代,后者于1967年在美國(guó)鋁業(yè)公司匹茲堡技術(shù)中心誕生,并在美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司注冊(cè).

    在廢罐料中拉環(huán)質(zhì)量小,在大規(guī)模生產(chǎn)中,拉環(huán)5052合金成分對(duì)3104合金的成分可不予考慮,現(xiàn)在需要計(jì)算的是蓋料帶來(lái)的鎂,若坩堝內(nèi)裝了100kg廢罐料,蓋料按35%計(jì)算,那么蓋料即為35kg,帶來(lái)多余的鎂0.9kg,可用添加重熔用鋁錠的方法來(lái)調(diào)整成分,可根據(jù)爐前成分分析結(jié)果來(lái)計(jì)算重熔用鋁錠添加量,通常添加量不會(huì)超過(guò)20%.若要廢罐料達(dá)90%則不是一件易事.

    2、下一代合金——單一合金與新型高廢料合金

    當(dāng)前,幾乎所有鋁易拉罐是用3種合金制造的,若能用一種合金制造,則對(duì)罐料生產(chǎn)企業(yè)與制罐者都會(huì)受益匪淺,是它們夢(mèng)寐以求的.自2010年以來(lái),諾貝麗斯鋁業(yè)公司就致力于這種合金的研發(fā),并于2014年推出一種名為"EvercanTM"的合金,其罐身料的廢罐含量高達(dá)90%.

    2015年紅野兔公司已用這種罐裝啤酒,酒的容量12OZ(盎司,1盎司=28.35g),不過(guò)這種單一合金成分尚未見(jiàn)報(bào)道,看來(lái)會(huì)與3104合金的差不多,因?yàn)橹挥羞@樣才能最大限度地利用現(xiàn)有的廢舊罐料,才能便于深拉罐身.

    2015年3月又研制一種牌號(hào)為evercycleTM的高廢料含量,它是由90%舊廢料(從社會(huì)上收購(gòu)的廢易拉罐)和10%新廢料(生產(chǎn)罐料與制罐、蓋產(chǎn)生的工藝廢料)熔煉而成的.evercycleTM是一個(gè)地地道道的全循環(huán)(evercycle)合合.

    再生鋁在資源、能源、環(huán)保方面有著十分明顯的效益,大力發(fā)展廢鋁再生利用是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑,特別是廢舊易拉罐的回收效益更加顯著,它是循環(huán)周期最短的鋁產(chǎn)品,短則40天,長(zhǎng)的也不超過(guò)3個(gè)月,一年可循環(huán)9次至4次,多么高的資源利用效益,沒(méi)有一種合金有這么高的效益.

    1t廢鋁回收再生利用后,CO2排放量將由15400kg降至702kg,再生鋁的能耗僅占原鋁提取能耗的4.86%(通常按5%計(jì)算),溫室氣體排放量?jī)H占4.2%,并可基本實(shí)現(xiàn)廢水零排放.

    中國(guó)宜盡快建廢舊鋁易拉罐回收處理再生廠

    前面介紹了全球廢舊鋁易拉罐回收、預(yù)處理與再生熔煉鑄造概況,截至2015年年底,除大洋洲外,其他各洲的13個(gè)國(guó)家共建有26條生產(chǎn)線,再生3104合金扁錠生產(chǎn)能力約3186kt/a.可生產(chǎn)3104合金再生扁錠的工廠有20個(gè),其中最大的德國(guó)納希特斯軋制廠生產(chǎn)能力400Kt/a,其次是美國(guó)威斯合金公司的Element13回收廠,270kt/a,全廠再生鋁合金總生產(chǎn)能力430kt/a,可是中國(guó)僅有一個(gè)小得可憐的項(xiàng)目——大正鋁業(yè)有限公司的廢鋁易拉罐綠色環(huán)保級(jí)利用技術(shù)生產(chǎn)線,生產(chǎn)能力15kt/a,從規(guī)模來(lái)看,該項(xiàng)目實(shí)際上僅相當(dāng)于一條中試生產(chǎn)線.

    中國(guó)搞了30年的易拉罐生產(chǎn),罐料帶材的研發(fā)與生產(chǎn)也有22年的歷史,廢舊易拉罐回收率高居世界榜首;罐身帶材產(chǎn)量365kt、罐蓋帶材產(chǎn)量(2015年)195kt,是世界產(chǎn)量前四國(guó),僅次于美國(guó)、德國(guó)與韓國(guó).

    可是自2010年以來(lái),國(guó)外再生3104合金項(xiàng)目建設(shè)熱火朝天,而國(guó)內(nèi)的建設(shè)卻冷冷清清,至今未建成一個(gè)生產(chǎn)能力達(dá)100kt/a上規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,不知為何?是廢舊罐原料不足嗎?顯然不是的,自2000年以來(lái)中國(guó)廢舊罐的回收量都超過(guò)350kt/a,而建一個(gè)再生3104合金扁錠的廠只要約85kt/a廢罐與約20kt/a重熔用鋁錠;是沒(méi)有技術(shù)嗎?沒(méi)有裝備嗎?顯然也站不住腳,當(dāng)然,我們沒(méi)有成套自主研發(fā)的從回收-破碎-脫漆-熔煉到鑄造的達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)與工藝裝備,但可以引進(jìn),價(jià)格也不貴,也不是什么高精尖技術(shù),人家會(huì)賣(mài)給你,建一個(gè)再生3104合金扁錠項(xiàng)目投資3億元足矣.

