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改善废融化的铝导体的电气导率Pre-Melt治疗:一个回顾

伊斯卡米尔*

材料科学与工程学系Jimma理工学院,Jimma大学Jimma,埃塞俄比亚

*通讯作者:
伊斯卡米尔
材料科学与工程学系
Jimma理工学院,
Jimma大学
Jimma,
埃塞俄比亚
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(电子邮件保护)

收到:截止2022年6月24日,手稿。joms - 22 - 64507;编辑分配:截止2022年6月27日,PreQC不。joms - 22 - 64507 (PQ);综述:11 - 2022年7月,质检不。joms - 22 - 64507;修改后:自2022年7月18 -,手稿。joms - 22 - 64507 (R);发表:25 - 7 - 2022,2321 - 6212.10.6.005 DOI: 10.4172 /。

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文摘

本评论文章概述的方式提高废融化的铝导体的电导率通过使用不同类型电缆行业pre-melt治疗。这只pre-melt治疗本身并不是实现高纯铝的方式从碎片,而是结合融化治疗使用不同的造渣的化学物质和气体我们可以实现产品从废铝生产高纯铝导体。在非洲有一个数字有线电视产业,但其使用的辅助材料很低由于缺少产品质量。这个问题的一个原因是缺乏在二级材料处理的步骤。废融化和净化产品的控制能量融化过程的考虑。从几个金属铝最高难度的方法来实现所需的纯度从第二手来源在融化。但有不同的解决方案,减少杂质的负面影响在废铝熔化的产品可适用于pre-melt和融化阶段。Pre-melt治疗是至关重要的实现所需的纯度与融化的结合治疗一旦高杂质进入在融化过程中使得很难净化和我们可以缓解融化处理通过使用这种Pre-melt处理。由于它的广泛使用铝陡坡足够高的可用性和这种二次材料使用具有巨大的经济和环境效益的视角。然而,回收铝产品中有害杂质的存在的主要缺点尤其是电气应用自导电性财产高度取决于材料的纯度。 There are different kind of solutions to deal with

不受欢迎的杂质,可以应用在熔化过程和融化过程中。本工作概述关于删除无用杂质铝残渣融化过程之前专门为导电性的应用程序。

关键字

残渣;导率;Pre-melt治疗;电阻率;杂质

介绍

铝主要是和地球上广泛使用的有色金属。铝及铝合金的用途箔、饮料罐、烹饪、食品加工、建筑、电气应用程序,和结构船只、飞机和其他类型的交通工具。铝的耐蚀性最高,因为天然表面氧化膜(2O3)[1]。这就是为什么铝中发现大面积的应用程序。在相等的重量和成本基础上,比铜铝是一种更好的电导体。其高导热系数会导致应用程序如散热器和±炊具。其低密度对不同的应用程序很重要。锻造铝合金显示良好的结合强度和延性。铝合金是所有金属中最简单的形式和机器。沉淀硬化合金可以形成一个相对软状态然后热处理后高得多的强度水平形成操作完成。此外,铝及其合金不是有毒,是最容易回收的结构材料(1]。的铝可以制成任何形式是其重要的资产之一。铝可以把任何方法和铝杆滚;它可以变成绞线电缆和所需的大小和类型。几乎没有限制的不同概要文件可以挤压金属(2]。铝产业发展期间初级生产者想增加新铝销售,减少价格,和发展中必不可少的铝合金和生产过程与可用的材料更有竞争力。并没有兴趣,他们回收废铝导致独立的第二产业的发展。但现在由于工业增长初级和二级铝工业可用性的获取和使用铝残渣,因为不同的废料处理技术和二次铝生产商开始生产先进的终端产品,它减少了原始中小学铝行业独特的区别。即使他们开始生产辅助材料的电导体电缆输电是高度敏感的分数杂质的存在。类似的发展发生在技术领域和二级生产商最初低资本打捞。在埃塞俄比亚各地领导电导体约90%由铝金属由于其重量和高导电性的组合。铝架空输电导线是最佳选择在世界各地。

文献综述

导电性和杂质的影响

材料的导电性主要取决于材料的纯度和电阻的材料。物理、机械、电气和化学性质的铝金属和铝合金取决于成分和微观结构。选定元素的添加纯铝大大增强它的属性和用途。但任何元素的加入减少铝的导电性。

固体材料的一个最重要的特点是传输电流的。欧姆定律与当前我或时间的速度通过外加电压V。

方程

在R是电流通过电阻的材料。应用V电位(电压),我是安培的电流强度。但阻力取决于截面、纯度和均匀导体的长度(3]。

纯铝的电阻率是2.64×108一个¢„¦m在20°C及其在国际退火铜导电率是66%标准(IACS)在20°C。铝的密度是2.7克/立方厘米。电阻的测量是所有物料的属性,它反对电流(1]。

