ECONOMIA RECICLRII METALELOR

ECONOMIA RECICLRII METALELOR

1. Introducere

Reciclarea materialelor este puternic asociat cu producerea materiilor prime. Aceasta implic ca pentru finanarea unui sistem care s se autosusin, valoarea materialelor reciclate trebuie s depeasc costurile producerii lor. Cu alte cuvinte, materialele trebuie s-i plteasc propria reciclare. Atunci cnd cantiti dintr-un anumit material este recuperat din produse aruncate prin reciclare i returnate n lanul de aprovizionare al materiilor prime, vorbim despre ciclul materialelor.

Dac este preferat un ciclu nchis al materialelor, reciclarea va avea loc doar dac este susinut financiar. Costurile reciclrii pot n general s fie divizate n costuri logistice (colectare, transport, etc.) i costuri de procesare (reducerea dimensiunilor, degajare, separare, etc.). Costurile de procesare depind n mare msur de complexitatea obiectului de reciclat. Instalaiile de reciclare cerute devin mai sofisticate i, de acum nainte, mai costisitoare odat cu creterea complexitii produsului, n timp ce rata recuperrii a materialelor comercializate descrete.

Ciclul de via al produsului cu opiuni pentru reducere, reutilizare i reciclare

Din pcate, costurile de procesare nu sunt necesare dac ne referim la valoarea materialelor reciclate. Costurile logistice, pe de alt parte, sunt determinate iniial de cantitatea colectat a produselor uzate (nlturate) i distanele de transport.

Cantitatea unui material dat disponibil pentru reciclare este un determinant vital pentru fezabilitatea reciclrii lui. Aceasta deoarece n reciclare costurile de procesare descresc progresiv cu creterea materialelor prime un fenomen cunoscut sub denumirea de economie de scar.

Sub o cantitate critic, reciclarea materialelor va fi fezabil doar dac poate fi ncorporat ntr-un proces de reciclare de materiale similare, amndou pentru reducerea costurilor de procesare i creterea cantitilor comercializate.

Industria de reciclare din Europa nu s-a aplicat optim naintea reglementrilor din ultimii ani. Aceast legislaie s-a dovedit a fi instrumentul potrivit pentru a mica industria de reciclare prin dezvoltarea de noi procedee economice i de reciclare i pentru ca industria prelucrtoare s integreze aspectele reciclrii n proiectarea produselor sale.

Proiectarea adecvat pentru reciclare mbuntete reciclabilitatea produselor precum i calitatea i rata de recuperare a materialelor obinute n urma reciclrii. Mai mult, mbuntirile aduse n reciclarea materialelor ajut la dezvoltarea de tehnologii noi i eficiente de separare i reducerea dimensiunilor.

Apare c optimul economic n reciclarea produselor la sfritul ciclului de via poate fi gsit ntr-o combinaie adecvat a colectrii, dezmembrare selectiv i metode de sortare de volum mare. Provocarea este de a gsi proporia corect.

De exemplu, recentele dezvoltri bazate pe recunoaterea materialului i procesarea de imagine n tehnologiile de sortare automat rezultate din mbuntirile mari aduse n domeniul separrii ex metale i sticl n folosul scderii costurilor de procesare.

2. Ciclurile materialului

Economia reciclrii poate fi mai bine neleas prin analizarea ciclului de via al produselor. Un ciclu de via tipic pentru un produs este artat n figur.

Materiile prime produse din resurse primare ex. din minerit, procesare minereu, piro i hidrometalurgie sunt denumite materii prime, n timp ce materialele reciclate rezultate din produsele aflate la sfritul ciclului de via sau din alte fluxuri de deeuri se numesc materii prime secundare, Materiile prime din sursele primare i secundare sunt echivalente economic dac sunt de caliti asemntoare i dac materialele secundare le pot nlocui pe primele.

Rata materialelor reciclate n cererea de materii prime pentru procesare dau o indicaie bun asupra competitivitii i succesului reciclrii.

Pentru pia, este necesar s se defineasc calitatea conform standardelor pentru materiale reciclabile i s se proiecteze sisteme automate de control al calitii pentru a asigura competitivitatea materialelor reciclate.

ntr-un ciclu al materialelor importana standardizrii calitilor crete cu mrirea ratei produselor reciclate.

Clasificarea materialelor pentru procesul de reciclare (a). Stadii ale proceselor de reciclare (b)

2 A Separarea mecanic

Gradul de separare mecanic indic gradul n care materialele care sunt asociate mecanic se pot dezmembra unul de altul. Acest grad determin cea mai mare puritate la care poate ajunge produsele ca urmare a reciclrii prin separare mecanic. Extragerea materialelor prime secundare din cele mai multe produse aflate la sfritul ciclului de via necesit separare mecanic.

