تمثل مقاطع الألمنيوم الجزء الأكبر من صناعة معالجة الألمنيوم، وتستخدم على نطاق واسع في البناء والنقل والطاقة الكهروضوئية والإلكترونيات وغيرها من القطاعات. يتميز الألومنيوم بخاصية المادة الأساسيةإمكانية إعادة التدوير اللانهائية دون تدهور الخواص الميكانيكية. يمكن أن تؤدي إعادة تدويرها إلى خفض انبعاثات الكربون بنسبة تزيد عن 95% وتوفير أكثر من 70% من استهلاك الطاقة، مما يجعلها مسارًا أساسيًا للصناعة للامتثال لقيود "الكربون المزدوج" والتخفيف من تقلبات تكلفة المواد الخام. في الوقت الحالي، يتم ترقية نظام إعادة تدوير مقاطع الألمنيوم في الصين من إعادة التدوير على نطاق واسع إلى إعادة التدوير المكررة ذات القيمة العالية على غرار المثل، وتتحول السلسلة الصناعية تدريجيًا نحو نموذج دائري مغلق لدورة الحياة الكاملة.
一. مصادر وتصنيف المواد الأولية المعاد تدويرها
تنقسم المواد الخام المصنوعة من الألومنيوم المعاد تدويره إلى فئتين رئيسيتين:خردة ما قبل الاستهلاكوخردة ما بعد الاستهلاك. ويحدد اختلاف الجودة بشكل مباشر مسار إعادة التدوير والقيمة النهائية.
خردة ما قبل الاستهلاك (مخلفات الإنتاج)
المصادر: البقايا والأطراف المقطوعة والخردة والمنتجات المعيبة الناتجة أثناء بثق المقاطع الجانبية والمعالجة السطحية والمعالجة العميقة
الخصائص: تركيبة سبيكة واضحة، محتوى شوائب منخفض للغاية، لا تلوث طلاء السطح؛ مواد خام معاد تدويرها ممتازة مع معدل استرداد معدني يقترب من 100%
الأنواع النموذجية: قطع البثق لسلسلة 6063/6061 من المقاطع الإنشائية/الصناعية، ورقائق الألومنيوم المُشكَّلة باستخدام الحاسب الآلي
خردة ما بعد الاستهلاك (ملفات نهاية العمر الافتراضي)
المصادر: أبواب/نوافذ/جدران ستائرية منتهية الصلاحية، ومقاطع هيكلية صناعية، وإطارات كهروضوئية، ومقاطع ألومنيوم للسيارات، وأثاث مصنوع بالكامل من الألومنيوم، وما إلى ذلك.
الخصائص: تركيبة معقدة مع طبقات المعالجة السطحية (الأنودة، الطلاء الكهربي، طلاء المسحوق، طباعة نقل حبيبات الخشب، إلخ)؛ غالبًا ما يتم خلطها بشرائط مطاطية وفواصل حرارية بلاستيكية وموصلات فولاذية وشوائب أخرى
الأنواع النموذجية: مقاطع البناء المصنوعة من الألومنيوم العازل للحرارة، ومقاطع الإطار الكهروضوئية، والمقاطع الهيكلية لجسم السيارة
2. عملية إعادة التدوير الأساسية
تتضمن إعادة تدوير مقاطع الألمنيوم ثلاث مراحل أساسية: المعالجة المسبقة والصهر والتكرير والتشكيل. المعالجة المسبقة هي المرحلة الحرجة التي تحدد جودة الألومنيوم الثانوية ومعدل استرداد المعدن والأداء البيئي.
(1) عملية المعالجة المسبقة
الهدف الأساسي هو إزالة الشوائب، وتوحيد مواصفات المواد وتقطيع الطلاءات العضوية على السطح، وذلك لإنتاج تغذية فرن مؤهلة للصهر اللاحق.
