תהליך מיחזור

למה למחזר?

מתכות הן חומרים בעלי ערך הניתן למחזור שוב ושוב מבלי להשפיל את תכונותיהם. יש לגרוטאות מתכת, מה שמניע אנשים לאסוף אותה למכירה לפעולות מיחזור. בנוסף לתמריץ כספי, קיים גם חובה סביבתית. מיחזור מתכות מאפשר לנו לשמור על משאבי הטבע ולחסוך באנרגיה לעיבוד מאשר ייצור מוצרים חדשים המשתמשים בחומרי גלם בתוליים. מיחזור פולט פחות פחמן דו חמצני וגזים מזיקים אחרים. חשוב מכך, זה חוסך כסף ומאפשר לעסקים בייצור להפחית את עלות הייצור שלהם. מיחזור גם יוצר מקומות עבודה.

כמה עובדות לגבי מיחזור

למרות שכמעט כל סוג של מתכת ניתן למחזר שוב ושוב ללא השפלה של תכונות, נכון לעכשיו, רק 30 אחוז מהמתכת ממוחזרת. להלן מספר עובדות נוספות: כמעט 40 אחוז מייצור הפלדה העולמי מיוצר באמצעות פלדה ממוחזרת. בסביבות 42 אחוזים מהפלדה הגולמית בארצות הברית מיוצרים מחומרים ממוחזרים. בארצות הברית לבדה משתמשים בכל יום בכמאה מיליון פחיות פלדה ופח. פלדה וברזל הם החומרים הממוחזרים ביותר בעולם, בין השאר בגלל האפשרות לשחזר מבנים גדולים כמו גם קלות העיבוד מחדש. השימוש במגנטים בתהליך המיון מאפשר למחזרים להפריד אותם בקלות מזרם הפסולת המעורבת. מדי שנה ממוחזרים כ -400 מיליון טונות של מתכות ברחבי העולם. נכון לעכשיו, מוצר הצריכה היחיד הממוחזר בארה"ב הוא פחית האלומיניום. זריקת אלומיניום אחד יכולה לבזבז אנרגיה שווה ערך לפח זהה במילוי בנזין.

סוגי מתכות

סוגי מתכות ממוחזרות ניתן לסווג מתכות כברזליות, או כאל ברזליות. מתכות ברזליות הן שילובים של ברזל עם פחמן. כמה מתכות ברזליות נפוצות כוללות פלדת פחמן, פלדת סגסוגת, ברזל יצוק וברזל יצוק. מצד שני, מתכות לא ברזליות כוללות אלומיניום, נחושת, עופרת, אבץ ופח. מתכות יקרות אינן ברזליות. המתכות היקרות הנפוצות ביותר כוללות זהב, פלטינה, כסף, אירידיום ופלדיום.

שלבים בתהליך המיחזור

איסוף המתכות שונה מזה של חומרים אחרים בגלל ערך הגרוטאות הגבוה יותר. ככזה, סביר יותר להימכר לחצרות גרוטאות מאשר להישלח למזבלה. המקור הגדול ביותר של גרוטאות מתכת ברזליות בארה"ב הוא מכלי גרוטאות. מקורות אחרים כוללים מבני פלדה גדולים, פסי רכבת, ספינות, ציוד חקלאי וכמובן גרוטאות צרכנים. גרוטאות מהירות, שנוצרות במהלך ייצור מוצרים חדשים, מהוות מחצית מאספקת גרוטאות הברזל.

מיון המיון כולל הפרדת מתכות מזרם הגרוטאות המעורבבות או מזרם הפסולת המעורב רב חומרים. בפעולות מיחזור אוטומטיות, מגנטים וחיישנים משמשים כדי לסייע בהפרדת חומרים. ברמה היזמית, מגרדים עשויים להשתמש במגנט, כמו גם להתבונן בצבע החומר או במשקל כדי לסייע בקביעת סוג המתכת. לדוגמא, אלומיניום יהיה כסף וקל. צבעים חשובים אחרים שיש לחפש הם נחושת, צהוב (לפליז) ואדום, לפליד אדום. מגרדים ישפרו את ערך החומר שלהם על ידי הפרדת מתכת נקייה מהחומר המלוכלך.

עיבוד כדי לאפשר עיבוד נוסף, מתכות נגרסו. הגריסה נעשית כדי לקדם את תהליך ההיתוך שכן מתכות מגורדות קטנות הן בעלות יחס משטח לנפח גדול. כתוצאה מכך, הם יכולים להיות מומסים באמצעות פחות אנרגיה. בדרך כלל, אלומיניום מומר ליריעות קטנות, והפלדה מוחלפת לגושי פלדה.

