مقدمة عن إعادة تدوير المعادن
يمكن إعادة تدوير المعادن بشكل متكرر دون تغيير خصائصها. وفقاً للمعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI) ، فإن الفولاذ هو أكثر المواد المعاد تدويرها على هذا الكوكب. ومن المعادن الأخرى المعاد تدويرها بدرجة كبيرة الألمنيوم والنحاس والفضة والنحاس والذهب.
لماذا نقوم بإعادة تدوير المعادن؟
المعادن هي المواد القيمة التي يمكن إعادة تدويرها مرارا وتكرارا دون المساس بخصائصها. المعادن الخردة لها قيمة، والتي تُحفز الناس على جمعها للبيع لعمليات إعادة التدوير.
بالإضافة إلى الحافز المالي، هناك أيضا ضرورة بيئية. فإن إعادة تدوير المعادن تُمكننا من الحفاظ على الموارد الطبيعية بينما تتطلب طاقة أقل للتجهيز من تصنيع منتجات جديدة باستخدام المواد الخام البكر. ينبعث من إعادة تدوير كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون والغازات الضارة الأخرى. والأهم من ذلك، أنها توفر المال وتسمح للشركات الصناعية بالحد من تكاليف الإنتاج. إعادة التدوير تخلق وظائف أيضًا.
حقائق سريعة إعادة تدوير المعادن:
على الرغم من أنه يمكن إعادة تدوير كل أنواع المعادن تقريبًا بدون تكرار الخصائص، إلا أنه يتم حاليًا إعادة تدوير 30 بالمائة فقط من المعدن، يتم تصنيع ما يقرب من 40 في المائة من إنتاج الفولاذ على المستوى العالمي باستخدام الفولاذ المعاد تدويره، كما يتم تصنيع حوالي 42 في المائة من الفولاذ الخام في الولايات المتحدة من المواد المعاد تدويرها، بينما الولايات المتحدة وحدها، يتم استخدام حوالي 100 مليون علبة من الصفيح والقصدير كل يوم.
يُعتبر الحديد والصلب من أكثر المواد المعاد تدويرها في العالم ويرجع ذلك جزئياً إلى فرصة استعادة الهياكل الكبيرة فضلاً عن سهولة إعادة المعالجة. واستخدام المغناطيس في عملية الفرز يتيح للقائمين بإعادة التدوير فصلهم بسهولة عن النفايات المختلطة الأُخرى، كل عام، يتم تدوير حوالي 400 مليون طن من المعادن في جميع أنحاء العالم.
في الوقت الحالي، يُعتبر منتج المستهلك الوحيد المعاد تدويره في الولايات المتحدة هو علبة الألمنيوم، ويعتبر التخلص من الألومنيوم الواحد يمكن أن يُضيع طاقة تُعادل ما يمكن ملؤه بالبنزين.
وفيما يلي مزيد من الحقائق حول إعادة تدوير المعادن.
أنواع المعادن المعاد تدويرها.
يمكن تصنيف المعادن على أنها حديدية أو غير حديدية. المعادن الحديدية هي مزيج من الحديد بالكربون. بعض المعادن الحديدية الشائعة تشمل الصُلب الكربوني، وسبائك الصُلب، والحديد المطاوع، والحديد الزهر. من ناحية أخرى، تشتمل المعادن غير الحديدية على الألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك والقصدير والمعادن الثمينة غير الحديدية. تشمل المعادن الثمينة الأكثر شيوعًا الذهب والبلاتين والفضة والإيريديوم والبلاديوم.
عملية إعادة تدوير المعادن.
فيما يلي المراحل الرئيسية لعملية إعادة تدوير المعادن:
التجميع: تختلف عملية جمع المعادن عن المواد الأخرى بسبب ارتفاع قيمة الخردة. وعلى هذا النحو، فمن المرجح أن يتم بيعها كخردة من إرسالها إلى المكب. أكبر مصدر للخردة الحديدية في الولايات المتحدة هو من المركبات الخردة. وتشمل المصادر الأخرى الهياكل الفولاذية الكبيرة، وممرات السكك الحديدية، والسفن، والمعدات الزراعية، وبالطبع خردة المستهلك، الخردة السريعة، هي التي يتم إنشاؤها في سياق تصنيع المنتجات الجديدة، تمثل نصف إمدادات الخردة الحديدية.
