4月25日，在SMM主办的2024 SMM（第十九届）铝业大会暨首届铝产业博览会-铝熔铸技术论坛上，南昌大学教授/北京科技大学博士生导师 张深根讲述了“绿色高值再生铝合金原理和技术”的相关话题。

研究背景和思路

背景：

(1)供需矛盾突出！(2)报废量大、增长迅速！(3)材料再生碳减排显著！

国家需求：

再生铝是践行国家资源安全和双碳战略的重要抓手，事关国家可持续发展战略，属国家急需关键领域！

原则：“天-地-人”和谐发展！

使命：为材料循环利用作贡献！

研发思路：紧扣绿色高值再生有色金属，开展全链条研发及应用，践行国家可持续发展战略！

再生铝合金原理

中间合金原理

1. 中间合金原理

2. 协同利用原理

3. 熔体深度净化原理（解决高值问题）

再生金属产业高质量发展的核心是再生金属高端化，其核心是再生金属熔体高纯净度。

关键技术：

①精细化分选和深度除杂；②有机物脱除；③绿色精炼深度净化。

4. 环境友好原理（解决可持续发展问题）

材料循环利用应践行节能、减碳、减污、降耗等，力戒“循环不经济”“循环不环保”，切实发挥可持续发展战略和“双碳”战略抓手，让数千年以来的“再生产业”换发生机！

再生铝合金技术

废铝特点：

一旦突破绿色高值利用瓶颈，不仅实现绿色再生高端铝合金，而且极大降低铝土矿对外依存度和碳排放！

从废杂铝到高端铝合金研发路线

合金成分精准调控、熔体深度净化、废杂铝精细化预处理共同实现高端铝合金绿色再生。

本项目技术与之前技术对比

创新点1：合金成分精准调控技术

难点1：由于废杂铝成分未知，难以应用于高端铝合金，但是该项目研发出成分标定方法，解决了废杂铝成分未知的难题！

难点2：废杂铝含多种元素，再生铝合金成分调控难。

本创新点与之前技术对比表

颠覆了降级利用方式，解决了再生铝合金成分精准调控难题！

创新点2：氩气绿色精炼深度净化的技术和装备

瓶颈：绿色超净熔炼制约产业高端化转型！

难点1：弥散固体夹杂物去除难——颗粒细小（微纳米级）；密度与铝熔体接近。

难点2：熔体中氢去除难——原子半径小，位于铝原子间隙位置；氢原子处于压力平衡状态。

熔体纯净度低，难以满足高端化要求！那么如何突破深度除杂除氢瓶颈？

本创新点与之前技术对比表

解决了再生铝合金熔体深度净化和低烧损的难题！

创新点3：原料精细化预处理技术

（1）利用铝和非铝杂质物性差异，研发出磁-涡电流-光谱-重介质等精细化分选技术；

（2）利用沸点差异，研发出余热烟气逆流法脱除水和涂层技术；

（3）利用铝热反应原理，研发出铝灰渣热态压渗提铝技术。

效果：

(1)绿色—避免二噁英污染 ；(2)高值—再生高端铝合金 ；(3)再生铝产业高端化转型。

结束语

铝二次资源绿色高值化是国家重大需求；

攻克了合金成分精准调控、熔体深度净化等瓶颈，首次实现了绿色低碳再生航空铝合金，处于国际领先水平；

项目成果大规模产业化，实现了铝二次资源绿色高值化，产生了巨大经济、社会和环境效益；

培养了高层次人才，支撑了我国再生铝产业的发展。