Aluminiumrecycling - Aluminium recycling

Ein Aluminium-Recycling-Symbol.
Das Logo des Europäischen Komitees für Normung für das Aluminiumrecycling.

Das Recycling von Aluminium ist der Prozess , durch den Schrott aus Aluminium kann in Produkten nach ihrer ersten Produktion wiederverwendet werden. Dabei wird das Metall einfach wieder geschmolzen, was weitaus kostengünstiger und energieintensiver ist als die Erzeugung von neuem Aluminium durch Elektrolyse von Aluminiumoxid ( Al 2 O 3 ), das zunächst aus Bauxiterz abgebaut und dann mit dem Bayer raffiniert werden muss Prozess . Das Recycling von Aluminiumschrott erfordert nur 5% der Energie, die zur Herstellung von neuem Aluminium aus dem Roherz benötigt wird. Aus diesem Grund stammen ungefähr 36% des gesamten in den USA hergestellten Aluminiums aus altem recyceltem Schrott. Gebrauchte Getränkebehälter sind der größte Bestandteil von verarbeitetem Aluminiumschrott und werden größtenteils zu Aluminiumdosen verarbeitet.

Geschichte

Aluminiumrecycling ist seit Beginn des 20. Jahrhunderts eine gängige Praxis und wurde im Zweiten Weltkrieg umfassend genutzt. Es ist nicht neu. Es war jedoch eine unauffällige Aktivität bis in die späten 1960er Jahre, als die explodierende Popularität von Aluminium- Getränkedosen das Recycling schließlich ins öffentliche Bewusstsein rückte.

Modell zur Förderung des Aluminiumrecyclings bei der Douglas Aircraft Company im Jahr 1942

Quellen für recyceltes Aluminium sind Flugzeuge , Automobile , Fahrräder , Boote , Computer , Kochgeschirr , Dachrinnen , Abstellgleis , Draht und viele andere Produkte, die ein starkes, leichtes Material oder ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit benötigen . Da das Recycling das Element nicht umwandelt, kann Aluminium unbegrenzt recycelt werden und dennoch zur Herstellung von Produkten verwendet werden, für die neues Aluminium hätte verwendet werden können.

Hydraulische Presse und gepresste Dosen für den Transport vorbereitet

Vorteile

Aluminium ist ein unendlich recycelbares Material und benötigt bis zu 95 Prozent weniger Energie, um es zu recyceln, als zur Herstellung von Primäraluminium, wodurch auch die Emissionen, einschließlich Treibhausgase, begrenzt werden. Heute werden noch rund 75 Prozent des gesamten in der Geschichte produzierten Aluminiums, fast eine Milliarde Tonnen, verwendet.

Das Recycling von Aluminium führt im Allgemeinen zu erheblichen Kosteneinsparungen gegenüber der Herstellung von neuem Aluminium, selbst wenn die Kosten für Sammlung, Trennung und Recycling berücksichtigt werden. Langfristig werden noch größere nationale Einsparungen erzielt, wenn die Reduzierung der Kapitalkosten im Zusammenhang mit Deponien , Minen und der internationalen Schifffahrt von Rohaluminium berücksichtigt wird.

Energieeinsparungen

Das Recycling von Aluminium verbraucht etwa 5% der Energie, die zur Herstellung von Aluminium aus Bauxit benötigt wird . Die Energiemenge, die erforderlich ist, um Aluminiumoxid in Aluminium umzuwandeln, kann deutlich gesehen werden, wenn der Prozess während der Verbrennung von Thermit- oder Ammoniumperchlorat-Verbundtreibmittel umgekehrt wird .

Die Aluminiumdüsenextrusion ist eine spezielle Methode, um wiederverwendbares Material aus Aluminiumabfällen zu gewinnen, erfordert jedoch keine große Energieabgabe eines Schmelzprozesses. Im Jahr 2003 wurde die Hälfte der mit Aluminium hergestellten Produkte aus recyceltem Aluminiummaterial bezogen.

Umwelteinsparungen

Der Nutzen in Bezug auf die Kohlendioxidemissionen hängt von der Art der verwendeten Energie ab. Die Elektrolyse kann mit Strom aus nicht fossilen Brennstoffen wie Kernkraft, Geothermie, Wasserkraft oder Sonne durchgeführt werden. Die Aluminiumproduktion wird von billigen Stromquellen angezogen. Kanada, Brasilien, Norwegen und Venezuela haben 61 bis 99% Wasserkraft und sind große Aluminiumproduzenten. Die Verwendung von recyceltem Aluminium verringert auch den Bedarf an Bauxitabbau.

Die enorme Menge an verwendetem Aluminium bedeutet, dass selbst kleine prozentuale Verluste große Kosten verursachen, sodass der Materialfluss aus finanziellen Gründen gut überwacht und berücksichtigt wird. Effiziente Produktion und Recycling kommen auch der Umwelt zugute.

