Il processo di riciclaggio dei rifiuti di alluminio prevede generalmente i seguenti quattro processi fondamentali.
(1) La preparazione dei rottami di alluminio inizia con la classificazione primaria dei rottami di alluminio, che vengono impilati per grado, come alluminio puro, leghe di alluminio deformate, leghe di alluminio colato e materiali misti. Per i prodotti di scarto di alluminio, è necessario eseguire lo smontaggio per rimuovere l'acciaio e altre parti di metalli non-ferrosi collegati al materiale di alluminio, seguito da processi quali pulizia, frantumazione, separazione magnetica ed essiccazione per produrre rottami di alluminio. Le vecchie parti in alluminio leggere, sciolte e friabili, come i bracci di bloccaggio delle automobili, i manicotti degli ingranaggi della velocità e i trucioli di alluminio, devono essere compattate in balle utilizzando una pressa idraulica per metalli. Per il filo intrecciato in alluminio con anima in acciaio-, l'anima in acciaio deve essere prima separata, quindi il filo in alluminio deve essere avvolto in rotoli.
Le impurità di ferro sono molto dannose per la fusione dei rifiuti di alluminio. Quando il contenuto di ferro è troppo elevato, può formare fragili cristalli metallici nell'alluminio, riducendone così le proprietà meccaniche e indebolendone la resistenza alla corrosione. Il contenuto di ferro dovrebbe generalmente essere controllato al di sotto dell'1,2%. Il piombo di scarto con un contenuto di ferro superiore all'1,5% può essere utilizzato come disossidante nell'industria siderurgica, mentre le leghe di alluminio disponibili in commercio raramente utilizzano alluminio di scarto con un alto contenuto di ferro per la fusione. Attualmente non esiste un metodo efficace nell’industria dell’alluminio in grado di rimuovere in modo soddisfacente il ferro in eccesso dai rifiuti di alluminio, in particolare il ferro che esiste sotto forma di acciaio inossidabile.
I rifiuti di alluminio spesso contengono impurità organiche non-metalliche come vernice, olio, plastica e gomma. Prima della fusione in forno, questi devono essere rimossi. Per i rifiuti di alluminio di tipo filo-, è generalmente possibile utilizzare metodi quali la molatura meccanica, la pelatura a taglio, la pelatura termica e la pelatura chimica per rimuovere l'isolamento. Attualmente, le aziende nazionali utilizzano comunemente l'ablazione ad alta-temperatura per rimuovere gli isolanti, che generano una grande quantità di gas nocivi e inquinano gravemente l'aria. Se viene utilizzata una combinazione di cottura a bassa-temperatura e pelatura meccanica, l'isolamento può essere ammorbidito con il calore per ridurre la resistenza meccanica e quindi rimosso meccanicamente, ottenendo la purificazione e consentendo il recupero dei materiali isolanti. I rivestimenti, le macchie di olio e altri contaminanti sulle superfici degli utensili in alluminio di scarto possono essere puliti con solventi organici come l'acetone. Se non possono essere rimossi, è necessario utilizzare un forno per sverniciatura. La temperatura massima del forno di sverniciatura non deve superare i 566 gradi; purché il materiale di scarto rimanga nel forno per un tempo sufficiente, gli oli e i rivestimenti in genere possono essere completamente rimossi.
Per la carta di foglio di alluminio, è difficile separare efficacemente lo strato di foglio di alluminio dallo strato di fibra di carta utilizzando normali apparecchiature per la produzione di pasta di carta da macero. Un metodo di separazione efficace consiste nel posizionare innanzitutto il foglio di carta di alluminio in una soluzione acquosa, riscaldarlo e pressurizzarlo, quindi scaricarlo rapidamente in un ambiente a bassa-pressione per ridurre la pressione, seguito da agitazione meccanica. Questo metodo di separazione consente non solo il recupero della pasta fibrosa ma anche il recupero del foglio di alluminio.
La liquefazione e la separazione dei rottami di alluminio rappresentano la futura direzione di sviluppo per il riciclaggio dell'alluminio metallico. Combina il pretrattamento dei materiali di scarto di alluminio con la rifusione, che non solo accorcia il flusso del processo ma riduce anche al minimo l'inquinamento atmosferico, migliorando significativamente il tasso di recupero del metallo puro.
Il dispositivo è dotato di un filtro che consente il passaggio delle particelle di gas. Nello strato di liquefazione, l'alluminio precipita sul fondo e le sostanze organiche come la vernice attaccata all'alluminio di scarto si decompongono in gas, catrame e carbonio solido a temperature superiori a 450 gradi, che vengono poi completamente bruciati nel dispositivo di ossidazione all'interno del separatore. I rifiuti vengono agitati da un tamburo rotante, miscelati con il solvente nella camera, e le impurità come sabbia e ghiaia vengono separate nella zona di separazione sabbia e ghiaia, mentre la soluzione disciolta trasportata dai rifiuti viene restituita alla camera di liquefazione attraverso la coclea di recupero.
(2) Le materie prime vengono selezionate e calcolate in base alla preparazione e alle condizioni di qualità dei rottami di alluminio, secondo i requisiti tecnici dei prodotti riciclati. La formulazione dovrebbe tenere conto del grado di ossidazione e perdita per combustione dei metalli, con il silicio e il magnesio che subiscono maggiori perdite per ossidazione e combustione rispetto ad altri elementi di lega. Il tasso di perdita per combustione dei vari elementi di lega dovrebbe essere determinato sperimentalmente in anticipo. Le specifiche fisiche e la pulizia della superficie dei rottami di alluminio influenzeranno direttamente la qualità dei prodotti riciclati e la resa del metallo. I rottami di alluminio scarsamente sgrassati possono far sì che fino al 20% dei componenti efficaci entrino nelle scorie.
(3) Le leghe di alluminio di scarto che possono essere trasformate in leghe di alluminio deformate comprendono le leghe 3003, 3105, 3004, 3005, 5050, tra le quali la principale è la lega 3105. Per garantire che la composizione chimica dei materiali in lega soddisfi i requisiti tecnici e le esigenze della lavorazione a pressione, potrebbe essere necessario aggiungere una certa quantità di lingotti di alluminio primario.
(4) Solo una piccola parte dei rottami di lega di alluminio viene riciclata in leghe di alluminio deformate; circa 1/4 viene riciclato come disossidanti per la produzione dell'acciaio e la maggior parte viene utilizzata nella fusione di leghe di alluminio riciclate. Le leghe di alluminio pressofuso-come A380 e ADC10, ampiamente utilizzate negli Stati Uniti e in Giappone, vengono essenzialmente riciclate da rottami di alluminio.
Nel processo di riciclaggio dell'alluminio di scarto, la fusione e il trattamento dell'alluminio riciclato sono un processo chiave per garantire la qualità metallurgica dell'alluminio riciclato. La modifica e l'affinamento dell'alluminio fuso possono non solo cambiare la morfologia del silicio nelle leghe di alluminio-silicio, purificando l'alluminio fuso, ma anche migliorare significativamente le proprietà delle leghe di alluminio. Attualmente, il raffinamento e la purificazione dell'alluminio fuso utilizzano spesso cloruri e fluoruri come NaCl, NaF, KCl e Na3AlF6 e alcuni trattamenti utilizzano C12 o C2C16.
