發(fā)布日期：2018.05.13 | 點(diǎn)擊：7968次
文/王祝堂教授，中國鋁加工業(yè)資深專家
摘編自《中國有色金屬報》，原文標(biāo)題為“話說廢舊易拉鋁罐項(xiàng)目建設(shè)”
在鋁的循環(huán)經(jīng)濟(jì)中，廢舊鋁罐“再生-加工-制罐-裝罐-消費(fèi)”可形成一條永不消失的最優(yōu)化產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈，不但經(jīng)濟(jì)效益巨大，而且社會效益更為巨大，節(jié)能減排效果十分顯著。
廢罐保級再生與廢罐料含量中冷外熱
2017年全世界易拉罐罐身3104合金帶材的產(chǎn)量達(dá)約4000kt，其中我國貢獻(xiàn)了約400kt，占世界產(chǎn)量的10%。
全球罐身帶材的再生廢罐含量已達(dá)60%，其中尤以美國諾貝麗斯鋁業(yè)公司為最，2020年其廢罐料含量據(jù)稱將達(dá)90%，真正實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化循環(huán)。而在中國生產(chǎn)的罐料中，廢料含量為零。總體來看，無論是廢罐含量，還是保級再生能力，中外均存云泥之別。
自2010年以來，國外凡是可生產(chǎn)罐料的鋁加工企業(yè)，幾乎都建有廢罐回收與再生車間或中心，最大項(xiàng)目再生3104合金扁錠生產(chǎn)能力已達(dá)400kt/a，而中國的6個罐料生產(chǎn)廠卻無一建這類項(xiàng)目。此外，國外已在研究單一制罐合金，并已初見成效——推出了Evercan(永久制罐）合金與Evercle（全循環(huán)）合金，其循環(huán)廢料含量都在90%以上。
中國的廢罐回收率是世界上最高的，大于99%，可是回收的廢罐都沒有被保級再生成3104合金，而是用于生產(chǎn)鑄件，這是對資源的浪費(fèi)。因此，希望有關(guān)部門出臺相關(guān)政策與措施，對廢罐的最優(yōu)化循環(huán)加以引導(dǎo)和扶持。
下面對國外項(xiàng)目建設(shè)做簡要介紹。
美國
美國是鋁易拉罐的發(fā)源地，同時也是全球最大的鋁罐生產(chǎn)國和廢罐回收國。就北美洲來看，罐料生產(chǎn)、廢舊罐（UBC）回收與再生、罐生產(chǎn)都集中在美國。
美國不是廢罐回收率最高的國家，2017年的回收率約在70.5%以上。罐的重量在不斷下降，從1972年約為68克/罐下降到了2017年的12.8克/罐。
美國在鋁易拉罐方面創(chuàng)造了諸多世界第一：罐料產(chǎn)量最多，2017年的產(chǎn)量可突破1480kt，約占世界總產(chǎn)量的43%；回收量也最多，約占總回收量的37%，據(jù)估算，2017年美國的回收量可達(dá)860kt，全世界約2300kt；罐的循環(huán)周期最短，約45天，其他國家卻長達(dá)60天、100天或更長；所用罐身料最薄，已小于0.254mm，罐的壁厚已小于0.08mm，再減薄的潛力已不大了，除非在合金成分與制造工藝方面有較大突破；罐身料配料中的廢舊罐比例已達(dá)78%；諾貝麗斯鋁業(yè)公司獨(dú)創(chuàng)的“EvercanTm”（永久罐）具有里程碑意義，制造12盎司啤酒罐的Evercan合金含70%，回收罐料含量卻高達(dá)90%。
美國紅野兔（Red Hare）啤酒公司2014年4月決定用“EvercanTm”合金罐。該公司是一家微型啤酒企業(yè)，是美國當(dāng)下發(fā)展最快的這類企業(yè)之一。用新型“EvercanTm”合金制造啤酒罐具有如下優(yōu)點(diǎn)：可在保質(zhì)期內(nèi)確保酒的新鮮度，保質(zhì)期也比其他材料的長；便于運(yùn)輸與攜帶；有助于環(huán)保、節(jié)能與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等等。現(xiàn)在美國約有400個小型啤酒廠，生產(chǎn)1300多種不同品牌啤酒，都是“Evercan”合金罐的潛在用戶。“Evercan”合金罐啤酒將會風(fēng)靡北美洲、歐洲、南美洲與亞洲，而生產(chǎn)這種罐的將是跨國制罐公司SCS。紅野兔公司是首家用“Evercan”合金罐的企業(yè)。
