X
تبلیغات
بازی تراوین

زباله و بازیافت

اخبار مربوط به زباله و بازیافت
سه‌شنبه 14 آبان‌ماه سال 1387

دستیابی محققان پژوهشگاه صنعت نفت به دانش فنی بازیافت فلزات گران

جام جم آنلاین: محققان کشورمان با دستیابی به دانش فنی استحصال فلزات گرانبها موفق شدند فلزاتی مانند رنیم و پلاتین را بازیافت کنند. بازیافت فلزات گرانبها از مواد مستعمل فرآیند مهمی است؛ زیرا کاتالیست‌های زیادی در صنعت نفت مورد استفاده قرار می‌گیرند که حاوی فلزات گرانبها هستند اما تاکنون به دلیل دسترسی نداشتن به دانش فنی، برای استحصال این فلزات از کشورهای خارجی کمک گرفته می‌شد.
اهمیت این طرح زمانی بیشتر مشخص می‌شود که بدانیم نه تنها درصد خلوص این مواد با خروجی معتبرترین شرکت بازیافت‌کننده جهان برابری می‌کند، بلکه مزایای دیگری هم این کار را از نمونه‌های مشابه آن متمایز می‌کند.
چنانچه این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه‌جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود. با دکتر مهدی رشیدزاده، مجری طرح و رئیس مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه صنعت نفت، درباره این طرح و مراحل آن صحبت کردیم.
بازیافت فلزات بخصوص فلزات گرانبها از چه زمان و در چه کشورهایی مطرح بوده است؟
این فرآیند که به ریفورمینگ کاتالیستی معروف است فرآیند کاملا شناخته شده‌ای است که در صنعت پالایش نفت برای بهبود کیفیت اکتان بنزین، تهیه آروماتیک‌ها برای صنایع پتروشیمی و تولید هیدروژن (به عنوان محصول جانبی) برای مصارف صنعتی به کار می‌رود.
شرکت W.C.Heraeus یکی از معتبرترین شرکت‌های بازیافت‌کننده فلزات گرانبها از کاتالیست‌ها و سایر مواد مستعمل است که  بیش از 50 سال در 2 مرکز خود در آلمان و کالیفرنیای آمریکا طیف وسیعی از فلزات با ارزش نظیر طلا، نقره، پلاتین، پالادیوم، رنیم، روتنیوم و رودیم را بازیافت می‌کند.
با توجه به این‌که این روش‌ها از مدت‌ها پیش در دنیا استفاده می‌شدند، چه ویژگی‌هایی کار شما را از بقیه متمایز می‌کند؟
بازیافت پلاتین و رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ توسط مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه صنعت نفت با راندمان و درجه خلوص بالای 99 درصد و در محدوده ارقام گزارش شده صنعتی معتبرترین شرکت بازیافت‌کننده جهان است. البته هزینه بازیافت داخلی هر کیلوگرم کاتالیست در مقایسه با قیمت بازیافت خارجی کمتر است.
به اضافه این‌که با این روش، سالانه فروش مقادیر قابل توجهی سدیم آلومینات تحت عنوان محصول جانبی آن امکان‌پذیر می‌شود، که درواقع از مزایای  طرح محسوب می‌شود.
چه سازمان‌ها یا مراکزی این طرح را حمایت کرده‌اند؟
بخشی از این طرح با حمایت معاونت بازرگانی شرکت ملی پالایش و پخش انجام شده است.
اهمیت اجرای این طرح از لحاظ علمی، اقتصادی و... چیست؟
پس از سپری شدن عمر مفید کاتالیست‌های حاوی فلزات گرانبها از رآکتور پالایشگاه‌ها تخلیه می‌شوند. به دلیل قیمت قابل توجه پلاتین در تمام دنیا بازیافت این فلز از کاتالیست‌های مستعمل یک ضرورت اقتصادی است و از آنجا که فرآیند بازیافت این فلز از کاتالیست مستعمل در ایران صنعتی نشده، سالانه مقادیر قابل توجهی از این کاتالیست‌ها به منظور بازیافت فلزات با ارزش آن به خارج از کشور فرستاده می‌شود.
با توجه به میزان مصرف بالای این کاتالیست‌ها که بالغ بر 100 تن در سال است، چنانچه این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود.
کار روی این پروژه از چه زمانی شروع شده و در حال حاضر این طرح در چه مرحله‌ای است؟
کار روی این پروژه از سال 1375 در مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه شروع شده است. پس از انجام پروژه‌های آزمایشگاهی و نیمه صنعتی طراحی مفهومی، بازیافت فلزات پلاتین رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ در مقیاس 400 کیلوگرم در روز انجام شده است هم اکنون پژوهشگاه آمادگی واگذاری بسته طراحی مفهومی بازیافت فلزات پلاتین  رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ در مقیاس 400 کیلوگرم به همراه بررسی فنی اقتصادی طرح بازیافت و دستورالعمل نحوه محاسبات ارزش فلزات پلاتین  رنیم در کاتالیست مستعمل را به شرکت‌های بازیافت‌کننده داخلی و خارجی دارد.