الفرز: يشمل الفرز فصل المعادن عن الخردة المعدنية المختلطة أو النفايات المختلطة متعددة المواد. في عمليات إعادة التدوير الآلية، يتم استخدام المغناطيسات وأجهزة الاستشعار للمساعدة في فصل المواد. على مستوى المشاريع، قد تستخدم Scrappers مغناطيسية، وكذلك لمراقبة لون أو وزن المواد للمساعدة في تحديد نوع المعدن. على سبيل المثال، سيكون الألومنيوم كالفضة والضوء.
وألوان أخرى مهمة للبحث عن النحاس والأصفر (للنحاس) والأحمر للنحاس الأحمر. ستقوم Scrappers بتحسين قيمة المواد الخاصة بهم عن طريق فصل المعدن النظيف عن المواد القذرة.
المعالجة: للسماح بمزيد من المعالجة، يتم تقطيع المعادن. ويتم التمزيق لتعزيز عملية الصهر حيث أن المعادن الممزقة الصغيرة لديها نسبة كبيرة من السطح بالنسبة إلى الحجم. ونتيجة لذلك، يمكن إذابتها باستخدام طاقة أقل نسبيًا. عادة، يتم تحويل الألومنيوم إلى صفائح صغيرة ويتم تغيير الصلب إلى كتل الصلب.
الذوبان: يتم صهر المعادن الخردة فى فرن كبير. كل معدن يتطلب فرن مصمم خصيصًا لصهره. يتم استخدام كمية كبيرة من الطاقة فى هذه الخطوة. كما ذكرنا مسبقًا، الطاقة المطلوبة لصهر وإعادة تدوير المعادن تعد أقل من الطاقة المطلوبة لإنتاج المعادن باستخدام المواد الخام .بناء على حجم الفرن ودرجة حرارته وكذلك حجم المعدن، يمكن أن تستغرق عملية الصهر من دقائق قليلة وحتى ساعات.
التطهير: يتم تنفيذه للتأكد من أن المنتج النهائى ذو جودة عالية وخالى من المواد السامة. تعد التحليل الكهربى هى إحدى الطرق الشائعة المستخدمة فى التطهير.
التقوية: بعد التطهير، يتم نقل المعادن المذابة بواسطة حزام الناقل لتبريد وتقوية المعادن. فى هذه المرحلة، يتم تشكيل المعادن الخردة إلى أشكال خاصة كالقضبان التى يمكن استخدامها بسهولة فى إنتاج منتجات معدنية متنوعة.
نقل القضبان المعدنية: تكون المعادن جاهزة للاستخدام بمجرد أن يتم تبريدها وتقويتها. بعدها، يتم نقلهم إلى مصانع متنوعة حيث يتم استخدامهم كمواد خام لإنتاج أنواع جديدة من المنتجات.عندما تنتهى صلاحية المنتجات المصنوعة من هذه القضبان المعدنية، تبدأ عملية إعادة التدوير ثانية.
تحديات صناعة تدوير المعادن:
المعدل الكلى الحالى لتدوير المعادن وهو حوالى ٣٠٪ غير مقبول لاعادة التدوير كل انواع المعادن، وتبقى التحديات فى كيفية تجميع مواد أكثر لإعادة التدوير. يساعد التوسع فى برامج اعادة التدوير المجتمعية و الوعى العام فى هذا الهدف. تصميم المنتجات المعدنية المتنوعة يعد سببا اخر مهم فى انخفاض معدل اعادة التدوير.تتزايد صعوبة اعادة التدوير بسبب التعقيد المتصاعد للمنتجات الحديثة المتنوعة و خليط موادهم. على سبيل المثال، يحوى هاتف خلوى على ٤٠ عناصر مختلفة.
لذلك، استخراج كل أنواع المواد منه واعادة استخدامهم فى إنتاج أنواع جديدة يجعل عملية اعادة التدوير أكثر صعوبة.
