Rodzaje miedzi poddawane recyklingowi
Można wyróżnić trzy główne grupy złomu miedzi poddawanego recyklingowi:
- złom poprodukcyjny – o zawartości miedzi powyżej 99,5%, określany także, jako złom czysty lub nowy; jest on przetapiany bezpośrednio na produkty bez dalszej rafinacji, stąd często nie jest ujmowany w statystykach,
- stary złom – o zawartości miedzi zwykle powyżej 90%, jest wprowadzany do łańcucha produkcji w procesie rafinacji elektrolitycznej (w produkcji katod),
- złom elektroniczny, w którym zawartość miedzi jest niższa: zwykle ok. 30%.
Trudności w recyklingu złomu mieszanego
W fazie wycofania z eksploatacji produktów zawierających miedź należy uwzględnić następujące aspekty:
- Identyfikacja i świadomość: pierwszym zagadnieniem jest to, czy zbiórka złomu odbywa się w sposób najbardziej efektywny. Jeżeli, na przykład, telefon komórkowy trafia do odpadów komunalnych, to metale zostaną bezpowrotnie utracone. Budowanie świadomości wśród społeczeństwa ma istotne znaczenie – pomaga zaoszczędzić zasoby,
- Rozmiar i ciężar: przygotowanie do recyklingu dużych gabarytowo materiałów o jednorodnym składzie jest najłatwiejsze. Miniaturyzacja produktów zwiększa stopień złożoności i różnorodności materiałów oraz rozprasza wartość materiału, którego objętościowy udział w produkcie staje się niski. Utrzymanie recyklingu, jako ekonomicznie uzasadnionej opcji, staje się wtedy trudniejsze.
- Wybór właściwej metody recyklingu: główną trudnością jest zapewnienie prawidłowej drogi recyklingu dla różnych metali, co nie zawsze jest oczywiste. Należałoby brać pod uwagę różne możliwości: np. często się zdarza, że element z miedzi nie jest główną frakcją w produkcie zawierającym ten metal.
W przypadku złomu produktów elektronicznych często się zdarza, że np. stalowa płyta montażowa lub duże aluminiowe radiatory mogą determinować metodę recyklingu, gdyż miedź nie jest w tych produktach łatwo rozpoznawalna. Jeżeli złom sprzętu elektronicznego zostałby wprowadzony na drogę recyklingu stali lub aluminium bez uprzedniego frakcjonowania i separacji, jakość złomu uległaby pogorszeniu wskutek zanieczyszczenia składnikami innymi niż stal lub aluminium.
Podobnym przykładem jest przemysł samochodowy, gdzie stal ma wagowo największy udział w złomie samochodowym i jest łatwo identyfikowalna, jednak recykling stali pozwala tylko na odzysk stali i pierwiastków stopowych zawartych w stali nierdzewnej. Wszystkie pozostałe metale (głównie metale nieżelazne) są w tym procesie tracone. Ponadto, jeżeli miedź pochodząca, np. z wiązki przewodów instalacji samochodowej i z elementów elektronicznych pozostanie w złomie uzyskanym przez rozdrabnianie samochodu, to cała wartość stali zostanie utracona z powodu zanieczyszczenia. Dlatego zasadnicze znaczenie ma oddzielenie frakcji miedzi i zapewnienie, że nie zostanie ona wprowadzona do procesu wytopu stali.
Dlatego należy podkreślić znaczenie takiej separacji, która uwzględnia recykling miedzi i frakcji zawierających miedź, gdyż oprócz odzysku miedzi, wiążą się z tym jeszcze dalsze korzyści.
Miedź pomaga w recyklingu cennych metali
Miedź, ze względu na swoje właściwości, jest materiałem nośnym dla wielu metali i służy jako kolektor głównie dla metali z grupy platynowców (PGM)[1]: arsenu, selenu i telluru. Proces wytopu miedzi może być połączony z dodatkowym procesem obróbki w celu odzysku także ołowiu, niklu, cynku, srebra i innych pierwiastków. Poza tym miedź może być wielokrotnie przetwarzana bez utraty swoich właściwości lub parametrów jakościowych nawet, jeżeli nie stanowi dominującej frakcji w recyklingu.
Miedź posiada zatem duży potencjał jako nośnik wielu materiałów i metali o dużej wartości takich, jak platynowce, które zostałyby utracone w procesach recyklingu aluminium lub stali. Metale z grupy platynowców mogą nawet decydować o wartości złomu, mimo, że ich udział ilościowy w strumieniach odpadów jest bardzo mały. W procesie przetwarzania miedzi obecność aluminium i stali nie wpływa negatywnie na procesy metalurgiczne. Są one zwykle przekształcane w tlenki, które przechodzą do żużla. Żużel żelazisto-krzemianowy, jako produkt uboczny, może być nawet stosowany jako zamiennik tłucznia. Pierwiastki zawarte w miedzi pozostają w niej aż do procesu rafinacji elektrolitycznej, w którym są wydzielane do szlamu anodowego, podczas gdy jony miedzi są przenoszone do katody. Rezultatem elektrolizy jest miedziana katoda (o czystości 99,999%) oraz szlam anodowy zawierający pierwiastki, które mogą być odzyskane, głównie na drodze procesów chemicznych.
Z tej perspektywy, miedź podtrzymuje zamkniętą pętlę gospodarki w większym stopniu niż stal czy aluminium, zapewniając dodatkowe korzyści przez:
- Umożliwienie odzysku cennych metali, które ze względu na ich znaczenie ekonomiczne często napędzają zbieranie i separację małych i rozproszonych strumieni odpadów;
- Ułatwienie recyklingu dzięki lepszej identyfikacji wartościowych frakcji i łatwiejszej separacji produktu na frakcje recyklingowe;
- Mniejszą zależność od tonażu złomu;
- Zapewnienie 100% stabilności właściwości w zamkniętych pętlach materiałowych na skutek braku negatywnego oddziaływania innych pierwiastków.
Przyszłość recyklingu należy do miedzi
Należy usprawnić systemy zbierania i unikać niepotrzebnych strat metali. Trzy systemy recyklingu metali, które aktualnie dominują na rynku, to: stal, aluminium i miedź. Podczas gdy recykling stali i aluminium wymaga dość dobrego przygotowania odpowiednich frakcji z produktów wycofanych z eksploatacji w celu uniknięcia zanieczyszczenia i ujemnego wpływu niektórych pierwiastków, miedź służy jako kolektor. Jest on nośnikiem metali o wysokiej wartości jak metale z grupy platynowców (PGM) i surowce krytyczne (CMR)[2] w czasie ich przetwarzania a także umożliwia ich recykling. Miedź praktycznie nie podlega szkodliwym zanieczyszczeniom innymi pierwiastkami i zachowuje swoje właściwości bez utraty jakości w wielokrotnie powtarzanych cyklach użytkowania.
Miedź jest punktem odniesienia dla gospodarki o obiegu zamkniętym.
Literatura
- The Value Chain of Copper – from Mining to Application. European Copper Institute, 2014 (http://www.leonardo-academy.org/course/details.php?id=269)
- E-Book: International Resource Panel Work on Global Metal Flows. UNEP, 2013 (http://www.unep.org/resourcepanel-old/Publications/AreasofAssessment/Metals/InternationalResourcePanelWorkonGlobalMetal/tabid/132990/Default.aspx)
[1] Platinum Group Metals
[2] Critical Raw Materials