非洲

    非洲僅有兩個鋁板帶軋制廠,一個在埃及,另一個是南非休內特鋁業公司(Hulamin),位于馬得馬里茨堡(Pictermaritzburg),是南非唯一的鋁加工廠,平軋鋁產品生產能力250kt/a,還有一個鋁擠壓廠,有15MN-38MN的擠壓機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型雙室煉爐,生產能力80kt/a,可熔煉含10%左右的有機雜質的廢鋁,它們產生的氣體可回收燃燒用以預熱廢鋁.該爐的能耗約為600kWh/t,產量可達250t/d,已于2015年7月投產.生產的再生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公司的獨資企業.諾貝麗斯鋁業公司是全球最大的平軋鋁產品與罐料的生產者,諾貝麗斯一大韓鋁業公司平軋鋁產品的生產能力超過1000kt/a,居亞洲之冠,它的2400mm四輥不可逆式戴維冷軋機的實際產量達165kt/a,是全球效率最高的冷軋機之一.榮州回收再生中心2012年10月投產,生產能力265kt/a.

    日本

    日本在資源循環利用方面是世界上做得最好的國家之一,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品廠如神戶鋼鐵公司的真岡軋制廠、日本聯合鋁業公司(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93%,是世界上5個回收率>90%(中國、巴西、芬蘭、瑞典、日本)的國家之一.

    據日本鋁罐回收協會(JACRA,Japan Aluminum Can Recycling Association)公司的數據,2014年日本對鋁罐需求約20.16億只,同比增長4%,首次超過20億只.日本國內對鋁罐的需求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%,據估算,除啤酒以外,酒精類飲料對鋁罐需求同比增加5%達到2.38億只;另方面,非酒精飲料鋁罐的消費同比上升12%,達到68.6億只,需求增長主要原因是牛奶、咖啡等用鋁罐代替鋼罐的趨勢在不斷加強.

    鋁罐回收協會稱,2015年日本鋁罐的消費量可達27.17億只,同比增加7.6%,其中國內的需求21億只,同比上升8.4%;非酒精飲料罐消費增加24%至8.50億只;啤酒和啤酒飲料行業的需求預計低于10億只.

    據日本經濟貿易部的數據,由于需求增長促進咖啡包裝以鋁代鋼的發展,2014財政年度鋁飲料產量與發貨量分別上升2.3%和2.8%,達到354.4kt和322.9kt,其中罐身的產量與發貨量分別為266.2kt和253.1kt,罐蓋的分別為88.2kt和69.7kt.罐身質量占總質量的73%,罐蓋質量占整個罐質量的27%.當今,日本鋁罐產量約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)與海灣地區其他5個鋁業公司合作決定建設一個廢舊易拉罐回收再生項目,建在海灣鋁軋制公司內,利用該公司的熔煉鑄造設備,僅建一條分選和預處理生產線,采用當今先進的設備與工藝.再生3104合金扁錠生產能力120kt/a,直接供軋制廠生產罐料帶材.這是海灣地區唯一的廢舊鋁罐回收與再生中心.在沙礦-美鋁鋁業公司(Ma'aden Alcoa)未全部投產前,海灣鋁軋制公司是海灣地區最大的平軋鋁產品生產企業.

    中國

    廣東肇慶市大正鋁業有限公司15kt/a廢鋁易拉罐綠色保級產業化項目.該項目于2015年5月22日通過了中國有色金屬工業協會組織召開的"廢鋁易拉罐綠色環保級再利用技術"科技成果評價會的鑒定,評價委員會一致認為該科技成果整體技術達到國際先進水平,其中鋁回收率和節能指標達到世界領先.該項目于2009年啟動,歷時6年,先后獲得國家支撐計劃、廣東省科技計劃等支持,由北京科技大學、中北大學和肇慶市大正鋁業有限公司完成.

    該項目以余熱煙氣為熱源,旋轉動態隧道窯低氧脫漆法及裝備,有效抑制了二惡英的產生,碎鋁薄片無燒損,脫漆率95%以上;開發了廢鋁易拉罐碎片蓄熱式雙室吸入式液下熔煉技術及裝備,鋁回收率97%以上,節能效果顯著;利用"煙氣二次燃燒-快冷-布袋除塵-脫硫脫硝-活性炭吸附"綜合環保技術,消除了粉塵、二氧化硫和氮氧化合物等污染物的產生;以廢鋁易拉罐為主原料生產的3104合金的成分及性能可以滿足國家標準和用戶的要求.

