Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Oportunitatea valorificării aluminiului

in Chimie/Enciclopedie

Oportunitatea valorificării aluminiului şi aliajelor cu bază de aluminiu

Extinderea considerabilă, în ultimii 20-30 de ani, a utilizării aluminiului şi aliajelor sale în domenii precum cele de automobile, construcţii, ambalaje, electricitate, aparatură casnică, a condus la creşterea semnificativă a cantităţii de deşeuri din aluminiu şi aliaje cu bază din aluminiu. Drept efect, s-a creat o ramură specială a metalurgiei/industriei, denumită industria aluminiului secundar sau de reciclare a aluminiului din deşeuri.

În Marea Britanie, aproximativ 80% din foliile de aluminiu sunt utilizate ca ambalaje pentru alimente, pentru împachetare în sectorul casnic, folii pentru coacere. Uneori foliile din aluminiu se utilizează pentru ambalarea altor produse decât cele alimentare (industria farmaceutică, industria tutunului), în aceste cazuri, foliile sunt diferite, având caracteristici specifice domeniului de utilizare. De asemenea, foliile din aluminiu sunt utilizate în industria tipografică, pentru realizarea plăcilor litografice şi efectelor decorative.

Importanţa reciclării aluminiului rezultă din analiza efectelor pe care producţia de aluminiu secundar le are asupra economiei şi mediului.

• Efecte economice reciclării aluminiului
În producţia de aluminiu primar se utilizează cantităţi însemnate de materii prime, în special minereuri de bauxită.

– procesul de obţinere a aluminiului primar este material-intensiv

La procedeul Bayer, – pentru producerea a 1.000 kg aluminiu sunt necesare:
– 4.788 kg bauxită,
– 428,7kg NaOH,
– 87,4kg calcar,
– 18kg fluorură de aluminiu,
– 430kg anozi.
– procesul este energo-intensiv

Consumul de energie necesar transformării bauxitei în aluminiu este extrem de ridicat: sunt necesari ~16.800kWh energie electrică doar pentru etapele de electroliză şi ~31.400MJ energie termică.

• Efectele reciclării aluminiului asupra consumului de energie și de materiale
– salvează ~95% din energia consumată pentru producerea aceleaşi cantităţi de aluminiu pe calea metalurgiei extractive;

– salvează materiale: reciclarea unui kilogram de aluminiu poate salva ~8kg bauxită, 4kg produse chimice şi 14kWh energie.

• Efectele reciclării aluminiului asupra protecţiei mediului:
– salvează resursele de materii prime naturale
– reduce impactul exploatărilor miniere asupra ecosistemului, reduce consumurile energetice.
– producerea aluminiului primar generează cantităţi mari de deşeuri solide (în principal nămol roşu 1.600–3.200kg/tona de aluminiu produs prin procedeul Bayer).

Randamentul de reciclare este determinat de durata de viaţă a produselor realizate din aluminiu. Duratele medii de viaţă variază de la câteva luni pentru segmentele ambalaje şi tipărire, 10–12 ani pentru componentele automobilelor, la mai mult de 30-40 ani pentru construcţii şi energie electrică.

În Europa, aluminiul atinge o rată înaltă de reciclare, de la ~40% pentru ambalajele de băuturi, la ~85% în construcţii şi ~95% în transporturi.

Deşeurile de aluminiu se pot clasifica după mai multe criterii:

● după provenienţă
– transporturi (componente aluminiu pentru automobile, trenuri, avioane etc.);
– construcţii (tâmplărie pentru ferestre, cadre pereţi, faţade etc.);
– ambalaje (folii, ambalaje băuturi, alte alimente, aerosoli, medicamente etc.);
– inginerie mecanică (componente din aluminiu pentru instalații şi utilaje);
– inginerie electrică, (cabluri din aluminiu etc.);
– aparatură casnică (căni, veselă, vase de gătit etc.).

● după compoziţie şi mod de prelucrare:
– aluminiu pur
– aliaje cu bază de aluminiu deformate;
– aliaje cu bază de aluminiu turnate.

