Återvinning av aluminium - Aluminium recycling

En aluminiumåtervinningssymbol.
Den europeiska standardiseringskommittén logo för återvinning av aluminium.

Aluminium återvinning är den process genom vilken skrot aluminium kan återanvändas i produkter efter dess initiala produktionen. Processen innebär helt enkelt att smälta metallen, vilket är mycket billigare och energiintensivt än att skapa nytt aluminium genom elektrolys av aluminiumoxid ( Al 2 O 3 ), som först måste brytas från bauxitmalm och sedan raffineras med Bayer process . Återvinning av skrotaluminium kräver endast 5% av den energi som används för att tillverka nytt aluminium från råmalmen. Av denna anledning kommer cirka 36% av allt aluminium som produceras i USA från gammalt återvunnet skrot. Begagnade dryckesbehållare är den största delen av bearbetat aluminiumskrot och det mesta tillverkas tillbaka i aluminiumburkar.

Historia

En vanlig praxis sedan början av 1900-talet och i stor utsträckning kapitaliserad under andra världskriget är aluminiumåtervinning inte nytt. Det fanns dock en låg profil aktivitet fram till slutet av 1960-talet, när den exploderande popularitet aluminium dryckesburkar slutligen placerade återvinning i det allmänna medvetandet.

Modell som främjar återvinning av aluminium på Douglas Aircraft Company 1942

Källor för återvunnet aluminium inkluderar flygplan , bilar , cyklar , båtar , datorer , köksredskap , takrännor , sidospår , tråd och många andra produkter som behöver ett starkt lättviktigt material eller ett material med hög värmeledningsförmåga . Eftersom återvinning inte överför elementet kan aluminium återvinnas på obestämd tid och ändå användas för att producera alla produkter som nytt aluminium kunde ha använts för.

Hydraulisk press och pressade burkar förberedda för transport

Fördelar

Aluminium är ett oändligt återvinningsbart material och det tar upp till 95 procent mindre energi att återvinna det än att producera primäraluminium, vilket också begränsar utsläpp, inklusive växthusgaser. Idag är cirka 75 procent av allt aluminium som produceras i historien, nästan en miljard ton, fortfarande i bruk.

Återvinning av aluminium ger i allmänhet betydande kostnadsbesparingar jämfört med produktion av nytt aluminium, även när man tar hänsyn till kostnaderna för insamling, separation och återvinning. På lång sikt görs ännu större nationella besparingar när man tänker på minskningen av kapitalkostnaderna i samband med deponier , gruvor och internationell frakt av rå aluminium.

Energi sparande

Återvinning av aluminium använder cirka 5% av den energi som krävs för att skapa aluminium från bauxit ; mängden energi som krävs för att omvandla aluminiumoxid till aluminium kan ses tydligt när processen vänds under förbränningen av termit- eller ammoniumperkloratkompositdrivmedel .

Aluminiumformsträngsprutning är ett specifikt sätt att få återanvändbart material från aluminiumskrot men kräver inte en stor energiproduktion vid en smältprocess. 2003 var hälften av produkterna tillverkade med aluminium från återvunnet aluminiummaterial.

Miljöbesparingar

Fördelen med koldioxidutsläpp beror på vilken typ av energi som används. Elektrolys kan göras med hjälp av källor som inte är fossila bränslen, såsom kärnkraft, geotermisk, vattenkraft eller sol. Aluminiumproduktion lockas av källor till billig el. Kanada, Brasilien, Norge och Venezuela har 61 till 99% vattenkraft och är stora aluminiumproducenter. Användningen av återvunnet aluminium minskar också behovet av brytning av bauxit.

Den stora mängden aluminium som används innebär att även små procentuella förluster är stora utgifter, så materialflödet övervakas och redovisas av ekonomiska skäl. Effektiv produktion och återvinning gynnar också miljön.

