Рециклиране на метали

Рециклирането се приема за един от най-ефективните начини за преработване на отпадъците с цел получаване на суровина, която може да бъде използвана повторно за създаването на нов продукт. Този метод на преработка позволява от една страна намаляване на количеството на депонираните отпадъци, а от друга осигурява суровина за производството на нави продукти.

Ползите от рециклирането са не само от екологична гледна точка но и от икономическа. Когато става въпрос за отпадъци от метали, които се явяват много ценен, а в същото време и изчерпаем ресурс, рециклирането позволява значително намаляване на енергийните разходи за добив и производство, намалява са замърсяването на водата и въздуха и се пестят ценни природни ресурси. Производството на продукти от рециклирани метали, може да спомогне за намаляване на необходимата енергия до 95%, в сравнение с производството на същите продукти от нов материал.

За много ефективно се счита рециклирането на метални отпадъци от големи метални съоръжения като кораби, автомобили и други. Част от металните отпадъци са и от много ценни и скъпи метали като например отпадъците от мед - проводници, тръби и други, рециклирането на които спестява средства. В същото време при преработка, металите съхраняват своите свойства и могат да бъдат преработвани многократно без това да оказва влияние върху техните характеристики.

Металите – черни и цветни
Известно е, че металите са рудни полезни изкопаеми добива и преработването на които е свързан със значителен разход на енергия. Те основно са твърди вещества, изключение прави живакът, които намират широко приложение в промишлеността и бита, за производство на различни изделия, поради добрите си физични и химични свойства.

Характеризират се с много добра електро- и топлопроводимост, ковкост и пластичност.
Металите основно се делят две групи – черни и цветни. Към черните метали се отнасят предимно желязото и неговите сплави. Отпадъците от черни метали съответно включват предимно стоманени и чугунени материали, като стоманата е един от най-често рециклираните. Като една от причините може да се посочи лесното й отделяне от общия поток твърди отпадъци. За тази цел обикновено се използват магнитни сепаратори, при което не се налага използването на ръчен труд, какъвто често е необходим при сортирането на други видове отпадъци.

Също така рециклирането на стоманата спестява и немалко енергия. Енергията, необходима за производството на стомана от рециклирани материали, е с до около 60% по-малко в сравнение с производството й от желязна руда. По тази причина голяма част от предприятията, произвеждащи стомана, използват и известно количество скрап в процеса на производство.

Също така стоманата може да се рециклира многократно без да променя качеството и здравината си.
Към групата на отпадъците от цветните метали се включват отпадъците от всички останали метали - мед, алуминий, олово, цинк, никел, бронз и т. н., както и благородните метали. Подходящи за рециклиране са както металите в чист вид, така и техните сплави.

Когато се говори за вторична преработка на металите обаче, е добре да се има предвид, че преработката на ценните метали като злато, сребро, месинг се отличава от тази на останалите метали. Също така ценните и скъпи цветни метали принципно много рядко биват изхвърляни, поради което те почти на създават проблем. От цветните метали основно се рециклира алуминият.

Технологични и битови метални отпадъци
Съгласно Закона за управление на отпадъците под отпадъци от черни и цветни метали се има предвид технологични отпадъци, получени от добива, преработката или механичната обработка на цветни и черни метали и сплавите им, бракуваните машини, съоръжения, детайли и конструкции от производствен, строителен или битов характер, с изключение на опасните отпадъци. Като отпадъци от черни и цветни метали с битов характер се определят отпадъци от черни и цветни метали, получени в резултат на жизнената дейност на хората по домовете, в административни, социални и обществени сгради. Към тях се приравняват и отпадъците от черни и цветни метали, получени от търговски обекти, занаятчийски дейности, обекти за отдих и забавления.

За да бъдат подходящи за рециклиране металните отпадъци е необходимо да отговарят на определени изисквания, които са регламентирани в национални стандарти, класификатори на метални борси, митнически класификатори, технически условия на преработватели. Условията се отнасят предимно за примесите на дадения метал.

Преработка на металите
На рециклиране подлежат рециклируеми метални отпадъци, включително остатъчни суровини от производствените процеси в стоманолеярни и леярни и други металообработващи предприятия. Процесът включва няколко етапа. Към предварителната подготовка на металните отпадъци се включват процеси като сортиране, нарязване, пресоване, като те зависят и от вида на метала.

Например преработването на цветни метали може да включва обеззаразяване и радиационен контрол, рязане, премахване на органични остатъци, сортиране, раздробяване, обезмасляване и т. н. От своя страна, преработването на черни метали може да включва рязане, пресоване, раздробяване, смилане. Рязането може да бъде механично или пламъчно. Големи метални отпадъци като автомобилни части често се нарязват на по-малки, докато металният скрап с много малки размери често се събира и пресова заедно, което спомага за предотвратяване на окисляването му.

При подготовката на металния скрап за преработка стоманата обикновено се оформя в стоманени блокове, а алуминият в алуминиеви листи. Така подготвеният материал се претопява в специални пещи. След претопяването металът се пречиства, като един от най-често използваните методи е електролизата. Полученият метал се използва за производството на нови продукти.

Използвани съоръжения в етапите на преработка
Основен етап от подготовката на отпадъците е сортирането. При сортирането на метали за извличането на металните предмети с малки и средни размери обикновено за черни метали се използват лентови магнитни сепаратори, а за цветните метали - сепаратори с вихрови токове. Принципът на работа на лентовите магнитни сепаратори се основава на използването на много мощни магнити, които привличат металите.

В зависимост от големината на отпадъците се използват магнитни сепаратори със съответната мощност на магнита. Сепараторите с вихрови токове се считат за много подходящи при сортирането на цветни метали. Принципът им на работа се основава на създаването на високочестотно променливо магнитно поле вследствие от бързо въртящ се, ексцентрично разположен магнитен полюс. Това поле поражда вихрови токове в неферитните метали, противоположни на собственото магнитно поле на частиците. Така неферитните метални частици отскачат от общия поток материал.

За отделянето на железен скрап се използват и надлентови магнитни сепаратори. Използват се основно за преместване на слой материал, от който е необходимо да се отдели желязото. Представляват устройство във вид на кутия, състояща се от блокове постоянен магнит. Създаденото магнитно поле изтегля желязото от потока отпадъци, които преминават под блока.

За извличане на стоманосъдържащи частици в производствените линии често се използват и висящи магнитни сепаратори. Стоманосъдържащите фракции се привличат от магнита и с помощ на въртящата се около магнита лента.
Приложение намират и сепаратори на основата на неодимови магнити, електромагнитни сепаратори и други.

За пресоване на металите се използват различни конструкции преси. Сред често използваните при обработката на метали са брикетиращите преси. Използват се за брикетиране на чугун, алуминий, мед, стомана, месинг, цинк и други. При попадане в пресата металните отпадъци се пресоват при високо налягане. В резултат се получават брикети с висока плътност.

Добре е да се има предвид обаче, че съществува опасност от замърсяване на металните отпадъци с микроскопични феритни частици, идващи от инструменталната екипировка. Тези частици биха могли да създадат проблеми при рециклирането.
За раздробяване на метала широко използвани са металните трошачки. С тях успешно се натрошава широк кръг от метали. За нарязване на големи метални отпадъци се използват и гилотини за метал.
Топенето на метала протича в специално предназначени за целта пещи. Често използвани са пещите с индукционно нагряване.