Verfahren für Getränkedosen

Aluminium-Getränkedosen werden normalerweise nach der folgenden Methode recycelt:

  1. Dosen werden zunächst durch einen Wirbelstromabscheider aus Siedlungsabfällen getrennt und in kleine, gleich große Stücke geschnitten, um das Volumen zu verringern und den Maschinen, die sie trennen, die Arbeit zu erleichtern.
  2. Die Teile werden chemisch / mechanisch gereinigt und blockiert, um Oxidationsverluste beim Schmelzen zu minimieren . (Die Oberfläche von Aluminium oxidiert leicht zu Aluminiumoxid zurück, wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird .)
  3. Blöcke werden in den Ofen geladen und auf 750 ° C ± 100 ° C erhitzt, um geschmolzenes Aluminium herzustellen.
  4. Krätze wird entfernt und der gelöste Wasserstoff wird entgast . (Geschmolzenes Aluminium trennt Wasserstoff leicht von Wasserdampf- und Kohlenwasserstoffverunreinigungen.) Dies erfolgt typischerweise mit Chlor- und Stickstoffgas. Hexachlorethantabletten werden normalerweise als Chlorquelle verwendet. Ammoniumperchlorat kann ebenfalls verwendet werden, da es sich beim Erhitzen hauptsächlich in Chlor, Stickstoff und Sauerstoff zersetzt.
  5. Proben werden zur spektroskopischen Analyse entnommen . Abhängig vom gewünschten Endprodukt wird hochreines Aluminium, Kupfer , Zink , Mangan , Silizium und / oder Magnesium zugesetzt, um die geschmolzene Zusammensetzung auf die richtige Legierungsspezifikation zu ändern . Die fünf besten Aluminiumlegierungen sind 6061 , 7075 , 1100, 6063 und 2024 .
  6. Der Ofen wird angezapft, das geschmolzene Aluminium ausgegossen und der Vorgang für die nächste Charge erneut wiederholt. Je nach Endprodukt kann es zu Barren , Knüppeln oder Stäben gegossen , zum Walzen zu großen Brammen geformt , zu Pulver zerstäubt, einem Extruder zugeführt oder in geschmolzenem Zustand zur weiteren Verarbeitung zu Fertigungsanlagen transportiert werden.

Barrenproduktion mit Nachhallöfen

Das Aluminiumschrott wird in eine Reihe von Kategorien unterteilt, wie z. B. ironisches Aluminium (Motorblöcke usw.) und sauberes Aluminium (Leichtmetallräder). Schrott wird nach ISRI (Institute of Scrap Recycling Industries) klassifiziert.

Abhängig von der Spezifikation des erforderlichen Blockgusses hängt dies von der Art des in der Startschmelze verwendeten Schrotts ab. Im Allgemeinen wird der Schrott in einen Nachhallofen gegeben (andere Verfahren scheinen entweder weniger wirtschaftlich und / oder gefährlich zu sein) und geschmolzen, um ein "Bad" zu bilden. Die Metallschmelze wird spektroskopisch an einer Probe aus der Schmelze getestet, um festzustellen, welche Verfeinerungen zur Herstellung der endgültigen Abgüsse erforderlich sind.

Nachdem die Verfeinerungen hinzugefügt wurden, kann die Schmelze mehrmals getestet werden, um die Charge auf den spezifischen Standard abstimmen zu können.

Sobald das richtige "Rezept" für Metall verfügbar ist, wird der Ofen abgegriffen und in Barrenformen gegossen, üblicherweise über eine Gießmaschine. Die Schmelze wird dann abkühlen gelassen, gestapelt und als gegossener Silizium-Aluminium-Barren zur Wiederverwendung an verschiedene Industrien verkauft. Es werden hauptsächlich Gusslegierungen wie ADC12, LM2, AlSi132, LM24 usw. hergestellt. Diese Sekundärlegierungsbarren werden in Druckgussunternehmen eingesetzt.

Kipprotationsöfen werden zum Recycling von Aluminiumschrott verwendet, was im Vergleich zu Nachhallöfen (Skelner-Ofen) eine höhere Rückgewinnung ergibt.

Recyclingraten

Brasilien recycelt 98,2% seiner Aluminiumdosenproduktion, was 14,7 Milliarden Getränkedosen pro Jahr entspricht. Damit steht Brasilien weltweit an erster Stelle, mehr als Japans Rückgewinnungsrate von 82,5% . Brasilien hat acht Jahre hintereinander die Charts für das Recycling von Aluminiumdosen angeführt.

Sekundäres Aluminiumrecycling

Weiße Krätze, ein Rückstand aus der Primäraluminiumproduktion und dem Sekundärrecycling, der normalerweise als Abfall eingestuft wird, enthält noch nützliche Mengen Aluminium, die industriell gewonnen werden können. Das Verfahren erzeugt Aluminiumknüppel zusammen mit einem hochkomplexen Abfallmaterial. Dieser Abfall ist schwer zu handhaben. Es reagiert mit Wasser und setzt ein Gemisch von Gasen frei (darunter unter anderem Wasserstoff , Acetylen und Ammoniak ), das sich bei Kontakt mit Luft spontan entzündet. Kontakt mit feuchter Luft führt zur Freisetzung reichlich Ammoniakgas. Trotz dieser Schwierigkeiten hat der Abfall jedoch Verwendung als Füllstoff in Asphalt und Beton gefunden .

Siehe auch

Verweise

Externe Links