諾貝麗斯鋁業(yè)公司是全球最大的平軋鋁產(chǎn)品（FRPs）生產(chǎn)商，也是最大的全鋁易拉罐帶材（罐身料、罐蓋料、拉環(huán)料）生產(chǎn)商，2017年的產(chǎn)量可達(dá)2900kt，約占世界總產(chǎn)量4500kt的64.4%，還是最大的廢舊易拉罐回收與再生利用企業(yè)，它在美國、巴西、德國與韓國都建有回收再生中心或生產(chǎn)線。
諾貝麗斯鋁業(yè)公司在美國奧斯威戈軋制廠與洛根軋制廠（Oswego works and Logan works）都有廢舊罐生產(chǎn)線，它們的再生3104合金錠的生產(chǎn)能力約450kt/a。該公司在2014年（財政年度）報告中稱，公司非常重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自2011年以來，已投資20億美元擴(kuò)大UBS的回收再生項(xiàng)目新建與改擴(kuò)建，使UBS生產(chǎn)能力翻了一番達(dá)到2.1Mt/a。在2014年財政年度結(jié)束之際，所生產(chǎn)3104合金罐身帶材含再生料46%，比2007年~2009年上升16個百分點(diǎn)，2015年達(dá)到50%，2017年可望超過57%。
諾貝麗斯鋁業(yè)公司在巴西有一個回收與再生處理廢舊易拉罐的中心，再生3104合金錠生產(chǎn)能力150kt/a。
美國罐料生產(chǎn)與廢罐大型企業(yè)還包括奧科寧克鋁業(yè)公司（Arconic）和威斯合金公司（Wise Alloys Com.,Ltd.）。
歐洲
歐洲是全世界第二罐料生產(chǎn)地區(qū)，也是全球第二廢罐回收與再生處理地區(qū)，2017年的回收率估計(jì)可達(dá)77.5%，回收的罐數(shù)約310億個，已有6個再生廠或項(xiàng)目，總生產(chǎn)能力996kt/a，其中最大的是諾貝麗斯鋁業(yè)公司的納希特斯特廠。
1991年歐洲的廢罐回收率只有23%，2016年的回收率達(dá)72%，為20年前的3倍有余。歐洲回收的廢罐除用于生產(chǎn)3104合金外，其余的再生成鑄造摩托車發(fā)動機(jī)缸體合金，得到了最有效的利用。2017年回收率最高是芬蘭與比利時（含盧森堡）為97%，其次是德國和挪威，都是96%，最低的是拉脫維亞，僅35%，所回收的廢罐可少排放3.45Mt溫室氣體，相當(dāng)于350000個歐洲市民一年的溫室氣體排放。按歐洲鋁業(yè)協(xié)會制訂的回收目標(biāo)，2020年的回收率應(yīng)達(dá)到80%。
納希特斯特回收再生中心 該中心位于諾貝麗斯鋁業(yè)公司德國的納希特斯特（Nachterstedt）軋制廠范圍內(nèi)，是諾貝麗斯公司的獨(dú)資企業(yè)，再生3104合金錠生產(chǎn)能力400kt/a，是世界最大的廢舊易拉罐回收再生中心，所產(chǎn)錠的最大長度10m，鑄造完畢后隨即運(yùn)往軋制廠軋制3104合金帶材。納希特斯特再生中心2014年6月開始試生產(chǎn)，工作人員200名。回收再生中心2013年3月開始建設(shè)，6月廠房封頂，11月完成設(shè)備安裝，從開工建設(shè)到鑄出首塊大錠僅用了15個月的時間。2015年10月起滿負(fù)荷生產(chǎn)，從試生產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)的時間也僅僅16個月。據(jù)稱，諾貝麗斯公司計(jì)劃在歐洲再建2個廢舊罐再生項(xiàng)目，廠址與規(guī)模尚未確定。
該中心廠房面積45900m2，為了能獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，所有設(shè)備都是量身定制的，均達(dá)到世界當(dāng)今先進(jìn)水平。回收的廢料分為18種，回收量約370kt/a，其中90%從市場上收購，因?yàn)樵谂渲圃偕辖鸪煞謺r，需要約20%的重熔用錠，所以從市場收購的廢料不會超過370kt/a。回收的廢料經(jīng)預(yù)處理后熔煉鑄造成軋制罐料與汽車板帶材的錠與壓鑄汽車零部件的鑄造鋁合金。
