Recyklace hliníku - Aluminium recycling

Symbol recyklace hliníku.
Logo Evropského výboru pro normalizaci pro recyklaci hliníku.

Recyklace hliníku je proces, kterým lze hliníkový šrot znovu použít ve výrobcích po počáteční výrobě. Tento proces zahrnuje jednoduše opětovné roztavení kovu, který je mnohem méně nákladné a energeticky náročné než vytvoření nové hliníku prostřednictvím elektrolýzy z oxidu hlinitého ( Al 2 O 3 ), která musí být nejprve těží z bauxitu rudy a rafinovaný pomocí Bayer proces . Recyklace šrotu hliníku vyžaduje pouze 5% energie použité k výrobě nového hliníku ze surové rudy. Z tohoto důvodu pochází přibližně 36% veškerého hliníku vyrobeného ve Spojených státech ze starého recyklovaného šrotu. Použité nádoby na nápoje jsou největší složkou zpracovaného hliníkového šrotu a většina z nich se vyrábí zpět do hliníkových plechovek.

Dějiny

Recyklace hliníku není běžnou praxí od počátku 20. století a je značně využívána během druhé světové války . Do konce šedesátých let, kdy explodující popularita hliníkových plechovek od nápojů konečně uvedla recyklaci do veřejného povědomí , to však byla aktivita s nízkým profilem .

Model propagující recyklaci hliníku v Douglas Aircraft Company v roce 1942

Zdroje recyklovaného hliníku zahrnují letadla , automobily , jízdní kola , lodě , počítače , nádobí , žlaby , vlečky , dráty a mnoho dalších produktů, které vyžadují silný lehký materiál nebo materiál s vysokou tepelnou vodivostí . Protože recyklace prvek nepřevádí, může být hliník recyklován neomezeně dlouho a stále může být použit k výrobě jakéhokoli produktu, pro který by mohl být použit nový hliník.

Hydraulický lis a lisované plechovky připravené k přepravě

Výhody

Hliník je nekonečně recyklovatelný materiál a jeho recyklace vyžaduje až o 95 procent méně energie než na výrobu primárního hliníku, což také omezuje emise, včetně skleníkových plynů. Dnes se asi 75 procent veškerého hliníku vyrobeného v historii, téměř miliarda tun, stále používá.

Recyklace hliníku obecně produkuje značné úspory nákladů oproti výrobě nového hliníku, i když jsou brány v úvahu náklady na sběr, separaci a recyklaci. Z dlouhodobého hlediska se dosáhne ještě větších národních úspor, když se vezme v úvahu snížení kapitálových nákladů spojených se skládkami , doly a mezinárodní přepravou surového hliníku.

Úspory energie

Recyklace hliníku využívá přibližně 5% energie potřebné k výrobě hliníku z bauxitu ; množství energie potřebné k přeměně oxidu hlinitého na hliník lze jasně vidět, když je proces obrácen během spalování termitové nebo chloristanové sloučeniny chloridu amonného .

Vytlačování hliníkových forem je specifický způsob, jak získat opakovaně použitelný materiál z hliníkových šrotů, ale nevyžaduje velký energetický výstup procesu tavení. V roce 2003 pocházela polovina výrobků vyrobených z hliníku z recyklovaného hliníkového materiálu.

Ekologické úspory

Výhoda, pokud jde o emise oxidu uhličitého, závisí na typu použité energie. Elektrolýzu lze provádět pomocí elektřiny z jiných zdrojů než z fosilních paliv, jako jsou jaderné, geotermální, vodní nebo solární zdroje. Výroba hliníku je přitahována zdroji levné elektřiny. Kanada, Brazílie, Norsko a Venezuela mají 61 až 99% vodní energie a jsou hlavními producenty hliníku. Použití recyklovaného hliníku také snižuje potřebu těžby bauxitu.

Obrovské množství použitého hliníku znamená, že i malé procento ztrát jsou velké náklady, takže tok materiálu je dobře sledován a je účtován z finančních důvodů. Efektivní výroba a recyklace prospívají také životnímu prostředí.

