Alapfogalmak Történelem A hulladékok keletkezése Megelőzés Fajtái Szelektív gyűjtés Ártalmatlanítás  

Hulladéktan - A hulladékok fajtái

A téma tartalma:

A vas
Az alumínium
A réz
Az ólom
A fémek szelektív gyűjtése, újrahasznosítása

Kapcsolódó témák:

A papír
A műanyagok
Az üveg
Textilek
Komposztálható anyagok
Kombinált csomagolóanyagok
Veszélyes anyagok
Megelőzés
Szelektív hulladékgyűjtés formái
Ártalmatlanítás

 

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.

 

 

Copyright ® 2004. Csalló Attila

Templomdombi Általános Iskola, Szentendre

Hulladek-suli@freemail.hu