    目前,該成果已在大正鋁業有限公司實際了15kt/a廢鋁易拉罐綠色環保級產業化應用,新增產值3.3億元/a,利稅總額8900萬元/a,經濟、社會和環保效益顯著.為此,北京科技大學、中北大學、大正鋁業有限公司張深根等九人獲得了2015年度中國有色金屬工業科學技術進步二等獎.

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

    中國的廢罐回收率是世界最高的,達99.5%以上,居回收率>85%的12大國之首,2014年回收率高的10國是:中國>99%,巴西98%,芬蘭98%,(比利時+盧森堡)97%,德國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,中國雖是一個廢舊罐回收大國,但是回收的廢罐并沒有得到最有效的循環利用,即沒有把它們再生熔煉成3104合金,軋制罐身帶材,而是另有它用或用于鑄件生產.

    近幾年以來,世界罐料產量≥100kt/a的軋制廠都爭先恐后地建設了為罐回收再生項目,大的不說,小的軋制廠如奧地利AMAG(奧地利有色金屬加工公司)、南非休內特鋁業公司、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,諾貝麗斯鋁業公司2014年罐料產量達2800kt,約占世界總產量4300kt的65%,所屬的德國納希特斯特軋制廠回收再生中心3104合金錠生,產能力高達400kt/a.

    2013年諾貝麗斯鋁業在其生產的3104合金扁錠中,再生廢料含量占45%以上,公司規劃2020年生產的罐料的80%以上是用回收廢料生產的,在2014財政年度結束之際,生產的罐料帶材含46%的廢罐再生料,比2007年~2009年的上升16個百分點,2015年可達到50%.

    制罐合金

    1、常規合金

    全鋁易拉罐在最后組裝時是由2個零件構成的,即由罐身(can body)和罐蓋(can end)構成,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,拉環為5052合金.

    3104合金是一種鋁-錳-鎂合金,1978年問世;5052合金與5182合金為鋁-鎂系合金,都是美國鋁業公司研發的,前者成型于上世紀20年代,后者于1967年在美國鋁業公司匹茲堡技術中心誕生,并在美國鋁業協會公司注冊.

    在廢罐料中拉環質量小,在大規模生產中,拉環5052合金成分對3104合金的成分可不予考慮,現在需要計算的是蓋料帶來的鎂,若坩堝內裝了100kg廢罐料,蓋料按35%計算,那么蓋料即為35kg,帶來多余的鎂0.9kg,可用添加重熔用鋁錠的方法來調整成分,可根據爐前成分分析結果來計算重熔用鋁錠添加量,通常添加量不會超過20%.若要廢罐料達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,則對罐料生產企業與制罐者都會受益匪淺,是它們夢寐以求的.自2010年以來,諾貝麗斯鋁業公司就致力于這種合金的研發,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),不過這種單一合金成分尚未見報道,看來會與3104合金的差不多,因為只有這樣才能最大限度地利用現有的廢舊罐料,才能便于深拉罐身.

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

    再生鋁在資源、能源、環保方面有著十分明顯的效益,大力發展廢鋁再生利用是實現節能減排的重要途徑,特別是廢舊易拉罐的回收效益更加顯著,它是循環周期最短的鋁產品,短則40天,長的也不超過3個月,一年可循環9次至4次,多么高的資源利用效益,沒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%計算),溫室氣體排放量僅占4.2%,并可基本實現廢水零排放.

    中國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個國家共建有26條生產線,再生3104合金扁錠生產能力約3186kt/a.可生產3104合金再生扁錠的工廠有20個,其中最大的德國納希特斯軋制廠生產能力400Kt/a,其次是美國威斯合金公司的Element13回收廠,270kt/a,全廠再生鋁合金總生產能力430kt/a,可是中國僅有一個小得可憐的項目——大正鋁業有限公司的廢鋁易拉罐綠色環保級利用技術生產線,生產能力15kt/a,從規模來看,該項目實際上僅相當于一條中試生產線.