Exemple deeurile municipale, vehicule i deeuri electronice.

Separarea mecanic poate fi obinut prin reducerea dimensiunilor prin tiere, zdrobire (capitolul V). De exemplu, majoritatea prilor de oel dintr-un automobil realizate au dimensiuni de aproximativ 150 mm. Totui, chiar dac dezmembrarea manual este grea i costisitoare, cea mai ieftin cale de separare mecanic a produselor complexe este adesea o combinaie ntre dezmembrare i reducerea dimensiunilor.

O separare mecanic adecvat mbuntete eficiena n avalul proceselor de separare i deci calitatea produselor recuperate. De aceea, separarea mecanic este un pas important n reciclare dar un factor costisitor.

2 B Particule reziduu n separare

Procesele de reciclare constau n special dintr-un numr de etape de separare i degajare. Scopul separrii este de a separa componentele valorificabile dintr-un flux care nu poate fi gata reciclat.

Totdeauna, orice proces de separare va genera reziduuri i emisii ca de exemplu praf i ape uzate.

Cantitatea de reziduuri sunt n principal determinate de tehnologia disponibil n conjuncia cu prevederile economice i legislaia de mediu. S notm c fluxurile de reziduuri pot conine materiale care sunt potenial reciclabile. Totui recuperarea materialelor din aceste fluxuri este adesea neeconomic deoarece particula conine o valoare mic a materialelor i reprezint o mixtur complex care cere pai suplimentari de separare sau chiar un proces distinct pentru recuperarea componentelor sau deoarece genereaz cantiti mici rezultate din utilizarea proceselor costisitoare pe unitatea de greutate.

Concentraia minim a componentelor valorificabile este cunoscut sub numele de grad de separare. ntr-o pia sigur gradul de separare descrete cu mbuntirile tehnologice dar el este ntotdeauna mai mare ca zero. Caracteristic pentru particulele de deeuri este c, concentraia componentelor este sub gradul de separare.

Legislaia face presiuni asupra industriei de reciclare pentru creterea ratei de recuperare. Valoarea negativ a diferitelor fluxuri de deeuri indic, costurile maxime pe care companiile sunt pregtite s le plteasc pentru prelucrare. Valoarea negativ este dat de costurile de eliminare (depozitare sau incinerare) minus valoarea de pia a particulei recuperate dup procesare (prelucrare).

Totui, pentru a fi economic, companiile specializate n procesarea pre-concentratelor asigur materii prime prin achiziionarea materialelor n punctele din schem.

Numrul de companii implicate n prelucrarea vehiculelor uzate din Olanda

Fluxul de mas n procesul de separare

2 C Puritatea produsului versus rata de recuperare

Cantitatea de materiale comercializabile a unui produs ntr-un proces de separare ca expresie a procentajului a cantitii aceluiai material prezent n fluxul de intrare este o msur a eficienei separrii. Acest procent este cunoscut sub numele de rat de recuperare. Dac exist mai multe materiale valorificabile n fluxul de intrare, recuperarea lor este calculat separat, pentru fiecare component. Puritatea care este prima msur a calitii unui material n fracia produs se refer la gradul de puritate. Se poate determina cu o rezonabil acuratee lund probe de material din fluxul de materiale produs. Rata de recuperare a materialului comercializat (marketable material) poate fi calculat utiliznd balana masic din proces.

Pentru comoditate, fluxul masic ntr-o separare industrial este n mod uzual (de obicei) calculat n tone/or. Adaptnd ce tiute n procesele industriale din minerit, fluxul de intrare este denumit alimentare (feed), produsul este denumit concentrat i particula respins este denumit rest sau reziduu (tailings, residue).

Dac notm fluxul de mas din alimentare cu F, concentratul cu C i reziduu cu T, ecuaia masic n procesul de separare este: F = C + T;

Dac concentraiile componentelor valorificabile din F, C i T sunt respectiv f, c, t, exprimate n procente, balana lor masic poate fi calculat astfel:

;

Recuperarea componentului valorificabil n fluxul produs, R, este:

;

s-a simplificat masa

Calitatea produsului cerut determin rata de recuperare care trebuie atins

Ultima ecuaie pentru recuperare este convenabil deoarece masa este mai greu de determinat dect concentraiile.

Relaia grad puritate recuperare pentru diferite procese de separare la diferite nivele tehnologice de dezvoltare

Industria cere ca materialele recuperabile s fie pure, preferabil la fel de pure ca materiile prime. tim c, calitatea produsului final (concentratul) este n primul rnd determinat de puritatea lui. n general, cu ct calitatea materiilor prime secundare este mai mare, cu att poziia pe pia este mai bun.

Dac calitatea materialelor reciclate crete, rata de recuperare scade (