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揭秘汽车绿色低碳材料——再生铝

来源:汽车材料网|

发表时间:2021-11-17

点击:2861

文章来源:汽车材料网

部分信息来源:第一压铸网、绿色再生金属平台、通用汽车


01

再生铝特点


铝合金抗腐蚀性强,通常情况下可以多次循环利用,所以具有很强的可回收性,回收率高于其他材料,因此行业上很早就开始了铝合金回收和再生利用。再生铝是指以铝材加工过程中产生的边角料(新废铝)或报废铝产品中回收的废铝(旧废铝)为原料进行生产的铝产品。在现阶段,汽车零件碳足迹的计算过程中,只有添加了旧废铝的再生铝合金才能被用来计算减少碳排放的量。


铝合金产业高排放环节主要在电解过程,再生铝只需将废铝熔融除杂添加合金元素,因此碳排放远小于原铝。根据欧洲铝业协会的数据,生产1吨再生铝能耗仅为原铝5%,仅产生0.5吨二氧化碳排放。根据国内的数据,与生产等量的原铝相比,生产1吨再生铝相当于节约3.4吨标准煤,节水14立方米,减少固体废物排放20吨。无容置疑,扩大再生铝使用将有助于铝行业降低碳排放。


02

国外再生铝的发展情况


2020年4月份,欧洲铝业协会宣布启动《再生铝行动计划》,力争到2050年再生铝能占到铝供应量50%,替代高碳排放强度的进口原铝,在降低进口铝依赖度的同时,达到降低碳排放 46%的目的。


诺贝丽斯,是全球最大的再生铝回收利用企业,2020-2021财年诺贝丽斯采购原铝137.8万吨,采购再生铝达220.3万吨。其产品中的再生铝用量,从2011财年的33%,提高到2021财年的61%。


挪威铝业公司海德鲁单独推出CIRCAL品牌,保证其中至少75%是回收的旧废铝,并力求该产品产量从2020年1.6万吨提升至2021年5万吨,以帮助公司实现到2030年降低碳排放30%的目标。


美国铝业公司推出再生铝品牌EcoDura,保证其中50%是再生铝。美国铝业公司也不断增加其铝加工产品中的再生铝使用比例,2020年旗下Warrick工厂的平轧材产品使用了38.3%再生铝,比2019年提高2.8个百分点。


03

国内再生铝的发展情况


国内再生铝行业工业化历程较短,但是经过这几年的发展,涌现了一些规模较大的企业。怡球资源、顺博合金、四通新材、永茂泰等企业均是中国铝资源再生领域的龙头企业。这些企业生产的再生铝合金Al-Si系、Al-Si-Cu系均已经用于汽车行业。


04

汽车用铝合金回收应遵循的原则


以往汽车应用压铸铝合金较多,主要集中在轮毂、发动机缸体缸盖、变速箱等部件。随着汽车轻量化需求的日益提升,汽车用铝逐步拓展到覆盖件(四门两盖)、全铝车身等。由于碳中和目标的确立,铝合金零件应用的越多,再生铝的需求就越大。但是当前大部分回收的旧废铝由于杂质含量高,无法做到保级使用,只能降级做成压铸铝合金。为实现保级回收利用,及能够真正降低碳排放,回收铝合金需要遵循一定的原则。


同牌号回收原则。不同牌号之间的元素差异较大,目前阶段如果混料回收,为再生过程带来较大的控制难度。同牌号回收再生的原则是:回收的铝合金是什么牌号,再生铝就做相同牌号,不需要做成分调整,对于技术和成本都能控制在最低要求,容易量产应用。


同系列回收原则。基本上类似同牌号回收。所不同的是同系列回收,需要对成分加以控制和调整才能得到目标再生铝合金。比如6系回收料,就用来制造再生6系铝合金,而且不是要做诸如7系等其他系列的再生铝合金。


尽量回收含铁量高的铝合金。Fe元素在不同牌号铝合金内的含量不同,常规压铸铝合金ADC12铁含量标准要求小于等于1.3【1】,而目前车身结构件常用的高真空压铸铝合金AlSi10MnMg的铁含量标准要求小于等于0.15【2】。对于低铁铝合金,回收过程中,不可避免的引入多余的Fe元素,如果想得到低铁再生铝合金,势必要添加纯铝来综合多余的Fe元素。这样无形中就引入了更多的成本,增高了本来可以降低的碳排放。更不要将低铁铝合金和高铁铝合金混合回收,而目标是生产低铁再生铝合金。就前面的两个合金,ADC12和AlSi10MnMg而言,如果将这两种材料混牌号回收,为了得到目标再生铝合金A356,那将需要加入更多量的纯铝(差不多10倍的量)去稀释多余的Fe元素。综合考虑,这样就失去了回收再生本来的意义。


参考文献:

【1】JIS-H5302-2006铝合金压铸件

【2】李升,陈苏坚.高强韧铝合金AlSi10MnMg实现不同压铸力学性能的研究.资源再生.2018年第9期P52-56页


封面图源自于图虫创意


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