从电阻率作为阻力计算

方程

电阻率ρ,L导体的长度和面积的导体3]。

电阻率是一个导体的电阻,其长度和横截面面积= 1这一基本属性的所有金属的电阻率随温度增加。纯金属的电阻率在一个给定的温度是恒定的。马修森的规则是关心电子迁移率进而决定导电性和金属的电阻率4]。金属的导电性可以很好地解释了光的金属自由电子模型。金属中自由电子但这些自由电子在金属内,除非一个电场。然后自由电子通过金属导体连接。电子迁移率与杂质阻碍如果电子发生碰撞。这就是为什么杂质的存在会降低金属的导电性。事实的电子被杂质原子散射,因此金属的导电性却降低了。反之电阻率增加。电子也在声子(晶格振动)作为温度提高了晶格振动产生更大的声子的浓度也增加。这些声子散射自由电子,因此电导率降低。

直流电阻率的金属

习惯近似的讨论中使用金属的电阻率是Mathiessen法则。马修森状态声明的电阻率ρ的金属可以写成

方程

ρL是由于晶格振动传导电子的散射和ρi散射杂质和缺陷。如果杂质浓度小,ρi是不依赖于温度的。

杂质铝水平直接关系到铝的电阻率和电导率。纯金属的电阻率增加了杂质是由于晶格畸变影响电子散射部分负责电子导电的金属。马修森的规则显示电子迁移率的依赖电子从杂质和晶格声子散射的贡献。电子迁移率定义了导电性和电阻率。

废铝回收

铝可以从初级生产和辅助源文档。主要来源是指从矿石生产的铝在地壳中发现的使用不同的物理和化学过程和二次源意味着铝产量从不同类型的铝刮或换句话说回收使用。初级生产需要高能源生产数量,一公斤铝生产它需要大约186 MJ能源二次源生产需要很低的能量比较的主要来源,在一公斤铝产量只有10 - 20倍木星质量所需的能量。然而,杂质的存在,在辅助源文档或铝残渣长期成分障碍(1,5]。许多研究表明,有害杂质的存在越来越严重的问题。一些常见的元素杂质铝擦伤是镁、硅、镍、铅、锌、铜、铁、钒、锰。废弃的自我可以分为两种类型,新的废老废。由剩余的铝生产过程中产生的“新从回收废铝,恢复消费者产品叫做老铝残渣包括成品饮料罐子,用铝导体,从车身,回家用物品等(6,7]。

铝可以回收没有损失的几次质量和盈利的方式,它有助于控制二氧化碳排放不同车辆的减重。环境和工业的角度来看它涉及减少资源的消耗,减少使用能源、材料和水(5]。

废准备:由于对不同的应用程序广泛使用的铝金属废铝高的可用性。现在一天废铝的处理变得更有吸引力。它有复杂的化学composition-based铝和他们以前的应用程序的基础上纯度不一。镁、锌、硅、铁、铜等是主要和常见的杂质铝残渣。所以,每个人都应该考虑在废品回收的目的是回收在做什么。电导体生产废料背景必须是高纯度因为电气应用程序和所需的最高纯度的铝导电性是高度依赖于材料的纯度。在废料收集导体生产废料可能之前使用导体,家庭垃圾和高纯残渣。使用汽车碎片可能会产生难以实现高纯度产品,因为他们的高合金元素含量图1

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图1:图显示了电导体生产准备铝残渣Bmet电缆行业埃塞俄比亚。

Pre-melt治疗

磁分离:磁选用于分离废铝与黑色金属组件。磁分离的目的,消除磁性金属,如铁、镍、合金,如果任何。有不同类型的磁性分离器用于磁选和最常见的磁选机滚筒带磁铁磁铁和开销。鼓旋转鼓磁铁静止了磁铁和非磁性残渣脱落鼓和收集输送机运行下面磁性材料坚持鼓和继续这样做,直到过去鼓旋转产生的磁场。下雪后,被单独的输送机。第二类型的磁选机是带磁铁的传送带和废除美联储接近另一个传送带NbFeB磁铁。当废方法这个磁铁磁性的磁铁吸引的碎片,把另一个传送带和非磁性碎片落入本集合。这种技术只用于分离废铝从磁性材料包含而不是其他人的杂质,如塑料、玻璃、橡胶等图2(6,8]。

material-sciences-magnetic

图2:图中显示磁分离。

空气分离

金属碎片通常含有高水平的低密度杂质。大部分时间浪费材料或碎片被发现与废纸和塑料。当这种浪费的一部分存在于原料空气分离方法是至关重要的因为浪费材料的低密度(6]。和空气分离器技术有不同的机制等工作的风,空气刀、淘洗、风选、空气柱,等他们的名字引用他们的工作机制。拉轻型材料,存在于废传送带系统经常被使用。塑料、泡沫和橡胶作为轻量级的常见夹杂物,他们可以很容易地接受这种治疗方法。垂直空气分离器系统使用空气向上推动再生材料和沉重的碎片收集在底部和通过推动其他材料各种提要(9]。

涡流分离

这种分离是基于诱导涡流在金属和大多数时间用于铝家庭。基于法拉第电动势的部队由一个低磁场时间变量和电动势的部队是垂直于磁场。感生电动势的部队磁场时产生电流在导电材料(8]。转子的速度控制产生的磁场和涡流(我)可以由以下公式给出。