در طرح شما فلزات در چه مراحلی بازیافت می‌شود؟
در بازیافت فلزات پلاتین  رنیم از کاتالیست مستعمل در مرحله نخست، رنیم طی عملیات شیمیایی از کاتالیست جدا، سپس پلاتین از پایه طی یک مرحله انحلال شیمیایی تفکیک می‌شود. ناخالصی‌های محلول‌های پلاتین و رنیم با استفاده از روش تبادل یونی حذف و نمک رنیم از محلول خالص آن  تهیه می‌شود. پلاتین اسفنجی با استفاده از روش الکترولیز از محلول خالص آن استخراج و سرانجام در کوره‌های الکتریکی به شمش پلاتین خالص تبدیل می‌شود.
در این روش بازیافتی از چه فناوری و تجهیزاتی استفاده شده است؟
در این طرح از یک رآکتور تحت فشار آزمایشگاهی، رآکتور نیمه‌صنعتی، کوره، آون و ستون‌های تبادل یونی به همراه سیستم الکترولیز استفاده شده است.
امکان صادرات این محصول هم وجود دارد؟
با توجه به این‌ که پلاتین  رنیم بازیافتی، مجددا در ساخت کاتالیست ریفورمینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد، امکان صادرات آن برای ساخت کاتالیست یا استفاده از آن در فرآیندهای دیگر وجود دارد.
آینده این طرح را چگونه ارزیابی می‌کنید؟
با توجه به استراتژیک بودن تامین کاتالیست در کشور و حمایت‌هایی که بتازگی از طرف مسوولان به منظور ساخت کاتالیست در داخل کشور انجام می‌گیرد، این موضوع اهمیت خاصی دارد. اگر موضوع طرح‌های توسعه‌ای پالایشگاه‌ها و ایجاد پالایشگاه‌های جدید و مجتمع‌های پتروشیمی را که در دستور کار است نیز لحاظ کنیم، اهمیت مساله دوچندان می‌شود.
لذا با توجه به راندمان بالای بازیافت فلزات پلاتین و رنیم با راندمان و خلوص بالای 99 درصد که در محدوده ارقام بازیافتی شرکت بازیافت‌کننده خارجی است؛ اگر این طرح در ایران صنعتی شود، علاوه بر سودآوری زیاد، به ایجاد اشتغال نیز کمک خواهد کرد.
عنصری باارزش‌تر از طلا
پلاتین که به صورت گسترده‌ای به عنوان کاتالیزور همگن و ناهمگن به کار می‌رود، فلزی است بسیار گرانقیمت. در واقع پلاتین اگرچه مانند طلا برای ساخت جواهرات قیمتی استفاده می‌شود و به دلیل رنگ، زیبایی و ارزش آن تحت عنوان «طلای سفید» شناخته شده، اما کاربردهای عملی پلاتین بسیار بیشتر از طلاست.
از نظر میزان فراوانی، پلاتین در قشر زمین مانند طلاست و معمولا با فلزات دیگری از گروه پلاتین نام یعنی «روتنیم، اسمیم، رودیم، ایریدیم، پالادیم و پلاتین» یافت می‌شود. البته همه این فلزات از نظر اقتصادی بااهمیت هستند، اما اهمیت آنها به اندازه پلاتین نیست.
پلاتین اگرچه به عنوان عنصری طبیعی از مدت زمان طولانی شناخته شده است، اما امروزه پلاتین قیمتی‌تر از طلاست و علاوه بر جواهرسازی در تجهیزات آزمایشگاهی، دندانپزشکی، صنایع الکتریکی و الکترونیکی، صنایع اتومبیل‌سازی، صنایع شیمیایی و حتی در درمان سرطان به عنوان دارو به کار می‌رود.
در ضمن خواص کاتالیزوری پلاتین بسیار مهم، شاخص و برجسته است. در واقع پلاتین یکی از اجزای اصلی بسیاری از محصولات فلزی مانند الکترود است و در بعضی واکنش‌های شیمایی به عنوان کاتالیزور به کار می‌رود.
دراین میان به دلیل قیمت قابل توجه پلاتین در تمام دنیا بازیافت این فلز از کاتالیست‌های مستعمل یک ضرورت اقتصادی است و از آنجا که فرآیند بازیافت این فلز از کاتالیست مستعمل در ایران صنعتی نشده است، سالانه مقادیر قابل توجهی از این کاتالیست‌ها به منظور بازیافت فلزات با ارزش آن به خارج از کشور فرستاده می‌شود.
با توجه به میزان مصرف بالای این کاتالیست‌ها که بالغ بر 100 تن در سال است، اگر این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه‌جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود.

