Nhôm là kim loại tiêu chuẩn được sử dụng cho cả mục đích công nghiệp và phi công nghiệp. Nhôm phế liệu có sẵn trong nhiều hình dạng và lớp khác nhau. Loại nhôm được chọn phụ thuộc vào ứng dụng. Ứng dụng sẽ xếp hạng các đặc điểm của từng loại nhôm được phân loại, điều này sẽ giúp thu hẹp danh sách các loại phù hợp.
Khi chọn một lớp nhôm, sau đây là các yếu tố cần thiết được xem xét:
Khả năng định dạng hoặc khả thi
Độ bền
Gia công
Chống ăn mòn
Xử lý nhiệt
Sức mạnh
Các ứng dụng sử dụng của phế liệu nhôm điển hình
Nhôm có khả năng chống ăn mòn và gần như không cần bảo trì. So với các kim loại khác, nó có tỷ lệ trọng lượng so với trọng lượng không thể so sánh và nặng khoảng 1/3 so với sắt, thép, đồng hoặc đồng thau. Tấm nhôm có tính dẫn nhiệt tốt hơn bất kỳ kim loại phổ biến nào khác và cung cấp điện tương tự cho các sản phẩm đồng.
Vì Nhôm là kim loại không độc hại, nó có thể được sử dụng trong máy móc để chế biến thực phẩm. Nó không cháy (không cháy) và có tính chất phản chiếu, làm cho nó thích hợp cho việc lắp đặt ánh sáng. Một số sử dụng cuối bao gồm vận chuyển, bao bì thực phẩm, đồ đạc, ứng dụng điện, thiết kế, thiết kế, máy móc và thiết bị cho tất cả các loại nhôm.
Nhôm 1100
Lớp này là nhôm tinh khiết thương mại. Vật liệu này mềm và dễ uốn và có khả năng làm việc tuyệt vời, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng hình thành cứng. Nó có thể được hàn bằng bất kỳ phương pháp nào, nhưng nó không thể được xử lý nhiệt. Nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực chế biến hóa chất và thực phẩm.
Bạn có thể tìm thấy Nhà cung cấp Nhôm 1100 bằng Nền tảng Khám phá Nhà cung cấp của Thomas.
Nhôm 2011
Điểm nổi bật của lớp này là độ bền cơ học cao và kỹ năng gia công xuất sắc. Nó thường được gọi là Hợp kim gia công tự do (FMA), một lựa chọn tuyệt vời cho các dự án máy tiện tự động. Gia công tốc độ cao của lớp này sẽ tạo ra các chip tốt, dễ dàng loại bỏ. Alloy 2011 là một lựa chọn tuyệt vời để sản xuất các bộ phận phức tạp và chi tiết.
Bạn có thể tìm thấy Nhà cung cấp Nhôm 2011 bằng cách sử dụng Nền tảng Khám phá Nhà cung cấp của Thomas.
Nhôm 2014
Một hợp kim dựa trên đồng khả năng gia công tuyệt vời và độ bền cao. Do tính kháng của nó, hợp kim này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng cấu trúc trong không gian vũ trụ.
Nhôm 2024
Một trong những hợp kim nhôm được sử dụng thường xuyên nhất có độ bền cao. Nó thường được sử dụng khi cần có tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tuyệt vời với hỗn hợp cường độ cao và khả năng chống mỏi vượt trội. Lớp này có thể được gia công với độ hoàn thiện cao, và nếu cần thiết, nó có thể được hình thành với xử lý nhiệt tiếp theo trong điều kiện ủ. Khả năng chống ăn mòn của lớp này là tương đối thấp. Khi đây là một vấn đề, năm 2024 thường được sử dụng trong lớp hoàn thiện anot hóa hoặc ở dạng phủ (lớp bề mặt nhôm có độ tinh khiết cao mỏng) được gọi là Alclad.
Nhôm 3003
Đây là sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các hợp kim nhôm. Nhôm tinh khiết thương mại có thêm mangan (mạnh hơn 20% so với loại 1100) để tăng sức mạnh của nó. Nó có khả năng chống ăn mòn và khả năng làm việc tuyệt vời. Lớp này có thể được vẽ sâu hoặc kéo, hàn, hoặc hàn.