中心有3臺生產(chǎn)能力各25t/h的破碎機(jī)和1臺產(chǎn)能5t/h的回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)，總生產(chǎn)能力80t/h，分別形成3條生產(chǎn)線：一條柔性綜合處理線，一條廢罐處理線，一條機(jī)械加工切屑處理線。生產(chǎn)能力25t/h的破碎機(jī)配置了X射線分選裝置，是當(dāng)前鋁廢料處理中最大與最新的系統(tǒng)。
有3臺生產(chǎn)能力各為20t/h的回轉(zhuǎn)窯，用于烘干破碎廢罐片上的水分及其涂層的揮發(fā)，將碎片加熱到550℃，揮發(fā)有機(jī)涂料氣體燃燒后煙氣溫度可達(dá)850℃，可用于建筑物采暖或循環(huán)利用，用于加熱廢罐片，去除有機(jī)物涂料，而利用朗肯循環(huán)（Rankine Cycle）原理，可產(chǎn)生19MV的電能。廢舊鋁罐上有機(jī)物涂料質(zhì)量占2.5%左右。
該中心有3臺130t的側(cè)室爐，用于熔煉經(jīng)過預(yù)處理的廢舊罐碎片，是諾貝麗斯鋁業(yè)公司與麥舍塞（mechathern）熱能公司工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，由麥舍塞公司筑砌，有很高的熱效率，溶化速度快，且在低溫下溶化，主室溫度大約675℃，可大大降低爐料與熔體的氧化，爐渣量顯著減少。
還有3臺容量各175t雙室熔煉保溫爐組，熔膛溫度約760℃，向2臺瓦格斯塔夫（wagstaff)半連續(xù)鑄造機(jī)提供鋁熔體，可鑄造10m×2.1m×0.6m的鋁合金扁錠，1塊這樣的扁錠軋制的3104合金帶材可沖制150萬個罐體。
海德魯鋁業(yè)公司擴(kuò)建阿盧諾夫軋制廠回收再生生產(chǎn)線 海德魯鋁業(yè)公司于早些時候投資4500萬歐元在德國阿盧諾夫鋁板帶軋制廠（Alunorf Works)建一條廢舊鋁易拉罐（UBC）回收再生生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力50kt/a，建筑面積20000㎡，已于2016年初期投產(chǎn)，使該廠再生3104合金生產(chǎn)能力擴(kuò)大一倍，達(dá)到100kt/a。新生產(chǎn)線用人40名。隨著新生產(chǎn)線的投產(chǎn)，海德魯鋁業(yè)公司在格雷溫布羅伊軋制廠（Grevenbroich,生產(chǎn)鋁箔與特薄帶材）—萊茵鋁廠（Rheinwerk)—阿盧諾夫鋁板帶廠的勢力與業(yè)務(wù)得到進(jìn)一步加強(qiáng)與提升，這3個廠已形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，萊茵鋁廠鑄造的扁錠供給阿盧諾夫軋制廠，軋成帶卷，大部分供給格雷溫布羅伊軋制廠生產(chǎn)鋁箔與特薄帶材。阿盧諾夫軋制廠是海德魯鋁業(yè)公司與諾貝麗斯鋁業(yè)公司的合資企業(yè)，各占50%股份。回收車間生產(chǎn)的再生3104合金錠可以滿足公司對該合金錠25%的需求。
英國拉特福德回收廠 拉特福德回收廠（Latchford)是諾貝麗斯鋁業(yè)公司的全資子公司，位于英國沃靈頓郡的拉特福德鎮(zhèn)。2013年11月諾貝麗斯公司投資600萬英鎊對該廠進(jìn)行了改擴(kuò)建，使其再生3104合金扁錠的生產(chǎn)能力上升到220kt/a，成為歐洲第二大廢舊易拉罐回收再生企業(yè)。該廠現(xiàn)有員工16.5名。
意大利米蘭軋制廠回收車間 2013年5月，諾貝麗斯鋁業(yè)公司投資1200萬歐元在意大利米蘭市匹夫埃默爾（Pieve Emanuele)軋制廠內(nèi)建了一個廢舊易拉罐回收熔鑄生產(chǎn)線。該廠是一個完整的平軋鋁產(chǎn)品企業(yè)，現(xiàn)有員工400名，再生3104合金扁錠生產(chǎn)能力100kt/a。
奧地利阿馬格公司廢舊罐回收車間 奧地利有色金屬加工公司（AMAG)是該國唯一的有色金屬軋制公司，可生產(chǎn)鋁、銅等金屬的各種半成品，但鋁材產(chǎn)量最多，在鋁加工廠內(nèi)建的廢舊全鋁易拉罐車間已于2015年7月投產(chǎn)。該回收車間有一臺赫特威希公司（Hertwich Engineering)的Ecomelt PS-250型熔煉保溫爐組，可熔煉被有機(jī)物污染的廢鋁，特別是廢舊易拉罐，再生3104合金錠生產(chǎn)能力76kt/a，用于軋制罐料帶材。