تكنولوجيا إعادة تدوير المعادن:
يمكن أن تتعرف تكنولوجيا اعادة تدوير المعادن على أنواع مختلفة عديدة من المعادن بكفاءة عالية، على الرغم من أنه ما زالت هناك الحاجة لتكنولوجيا إعادة التدوير أكثر كفاءة لفصل المعادن غير الحديدية .
فصل المواد الحديدية من المواد الغير حديدية يعد واحدة من أكثر الخطوات المهمة فى عملية التصنيف. لأن المعادن تحتوى على الحديد، يتم انجذابهم بواسطة المغانيت و يتم فصلها بسهولة من تيار النفايات المخلوط. فى. ، يمكن للرافعات المجهزة بالمغناطيس الكهربائى بإزالة قطع أكبر من الخردة الحديدية.
عند تصنيف المعادن من التيار المختلط من المواد المعاد تدويرها، يتم إزالة الورق أولا تاركا فقط البلاستيك والمعادن. بعد ذلك، يتم حث الموجات الكهربية خلال التيار حيث تتأثر المعادن فقط. تسمى هذه العملية فصل تيار إيدى. يمكن لهذه التقنية أن ترفع الألومنيوم وتسمح للبلاستيك بالانسحاب من العملية علي الرغم من أن الألومنيوم ليس مغناطيسيا. تصبح استعادة المعادن الثمينة مجدية اقتصاديا فقط إذا ما تم جمع خردة كافية. أمثلة على المعادن الثمينة: البلاديوم والبلاتين والذهب والمعادن النفيسة الأخرى كالنحاس والرصاص وخردة من النفايات الإلكترونية.
يتطلب هذا الفصل معدات لإعادة التدوير أكثر تطورا وتقليدا من الناحية التكنولوجية. هذه الأيام، أصبح استخدام أجهزة الاستشعار أمرا شائعا فى مرافق إعادة التدوير الكبيرة وذلك لتحديد المعادن من خلال المسح بالأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية. هناك ثلاث فئات شائعة من عمليات الاستشعار عن المعادن، وتشمل التكنولوجيا الحيوية والتعدين والتعدن الحرارى. يمكن باستخدام هذه التكنولوجيا تحسين معدلات استعادة المعادن بكفاءة.
فرص العمل فى مجال إعادة تدوير المعادن:
تقليديا، لقد تم اعتبار إعادة تدوير المعادن كفرصة عمل مربحة. خلال السنوات الأخيرة، لقد أثبتت الأسعار المكتسدة أن تكون متحدية. على مستوى المشاريع التجارية، فإن نقطة الدخول الشائعة لعمل إعادة تدوير المعادن من خلال بدء أعمل تجميع المعادن الخردة أو التحول لبائع خردة معدنية.
قوانين وتشريعات إعادة تدوير المعادن
إذا كنت تبحث عن إقامة نشاط متعلق بإعادة تدوير المعادن فى الولايات المتحدة، فيجب عليك معرفة قوانين إعادة التدوير المتعلقة فى ولايتك. تتيح لك هذه الخريطة التفاعلية، العثور على قوانين إعادة تدوير المعادن المتعلقة بكل ولاية قضائية.
مؤسسات تجارة إعادة تدوير المعادن ISRI وهى أكبر اتحاد تجارى للأعمال المتعلقة باعادة التدوير. إنها تمثل أكثر من ١٦٠٠ شركة ربحية من ٣٤ دولة حول العالم.
BMRAتمثل أكثر من ٣٠٠ شركة لإعادة تدوير المعادن الخردة فى المملكة المتحدة وهى الرابطة التجارية الرائدة فى المملكة.
تشير إلى جمعية صناعة إعادة تدوير المعادن الأسترالية. AMIRA: AMIRA
تمثل الجمعيات الكندية لصناعات إعادة التدوير ولديها ٢٥٠ شركة عضوا. CARI:
كونك عضوا فى الاتحادات التجارية لصناعة التدوير؛ فإن ذلك يتيح لشركة أعمال جديدة معرفة الاتجاهات فى الصناعة وفهمها والحفاظ على علاقة جيدة مع الشركات الأخرى فى هذا المجال.