سه‌شنبه 14 آبان‌ماه سال 1387

بازیافت نقره از فیلم های رادیولوژی

عنوان پروژه : بازیافت نقره از فیلم های رادیولوژی

استاد راهنما : آقای مهندس عظیمی

تهیه و تنظیم : زهرا نصیر پور آرانی

دانشجوی رشتة نرم افزار کامپیوتر

 

چکیده:

امروزه  بحث بازیافت مواد گران بها از مواد مصرفی غیرقابل استفاده و مجهزکردن کارخانه ها و شرکت ها به تکنولژی این بازیافت یکی از برنامه های راهبردی دولت مردان هر کشوری می باشد. هنگامی که دانشمندان توانستند فلز نقره را به صورت خالص تهیه کنند و این فلز را به صورت گوله ای بسیار ریز در داخل فیلم های عکاسی و کاغذهای رادیولوژی تهیه کنند بحث بازیافت این فلز نیز همزمان مطرح شد.

امروزه ما شاهد مصرف بسیار زیاد عکس های رادیولوژی در حرفة پزشکی هستیم.

به دلیل این که این عکس ها در طبیعت و در خاک تجزیه نمی شود ضرورت جمع آوری و بازیافت این مواد جهت پاکیزه نگه داشتن خاک و محیط طبیعی، نیز مطرح است.

اکنون می توان این مواد (عس ها و فیلم های رادیولوژی) را جمع آوری و به روش های علمی و بسیار ساده بازیافت نمود و از یک طرف محیط زیست را پاکیزه نگه داشت و از طرف دیگر یک کار اقتصادی مقرون به صرفه انجام داد.

بازیافت فلز گران بهای نقره از عکس های رادیولوژی و فیلم های عکاسی به چند صورت می تواند انجام گیرد:

1- به روش الکترولیت

2- به وسیله سولفید سدیم

3- به کمک هیدروسولفیت سدیم

4- به کمک فلزات دیگر.

بازیافت این فلزکاری مقرون به صرفه می باشد زیرا از یک طرف فلز گران بهای نقره ای که استخراج می شود به صورت خالص بوده و از طرفی دیگر کاغذهای رادیولوژی عاری از نقره شده را می توان به عنوان عایق در کارگاه‌ةای سیم پیچی مورد استفاده قرار داد.