● după gradul de combinare cu alte materiale:
– fără combinare (aluminiu pur);
– cu combinare
– slabă (aluminiul poate fi uşor separat din deşeuri prin dezmembrare și după mărunţire slabă);
– medie;
– puternică (aluminiul este separat greu din deşeuri, când separarea se
face doar după mărunţire intensă sau procesare termică);
– totală (aluminiul nu poate fi separat din amestecurile de materiale).

Principalele elemente de aliere pentru aliajele turnate sunt siliciul, cuprul şi magneziul care pot ajunge până la o concentraţie de ~12%.
Principalele elemente de aliere pentru aliajele deformate sunt magneziul, manganul şi siliciul, concentraţia lor variind între 2–2,5%.

● după dimensiunile şi forma deşeurilor:
– deşeuri dense, masive;
– deşeuri subţiri, mărunte.

● după durata de timp după care vin la valorificare:
– deşeuri noi;
– deşeuri vechi.

● Deşeurile noi reprezintă deşeurile tehnologice generate de procesele de turnare, prelucrare termică sau mecanică (reţele de turnare, rebuturi, bavuri de turnare, capete rezultate la debitarea produselor extrudate, marginile de la tăierea tablelor, capete de tablă, resturi de la ştanţare, spirale, şpan, etc.) şi materiale cu conţinut de aluminiu rezidual (precum zgurile de la elaborare).

Deşeurile noi se reîntorc direct în circuitele de retopire, au compoziţie chimică cunoscută şi pot fi procesate necesitând o mică preparare.

● Deşeurile vechi sunt cele care provin din produsele sau articolele scoase din folosinţă la sfârşitul ciclului lor de viaţă. Astfel de deşeuri sunt ambalajele, cele care provin din sectorul transporturi, componentele autovehiculelor, tâmplării din construcţii, conductorii electrici, aparatură casnică etc.

Deşeurile vechi provin din unităţile de colectare, în majoritatea cazurilor fiind dotate cu tocătoare și separatoare: shreddere, separatoare magnetice, separatoare în medii dense.

Rata de reciclare pentru deşeurile vechi este de aproximativ 65%, mai scăzută fiind rata de reciclare a ambalajelor şi anume de ~40%. De aceea, pe plan mondial, noile preocupări sunt îndreptate spre crearea de infrastructuri şi tehnologii pentru recuperarea şi reciclarea cutiilor şi foliilor din aluminiu.

Prețul deșeurilor este determinat de caracteristicile acestora și de calitatea lor:
– deșeuri vechi amestecate de aluminiu
– deșeuri ustensile/scule din aluminiu
– deșeuri de aluminiu extrudat
– șpan de aluminiu
– deșeuri de aluminiu cu conținut scăzut de cupru
– deșeuri de aluminiu foi litografiere
– deșeuri aluminiu turnat
– deșeuri curate de aluminiu acoperit cu vopsele
– deșeuri de aluminiu cu alte acoperiri
– deșeuri ambalaje băuturi
– deșeuri tocate ambalaje băuturi
– deșeuri ambalaje băuturi balotate
– deșeuri brichete ambalaje băuturi
– deșeuri noi de ambalaje băuturi
– deșeuri ambalaje băuturi
– deșeuri aluminiu lingotat (turnat în lingouri)
– resturi de aluminiu separate din zgurile de la elaborare
– deșeuri amestecate aluminiu cu fier
– deșeuri de calitate inferioară, amestecate aluminiu cu fier
– deșeuri angrenaje auto
– deșeuri radiatoare auto
– deșeuri conductori cu izolații
– deșeuri conductori fără izolații
– deșeuri roți auto
– deșeuri folii aluminiu
– deșeuri folii aluminiu pe substrat de hârtie
– zguri de la elaborarea aluminiului
– fragmente de la tocarea deșeurilor auto.

Clasificarea deşeurilor de aluminiu se realizează conform standardelor, normelor și specificațiilor. Conform standardului românesc, deşeurile de aluminiu sunt cuprinde în mai multe categorii, grupe şi sortimente.

În funcţie de compoziţia chimică sunt categoriile de:

● deşeuri de aluminiu tehnic;
● deşeuri din aliaje de aluminiu, prescurtat AAl.