الفرز والتصنيف
الفرز الأولي اليدوي: تفكيك الشوائب الخارجية مثل التركيبات الفولاذية والشرائط البلاستيكية والمواد المانعة للتسرب من المقاطع الكبيرة وإجراء التصنيف الأولي حسب نوع السبائك.
الفرز الميكانيكي: معالجة المقاطع إلى أجزاء موحدة مقاس 50-100 مم عبر معدات القص والسحق. ثم قم بإزالة الشوائب الحديدية بالتتابعالفصل المغناطيسي، فصل المعادن غير المعدنية عن المعادن غير الحديدية الأخرى عن طريقالفرز الحالي الدوامة، وتميز بدقة بين 6 سلسلة و7 سلسلة ودرجات السبائك الأخرى عبرالفرز البصري XRF/LIBSلتحقيق الدرجات المكررة عن طريق التركيب الكيميائي.
إزالة طلاء السطحبالنسبة لمحات البناء المطلية والملامح المطلية بالمسحوق، فإن التكنولوجيا السائدة هيطلاء حراري مغلق بدرجة حرارة عالية: يتم تبخير الطلاءات العضوية وتحللها في فرن دوار عند درجة حرارة 500-600 درجة. تتم معالجة غاز العادم المتطاير عن طريق الأكسدة بدرجة حرارة عالية عند 900-1000 درجة قبل التفريغ، مما يتجنب زيادة تكوين الخبث، وتفاقم فقدان حرق المعادن والمخاطر البيئية الناجمة عن الصهر المباشر.
الضغط والبالاتيتم ضغط الخردة الخفيفة والرفيعة إلى قوالب عالية الكثافة بواسطة المعدات الهيدروليكية، مما يقلل من فقدان الأكسدة أثناء الصهر مع تحسين كفاءة الشحن واستخدام سعة الفرن.
(2) عملية الصهر والتكرير
صهر: يتم شحن المواد الخام المعالجة مسبقًا إلى أفران عاكسة، أو أفران تحريضية أو معدات صهر أخرى، ثم يتم صهرها في الألومنيوم المنصهر عند درجة حرارة 700-750 درجة. بالنسبة للخردة عالية الشوائب، يتم تطبيق تدفقات مخصصة لإزالة الخبث، مع رقابة صارمة على الشوائب الضارة مثل الحديد والسيليكون.
التكرير: إزالة شوائب الهيدروجين والأكسيد من الألومنيوم المنصهر من خلال التفريغ الدوار، وترشيح لوحة مرشح السيراميك عبر الإنترنت وضبط التركيب الدقيق. يتم استكمال عناصر صناعة السبائك مثل المغنيسيوم والسيليكون حسب الحاجة لتلبية معايير تكوين السبائك المستهدفة.
إعادة التدوير المشترك لخبث الألومنيوم: تتم معالجة خبث الألومنيوم الناتج عن الصهر عن طريق تبريد الخبث واستعادته، مما يؤدي إلى استعادة 10%-15% إضافية من الألومنيوم المعدني. ويمكن استخدام البقايا النهائية لإنتاج مواد البناء وعوامل معالجة المياه، مما يحقق تصريف النفايات الصلبة بالقرب من الصفر.
(3) عملية التشكيل
هناك طريقان يعتمدان على الطلب النهائي:
تشكيل المصبوب: يُصب في سبائك وقضبان سبائك الألومنيوم كمواد خام موحدة للمسابك النهائية وشركات البثق.
البثق المباشر: يمكن تغذية مصهور الألومنيوم الثانوي عالي الجودة بتركيبة مؤهلة مباشرةً إلى أجهزة البثق لإنتاج المقاطع، مما يؤدي إلى التخلص من خطوة إعادة الصهر الثانوية وتقليل استهلاك الطاقة والتكاليف بشكل أكبر.
3. أوضاع إعادة التدوير الهرمية
بناءً على مطابقة درجة الأداء بين المنتجات المعاد تدويرها والمواد الأولية الأصلية، يتم تقسيم إعادة التدوير إلىإعادة التدوير بالمثلوإعادة التدوير، مع وجود فجوات كبيرة في القيمة المضافة للمنتج.
