|
A fémek
 A
kommunális hulladék 2-3 tömegszázalékát alkotják a fémek: az italos
aludobozok, a konzerves dobozok (vas, alumínium), alumínium csomagoló fóliák,
üvegtetők, kupakok, elemek, akkumulátorok stb. Tulajdonképpen az összes
hulladékhoz képest ez a mennyiség elég csekély, mégsem elhanyagolható.
Összetételüket tekintve ezek főleg vasat, alumíniumot, rezet,
ólmot, nehézfémeket tartalmaznak.
Sokszor a háztartási hulladékokban a fémek
nem tisztán, hanem összeszerelt állapotban, más anyagokkal vegyesen
vannak együtt (pl.: elektronikai hulladékok, tönkrement háztartási gépek,
számítógépek stb.) Ezeket külön kell gyűjteni, és bontóüzemekben
először szét kell szerelni, majd ki kell válogatni (ilyen bontóüzem működik
például Szegeden).
A vas
A vas Földünk egyik legelterjedtebb féme.
A külső földkéreg átlagosan 4.7% vasat tartalmaz. A természetben kémiailag
kötött állapotban fordul elő, különböző összetételű vasércek
formájában (vasoxidok, vashidroxidok, vasszulfidok, vaskarbonátok). Vasgyártáshoz
azonban főként azokat az érceket használják, amelyek fémtartalma
40-50% felett van.
A vasgyártás nyersanyagai:
-
vasércek:
ezekből képződik a nyersvas
-
kőszén, illetve a belőle készülő
kohókoksz: fűtőanyag és redukálószer
-
mészkő vagy dolomit: salakképző
anyagok
-
forró levegő 400-800 oC
(esetleg oxigénnel dúsítva): a tüzelőanyagok
részleges elégetéséhez
A nyersanyagokat megfelelő módon elő
kell készíteni:
A kibányászott vasércből a dúsítás
során a bányánál szétválasztják a kohászat szempontjából hasznos
és nem hasznos ásványokat. Az előkészítés során a kohónál a
vasércet megfelelő méretűvé aprítják és pormentesítik, a nem oxidos
vasérceket vasoxidokká alakítják (pörkölés-oxidáció). A kőszenet (ált.
feketekőszén) kevés levegővel izzítják, így az eredetileg el nem
szenesedett részek elgázosodnak és a maradék részek porózus koksszá
alakulnak (száraz desztilláció). A mészkövet aprítják. A léghevítőkben
a kohó torkából elvezetett forró, éghető torokgázokat hasznosítva állítják
elő a forró levegőt.
A nyersvas előállítása:
A nyersvasat vasércből hevítéssel végzett
redukcióval állítják elő nagyolvasztókban. A gyártáshoz
szükséges hőt a koksz elégetése (részleges oxidációja) adja, melynek
során szénmonoxid keletkezik, ami a szénnel együtt redukálja a
vasoxidokat, egyéb oxidokat és szilikátokat. A folyamat végterméke a
nyersvas, a kohósalak és a torokgáz.
A nyersvas fizikai tulajdonságai a magas
szén- (több mint 2%), mangán-, szilíciumtartalma miatt nem igazán
kedvezőek: rideg, könnyen törik, és hevítéskor hirtelen olvad meg. Jó
hígfolyóssága miatt azonban szürkeöntvények gyártására jól használható.
Az acélgyártás
Az acélgyártás lényege, hogy a
nyersvas széntartalmát 2% alá csökkentsék, és az egyéb ötvözőit
eltávolítsák. Ezt úgy érik el, hogy a széntartalmat "kiégetik"
(oxidációs úton eltávolítják). Majd ezután annyi szenet és ötvöző
elemet (amelyek megváltoztatják a vas fizikai tulajdonságait és a
megmunkálhatóságát) adnak hozzá, hogy a kívánt tulajdonságú acélötvözetet
kapják.
A kialakult eljárások egyik csoportjánál
a szennyezések eltávolítását tiszta oxigénnel vagy a levegő oxigénjével
végzik (oxigén konverteres eljárás, szélfrissítéses Thomas eljárás,
Bessemer eljárás). Az eljárások másik csoportjában az ócskavas
vasoxidja és a levegő oxigénje végzi az oxidációt (Siemens-Martin-féle
acélgyártás). Hulladékhasznosítási szempontból ez a jobb megoldás,
mivel az összegyűjtött ócskavasat újra feldogozhatják. Speciális,
nagyon jó minőségű (tömör, nagy szakítószilárdságú) acél előállítására
elektromos fűtésű kemencéket használnak, melyben az előző két eljárás
termékeit finomítják.
Mint ahogy az a fentiekből is látszik,
az acél előállítása rengeteg energiát igényel és jelentősen
megterheli a környezetet.
A vas és acél felhasználása
Nagyon széleskörűen alkalmazott fémek.
A mindennapi élet szinte minden területén találkozhatunk velük:
huzalok, csapok, csövek, lemezek, tartályok, edények, szerszámok, kötőelemek,
szerkezeti elemek stb. formájában vagy technikai eszközök alkatrészeiként.
Csomagolóanyagként is használják (pl. konzervdobozok). Nagyon sok
esetben más fémekkel vagy anyagokkal együtt szerelve találhatók, ami az
újrahasznosítást megnehezíti.
Az alumínium
Az oxigén és a szilícium után a földkéreg
legelterjedtebb eleme. Nagy mennyiségben a bauxitból lehet előállítani.
