The Future of Aluminium Recycling: Behaviour of Cu, Zr , Ga and Ag in Liquid Aluminium Solution During Recycling

Abstract

Akkumuleringen av legeringselementer i aluminium kan føre til store utfordringer for resirkuleringen av metallet etter bruk, grunnet at renheten til aluminium minker med introduksjonen av fremmede elementer. Noen elementer er derimot forventet å falme, der de reagere ut av aluminiumsmelten under resirkuleringen. Denne avhandlingen undersøker hvordan kobber, gallium, zirkonium og sølv påvirkes i en aluminium smelte over tid, ved å tilsette elementene i små konsentrasjoner og støpe prøver i varierende intervaller. Komposisjonsanalyse er gjort ved hjelp av spektroskopi og spektrometri av prøvene for å vise varierende konsentrasjoner over tid. Avhandlingen har funnet indikasjoner at kobber, gallium, zirkonium og sølv generelt akkumuleres over tid i en aluminiumsmelte. Dette betyr at tilsetningen av disse elementene til aluminium skaper problemer for fremtidig resirkulering, og at seperasjonsmetoder bør bli studert for at disse legeringene kan kunne ta del i sirkulær økonomien. Fremtidig arbeid burde verifisere funnene i dette prosjektet kvantitativt, undersøke oppfrøselen av andre grunnstoffer, samt oppførselen i andre legeringer.

The accumulation of elements in aluminium leads to serious challenges during recycling, because the purity of aluminium decreases once alloying elements have entered an aluminium solution. However, some elements are expected to fade, where they react out of the molten solution during recycling. This thesis investigates how copper, gallium, zirconium and silver behaves over time in aluminium melt, through adding the elements in low concentrations and casting samples at various time intervals. Compositional analysis of the samples were done through spectroscopy and spectrometry methods in order to show its varying concentrations over time. This study has found indications that copper, gallium, zirconium and silver generally accumulates in aluminium over time. This means that additions of these elements in aluminium causes issues for future recycling, as separation methods must be studied for these alloys to take part of the circular economy. Future work should verify these findings quantitatively, research the behavior and implication of different elements, as well as the the behaviour in other alloys.