1.佛山弘禹环保科技有限公司，广东，佛山，528000
2.佛山市清洁生产与低碳经济协会，广东，佛山，528000
摘录自《2015年全国清洁生产研讨会论文集》
摘 要：铝型材产业是广东省的支柱产业之一。由于铝型材加工过程中消耗大量的燃料、电力、水、金属及化工料等资源，并产生废水、废气和固废等污染物，铝型材行业纳入广东省的清洁生产重点审核行业。本文从清洁生产八大要素阐述铝型材加工企业的清洁生产改造方向。
关键词：铝型材；清洁生产；节能减排
1 前言
铝型材是广东省有色金属优势产业之一。2013年铝加工业产品位居全国行业产值的第三位。广东省铝型材加工企业主要分布在佛山、东莞等地区。其中佛山南海大沥镇是中国挤压铝型材的发源地。广东省铝型材产业以建筑铝型材企业为主，其次是工业铝材、工艺铝材和装饰铝材，工业铝材的比例在不断上升。
铝型材行业属于高能耗、重污染行业之一。近几年铝型材行业面临原料和能源成本上涨、人力成本增加、环保压力剧增等难题，产业结构调整的提出也为铝型材企业开展清洁生产工作提供了契机。
本文以清洁生产工作思路，从原材料和能源、生产工艺、设备等八大要素对铝型材生产企业进行清洁生产技术分析。
2 铝型材加工企业生产特点
据调研，就广东省铝型材加工整体而言，具有以下特点：
1. 历史悠久，生产规模大，生产企业多，拥有众多的品牌，产品种类多。
2. 企业管理水平和技术水平差异较大。例如，2013年全省单位铝材平均能耗为354kgce/t，优于全国平均水平。但部分企业远远高于该值。
3. 没有大型电解铝生产企业，以深加工为主，原材料是以铝锭和废铝为主。
4. 企业贸易方式较多，有自主品牌生产企业、来料加工企业以及混合型（既承担来料加工，又以自主品牌销售）等形式。
5. 生产自动化和连续化水平较低。
6. 生产过程中耗能点较多，能源种类从煤、油和电等多种，逐步过渡到电力和天然气。
7. 生产过程产生的污染物种类较多，包括了废水、废气、固废和噪声等等。
8. 在生产过程有使用危险品（如硫酸、氢氧化钠等）和有毒有害原材料。
由于铝型材企业具有以上的特点，表现出具有较大的清洁生产空间和开展清洁生产的必要。
3 铝型材加工清洁生产技术分析
铝型材生产的主要工序有熔铸、挤压、表面处理（喷涂、氧化电泳）等。对于各个工序的清洁生产技术分析重点在于各工序的特点。有关管理和员工将集中讨论。
3.1 熔铸工序
一、基本工艺流程
熔铸工序是铝锭或铝棒的生产过程，该工序决定铝材的内在质量。熔铸工艺流程如图1所示。
图1 熔铸工艺流程图
二、能源、资源和污染物
熔铸是铝型材加工过程能耗最大的生产工序。熔铸过程需要消耗燃料、电力和水。传统工艺中，用于熔铸的燃料种类较多，热效率差异较大，同时使用煤和重油作为燃料者产生严重大气污染。目前，燃料将逐步替换成天然气。水是用于冷却介质和烟气处理，可以循环使用。
原材料有铝锭、废铝料、镁条等，需要添加精炼剂等化学品，其中部分有含氟的化合物。
特征污染物是废气，主要污染物有二氧化硫、烟尘等，固废是炉渣和炉灰。
三、清洁生产方案
针对存在的问题，表1 是熔铸工序的清洁生产技术分析。
表1 熔铸工序清洁生产技术分析
3.2 挤压工序
一、基本工艺流程
挤压生产是以铝棒为原材料，通过挤压成型。挤压工艺流程如图2所示。
二、能源、资源和污染物
挤压工序决定了产品的用途和铝材利用率。挤压工序需要燃料、电力和水。在挤压工序中，燃料消耗的特点是消耗点多，每个点的消耗量不多。目前，也逐步地用天然气、生物质和电替代煤和油。水的作用是以冷却为主，可循环使用。
特征污染物有废气，主要污染物二氧化硫和粉尘；固废主要是一般废物，边角料、废品等。
三、清洁生产方案
挤压工序清洁生产技术分析见表2。
表2 挤压工序清洁生产技术分析
3.3 表面处理工序
表面处理要达到的目的是增加产品的花式品种，提高产品耐用性能。表面处理包括喷涂、氧化等处理工艺。
3.3.1喷涂
一、基本工艺流程
喷涂是基材表面处理工艺之一。根据喷涂的原料种类，可分为涂料喷涂、静电粉末喷涂、氟碳喷涂。喷涂工艺流程如图3所示。
图3 喷涂工艺流程图
二、能源、资源和污染物
喷涂消耗的能源为电力和天然气。天然气用作固化和烘干设备的燃料。喷涂的前处理需要用水，同时废气的除尘治理需要耗水。
特征污染物有前处理的废水和喷涂的废气。废水的污染物是COD和金属，废气的污染物是粉尘和VOC。
三、清洁生产方案
表3是喷涂工序的清洁生产技术分析。
表3 喷涂工序清洁生产技术分析
3.3.2氧化电泳
一、基本工艺流程
氧化电泳是采用电化学工艺，在基材表面形成氧化膜。通用工艺包括：常规硫酸阳极氧化、镍-锡复合盐着色、镍盐封孔和丙烯酸阳极电泳涂漆工艺。氧化电泳工艺流程见图4。
图4 氧化电泳生产工艺流程图
二、能源、资源和污染物
氧化电泳消耗的能源是电力。
特征污染物为废水和废气。水作为氧化过程的介质用水，生产后产生废水。废水中污染物的物质和浓度与实际生产过程有关。废气是氧化过程释放的酸雾和烘干产生的热空气。酸雾的产生与加热温度以及溶液的pH值等因素有关。烘干排放的热空气主要是水份和少量VOC。
使用较多有毒有害原料是该工序的特点之一。因此，减少有毒有害原材料的使用量和替代有毒有害原材料是该工序清洁生产主要内容之一。
三、清洁生产方案
表4是氧化电泳工序的清洁生产技术分析。
表4 氧化电泳工序清洁生产技术分析
3.4 企业管理
铝型材企业在管理方面普遍存在的问题以及应采取的清洁生产方案见表5。
表5 企业管理存在的问题及清洁生产方案
4 小结
受原料来源、生产设备和产品性能的影响，目前铝型材企业未能实现全线自动连续化生产，而生产工艺、设备装备、原料种类、企业管理水平等均直接影响企业清洁生产水平的高低。依照清洁生产审核思路，从原材料、能源、设备、工艺等要素分析，可为铝型材加工企业全面分析符合企业特点的改造方案，促进企业节能减排工作，从而提高企业清洁生产水平，推进行业和社会的可持续发展。