Fiecare categorie cuprinde trei grupe:
● grupa de deşeuri în bucăţi, simbolizată cu litera B, ce cuprinde deşeuri din aluminiu laminat sau extrudat, aluminiu turnat şi deşeuri amestecate;
● grupa de deşeuri sub formă de aşchii, strunjituri, şpan, simbolizată cu litera S;
● grupa de deşeuri sub formă de cabluri şi conductori, simbolizată cu litera C (pentru deşeuri de aluminiu tehnic);
● grupa de deşeuri sub formă de cenuşi şi zguri simbolizată cu litera Ox (pentru deşeuri de aliaje de aluminiu).

Procesarea deşeurilor de aluminiu
Sectoarele de valorificare a deșeurilor de aluminiu pot funcţiona:
-ca unităţi independente;
-de regulă ca unităţi integrate în combinatele mari de fabricație a produselor din aluminiu.

Fluxurile care prelucrează deșeurile de aluminiu pentru obținerea aluminiului secundar sau aliajelor de aluminiu sunt compuse din două etape principale:
-prepararea (sau pretratamentul) deşeurilor;
-elaborarea cu rafinarea aluminiului sau aliajelor de aluminiu.

Etapa de preparare a deşeurilor include:
-sortarea;
-prepararea dimensională;
-îndepărtarea impurităților (purificarea).

Etapa de elaborare-rafinare constă din:
-topirea;
-rafinarea;
-alierea;
-turnarea.

În afara acestor etape, în fluxul poate cuprinde și alte etape/operații suplimentare, funcţie de calitatea deşeurilor, sursele de deşeuri, dotarea cu echipamente auxiliare, cuptoare modificate constructiv, specificaţiile produselor obţinute.

Sortarea/Separarea aluminiului sau aliajelor de aluminiu din deșeurile complexe (cum sunt automobilele scoase din folosință) care conțin materiale de diverse tipuri se poate realiza prin aplicarea unui flux de operații de mărunțire și separare adecvate tipului de deșeu.

Sortarea manuală a aluminiului din amestecurile de deşeuri (după formă şi culoare) este o metodă greoaie, cu eficienţă redusă, dată fiind prezenţa unei game variate de impurităţi libere ori rigidizate (prin nituire, sudare, lipire sau înşurubare, etc.).

În cazul amestecurilor de aliaje de diferite tipuri, este necesară separarea lor pe grupe asemănătoare din punct de vedere al compoziţiei chimice. Prin sortare manuală după culoare se elimină aluminiu de oţel, fontă, cupru, alame, bronzuri sau după piesele din care provin, ştiind că unele piese se execută de regulă dintr-un anumit aliaj. În cazul loturilor mari se pot efectua şi analize chimice rapide pentru separarea pe grupe de aliaje.

Pentru separarea materialelor din amestecurile de deșeuri amestecate (materiale metalice și nemetalice) se utilizează de regulă o succesiune de metode.

De exemplu pentru separarea materialelor nemetalice se pot aplica următoarele metodele de separare:

I. Metode de separare uscată bazate pe procese de:
– clasare cu aer;
– clasare mecanică;
– NIR (raze în infraroşu);
– analize spectrale cu laser;
– analize în lumină polarizată;
– analize în lumină ultravioletă;
– analize pe diferenţierea culorilor în lumină fluorescentă;
– separare electrostatică.

II. Metode de separare umedă bazate pe procese de:
– flotare;
– hidrociclonare;
– suspensie într-un solvent;
– suspensie prin hidrofobie;
– dizolvare selectivă.

III. Metode chimice de separare bazate pe procese de:
-hidrolize;
-glicolize;
-pirolize.

Metodele mecanice utilizate pentru separarea materialelor metalice și nemetalice din amestecurile de deşeurilor mixte se bazează pe diferenţele de densitate, caracteristicile electrice şi magnetice, tabelul 1 – 6.

Materialele feroase de cele neferoase se separă cu ajutorul unui separator cu electromagnet.
Separarea fracției care conține metale și aliaje neferoase de celelalte materiale (materiale plastice, sticlă, oțel inoxidabil etc.) se realizează cu ajutorul unui separator cu curenţi turbionari.

Amestecul remanent este de obicei prelucrat de un sistem de sortare prin inducţie (ISS) a cărui funcționare se bazează pe principiile inducţiei electromagnetice în materialele bune conducătoare și care este capabil să separe oţelul inoxidabil din amestecul remanent.