方程

在Lis厚度、横截面积,电导率σ,B是磁场通量密度,振荡的频率ν,电位差(k v××B)是整个材料(9]。提高有色金属之间的分离过程电磁系统是另一个和纯粹的涡流最近的应用程序。找到小金属物体在地上感应分离使用相同的原则图3(6]。

material-sciences-conveyor

图3:图中显示输送机类型涡流分离器。

扩展的涡流分离技术利用的事实不同的导电性的材料将产生不同的涡流,因此把不同的距离(表1和2)。

元素 电导率(×10^ 6一个¢„¦厘米)1 元素 电导率(×10^ 6一个¢„¦厘米)1
艾尔 0.67 0.093
0.006 0.166
某人 0.028 毫克 0.226
Pb 0.048 0.596
Cr 0.077 Ag) 0.63
0.093
0.143

表1。几个金属的导电性(9]。

材料 密度(公斤/ dm3) 材料 密度(公斤/ dm3)
2.6 - -2.9 聚苯乙烯 1.0 - -1.1
10.7 - -11.3 聚丙烯 0.9
7.5 - -9.0 橡胶 0.8 - -0.9
不锈钢 7.5 - -7.7 0.4 - -0.8
黄铜和青铜 5.0 - -7.0 聚合物泡沫 0.01 - -0.6
5.2 - -7.2 1.7 - -1.9
聚氯乙烯 1.4

表2。铝和污染材料的密度。

重介质选矿

通过使用碎片密度差重介质选矿或水槽浮分离使用单独的有色金属材料。density-based分离中有三个步骤,第一步是比重1或水性和使用分离非金属部分如泡沫、木材、塑料等。第二步是2.5比重浴和它使用分离镁和塑料密度较高。为了控制浴磁铁矿或硅铁粉使用(10]。第三步分离是基于比重为3.5,它使用单独的从其他重铸、锻铝金属金属如铜、铅和锌图4(11]。

material-sciences-sink

图4:图中显示的三个步骤水槽浮动技术与不同的特定的重力(SG)。

手选

在这个过程中通过使用手碎片从夹杂物分离。这个过程主要使用单独的家庭垃圾。手选技术需要大量的劳动力。手选技术更舒适的在非洲和发展中国家。因为劳动公平的成本是高的可用性(12,13]。通过使用视觉识别手原料流分类器区分理想的项目,也通过使用它们的颜色很容易分离金属材料与非金属材料以及其他金属如铜、铜和铅。和形状也是重要的分离方法,使用单独的餐具,它由不锈钢、罐是由铝或钢和塑料箱是由高密度聚乙烯。漆和电镀的金属很难用手。

颜色分类

通过使用不同颜色的优势排序技术使用分离不同类型的残渣,如铜、锌、不锈钢、黄铜从废铝组件。当金属排序采用手选颜色排序是基本适用的技术(14,15]。基于特定的颜色范围颜色分类技术可以自动利用计算机图像分析过程。

热挤压

基于热力的废分离被称为热击碎。和它使用单独的锻铝铸铝通过固相温度之间的差异。锻铝成分具有较高的熔点比铸造铝合金组件和持有或浸泡废在温度低于共晶的软化会导致铸铝废组件沿着晶界。机械粉碎或研磨后导致合金锻铝废料分开组件。目前这种方式是最好的废铝电缆行业分离技术(16,17]。

讨论

在节约能源和环境保护角度铝产业是主要倡导者和apricate全球可持续性的再生材料的使用。没有任何潜在的财产损失铝可以回收能源和排放储蓄。而且,铝可以回收几次没有显著下降。由于广泛使用的铝金属在不同应用领域的可用性废铝电导体行业高,这个废弃的使用限制由于杂质和导电性的逆关系。铝芯电缆,使用高purity-based废罐和其他主要城市废流和有价值的组成部分。铝的回收需要低资本和较低的能量比初级生产。大多数电缆行业在非洲使用铝回收的降级和稀释系统,因为困难在精炼过程18- - - - - -20.]。这里有更多的技术,但它们并没有包括在开发阶段。解决铝电缆行业问题,他们正面临关于积累多余的元素在他们的废融化芯电缆产品需要了解如何受到杂质和废物回收参数表征,废材料结束生命流和经济生产的评估方法,受到技术变革的影响。

结论

铝回收工艺创新应该目标最大化融化的铝废料价值和提高能力不同类型的铝残渣和新的加工集成设计应该从开始发现修改粉碎过程和提高能源消费。Per-melt治疗本评论文章中描述和发现在发展过程阶段增加回收铝导体的最终质量的关键和减少炼油问题融化治疗。铝残渣它们的颜色、形状、密度和使用历史使用支持排序的类型决定。在埃塞俄比亚和非洲和其他发展中国家使用pre-melt治疗如手选、空气分离、磁选等将给高优势为电缆行业节能和经济和保护环境。

引用

全球技术峰会