A bauxitból először timföldet, majd elektrolízissel nyers
alumíniumot készítenek. Timföldgyártás: A bauxitban az alumínium
vízben oldhatatlan vegyület formájában van jelen. Feltárással először
vízoldható nátrium-aluminittá alakítják az alumíniumvegyületeket,
majd vizes oldatban hidrolizálják alumínium-hidroxiddá. Közben nagy
mennyiségű veszélyes hulladék, az erősen lúgos vörösiszap
keletkezik. Az alumínium-hidoxidot azután hevítéssel alumínium-oxiddá
alakítják. Elektrolízis: Mivel a timföld olvadáspontja igen
magas (2050 oC), ezért a timföldet megolvasztott kriolitban
oldják (így 900-1000 oC-ra mérséklődik a szükséges hőmérséklet).
Kis feszültségű (4-5 V), de nagy áramerősségű (100-200 ezer A) egyenáram
hatására válik ki az alumínium. Mivel az alumínium sűrűsége nagyobb
a krioliténál, így az olvasztókád alján gyűlik össze. A folyamathoz
rengeteg energiára van szükség, ezért nagyon fontos a hulladékalumínium
újrahasznosítása.
Az alumínium felhasználása:
Az alumínium a legnagyobb ipari jelentőségű
könnyűfém. Jó elektromos vezető, és a savakkal szembeni ellenálló képessége
is magas. Felületén egy oxidréteg képződik, ami megakadályozza a további
korróziót. Az alumíniumot szerkezeti anyagként csak ötvözetek formájában
alkalmazzák. Sokszor használják csomagolóanyagként (fóliák,
aludobozok, konzervek doboza, Tetra-Brik doboz stb.).
A réz
Vöröses színű, aránylag puha, igen
szívós és jól nyújtható fém. A réz az egyik legkorábban ismert és
felhasznált fém. Korai felfedezését és használatát az tette lehetővé,
hogy elemi állapotban is előfordul a természetben, és könnyen megmunkálható,
alakítható.
A réz előállítása, rézkohászat
A réz ércei ritkán alkotnak vastagabb
rétegeket, amiből könnyen ki lehetne termelni. Legtöbbször a meddő és
az érc szorosan össze van nőve. Ezért ezeket az érceket kohósítás előtt
dúsítani kell. Először aprítják, szitálással osztályozzák, majd különböző
eljárásokkal megpróbálják kiválasztani a réztartalmú részeket a
meddő kőzet közül. Az így előkészített ércet kohósítják, melynek
eredménye a feketeréz vagy a nyersréz. Ezeket elektrolízissel finomítják,
majd ötvözik a kívánt elemekkel. Ilyen ötvözetek például a sárgarezek
(réz-cink ötvözet) és a bronzok (réz-ón ötvözet).
A réz felhasználása:
Jó elektromos vezetőképessége és
forraszthatósága miatt elektronikai alkatrészekben gyakran alkalmazzák
(huzalok, nyáklapok, kapcsolók, érintkezők stb.). Felületén zöldes színű
patina (réz-oxid) keletkezik, ami megvédi az alatta levő rétegeket a további
korróziótól, ezért csövek és lemezek készítésére is kiváló.
Az ólom
Különleges figyelmet kell fordítani a
veszélyes ólomhulladékokra. Legnagyobb mennyiségben az akkumulátorokban
találhatók, ezek feldolgozása speciális üzemekben történik. Sajnos, a
hazai begyűjtés, feldolgozás, ártalmatlanítás nincs még megnyugtatóan
megoldva. A mi feladatunk az, hogy az akkumulátorokat nem dobjuk a többi
szemét közé, hanem adjuk le a benzinkutaknál, a hulladékudvarokban,
ahonnan a feldolgozó üzemekbe vagy veszélyes hulladéklerakóba kerülnek.
A fémek szelektív gyűjtése,
újrahasznosítása
 Az egyes érclelőhelyek kimerülése, a
kitermelés költségei és az energiaárak emelkedése egyre inkább
indokolják a fémes anyagoknak a másodnyersanyagként való hasznosítását.
Bár az egyes fémeknek a kommunális hulladékból történő kiemelésére
megvannak a technológiák (pl.: a vasat mágnessel lehet kiválogatni), mégis
fontos, hogy már a hulladék keletkezésének helyén külön gyűjtsük őket
a fent leírt gyártási technológiák miatt. Erre a hulladékfajtára is
igaz, hogy csak tiszta állapotban tegyük a fémgyűjtőkbe.
A fémhulladékok begyűjtését a
szelektív gyűjtési rendszereken kívül, az egykori MÉH helyét átvevő
kisebb vállalkozások is végzik. A viszonylag magas átvételi ár ösztönzőleg
hat a gyűjtésre.
A nyugati országokban az alumíniumdobozoknak
külön begyűjtő hálózata van. (Sok helyen a betétdíjas rendszert
alkalmazzák.) Sajnos, nálunk is terjedőben van ez a csomagolás, ezért
itthon is tenni kell valamit. Az előállítás után az aludobozok újrahasznosítása
is környezetszennyezéssel jár. A dobozokon lévő festéket először le
kell égetni (mérgező gázok és füst keletkezik) és csak ezután lehet
másodnyersanyagként beolvasztani. Ezért inkább kerüljük ezt a fajta
csomagolást, használjunk betétdíjas üveges termékeket.
Jelentős
környezetvédelmi problémát jelentenek a különböző helyeken
elhagyott, otthagyott autóroncsok. A sokféle fém mellett műanyagokat, üveget,
veszélyes anyagokat is tartalmaznak. Újrahasznosításuk megfelelő szétszerelés,
szétválogatás után lehetséges.
|