مراجعة مروة محمود محمد.
لماذا نقوم بإعادة تدوير المعادن؟
المعادن هي المواد القيمة التي يمكن إعادة تدويرها مرارا وتكرارا دون المساس بخصائصها. المعادن الخردة لها قيمة، والتي تُحفز الناس على جمعها للبيع لعمليات إعادة التدوير.
بالإضافة إلى الحافز المالي، هناك أيضا ضرورة بيئية. فإن إعادة تدوير المعادن تُمكننا من الحفاظ على الموارد الطبيعية بينما تتطلب طاقة أقل للتجهيز من تصنيع منتجات جديدة باستخدام المواد الخام البكر. ينبعث من إعادة تدوير كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون والغازات الضارة الأخرى. والأهم من ذلك، أنها توفر المال وتسمح للشركات الصناعية بالحد من تكاليف الإنتاج. إعادة التدوير تخلق وظائف أيضًا.
حقائق سريعة إعادة تدوير المعادن:
على الرغم من أنه يمكن إعادة تدوير كل أنواع المعادن تقريبًا بدون تكرار الخصائص، إلا أنه يتم حاليًا إعادة تدوير 30 بالمائة فقط من المعدن، يتم تصنيع ما يقرب من 40 في المائة من إنتاج الفولاذ على المستوى العالمي باستخدام الفولاذ المعاد تدويره، كما يتم تصنيع حوالي 42 في المائة من الفولاذ الخام في الولايات المتحدة من المواد المعاد تدويرها، بينما الولايات المتحدة وحدها، يتم استخدام حوالي 100 مليون علبة من الصفيح والقصدير كل يوم.
يُعتبر الحديد والصلب من أكثر المواد المعاد تدويرها في العالم ويرجع ذلك جزئياً إلى فرصة استعادة الهياكل الكبيرة فضلاً عن سهولة إعادة المعالجة. واستخدام المغناطيس في عملية الفرز يتيح للقائمين بإعادة التدوير فصلهم بسهولة عن النفايات المختلطة الأُخرى، كل عام، يتم تدوير حوالي 400 مليون طن من المعادن في جميع أنحاء العالم.
في الوقت الحالي، يُعتبر منتج المستهلك الوحيد المعاد تدويره في الولايات المتحدة هو علبة الألمنيوم، ويعتبر التخلص من الألومنيوم الواحد يمكن أن يُضيع طاقة تُعادل ما يمكن ملؤه بالبنزين.
وفيما يلي مزيد من الحقائق حول إعادة تدوير المعادن.
أنواع المعادن المعاد تدويرها.
يمكن تصنيف المعادن على أنها حديدية أو غير حديدية. المعادن الحديدية هي مزيج من الحديد بالكربون. بعض المعادن الحديدية الشائعة تشمل الصُلب الكربوني، وسبائك الصُلب، والحديد المطاوع، والحديد الزهر. من ناحية أخرى، تشتمل المعادن غير الحديدية على الألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك والقصدير والمعادن الثمينة غير الحديدية. تشمل المعادن الثمينة الأكثر شيوعًا الذهب والبلاتين والفضة والإيريديوم والبلاديوم.
عملية إعادة تدوير المعادن.
فيما يلي المراحل الرئيسية لعملية إعادة تدوير المعادن:
التجميع: تختلف عملية جمع المعادن عن المواد الأخرى بسبب ارتفاع قيمة الخردة. وعلى هذا النحو، فمن المرجح أن يتم بيعها كخردة من إرسالها إلى المكب. أكبر مصدر للخردة الحديدية في الولايات المتحدة هو من المركبات الخردة. وتشمل المصادر الأخرى الهياكل الفولاذية الكبيرة، وممرات السكك الحديدية، والسفن، والمعدات الزراعية، وبالطبع خردة المستهلك، الخردة السريعة، هي التي يتم إنشاؤها في سياق تصنيع المنتجات الجديدة، تمثل نصف إمدادات الخردة الحديدية.