挪威霍爾麥斯特拉得回收廠海德魯鋁業(yè)公司2013年11月稱，為了建立更加環(huán)保友好的社會，將加大回收挪威的廢舊易拉罐，回收廠建在霍爾麥斯特拉（Holmestrand),采用法國的再生處理工藝。諾斯克·萊塞克公司（Norsk Resirk)將參與此項(xiàng)工程，負(fù)責(zé)廢舊鋁易拉罐的回收，它們的合作可縮短廢鋁的運(yùn)輸路程，對環(huán)境保護(hù)有利，可提高回收率。萊塞克公司每年可回收6200t廢罐，海德魯公司將回收的廢鋁再生與鑄造汽車零件與軋制PS版鋁基板帶材。
紐布利薩克軋制廠采用氧燃燒技術(shù)溶化廢鋁 2015年6月林德集團(tuán)（The Linde Groap)下的林德氣體公司（Linde Gases)與肯聯(lián)鋁業(yè)公司（Constellium N.V)簽訂一項(xiàng)合作研發(fā)協(xié)議，肯聯(lián)鋁業(yè)公司的廢鋁熔熔爐將采用林德公司的氧燃料技術(shù)，目標(biāo)是：燃料消耗下降50%，熔化速度提高20%。這項(xiàng)研究工作一旦完成，肯聯(lián)鋁業(yè)公司法國紐布利薩克軋制廠（Neuf-Brisach)熔鑄車間熔煉爐都將用氧燃料技術(shù)。這項(xiàng)聯(lián)合研究還有肯聯(lián)鋁業(yè)公司技術(shù)中心（CTEC)的參與。按計(jì)劃，全部工作已于2016年12月完成，該廠廢舊易拉罐回收生產(chǎn)能力約100kt/a。
非洲
非洲僅有兩個鋁板帶軋制廠，一個是在埃及，另一個是南非休內(nèi)特鋁業(yè)公司（Hulamin)，位于馬得馬里茨堡（Pietermaritzburg)，是南非唯一的鋁加工廠，平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)能力250kt/a，還有一個鋁擠壓廠，有15MN~38MN的擠壓機(jī)5臺。2014年公司投資2600萬美元建了一個廢舊鋁易拉罐回收熔鑄車間，有1臺赫特威奇公司（Hertwich）的Ecomelt PS-250型雙室熔煉爐，生產(chǎn)能力80kt/a，可熔煉含10%左右有機(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
韓國榮州回收再生中心 榮州回收再生中心不但是韓國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——大韓鋁業(yè)公司平軋鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)能力超過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。
2016財政年度韓國鋁罐銷量首次突破60億達(dá)到61.78億罐，國內(nèi)銷量占91.4%，比2015財年的89.4%上升1.9個百分點(diǎn)。
日本 日本在資源循環(huán)利用方面是世界上做得最好的國家之一。日本廢罐的再生處理與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（Moka Works）、日本聯(lián)合鋁業(yè)公司（UACJ)的福進(jìn)軋制廠和名古屋軋制廠。
2017年日本廢罐回收估計(jì)可達(dá)319.5kt，回收率超過93%，是世界回收率超過90%的六大國之一，廢罐再生處理生產(chǎn)能力400kt/a。
海灣地區(qū)
海灣鋁鍋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個鋁業(yè)公司決定聯(lián)手建設(shè)一個廢舊易拉罐回收再生項(xiàng)目。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。沙礦—美鋁公司也有建設(shè)回收與再生項(xiàng)目的意向。
結(jié)語
綜上所述，全世界共有13個國家可用廢舊全鋁易拉罐再生處理與熔煉鑄造3104合金錠，再生此合金鑄錠生產(chǎn)能力3286kt/a，如果滿負(fù)荷生產(chǎn)則可節(jié)約能源665743.6GJ，減少溫室氣體排放53512.51t。