1. إعادة التدوير بالمثل (إعادة التدوير عالية القيمة)
التعريف: يحتفظ الألومنيوم المعاد تدويره بنفس تركيبة السبائك والخواص الميكانيكية للمادة الأصلية، ويمكن أن يحل محل الألومنيوم الأولي بالكامل لإنتاج مقاطع بنفس المواصفات.
المتطلبات الفنية: يلزم فرز دقيق لدرجات السبائك وإزالة الشوائب العميقة والتحكم الدقيق في تقلبات التركيب، مع وصول درجة نقاء الألومنيوم النهائية إلى 99.8% أو أعلى.
السيناريوهات القابلة للتطبيق: النواتج الصناعية أحادية التركيب، والإطارات الكهروضوئية النظيفة المفككة، ومقاطع الألمنيوم المتطورة للسيارات، وما إلى ذلك.
حالة الصناعة: حاليًا، تمثل إعادة التدوير على أساس المثل أقل من 10% من إعادة تدوير مقاطع الألمنيوم في الصين، مما يجعلها الاتجاه الأساسي للتحديث الصناعي. لقد أتقنت الشركات الرائدة تقنية إعادة تدوير خردة الألومنيوم ذات العملية الكاملة ودخلت بنجاح إلى سلاسل التوريد الخاصة بإلكترونيات 3C وتصنيع السيارات المتطورة.
2. التدوير الأدنى (نموذج الصناعة السائد)
التعريف: يتم استخدام الألومنيوم المعاد تدويره لتصنيع منتجات ذات متطلبات أداء أقل بعد تعديل التركيب، وهو وضع استهلاك خردة الألومنيوم السائد في الصين.
الطرق النموذجية: مقاطع ألومنيوم البناء الخردة ← سبائك الألومنيوم المصبوبة الثانوية ← قطع غيار السيارات ومسبوكات الأجهزة؛ ألومنيوم مختلط منخفض الجودة ← قضبان الألومنيوم ← مقاطع بناء منخفضة الجودة.
بيانات الصناعة: في الوقت الحالي، يتم استخدام حوالي 80% من خردة الألومنيوم في الصين في نهاية المطاف في مصبوبات الألومنيوم، و15% لمقاطع الألمنيوم العادية، و5% فقط لمنتجات الألواح والشرائط والرقائق المتطورة، مما يظهر نمطًا شاملاً لإعادة التدوير.
4. سيناريوهات التطبيق الرئيسية ونماذج الحلقة المغلقة
(1) مجالات التطبيق الأساسية
بناء: يتم استخدام مقاطع الألمنيوم الثانوية بشكل أساسي للأبواب والنوافذ والجدران الساترة والفواصل والأثاث المصنوع بالكامل من الألومنيوم، حيث تعمل كمنفذ أساسي لخردة الألومنيوم. مع ارتفاع معايير البناء الأخضر، يستمر انتشار مقاطع الألمنيوم المعاد تدويرها في السوق في النمو.
مواصلات: يؤدي الوزن الخفيف للسيارات إلى زيادة الطلب على الألمنيوم الثانوي. يتم استخدام سبائك الألومنيوم الثانوية للعجلات وكتل المحرك والأجزاء الهيكلية للجسم، وهو ما يمثل حوالي 70% من إجمالي استهلاك الألومنيوم الثانوي. أصبحت أغلفة البطاريات والعوارض المضادة للتصادمات والمكونات الأخرى لمركبات الطاقة الجديدة سيناريوهات النمو الأساسية لمقاطع الألمنيوم المعاد تدويرها.
الخلايا الكهروضوئية والطاقة الجديدة: تتميز مقاطع الألمنيوم ذات الإطار الكهروضوئي بتركيبة موحدة ومعدل استرداد مرتفع، مما يجعلها مادة خام ممتازة لإعادة التدوير على قدم المساواة. كما ظهرت لوحات التبريد السائلة لبطاريات تخزين الطاقة والأجزاء الهيكلية للإدارة الحرارية لمراكز البيانات كأسواق عالية القيمة سريعة النمو.