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

    可是自2010年以來,國外再生3104合金項目建設熱火朝天,而國內的建設卻冷冷清清,至今未建成一個生產能力達100kt/a上規模的產業化項目,不知為何?是廢舊罐原料不足嗎?顯然不是的,自2000年以來中國廢舊罐的回收量都超過350kt/a,而建一個再生3104合金扁錠的廠只要約85kt/a廢罐與約20kt/a重熔用鋁錠;是沒有技術嗎?沒有裝備嗎?顯然也站不住腳,當然,我們沒有成套自主研發的從回收-破碎-脫漆-熔煉到鑄造的達到國際水平的技術與工藝裝備,但可以引進,價格也不貴,也不是什么高精尖技術,人家會賣給你,建一個再生3104合金扁錠項目投資3億元足矣.

    關鍵還在于我們對循環經濟的重要性認識不足,對資源的珍惜認識不足,在體制與機制方面對資源再生產缺乏應用的激勵.

    沒把廢舊鋁罐再生成3104合金是浪費

    現在是中國鋁罐料生產企業建廢舊罐再生項目的最佳時機,"雙創"已成為經濟轉型的主題曲.我們可以讓火箭升空,將人送上太空,GDP雄居全球第二,居然沒有一條廢舊鋁罐回收再生產線,讓我們這些退休的搞了幾十年鋁材生產的老一輩自慚心愧.

    將廢金屬通過再生處理復原成原生合金是一種最高價值的循環,可是我們現在卻把回收的50多萬噸廢鋁罐料全部用于生產鑄件,沒有再制成3104合金,不是一種最佳的循環經濟,沒有把廢料的潛在價值充分發揮,對資源多少是一種浪費.

    宜盡快建設再生3104合金扁錠生產線

    當前中國經濟進入了由中國制造向中國創造的跨越和轉型階段,供給側改革即將進入實施階段,工作重點是去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板.

    建設再生3104合金扁錠項目既是在補短板,有屬于降成本,因此應借供給側改革東風建設廢舊鋁易拉罐回收再生項目,以補這塊短板,鋁工業的短板還不少,但是這塊短板是最大的,也是較易實現的,宜盡快補上.

    廢舊鋁易拉罐再生3104合金項目應建在罐身帶材生產廠,現在國外19個這樣的項目都建在3104合金罐身帶材軋制廠內.因為這樣可以按軋制廠要求精準控制合金成分、鑄錠規格,迅速生產軋制廠所需要的錠,可縮短錠的運輸時間與路程,單獨建這種項目或建在別的企業內都是不可取的.

    發展再生鋁工業利國利民惠及后代

    再生鋁產業在資源、能源、環境等方面的綜合效益十分明顯,但現在之所以還沒有建成一個有一定規模的產業項目,投資者可能擔心:廢舊易拉罐不易回收,再生成本較高無利可圖,技術裝備不過關等等,為此建議對再生鋁產業應給予扶持和鼓勵,政府應該進行政策引導,同時提供環保、稅收方面的支持,例如對利用再生3104合金板帶材,減免稅收;企業與相關部門要重視再生鋁工業,加大資金,技術投入,要把再生鋁工業的社會效益提高到應有的高度;通過高速公路運輸打包的廢舊鋁易拉罐方面給予減免過路費,以目前已形成的再生資源回收交易市場為基地,進行合理規劃和布局,形成有效的回收、流通及利用網絡體制.回收再生廠宜向美國、德國的相應企業學習,派出專業回收車定期到各回收網點拉回收購的廢料.

    中國可在環渤灣地區、長江三角洲與珠江三角洲地區的罐料生產廠建設這樣的廢罐再生3104合金項目,項目規模以80kt/a~100kt/a為宜;嚴格按照國家產業政策和環保法規對建設項目的環境影響評價,強化監管,堅決防止產生新污染.

    加強研發與合作,研發就是在創新

    現在國外在研發第二代制罐合金——單一合金,并初見成效,可是中國還沒有起步,對第一代制罐合金特性還有待更深入了解與探索,更談不上對單一合金的研制了.鋁軋制廠要進一步建立與相關院所、大專院校的產學研聯盟,并積極與國內現有廢舊罐資源擁有者共同合作,在此基礎上進一步擴大資源渠道,增強雙方抗風險能力,做到共利雙贏.