Bạn có thể tìm thấy Nhà cung cấp Nhôm 3003 bằng Nền tảng Khám phá Nhà cung cấp của Thomas.
Nhôm 5052
Đây là hợp kim có độ bền cao nhất trong số các loại không chịu nhiệt. Khả năng chống mỏi của nó tốt hơn hầu hết các loại nhôm. Hợp kim 5052 có khả năng chống ăn mòn không khí biển tốt của nước mặn và khả năng làm việc tuyệt vời. Nó có thể được vẽ hoặc hình thành dễ dàng thành các hình thức phức tạp.
Nhôm 6061
Đây là linh hoạt nhất trong số các hợp kim nhôm có thể xử lý nhiệt trong khi vẫn duy trì hầu hết các đặc tính nhôm tuyệt vời. Lớp này có một loạt các tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Nó có thể được sản xuất bằng các phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, và nó có khả năng làm việc tuyệt vời trong điều kiện ủ. Nó được hàn với tất cả các kỹ thuật và có thể được hàn bằng lò.
Nhôm 6063
Thường được gọi là một hợp kim kiến trúc. Nó có đặc tính chịu kéo tương đối cao, tính năng hoàn thiện vượt trội và khả năng chống ăn mòn cao. Thường được phát hiện trong nhiều ứng dụng kiến trúc và cắt tỉa trong nội thất và ngoại thất. Nó rất thích hợp cho các ứng dụng anodized. Các hình thức của ống và góc thường có góc vuông trong lớp này.
Nhôm 7075
Đây là một trong những hợp kim nhôm có độ bền cao nhất hiện có. Nó có một tỷ lệ trọng lượng-sức mạnh tuyệt vời và lý tưởng cho các phần căng thẳng cao. Trong điều kiện ủ, lớp này có thể được hình thành và xử lý nhiệt nếu cần thiết. Nó cũng có thể được hàn hoặc flash (không khuyến khích cho hồ quang và khí).
Tổng quan tái chế phế liệu nhôm
Thực tế từ năm 1900 người ta đã bắt đầu công việc tái chế nhôm nhằm tạo ra sản phẩm mới. Tuy nhiên thời kì đầu hoạt động này luôn diễn ra với quy mô nhỏ. Chỉ đến năm 1960, với việc bùng nổ sản xuất của lon nước giải khát làm bằng nhôm thì việc tái chế nhôm mới có sự phát triển đáng kể.
Tái chế nhôm là quá trình mà nhôm phế liệu có thể được tái sử dụng thông qua việc sản xuất thành sản phẩm mới. Quy trình tái chế nhôm bao gồm việc tái nóng chảy các kim loại, quá trình này tiết kiệm chi phí và năng lượng hơn so với việc tạo ra sản phẩm nhôm mới bằng phương pháp điện phân oxit nhôm (Al2O3), đòi hỏi phải khai thác từ quặng bauxite và sau đó tinh chế bằng cách sử dụng quy trình Bayer. Việc tái chế nhôm sẽ góp phần giảm thiểu việc sử dụng khoáng sản nhôm giúp tiết kiệm tài nguyên rất lớn.
Việc tái chế nhôm phế liệu chỉ tiêu tốn 5% năng lượng sử dụng để sản xuất nhôm mới. Vì lý do này, hầu hết các loại nhôm thành phẩm được sản xuất từ việc tái chế nhôm phế liệu. Lon nước giải khát là ứng dụng được sử dụng nhiều nhất trong tái chế nhôm, và hầu hết các sản phẩm được sản xuất từ phế liệu nhôm đều được sử dụng trở lại cũng là lon nhôm.
Ngành công nghiệp nhôm là ngành sản xuất sử dụng nhiều điện năng và yêu cầu vốn đầu tư khá lớn. Chi phí đầu nhà máy điện phân kim loại nhôm trung bình cần khoảng 4500 – 5000 USD/tấn công suất, còn tiêu hao điện năng cho sản xuất 1 tấn nhôm điện phân tốn khoảng 13.000 – 14.000 USD/kWh/tấn công suất.