התכה גרוטאות מתכות מומסות בתנור גדול. כל מתכת עוברת לתנור ספציפי שנועד להמיס את אותה מתכת מסוימת. נעשה שימוש בכמות ניכרת של אנרגיה בשלב זה. ובכל זאת, כאמור לעיל, האנרגיה הנדרשת להמיסה ולמחזור מתכות נמוכה בהרבה מהאנרגיה הדרושה לייצור מתכות באמצעות חומרי גלם בתוליים. בהתבסס על גודל הכבשן, מידת החום של הכבשן ונפח המתכת, ההיתוך יכול להימשך בין מספר דקות לשעות בלבד.

טיהור הטיהור נעשה כדי להבטיח שהתוצר הסופי יהיה איכותי וללא מזהמים. אחת השיטות הנפוצות ביותר לטיהור היא אלקטרוליזה.

התמצקות לאחר הטיהור, מתכות מומסות נישאות על ידי המסוע כדי לקרר ולמצק את המתכות. בשלב זה, גרוטאות מתכת נוצרות לצורות ספציפיות כמו סורגים שניתן להשתמש בהם בקלות לייצור מוצרי מתכת שונים.

הובלה של סורגי המתכת לאחר שהמתכות מקוררות ומתמצקות, הן מוכנות לשימוש. לאחר מכן הם מועברים למפעלים שונים שם הם משמשים כחומר גלם לייצור מוצרים חדשים לגמרי. כאשר המוצרים העשויים מטילי מתכת אלה מגיעים לסוף חייהם השימושיים, תהליך מיחזור המתכות חוזר שוב.

האתגר האמיתי בתעשיית המחזור

שיעור מיחזור המתכות הכולל הנוכחי של כ- 30 אחוז אינו מקובל, בהתחשב במיחזור של כמעט כל סוג של מתכת, והאתגרים נותרים ביחס לשחזור חומר רב יותר למיחזור.

הרחבת תוכניות המיחזור הקהילתיות והעלאת המודעות הציבורית עוזרות בעניין זה.

סיבה נוספת לשיעור המחזור הנמוך קשורה לעיצוב מוצרי מתכת שונים,  המורכבות הגוברת של מוצרים מודרניים שונים ותמהיל החומרים שלהם הופכת את המיחזור לקשה יותר ויותר.

לדוגמה, טלפון נייד פשוט יכול להכיל עד 40 אלמנטים שונים. לכן, חילוץ כל סוג של חומרים מטלפון נייד ושימוש חוזר בהם בייצור מוצרים חדשים מקשה, ומייקרת.

טכנולוגיות מחזור מודרניות

כנולוגיות מיחזור מודרניות יכולות לזהות ביעילות סוגים רבים ושונים של מתכות, אם כי עדיין יש צורך בטכנולוגיות מיחזור יעילות עוד יותר כדי להפריד בין מתכות שאינן ברזליות. הפרדת מתכות ברזליות ממתכות לא ברזליות היא אחד הצעדים החשובים ביותר בתהליך המיון. מכיוון שמתכות ברזליות מכילות ברזל, הם נמשכים על ידי מגנטים ונשלפים בקלות מזרם הפסולת המעורבת. בחצרות גרוטאות, מנופים המצוידים באלקטרומגנט יכולים להסיר חלקים גדולים יותר של גרוטאות ברזל. בעת מיון מתכות מזרם מעורב של חומר למחזור, מסירים את הנייר תחילה ומשאיר רק פלסטיק ומתכות. לאחר מכן, זרמים חשמליים נגרמים על פני הנחל, שם רק מתכות נפגעות. תהליך זה נקרא הפרדת זרם אדי. למרות שאלומיניום אינו מגנטי, טכנולוגיה זו יכולה לרחף אותו ולאפשר לפלסטיק לנשור מהתהליך. השבת מתכות יקרות כמו פלדיום, פלטינה, זהב ומתכות יקרות אחרות כמו נחושת, עופרת וכסף מפסולת אלקטרונית הופכת להיות כדאית מבחינה כלכלית רק אם אוספים מספיק גרוטאות. הפרדה כזו דורשת ציוד מיחזור מתקדם ומשוכלל יותר מבחינה טכנולוגית. בימים אלה, במתקני מיחזור גדולים, השימוש בחיישנים לזיהוי מתכות באמצעות סריקה אינפרא אדום וצילום רנטגן הפך פופולרי. שלוש קטגוריות נפוצות של תהליכי חישת מתכות כוללות ביוטכנולוגיה, הידרומטלורגיה ופירומטלורגיה. השימוש בטכנולוגיות אלה יכול לשפר ביעילות את שיעורי התאוששות המתכת.