Репортаж от Wedoany，Недавно опубликованная патентная заявка компании Apple показывает, что компания изобрела электрохимический процесс, который позволяет извлекать высокочистый алюминий из отходов алюминиевых сплавов при температуре всего 125 °C, при этом сырье включает металлическую стружку, образующуюся при обработке на станках с ЧПУ.
Эта технология использует метод, сочетающий расплавленный электролит на основе хлорида алюминия (AlCl₃) с электрорафинированием (Electrorefining), для отделения и очистки алюминия из отходов алюминиевых сплавов. По сравнению с традиционными процессами очистки алюминия, рабочая температура данного решения значительно снижена, что позволяет проводить процесс при температуре ниже 200 °C, 150 °C и даже 125 °C, а в некоторых вариантах реализации температура может быть еще ниже.
Apple отмечает, что существующие процессы переработки алюминия обычно сталкиваются с такими проблемами, как высокое энергопотребление и большие инвестиции в оборудование. Хотя традиционный процесс Хупса позволяет получать алюминий высокой чистоты, общая стоимость высока, а такие методы, как фракционная кристаллизация, не могут эффективно удалять такие распространенные в алюминиевых сплавах элементы, как марганец и хром. Поэтому отходы алюминиевых сплавов из разных источников часто можно перерабатывать только в универсальные сплавы с более низкой стоимостью.
В предложенном Apple решении ключевой метод заключается в использовании отходов алюминиевого сплава в качестве анода, а чистого алюминия — в качестве катода, которые вместе помещаются в электрохимическую ванну, содержащую расплавленный электролит на основе хлорида алюминия. После подачи тока алюминий из отходов окисляется до ионов алюминия, которые переходят в расплавленную соль, а затем восстанавливаются на катоде, осаждаясь в виде чистого алюминия, в то время как такие примеси, как медь, железо, кремний, марганец и хром, в основном остаются на стороне анода. Поскольку это решение больше не полагается на разницу плотности традиционного расплавленного алюминиевого слоя для разделения, отходы алюминиевого сырья могут быть в различных формах, включая алюминиевую фольгу, алюминиевые листы, алюминиевые слитки и спрессованную алюминиевую стружку от станков с ЧПУ.
Данное решение обладает высокой эксплуатационной гибкостью. Процесс электролиза не обязательно должен выполняться непрерывно до конца; его можно приостановить или перезапустить в зависимости от ситуации с энергоснабжением. Реакция приостанавливается после прекращения подачи напряжения и возобновляется после восстановления питания, что означает, что завод может регулировать производственный ритм в зависимости от колебаний цен на электроэнергию или доступности возобновляемых источников энергии.
В части конструкции электролита Apple использует хлорид алюминия в качестве основного материала и может добавлять такие добавки, как хлорид натрия, хлорид калия или хлорид магния, для дальнейшего снижения температуры плавления смеси расплавленных солей, одновременно уменьшая образование дендритных структур на поверхности электродов. В патентном документе также описаны варианты конструкции, подходящие для промышленного масштабирования; система может использовать структуру с чередованием нескольких анодов из отходов алюминия и нескольких катодов из чистого алюминия для повышения производительности. По мере постепенного расходования анодного материала и непрерывного осаждения чистого алюминия на катоде, соответствующие электроды можно заменять при сохранении герметичности системы. Из-за высокого давления паров хлорида алюминия Apple предлагает эксплуатировать всю систему электролиза в герметичном режиме для уменьшения потерь электролита на испарение; в некоторых вариантах реализации система может даже работать при давлении ниже стандартного атмосферного.
В отличие от традиционного энергоемкого метода фракционной кристаллизации, этот процесс Apple позволяет более эффективно удалять такие распространенные в алюминиевых сплавах элементы, как медь, цинк, магний, кремний, железо, титан, хром, литий, цирконий и марганец, которые являются основными препятствиями для переработки отходов алюминия в высокотехнологичных электронных продуктах. Apple отмечает, что в различные алюминиевые сплавы добавляются различные элементы для удовлетворения требований к прочности, коррозионной стойкости и внешнему виду, и если они смешиваются на этапе производства или утилизации, их трудно экономично разделить обратно на высокоценные категории сплавов, и они часто могут быть понижены в классе только для использования на рынке низкокачественного литья под давлением.
Для Apple значение этой технологии заключается в том, что в ее собственной производственной экосистеме образуется большое количество высококачественной механической стружки; если такие отходы можно будет очищать до вторичного алюминия, соответствующего строгим стандартам, эффективность замкнутого цикла переработки материалов значительно повысится. Apple считает, что если можно будет достичь высокочистой очистки отходов алюминиевых сплавов с более низким энергопотреблением, это поможет расширить источники высококачественного вторичного алюминия, повысить ценность повторного использования производственных отходов и материалов после окончания жизненного цикла продукта, а также уменьшить зависимость от первичного алюминия.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