Lợi ích của việc tái chế nhôm phế liệu đối với con người và môi trường
Việc tái chế nhôm phế liệu thường tiết kiệm đáng kể chi phí sản xuất so với sản xuất nhôm mới, bao gồm cả chi phí thu mua phế liệu nhôm, phân loại và tái chế. Về lâu dài, việc tiết kiệm kinh phí có thể thực hiện thông qua việc tái chế nhôm do giảm chi phí vốn đầu tư liên quan đến việc xây dựng các bãi chôn lấp, nhập khẩu nhôm nguyên liệu…
Giúp tiết kiệm được những chi phí trong quá trình sản xuất sản phẩm. Đặc biệt là hạn chế ô nhiễm môi trường. Giúp giảm thải những chất độc xả vào môi trường tự nhiên, trong đó có hiệu ứng nhà kính, ngoài ra việc tái chế nhôm phế liệu còn giúp giảm 80 triệu tấn khí gây hiệu ứng nhà kính/ mỗi năm, tương đương việc phát thải của 15 triệu chiếc xe ô tô.
Nguồn phế liệu nhôm được thải ra chủ yếu từ các nguồn như: máy bay, ô tô, máy tính, dụng cụ gia dụng, xe đạp, tàu thuyền và nhiều sản phẩm khác. Quá trình nhôm tái chế không chuyển hóa các nguyên tố khác nên nhôm có thể được tái chế tối đa và được tái sử dụng để sản xuất ra bất kỳ sản phẩm nào với chất lượng không thua kém gì vật liệu tạo ra từ nhôm mới.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nhôm
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nhôm là là quặng boxit.
Quy trình tái chế nhôm phế liệu tại lò nấu nhôm phế liệu
Bước 1: Nhôm phế liệu được thu thập từ những cơ sở thu mua phế liệu và cả nước về nhà máy tái chế phế liệu nhôm.
Bước 2: Sau khi nhập hàng phế liệu nhôm về xong tất cả các loại nhôm phế liệu sẽ được đem đi phân loại theo và được cắt thành những mảnh nhỏ có kích thước khác nhau để có thể giảm bớt thể tích và dễ dàng cho việc phân loại tái chế.
Bước 3: Tiến hành làm sạch những mảnh nhôm phế liệu này có thể bằng phương pháp hóa học hoặc cơ học.
Bước 4: Các khối nhôm sau khi được phân loại và làm sạch, sẽ được cho vào lò nung với nhiệt độ khoảng 750 độ C để nấu thành nhôm nóng chảy.
Bước 5: Tiến hành loại bỏ đi cặn bã và tạp chất. Sau đó cho nhôm chảy vào khuôn để tạo ra sản phẩm mới theo nhu cầu sử dụng.
Nhiều năm nay, tại mỗi đơn vị, quy trình tái chế và vận hành máy móc có thể khác nhau, nhưng về cơ bản thì tái chế nhôm cần trải qua các bước cơ bản trên đây theo sơ đồ sau:
Quy trình tái chế lon giải khát.
Bước1: Lon nhôm trước tiên được phân loại từ rác thải đô thị, thường là thông qua phân tách dòng xoáy, và cắt thành mảnh nhỏ có kích thước bằng nhau để giảm bớt thể tích và làm cho nó dễ dàng hơn cho các máy phân loại.
Bước2: Mảnh nhôm được làm sạch hóa học/cơ học và bị nén chặt thành khối để giảm thiểu thiệt hại do quá trình oxy hóa khi nấu nóng chảy bởi vì các bề mặt nhôm dễ bị oxy hóa trở lại thành aluminum oxide khi tiếp xúc với oxy.
Bước3: Khối nhôm được nạp vào lò, nung nóng đến 750°C ± 100°C để tạo ra nhôm nóng chảy.
Bước4: Cặn bã, tạp chất được loại bỏ và cả hydro sinh ra cũng được loại bỏ bằng việc khử khí. (Nhôm nóng chảy có thể dễ dàng tách hydro từ hơi nước và chất gây ô nhiễm hydrocarbon). Quá trình này thường được thực hiện bằng khí clo và nitơ. Hexachloroethane là hóa chất thông thường được sử dụng cung cấp nguồn clo. Amoni perchlorate cũng có thể được sử dụng, vì nó phân hủy chủ yếu thành clo, nitơ và oxy khi bị nung nóng.
Bước5: Các mẫu được lấy để phân tích quang phổ nhằm xác định thành phần nguyên tố. Tùy vào yêu cầu sản phẩm cuối cùng mong muốn, nhôm tinh khiết cao, đồng, kẽm, mangan, silic, magiê được thêm vào để thay đổi thành phần nhằm thay đổi các đặc điểm kỹ thuật của hợp kim. Năm hợp kim nhôm đứng đầu được sản xuất là 6061, 7075, 1100, 6063 và 2024.