Process för dryckesburkar

Dryckesburkar av aluminium återvinns vanligtvis enligt följande metod:

  1. Burkar delas först från kommunalt avfall , vanligtvis genom en virvelströmavskiljare , och skärs i små, lika stora bitar för att minska volymen och göra det lättare för maskinerna som separerar dem.
  2. Delar rengörs kemiskt / mekaniskt och blockeras för att minimera oxidationsförluster vid smältning. (Ytan på aluminium oxiderar lätt tillbaka till aluminiumoxid när den utsätts för syre .)
  3. Block laddas i ugnen och upphettas till 750 ° C ± 100 ° C för att producera smält aluminium.
  4. Dross avlägsnas och det lösta väte är avgasas . (Smält aluminium kopplar lätt bort väte från vattenånga och kolväteföroreningar.) Detta görs vanligtvis med klor och kvävgas. Hexakloretantabletter används normalt som källa för klor. Ammoniumperklorat kan också användas, eftersom det sönderdelas huvudsakligen i klor, kväve och syre vid upphettning.
  5. Prover tas för spektroskopisk analys . Beroende på önskad slutprodukt tillsätts aluminium med hög renhet, koppar , zink , mangan , kisel och / eller magnesium för att ändra den smälta kompositionen till rätt legeringsspecifikation . De fem bästa aluminiumlegeringarna som produceras är 6061 , 7075 , 1100, 6063 och 2024 .
  6. Ugnen tappas, det smälta aluminiumet hälls ut och processen upprepas igen för nästa sats. Beroende på slutprodukten, kan det gjutas till göt , billets , eller stavar, formas till stora plattor för valsning , finfördelade till pulver, som skickas till en strängsprutmaskin , eller transporteras i sitt smälta tillstånd till tillverkningsanläggningar för ytterligare bearbetning.

Götproduktion med efterklangsugnar

Skrotaluminiumet är uppdelat i en rad kategorier som ironi-aluminium (motorblock etc.), ren aluminium (lättmetallfälgar). Skrot klassificeras enligt ISRI (Institute of Scrap Recycling Industries).

Beroende på specifikationen för den nödvändiga götgjutningen beror det på vilken typ av skrot som används i startsmältan. I allmänhet laddas skrotet till en efterklangsugn (andra metoder verkar vara antingen mindre ekonomiska och / eller farliga) och smälts ned för att bilda ett "bad". Den smälta metallen testas med spektroskopi på ett prov som tas från smältan för att bestämma vilka förfiningar som behövs för att producera de slutliga gjutningarna.

Efter att förfiningarna har tillsatts kan smältan testas flera gånger för att kunna finjustera satsen till den specifika standarden.

När det korrekta "receptet" på metall är tillgängligt, tappas ugnen och hälls i gjutformar, vanligtvis via en gjutmaskin. Smältan får sedan svalna, staplas och säljs vidare som gjutet kisel-aluminiumtack till olika industrier för återanvändning. Huvudsakligen tillverkas gjutna legeringar som ADC12, LM2, AlSi132, LM24 etc. Dessa sekundära legeringsgöt används i pressgjutna företag.

Lutande roterande ugnar används för återvinning av aluminiumskrot, vilket ger högre återvinning jämfört med efterklangsugnar (Skelner Furnace).

Återvinningsgraden

Brasilien återvinner 98,2% av sin aluminiumburkproduktion, motsvarande 14,7 miljarder dryckesburkar per år, rankad först i världen, mer än Japans återvinningsgrad på 82,5% . Brasilien har toppat återvinningskartorna för aluminium åtta år i rad.

Sekundär återvinning av aluminium

Vitt slagg, en rest från produktion av primär aluminium och sekundär återvinning, vanligtvis klassificerad som avfall, innehåller fortfarande användbara mängder aluminium som kan extraheras industriellt. Processen producerar aluminiumskivor tillsammans med ett mycket komplext avfallsmaterial. Detta avfall är svårt att hantera. Det reagerar med vatten och släpper ut en blandning av gaser (inklusive bland annat väte , acetylen och ammoniak ) som spontant antänds vid kontakt med luft; kontakt med fuktig luft resulterar i utsläpp av stora mängder ammoniakgas. Trots dessa svårigheter har dock avfallet använts som fyllmedel i asfalt och betong .

Se även

Referenser

externa länkar