صناعة عامة: الأجزاء الهيكلية والمسبوكات للآلات العامة والأجهزة الكهربائية والأجهزة والإضاءة هي مجالات التطبيق الرئيسية للألمنيوم الثانوي المتوسط إلى المنخفض.
(2) نماذج إعادة التدوير ذات الحلقة المغلقة
تتطور الصناعة نحو نماذج الحلقة المغلقة ذات دورة الحياة الكاملة. تشمل الأنماط النموذجية ما يلي:
حلقة مغلقة من جانب الإنتاج: تقوم شركات Profile بإعادة صهر قطع الإنتاج داخل الشركة مباشرةً للاستخدام الذاتي، مما يؤدي إلى تحقيق صفر نفايات في المصنع وإعادة تدوير خبث الألومنيوم بنسبة 100% تقريبًا.
حلقة مغلقة من جانب المنتج: تتوسع المؤسسات الطرفية مثل شركات صناعة السيارات ومصنعي الخلايا الكهروضوئية في اتجاه المنبع لبناء حلقة مغلقة كاملة السلسلة من "تصنيع المنتجات - إعادة التدوير في نهاية العمر - إعادة التصنيع". على سبيل المثال، استثمرت شركتا BYD وNIO في صهر الألمنيوم الثانوي، كما أنشأت نيسان نظام إعادة تدوير الألمنيوم ذو الحلقة المغلقة للمركبات التي انتهى عمرها الافتراضي.
قطاع البناء حلقة مغلقة: تقوم تقنية "جواز السفر المادي" الرقمي بتعيين هوية فريدة لكل ملف تعريف باب ونافذة لتتبع دورة الحياة الكاملة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين معدل الاستخدام عالي القيمة لألومنيوم البناء الخردة بشكل كبير، مع تقليل تكاليف الامتثال لتعريفة الكربون الخاصة بـ CBAM للاتحاد الأوروبي.
5. حالة الصناعة واتجاهات التنمية
1. النطاق الصناعي
تعد الصين موطنا لأكثر من 128 ألف شركة ثانوية مرتبطة بالألمنيوم، مع حوالي 13100 تسجيل جديد في النصف الأول من عام 2026. وفي عام 2024، تجاوز الإنتاج السنوي الوطني لمقاطع الألمنيوم 22 مليون طن، يمثل الألمنيوم الثانوي منها حوالي 23٪ - وهو أقل بكثير من المتوسط الذي يزيد عن 40٪ في الدول الأوروبية والأمريكية المتقدمة، مما يترك مجالا هائلا لنمو الصناعة.
2. اتجاهات التنمية الأساسية
رفع مستوى التكنولوجيا: يعمل الفرز الذكي المدعوم بالذكاء الاصطناعي وإعادة التدوير وتقنيات الصهر النظيف على تسريع اعتمادها، مما يرفع معدل الاسترداد الشامل للمعادن إلى أكثر من 95%.
تحويل عالي القيمة: يتم ترقية المنتجات من المصبوبات المنخفضة إلى المقاطع والصفائح والشرائط والرقائق عالية الجودة، وتستمر حصة إعادة التدوير على أساس المثل في الارتفاع لتلبية الطلب من القطاعات المتطورة مثل الطاقة الجديدة والإلكترونيات.
تشديد الامتثال: المعايير البيئية الأكثر صرامة ومتطلبات حساب البصمة الكربونية، إلى جانب تشديد إمدادات الألومنيوم الخردة المستوردة، تقود توحيد ومركزية نظام إعادة التدوير المحلي.
تكامل السلسلة الصناعية: تتوسع مصاهر الألمنيوم الأولية وشركات المحطات النهائية في قطاع الألمنيوم الثانوي. أصبح التكامل الرأسي هو الاتجاه السائد لتعزيز استقرار سلسلة التوريد.