Bước6: Lò được khởi động, nhôm nóng chảy đổ ra. Quá trình này được lặp lại một lần nữa cho các đợt tiếp theo. Tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng, nhôm nóng chảy có thể được đúc thành thỏi, phôi, thanh, hình thành tấm lớn cho quá trình cán, phun thành bột, được chuyển đến một máy đùn hoặc vận chuyển trong trạng thái nóng chảy đến các cơ sở sản xuất để chế biến tiếp.
Lon đồ uống làm bằng nhôm thường được tái chế bằng phương pháp trên theo sơ đồ sau đây:
Tỷ lệ tái chế nhôm phế liệu hiện nay trên thế giới.
Tại Brazil tái chế 98,2% sản lượng nhôm lon của nó, tương đương với 14,7 tỷ lon nước giải khát mỗi năm, xếp hạng đầu tiên trên thế giới, nhiều hơn của Nhật Bản tỷ lệ thu hồi đạt 82,5%. Brazil đã đứng đầu trên bảng xếp hạng lon nhôm tái chế tám năm liên tiếp gần đây.
Hiện nay chưa có con số chính thức về lượng nhôm được tái chế tại Việt Nam. Tuy nhiên, theo một số thống kê sơ bộ, ở các làng nghề có đến 95,2% lượng phế thải kim loại được sử dụng để tái chế, mang lại tổng số 700.000 tấn sản phẩm/ mỗi năm.
Tái sử dụng xỉ nhôm. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nhôm
Xỉ nhôm thải ra từ quá trình sản xuất nhôm ban đầu và từ các hoạt động tái chế vẫn còn hữu ích được dùng trong một số ứng dụng công nghiệp. Quá trình sản xuất ra phôi nhôm, cùng với một loại vật liệu phế liệu chất thải rất phức tạp. Chất thải này rất khó để quản lý vì nó phản ứng với nước, giải phóng ra một hỗn hợp khí (bao gồm acetylene, hydrogen và amoniac) có khả năng bốc cháy khi tiếp xúc trực tiếp với không khí. Mặc dù có những khó khăn nhưng các chất thải này đã từng được sử dụng như một chất độn dùng trong nhựa đường và bê tông. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nhôm là nhôm phế liệu.
Việc tái sử dụng xỉ nhôm cũng giúp bình ổn giá thu mua phế liệu nhôm trên thị trường.
Triển vọng của việc tái chế nhôm ở Việt Nam
Ai cùng biết nhôm là kim loại phổ biến được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và người ta cũng chưa tìm được kim loại nào để thay thế nhôm mặc dù các quy trình sản xuất nhôm hiện nay gây nhiều tác động xấu đến môi trường, đời sống những cư dân bản địa đặc biệt tại những vùng gần mỏ quặng bô-xít.
Nhưng những tác động tiêu cực đó có thể được hạn chế rất nhiều thông qua việc tái chế nhôm, bên cạnh thói quen tiêu dùng có trách nhiệm của người sử dụng vật liệu nhôm. Tại sao chúng ta phải lãng phí nhôm phế liệu và chỉ chú trọng vào khai thác quặng mới trong khi nhôm được tái chế không hề bị giảm chất lượng? và giá thành còn thấp hơn nữa.
Trong khi ngành công nghiệp khai thác khoáng nhôm đòi hỏi tính chuyên môn, chi phí và kỹ thuật của lực lượng lao động cao. Ngành tái chế nhôm phế liệu hiện đang là sinh kế của rất nhiều công nhân tại các đô thị lớn. Bên cạnh đó, một số làng nghề cũng đã và đang phát triển hơn nhờ tham gia vào tái chế phế liệu nhôm. Kim loại Nhôm chắc chắn nằm trong danh sách kim loại được ưu tiên thu gom và tái chế.
Vì 1 tương lai không cạn kiệt tài nguyên, vì cuộc sống khấm khá hơn của những công nhân nghèo trong các khu tái chế. Vì bảo vệ môi trường và giảm thiểu khai thác khoáng sản để tiết kiệm tài nguyên cho quốc giá.