برای اجرای فرایند فوق از مواد شیمیایی مخصوص که از ترکیب مواد مختلف به دست می آید و جریان الکتریسیته استفاده می شود. مراحل اجرای این عمل به شرح زیر می باشد.

1- جمع آوری کاغذ رایولوژی و فیلم عکاسی.

2- تهیه مواد شیمیایی و ترکیب آنها به نسبت معین.

3- تهیه الکترود الکتریسیته جهت ایجاد بار+ و بار- در دال مواد شیمیایی.

4- جمع آوری فلز خالص نقره از الکترودهای الکتریسیته.

سه‌شنبه 14 آبان‌ماه سال 1387

بازیافت فلزات

- کاهندگی آلومینیوم

  2- چگالی کم

  3- رسانش گرمایی بالا و مقاومت حرارتی بالا

  4- سازش پذیری با مواد غذایی

 برلیوم (Beryllium)

  برلیوم در مواد بسیاری به کار می رود و خصوصیت های آن مانند :وزن کم و سختی زیاد باعث شده که مورد توجه قرار گیرد . در سال 2001 آمریکا یکی از سه کشور دارنده کانی های برلیم بود . این فلز در صنایع نظامی و دفاعی ، هوافضا و مدارهای الکتریکی متراکم کاربرد بسیاری دارد . هزینه های زیاد این فلز منجر به این شد تا فقط برای کار های دقیق مورد استفاده قرار گیرد .

 ترکیباتی مانند : گرافیت (سرب سیاه) ، برنز ( آلیاژ قلع و مس ) ، فسفر ، فولاد و تیتانیوم می توانند جانشینی برای برلیوم باشند ؛ اما فقدان اساسی در عملکرد آن ها وجود دارد .

  در سال 2001 مصرف آشکار برلیم در ایالات متحده حدود 230 تن بوده است .

  کاربرد فراوان این فلز بود که موجب شد بازیافت آن مورد توجه بسیاری از کشور ها قرار گیرد . البته استفاده پراکنده این فلز باعث شده است تا مقدار زیادی از آن به هدر رود .

 (بسیاری از فلزات از جمله برلیوم به دلیل اینکه در کشور ما به طور محدود به کار می روند ، همچنین مقدار آن کم است و منابع چشمگیری از این فلز در ایران وجود ندارد بازیافت نمی شوند و به همین دلیل اطلاعات محدودی از بازیافت این فلزات  برای ما دانش آموزان وجود دارد .)

  کادمیوم (Cadmium)

  تخمین میزان کادمیوم بازیابی شده یا ثانویه برای دلایل متعددی  کار دشواری است امّا میزان کلی کادمیوم بازیابی شده در سال 2001 تخمین زده شده است در حدود 10% تولید اولیّه دنیا بوده است . بازیافت کادمیوم ، صنعت جوان و در حال رشدی است که از هدر رفتن کادمیوم موجود جلوگیری می کند ؛ چراکه حدود 25% کادمیوم موجود در باطری های نیکل- کادمیوم به کار رفته است و این باطری ها به سهولت قابل بازیافت هستند . در نتیجه بیشتر کادمیوم های ثانویه در اثر مصرف این باطری ها وبازیافت آن به دست می آید . شکل دیگری از کادمیوم که به سهولت قابل بازیافت است ، خاکِ دودکش به وجود آمده در طول گالوانیزه کردن ( روی اندود کردن) قطعات فولاد در کوره های چرخان الکتریکی است . سایر کاربرد های کادمیوم در موادی است که محتوای کادمیوم  آن هابسیار کم است ؛ در نتیجه مقداری از کادمیوم موجود از بین می رود .

  در سال 2001 میزان تولید کادمیوم ثانویه در ایالات متحده حدود 200 تن بوده است .

  شرکت به ثبت رسیده احیاء فلزّات بین المللی در شهر اِل وُود ، پنسیلوا نیا ، تنها شرکت بازیافت کادمیوم در ایالات متحده بوده است . هر چند کارخانه در سال 1978 راه اندازی شد اما تا سال 1996 شروع به کار نکرد .