الفرز: يشمل الفرز فصل المعادن عن الخردة المعدنية المختلطة أو النفايات المختلطة متعددة المواد. في عمليات إعادة التدوير الآلية، يتم استخدام المغناطيسات وأجهزة الاستشعار للمساعدة في فصل المواد. على مستوى المشاريع، قد تستخدم Scrappers مغناطيسية، وكذلك لمراقبة لون أو وزن المواد للمساعدة في تحديد نوع المعدن. على سبيل المثال، سيكون الألومنيوم كالفضة والضوء.
وألوان أخرى مهمة للبحث عن النحاس والأصفر (للنحاس) والأحمر للنحاس الأحمر. ستقوم Scrappers بتحسين قيمة المواد الخاصة بهم عن طريق فصل المعدن النظيف عن المواد القذرة.
المعالجة: للسماح بمزيد من المعالجة، يتم تقطيع المعادن. ويتم التمزيق لتعزيز عملية الصهر حيث أن المعادن الممزقة الصغيرة لديها نسبة كبيرة من السطح بالنسبة إلى الحجم. ونتيجة لذلك، يمكن إذابتها باستخدام طاقة أقل نسبيًا. عادة، يتم تحويل الألومنيوم إلى صفائح صغيرة ويتم تغيير الصلب إلى كتل الصلب.
الذوبان: يتم صهر المعادن الخردة فى فرن كبير. كل معدن يتطلب فرن مصمم خصيصًا لصهره. يتم استخدام كمية كبيرة من الطاقة فى هذه الخطوة. كما ذكرنا مسبقًا، الطاقة المطلوبة لصهر وإعادة تدوير المعادن تعد أقل من الطاقة المطلوبة لإنتاج المعادن باستخدام المواد الخام .بناء على حجم الفرن ودرجة حرارته وكذلك حجم المعدن، يمكن أن تستغرق عملية الصهر من دقائق قليلة وحتى ساعات.
التطهير: يتم تنفيذه للتأكد من أن المنتج النهائى ذو جودة عالية وخالى من المواد السامة. تعد التحليل الكهربى هى إحدى الطرق الشائعة المستخدمة فى التطهير.
التقوية: بعد التطهير، يتم نقل المعادن المذابة بواسطة حزام الناقل لتبريد وتقوية المعادن. فى هذه المرحلة، يتم تشكيل المعادن الخردة إلى أشكال خاصة كالقضبان التى يمكن استخدامها بسهولة فى إنتاج منتجات معدنية متنوعة.
نقل القضبان المعدنية: تكون المعادن جاهزة للاستخدام بمجرد أن يتم تبريدها وتقويتها. بعدها، يتم نقلهم إلى مصانع متنوعة حيث يتم استخدامهم كمواد خام لإنتاج أنواع جديدة من المنتجات.عندما تنتهى صلاحية المنتجات المصنوعة من هذه القضبان المعدنية، تبدأ عملية إعادة التدوير ثانية.
تحديات صناعة تدوير المعادن:
المعدل الكلى الحالى لتدوير المعادن وهو حوالى ٣٠٪ غير مقبول لاعادة التدوير كل انواع المعادن، وتبقى التحديات فى كيفية تجميع مواد أكثر لإعادة التدوير. يساعد التوسع فى برامج اعادة التدوير المجتمعية و الوعى العام فى هذا الهدف. تصميم المنتجات المعدنية المتنوعة يعد سببا اخر مهم فى انخفاض معدل اعادة التدوير.تتزايد صعوبة اعادة التدوير بسبب التعقيد المتصاعد للمنتجات الحديثة المتنوعة و خليط موادهم. على سبيل المثال، يحوى هاتف خلوى على ٤٠ عناصر مختلفة.
لذلك، استخراج كل أنواع المواد منه واعادة استخدامهم فى إنتاج أنواع جديدة يجعل عملية اعادة التدوير أكثر صعوبة.