Proces pro nápojové plechovky

Hliníkové plechovky na nápoje se obvykle recyklují následujícím způsobem:

  1. Plechovky jsou nejprve rozděleny od komunálního odpadu , obvykle pomocí oddělovače vířivých proudů , a rozřezány na malé, stejně velké kousky, aby se zmenšil objem a usnadnily se stroje, které je oddělí.
  2. Kusy jsou chemicky / mechanicky čištěny a blokovány, aby se minimalizovaly ztráty oxidací při roztavení. (Povrch hliníku snadno oxiduje zpět na oxid hlinitý, když je vystaven kyslíku .)
  3. Bloky se vloží do pece a zahřejí se na 750 ° C ± 100 ° C za vzniku roztaveného hliníku.
  4. Struska se odstraní a rozpuštěný vodík se odplyní . (Roztavený hliník snadno disociuje vodík z vodních par a uhlovodíkových nečistot.) To se obvykle provádí pomocí chloru a plynného dusíku. Jako zdroj chloru se obvykle používají tablety hexachlorethanu . Lze také použít chloristan amonný , protože se při zahřátí rozkládá hlavně na chlor, dusík a kyslík.
  5. Odeberou se vzorky pro spektroskopickou analýzu . V závislosti na požadovaném konečném produktu se přidává vysoce čistý hliník, měď , zinek , mangan , křemík a / nebo hořčík, aby se změnilo složení roztavené směsi podle příslušné specifikace slitiny . Prvních pět vyrobených hliníkových slitin je 6061 , 7075 , 1100, 6063 a 2024 .
  6. Pec se odpichuje, roztavený hliník se vylije a postup se znovu opakuje pro další dávku. V závislosti na konečném produktu může být odlitek do ingotů , sochorů nebo tyčí, formován do velkých desek pro válcování , rozprášen na prášek, odeslán do extruderu nebo transportován v roztaveném stavu do výrobních zařízení pro další zpracování.

Výroba ingotů pomocí dozvukových pecí

Šrot z hliníku je rozdělen do několika kategorií, jako je ironický hliník (bloky motoru atd.), Čistý hliník (kola z lehkých slitin). Odpady jsou klasifikovány podle ISRI (Institute of Scrap Recycling Industries).

V závislosti na specifikaci požadovaného odlévání ingotů to bude záviset na typu šrotu použitého ve výchozí tavenině. Obecně se šrot plní do dozvukové pece (jiné metody se zdají být buď méně hospodárné a / nebo nebezpečné) a roztaví se a vytvoří „lázeň“. Roztavený kov se testuje pomocí spektroskopie na vzorku odebraném z taveniny, aby se určilo, jaké úpravy jsou potřebné k výrobě konečných odlitků.

Po přidání upřesnění může být tavenina několikrát testována, aby bylo možné jemně doladit dávku podle konkrétního standardu.

Jakmile je k dispozici správný „recept“ kovu, pec se poklepává a nalije do kokil, obvykle pomocí licího stroje. Tavenina se poté nechá ochladit, stohuje se a prodává se jako litý ingot křemíku a hliníku do různých průmyslových odvětví k opětovnému použití. Vyrábí se hlavně lité slitiny jako ADC12, LM2, AlSi132, LM24 atd. Tyto ingoty ze sekundárních slitin se používají ve společnostech pod tlakovým litím.

Naklápěcí rotační pece se používají k recyklaci hliníkového šrotu, který poskytuje vyšší využití ve srovnání s dozvukovými pecemi (Skelnerova pec).

Recyklační sazby

Brazílie recykluje 98,2% své výroby hliníkových plechovek, což odpovídá 14,7 miliardám plechovek od nápojů ročně, což je první místo na světě, což je více než 82,5% míra využití v Japonsku . Brazílie je na vrcholu žebříčků recyklace hliníkových plechovek osm let po sobě.

Sekundární recyklace hliníku

Bílá struska, zbytek z výroby primárního hliníku a druhotných recyklačních operací, obvykle klasifikovaný jako odpad, stále obsahuje užitečné množství hliníku, které lze průmyslově extrahovat. Tento proces produkuje hliníkové sochory spolu s vysoce komplexním odpadním materiálem. Tento odpad je obtížné zvládnout. Reaguje s vodou a uvolňuje směs plynů (mimo jiné vodík , acetylen a amoniak ), které se spontánně vznítí při kontaktu se vzduchem; kontakt s vlhkým vzduchem má za následek uvolnění velkého množství plynného amoniaku. Navzdory těmto obtížím však odpad našel použití jako plnivo v asfaltu a betonu .

Viz také

Reference

externí odkazy