    關(guān)鍵還在于我們對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要性認(rèn)識(shí)不足,對(duì)資源的珍惜認(rèn)識(shí)不足,在體制與機(jī)制方面對(duì)資源再生產(chǎn)缺乏應(yīng)用的激勵(lì).

    沒(méi)把廢舊鋁罐再生成3104合金是浪費(fèi)

    現(xiàn)在是中國(guó)鋁罐料生產(chǎn)企業(yè)建廢舊罐再生項(xiàng)目的最佳時(shí)機(jī),"雙創(chuàng)"已成為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主題曲.我們可以讓火箭升空,將人送上太空,GDP雄居全球第二,居然沒(méi)有一條廢舊鋁罐回收再生產(chǎn)線,讓我們這些退休的搞了幾十年鋁材生產(chǎn)的老一輩自慚心愧.

    將廢金屬通過(guò)再生處理復(fù)原成原生合金是一種最高價(jià)值的循環(huán),可是我們現(xiàn)在卻把回收的50多萬(wàn)噸廢鋁罐料全部用于生產(chǎn)鑄件,沒(méi)有再制成3104合金,不是一種最佳的循環(huán)經(jīng)濟(jì),沒(méi)有把廢料的潛在價(jià)值充分發(fā)揮,對(duì)資源多少是一種浪費(fèi).

    宜盡快建設(shè)再生3104合金扁錠生產(chǎn)線

    當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了由中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造的跨越和轉(zhuǎn)型階段,供給側(cè)改革即將進(jìn)入實(shí)施階段,工作重點(diǎn)是去產(chǎn)能、去庫(kù)存、去杠桿、降成本、補(bǔ)短板.

    建設(shè)再生3104合金扁錠項(xiàng)目既是在補(bǔ)短板,有屬于降成本,因此應(yīng)借供給側(cè)改革東風(fēng)建設(shè)廢舊鋁易拉罐回收再生項(xiàng)目,以補(bǔ)這塊短板,鋁工業(yè)的短板還不少,但是這塊短板是最大的,也是較易實(shí)現(xiàn)的,宜盡快補(bǔ)上.

    廢舊鋁易拉罐再生3104合金項(xiàng)目應(yīng)建在罐身帶材生產(chǎn)廠,現(xiàn)在國(guó)外19個(gè)這樣的項(xiàng)目都建在3104合金罐身帶材軋制廠內(nèi).因?yàn)檫@樣可以按軋制廠要求精準(zhǔn)控制合金成分、鑄錠規(guī)格,迅速生產(chǎn)軋制廠所需要的錠,可縮短錠的運(yùn)輸時(shí)間與路程,單獨(dú)建這種項(xiàng)目或建在別的企業(yè)內(nèi)都是不可取的.

    發(fā)展再生鋁工業(yè)利國(guó)利民惠及后代

    再生鋁產(chǎn)業(yè)在資源、能源、環(huán)境等方面的綜合效益十分明顯,但現(xiàn)在之所以還沒(méi)有建成一個(gè)有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目,投資者可能擔(dān)心:廢舊易拉罐不易回收,再生成本較高無(wú)利可圖,技術(shù)裝備不過(guò)關(guān)等等,為此建議對(duì)再生鋁產(chǎn)業(yè)應(yīng)給予扶持和鼓勵(lì),政府應(yīng)該進(jìn)行政策引導(dǎo),同時(shí)提供環(huán)保、稅收方面的支持,例如對(duì)利用再生3104合金板帶材,減免稅收;企業(yè)與相關(guān)部門(mén)要重視再生鋁工業(yè),加大資金,技術(shù)投入,要把再生鋁工業(yè)的社會(huì)效益提高到應(yīng)有的高度;通過(guò)高速公路運(yùn)輸打包的廢舊鋁易拉罐方面給予減免過(guò)路費(fèi),以目前已形成的再生資源回收交易市場(chǎng)為基地,進(jìn)行合理規(guī)劃和布局,形成有效的回收、流通及利用網(wǎng)絡(luò)體制.回收再生廠宜向美國(guó)、德國(guó)的相應(yīng)企業(yè)學(xué)習(xí),派出專業(yè)回收車定期到各回收網(wǎng)點(diǎn)拉回收購(gòu)的廢料.

    中國(guó)可在環(huán)渤灣地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲與珠江三角洲地區(qū)的罐料生產(chǎn)廠建設(shè)這樣的廢罐再生3104合金項(xiàng)目,項(xiàng)目規(guī)模以80kt/a~100kt/a為宜;嚴(yán)格按照國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保法規(guī)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià),強(qiáng)化監(jiān)管,堅(jiān)決防止產(chǎn)生新污染.

    加強(qiáng)研發(fā)與合作,研發(fā)就是在創(chuàng)新

    現(xiàn)在國(guó)外在研發(fā)第二代制罐合金——單一合金,并初見(jiàn)成效,可是中國(guó)還沒(méi)有起步,對(duì)第一代制罐合金特性還有待更深入了解與探索,更談不上對(duì)單一合金的研制了.鋁軋制廠要進(jìn)一步建立與相關(guān)院所、大專院校的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,并積極與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有廢舊罐資源擁有者共同合作,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大資源渠道,增強(qiáng)雙方抗風(fēng)險(xiǎn)能力,做到共利雙贏.