تكنولوجيا إعادة تدوير المعادن:
يمكن أن تتعرف تكنولوجيا اعادة تدوير المعادن على أنواع مختلفة عديدة من المعادن بكفاءة عالية، على الرغم من أنه ما زالت هناك الحاجة لتكنولوجيا إعادة التدوير أكثر كفاءة لفصل المعادن غير الحديدية .
فصل المواد الحديدية من المواد الغير حديدية يعد واحدة من أكثر الخطوات المهمة فى عملية التصنيف. لأن المعادن تحتوى على الحديد، يتم انجذابهم بواسطة المغانيت و يتم فصلها بسهولة من تيار النفايات المخلوط. فى. ، يمكن للرافعات المجهزة بالمغناطيس الكهربائى بإزالة قطع أكبر من الخردة الحديدية.
عند تصنيف المعادن من التيار المختلط من المواد المعاد تدويرها، يتم إزالة الورق أولا تاركا فقط البلاستيك والمعادن. بعد ذلك، يتم حث الموجات الكهربية خلال التيار حيث تتأثر المعادن فقط. تسمى هذه العملية فصل تيار إيدى. يمكن لهذه التقنية أن ترفع الألومنيوم وتسمح للبلاستيك بالانسحاب من العملية علي الرغم من أن الألومنيوم ليس مغناطيسيا. تصبح استعادة المعادن الثمينة مجدية اقتصاديا فقط إذا ما تم جمع خردة كافية. أمثلة على المعادن الثمينة: البلاديوم والبلاتين والذهب والمعادن النفيسة الأخرى كالنحاس والرصاص وخردة من النفايات الإلكترونية.
يتطلب هذا الفصل معدات لإعادة التدوير أكثر تطورا وتقليدا من الناحية التكنولوجية. هذه الأيام، أصبح استخدام أجهزة الاستشعار أمرا شائعا فى مرافق إعادة التدوير الكبيرة وذلك لتحديد المعادن من خلال المسح بالأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية. هناك ثلاث فئات شائعة من عمليات الاستشعار عن المعادن، وتشمل التكنولوجيا الحيوية والتعدين والتعدن الحرارى. يمكن باستخدام هذه التكنولوجيا تحسين معدلات استعادة المعادن بكفاءة.
فرص العمل فى مجال إعادة تدوير المعادن:
تقليديا، لقد تم اعتبار إعادة تدوير المعادن كفرصة عمل مربحة. خلال السنوات الأخيرة، لقد أثبتت الأسعار المكتسدة أن تكون متحدية. على مستوى المشاريع التجارية، فإن نقطة الدخول الشائعة لعمل إعادة تدوير المعادن من خلال بدء أعمل تجميع المعادن الخردة أو التحول لبائع خردة معدنية.
قوانين وتشريعات إعادة تدوير المعادن
إذا كنت تبحث عن إقامة نشاط متعلق بإعادة تدوير المعادن فى الولايات المتحدة، فيجب عليك معرفة قوانين إعادة التدوير المتعلقة فى ولايتك. تتيح لك هذه الخريطة التفاعلية، العثور على قوانين إعادة تدوير المعادن المتعلقة بكل ولاية قضائية.
مؤسسات تجارة إعادة تدوير المعادن ISRI وهى أكبر اتحاد تجارى للأعمال المتعلقة باعادة التدوير. إنها تمثل أكثر من ١٦٠٠ شركة ربحية من ٣٤ دولة حول العالم.
BMRAتمثل أكثر من ٣٠٠ شركة لإعادة تدوير المعادن الخردة فى المملكة المتحدة وهى الرابطة التجارية الرائدة فى المملكة.
تشير إلى جمعية صناعة إعادة تدوير المعادن الأسترالية. AMIRA: AMIRA
تمثل الجمعيات الكندية لصناعات إعادة التدوير ولديها ٢٥٠ شركة عضوا. CARI:
كونك عضوا فى الاتحادات التجارية لصناعة التدوير؛ فإن ذلك يتيح لشركة أعمال جديدة معرفة الاتجاهات فى الصناعة وفهمها والحفاظ على علاقة جيدة مع الشركات الأخرى فى هذا المجال.
مراجعة مروة محمود محمد.
الرابط مصدر المقال
