综述：废铝合金升级回收技术研究进展综述

（编辑推荐语）本综述系统梳理了废铝合金（SAA）升级回收技术现状，指出电解铝行业高能耗（15吨CO2/吨铝）背景下，SAA回收可降低96%碳排放（3-5%电解铝排放量）。重点分析分凝法（能耗0.5-7 kWh/kg Al）、真空蒸馏、电精炼等技术路径，为构建低碳铝循环（碳减排77%目标）提供理论支撑。

　　

废铝合金升级回收技术研究进展

Abstract

电解铝行业作为典型的高能耗（energy-intensive）产业，单吨碳排放量高达钢铁的6倍（>15吨CO₂/吨铝）。在汽车轻量化与清洁能源需求驱动下，全球原铝产量已达6812万吨（2023年），中国占比61.17%。废铝合金（Scrap Aluminum Alloys, SAA）回收因其仅需电解铝3-5%的碳排放量，成为实现铝工业碳中和的关键路径。

Introduction

铝的轻质、导电特性使其在交通、能源领域应用广泛，但传统Hall-Héroult工艺面临严峻碳减排压力。根据《巴黎协定》要求，美、欧、日等国提出2030年前减排46-90%的目标。国际铝业协会（IAI）报告指出，2050年前需将当前11亿吨CO₂排放削减至2.5亿吨，而SAA回收可贡献77%减排潜力。

Recycling status and challenges of SAA

2022年全球SAA产量3826万吨，中、美、欧占比超62%。当前行业面临两大挑战：①传统重熔法导致杂质元素（Fe、Si等）累积，产品性能劣化；②降级循环（downcycling）模式难以满足光伏、电动汽车对高纯铝的需求。

Upcycling process of SAA

分凝法（Segregation）

通过定向凝固实现元素再分布，可获得>99.5 wt.%高纯铝，能耗仅0.5-7 kWh/kg Al。但对分配系数K≥1的元素（如Cu）去除效率低。

真空蒸馏（Vacuum Distillation）

利用元素挥发性差异分离，实验室阶段已实现Mg、Zn去除率>95%，但设备成本高且对低沸点元素（如Ca）无效。

电精炼（Electrorefining）

包括熔盐电解（molten salt）和离子液体电解（ionic liquids），可深度去除Fe（<0.1 wt.%），但电流效率普遍低于80%。

Comparative analyses

技术经济性对比显示：分凝法碳减排效益最佳（>90%），但电精炼产品纯度最高（99.99%）。选择性液化（selective liquation）结合真空蒸馏可协同去除多种杂质，是未来工业化应用潜力方向。

Conclusions and perspectives

建立SAA升级循环（upcycling）体系需突破三大瓶颈：①开发多技术联用工艺；②优化杂质元素协同去除机制；③制定再生铝分级标准。通过"低碳冶金（low-carbon metallurgy）+智能分选"技术融合，有望实现吨铝能耗<5 kWh的终极目标。