Fracția neferoasă conţine în principal zinc, cupru şi aluminiu și aliajele acestor metale. Metalele/aliajele grele introduse în separatoarele în medii dense, și ajunse într-un mediu greu (cum ar fi siliconul sau nisipul) se comportă diferit funcție de densitatea lor: cele ușoare cu densitate mică precum aluminiu plutesc iar cele mai grele cu densitate mare precum zincul și cuprul se scufundă la baza mediului greu.

Separarea în medii dense este utilizată pentru extragerea componenţilor cu densitate ridicată prin utilizarea mediilor vâscoase: separarea cuprului și fierului de aluminiu. Deşeurile, care pot conţine bucăţi din lemn, materiale plastice, cauciuc, componente din fier, cupru, bronz, plumb, etc., sau chiar diferite tipuri de aliaje din aluminiu cu elemente grele (cupru, fier, nichel, zinc) sau uşoare (magneziu, siliciu), se pot separa între ele pe baza diferenţei de densitate.

Mediile dense sunt utilizate pentru concentrarea aluminiului recuperat din deşeurile rezultate din mărunţirea automobilelor uzate: în materialul mărunţit pe shredder, care conţine ~30% Al, se obţine o concentrare a aluminiului mai mare de 80%. În acest scop se folosesc instalaţii speciale, cu fluide care au densitatea astfel stabilită încât unele deşeuri plutesc şi altele cad la bază.

Separarea magnetică care se bazează pe proprietăţile feromagnetice diferite ale particulelor serveşte la separarea bucăţilor feroase din orice amestec în care acestea se află împreună cu alte materiale nemagnetice.
Separarea în curenţi turbionari (Foucault) poate fi utilizată pentru separarea aluminiului și cuprului de materialele plastice (dimensiunea bucăţilor 2 – 3 mm), fig.4.

Separarea electrostatică se bazează pe diferenţa dintre conductibilitatea materialelor care compun amestecurile de materiale tocate: metalice conducătoare şi plastice neconducătoare.
Prin separare electrostatică are loc recuperarea uscată a particulelor fine de metal din amestecurile de materiale conducătoare/neconducătoare.

Principiul de funcționare constă în încărcarea cu sarcini electrice un anumit timp a suprafeţele materialelor neconducătoare, fie prin bombardare cu ioni sau electroni, fie prin frecare şi astfel, particulele încărcate cu sarcini pot fi separate de celelalte neîncărcate (conducătoare). De asemenea, pot fi separate între ele particulele cu sarcini de polarităţi opuse. Amestecul de materiale este introdus într-o tobă rotativă.

Particulele se deplasează într-un câmp generat de un electrod de curent continuu şi voltaj ridicat (peste 35 kV), încărcându-se cu sarcini electrice. Cele conducătoare se vor descărca imediat şi vor fi eliminate din tobă sub acţiunea forţei centrifuge. Particulele neconducătoare vor adera la tobă, menţinute fiind de propria sarcină, şi de aici vor fi dirijate spre altă zonă prin periere.

Aceste sisteme au randamente ridicate de separare şi lucrează cu particule de dimensiuni cuprinse între 5 mm şi 100 m. Dacă sunt cuplate cu cele bazate pe curenţi turbionari, separarea devine eficientă şi pentru particule de dimensiuni mai mari de 5 mm.

Separatoarele electrostatice pot fi utilizate la:

– recuperarea firelor fine de cupru din deşeurile de cabluri;
– separarea materialelor plastice din deşeuri;
– separarea metalelor, în particular a metalelor preţioase din deşeurile electronice;
– separarea cuprului sau alamei din prafurile colectate pe cale uscată;
– separarea foliilor de aluminiu din ambalajele multistrat;
– separarea cuprului din deşeurile circuitelor imprimate.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem.

Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Chimie

Cuptoarele cu plasmă

Cuptoarele cu plasmă pot fi considerate tehnologii inovative care înlocuiesc tehnologiile convenţionale

Industria aluminiului

Industria aluminiului Eficienţa procesatorilor din industria aluminiului secundar este strâns determinată de
LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web