可持续发展：制造铝制饮料罐要消耗多少资源？

        铝制饮料罐是人们经常使用的日常用品，无论是在购物、午休还是在自动售货机前选择喝什么的时候，很少有人会想知道装他们喝的饮料的罐子到底是如何制成的，或者这些铝罐的原材料是如何进出的。

        虽然有化学品和一些合金进入铝饮料罐制造过程或成为其副产品，但铝土矿矿石是进入该过程的主要原材料，而再生铝是从回收过程中提取的原材料重新投入制造过程，以减少需要开采的铝土矿矿石量。

        由于铝被用于许多产品中，因此很快就研究了如何将铝加工成可用的金属。铝是从铝土矿矿石中提取的，更具体地说是从三水铝石、水铝石和水铝石矿物中提取的，铝被认为是地壳中存在的最丰富的金属。由于铝土矿储量之前主要发现于世界热带和亚热带地区，并且在采矿之前，土地会被砍伐和清理，采集到的铝土矿就会经过拜耳法从矿石中提取铝。 

        拜耳法最早由奥地利化学家卡尔·约瑟夫·拜耳 (Karl Josef Bayer) 于 1887 年发明并获得专利。拜耳法仍然是当今从铝土矿中提取氧化铝（也称为氧化铝）的主要方法。铝土矿经过洗涤后，通过筛网进行破碎，使矿石颗粒大小均匀。然后将其与来自拜耳法沉淀阶段的石灰和烧碱或氢氧化钠一起送入研磨机，在高温高压下混合，产生称为“浆料”的混合物。该浆料由铝酸钠以及未溶解的铝土矿残渣组成，其中包括高浓度的氧化铁、二氧化钛和氧化硅；副产品通常被称为“赤泥”。

        然后将浆料泵入消化池，其中添加更多的苛性碱溶液以帮助在高温下将铝酸钠溶解到溶液中，同时定期将不需要的和未溶解的残留物从消化池中清除。根据铝土矿的成分，将其在 145°C（三水铝石）或 200° 至 280°C（勃姆石）下加热以溶解铝酸钠，然后在 106°C 的闪蒸罐中冷却以降低压力并温度，形成用于预热浆料的蒸汽，并可能节省能源使用。然后将溶液导入沉淀池，使浆料中的赤泥与铝酸钠和烧碱精矿分离并沉淀在池底；通常在溶液中添加化学添加剂以帮助沉积物处理。

        然后，赤泥被转移到洗涤罐中以回收更多的烧碱，然后将其作为拜耳工艺的废物副产品去除。另一方面，精矿经过一系列过滤器处理，以除去精矿中任何剩余的未溶解的铝土矿残留物，然后再将其泵入沉淀器。在那里，添加称为水合氧化铝的氧化铝细颗粒，在冷却时开始沉淀纯氧化铝颗粒。一旦氧化铝晶体沉降到罐底，就会被转移并再次过滤，以洗去杂质并去除水分，然后再进入煅烧窑。晶体在高达 1100°C 的温度下被加热，同时缓慢旋转以进一步去除水分，然后冷却；该过程的结果是白色粉末形式的纯氧化铝，然后准备运输以熔炼成金属。

        到达制造工厂后，铝卷将被展开并润滑，以便铝在成型为罐头时流动更加顺畅。然后将铝板送入拔罐机，先切出浅圆形杯子，然后再将其拉高成杯子并在熨烫机中熨烫以增加杯壁的厚度。[9]  然后修剪顶部，使每个罐头具有统一的高度和统一的宽度。此过程中被刺穿的废铝被移除并回收。然后，罐头切口会经历外表面的清洁和冲洗循环，然后干燥并继续上墨过程。罐子在橡胶滚筒上滚动，橡胶滚筒在旋转时同时在罐子上印刷六到八种颜色，然后涂上清漆，以保持罐子光泽并保护油漆。然后，这些罐子进入烘烤炉进行干燥并防止油漆剥落，然后在罐子内部喷涂保护涂层，以确保罐子中盛装的饮料在再次烘烤之前永远不会接触金属。以密封涂层。罐子的顶部（颈部）变窄，准备密封，罐子的底部呈圆拱形，以保持添加饮料后承受罐子内部压力所需的强度。然后，所有罐子都会通过光测试仪进行处理，该测试仪能够检测比人类头发还小的孔，以确保在将罐装托盘并运送给客户（饮料公司）以填充饮料之前不会泄漏。

        罐盖（称为罐盖）采用类似的工艺制成，其中铝板被展开并润滑，然后冲制成圆形外壳。然后，它们经过高精度压机，负责铆钉制造、刻划和连接。在将易开拉片安装到末端之前，会在整个上涂上密封剂，这样任何金属都不会接触到饮料；当一切完成后，它们被装袋并单独运送到饮料公司。

        据美国环境保护署称，饮料罐行业使用的许多涂料（包括油墨、清漆和底漆/边缘涂层）都含有大量溶剂，导致大量挥发性有机化合物（VOC）排放到罐头罐中。对人体有害并可能致癌的空气。自 20 世纪 70 年代以来，清洁空气法规的通过要求涂料中的 VOC 含量较低，这导致饮料罐公司现在广泛使用水性涂料。水性涂料由聚合物或树脂基、水和有机溶剂制成，使用与传统溶剂型涂料相同的施工设备，但 VOC 含量显着降低，为 1.4 至 3.6 lb VOC/lb gal涂料与溶剂型涂料的 4.0 至 6.6 磅 VOC/磅加仑涂料相比。

        铝饮料罐不仅被认为是最常见的饮料包装，而且是最可回收的消费包装以及最有价值的可回收容器。由于铝是一种可持续金属，因此可以一次又一次地回收利用，饮料罐公司发现，通过重复使用回收的铝，他们可以节省通常用铝制造罐所需的 95% 的能源。纯提取铝。正是出于这个原因，许多公司一直在尽可能多地回购回收铝，这样他们就不必花费尽可能多的资金和能源来开采铝土矿。根据2010年的分析，铝罐回收率已达到58.1%，一个空罐一般只需60天就可以回收并重新回到杂货店货架上。

        回收的铝罐被运送到冶炼厂，在那里进行水分含量和金属质量的测试；然后，通过的那些会被切碎，然后加热以使罐上的油漆和其他材料脱漆。然后，它们再次在 1400°F（或 650°C）下加热，熔化成熔融金属，倒入模具中形成锭。然后铝锭被压扁成卷，然后运送到饮料罐公司，重新开始制成罐头的循环。

        虽然这一切似乎是减少用于制造罐头的纯铝用量的完美解决方案，但回收过程实际上比看起来要复杂一些。用于罐盖的铝板通常与镁混合，以帮助其承受打开时金属上的弯曲力；这意味着，当罐头熔化成熔融金属时，它实际上是一种合金，不适合制成罐头的铝侧面，也不适合制成更坚固的罐头端部。为了使其适用于这些类型的板材中的任何一种，要么将纯铝添加到混合物中以稀释镁浓度并降低金属的刚度，使其适用于罐体，要么将更多的镁添加到混合物中，以便适用于制作罐盖。

        虽然大约 50% 的铝罐被回收，时至今日这一比例已经提高了不少。实现这一目标的原因是生产原铝需要大量的能源。用原铝制造铝罐需要足够的燃料来产生 电力，但通过回收铝罐，能源需求将减少到大约八分之一。