   برای بازیافت کادمیوم ، باطری های بزرگ معمولی با وزن بیش از Kg 2 که شامل 15% کادمیوم می شود ، را خالی می کنند و کادمیوم آنها را که به شکل صفحاتی و به طور مستقل هستند را به کوره ها می برند و طی فرآیند "HTMR" بادرجه حرارت بالا ذوب می کنند . باطری های مهر شده ی کوچکتر را با حرارت کمتر و فرآیند "HTMR" ذوب کرده و در قالب هایی می ریزند و به این صورت بازیافت می شود . در نتیجه کادمیوم ثانویه دارای خلوص 96/99% می باشد که به کارخانه ی باطری سازی باز گردانده می شود .

 

کروم (Chromium)

  عمده ترین استفاده کروم در فولاد ضد زنگ است . برای تولید کروم ؛ کانی فلزی کرومیت را درون کوره های ذوب فلزّات قرارمی دهند تا فروکروم ساخته شود . آلیاژ آهن- کروم را که از حذف اکسیژن کرومیت به دست می آورند ، آلیاژ آهن ضد زنگ است . قطعه ای از فولاد ضد زنگ می تواند به عنوان منبعی از کروم ، جایگزین فرو کروم شود . فولاد ضد زنگ مرکّب از دو طبقه بندی بزرگ است : آستِنیتِک و فریتِک . اسامی مذکور مربوط به ساختار مولکولی فولاد است است و مشخص می کند که کدام – در چه مقدار – نیازمند نیکل است (آستنیتک) و کدام به نیکل نیازی ندارد (فریتک) . فولاد ضد زنگ مهمترین منبع بازیافت کروم است و کارخانه بازیافت از این نوع فولاد به عنوان منبعی از کروم و نیکل استفاده می کند . بنا براین واحد های کروم زمانی که فولاد ضد زنگ دوباره استفاده می شود ، بازیابی می شوند . مطالعه ی فولاد ضد زنگ نشان می دهد که 17% از محتوای آن را کروم تشکیل می دهد .

 

  کبالت (Cobalt)

  کبالت کهنه در طول ساخته شدن و یا در اثر کاربرد های زیر به دست می آید:

1-                وقتی که به عنوان کاتالیزگر  در صنایع شیمیایی یا تولید نفت کاربرد دارد .

2-       وقتی که به عنوان کربیدهای سیمان پوشیده در برش استفاده می شود یا به عنوان ضد سایش به کار می رود .

3-                وقتی که به عنوان آلیاژ مغناطیسی و ضد سایش کاربرد دارد .

4-                وقتی که به عنوان ابزار های فولادی استفاده می کنند .

منابعی که کبالت از آن بازیافت می شود عبارت است از : آلیاژ ها ، کبالتخالص ، پودر فلزی کبالت و مواد شیمیایی . در سال 2001 در ایالات متحده ، در حدود 2740 تن کبالت مصرف شده و مقدار قابل توجهی از آن بازیافت شده

 مس (Cooper)

  مس از اولین فلزاتی است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است و هنوز هم از پر مصرف ترین فلزات درون کشور ماست . تحقیقات نشان می دهد که ایران بر روی کمربند مس جهانی قرار دارد که از جنوب شرقی ایران آغاز شده وتا شمال غربی و نواحی آذربایجان ادامه می یابد . همین امر موجب شده است تا استخراج این فلز نسبت به بازیافت آن بیشتر مورد توجه قرار گیرد .

  گروه مطالعه مس بین المللی در سال 2002 برآورد کرد که میزان تولید جهانی مس تصفیه شده ی ثانویه 15% کاهش داشته است . طبق مطالعات وتحقیقات 07/3 میلیون تن مس مستقیمأ از دوباره ذوب کردن قطعات مس بازیابی می شود .

گالیوم (Gallium)   

  به دلیل بازده کم در مراحل تولید گالیم به وسایل الکترونیکی مطلوب ، قطعه جدید در طول تولید به وجود می آید . این قطعات با محتوی و ناخالصی متفاوت ، دارای مقداری گالیوم هستند . گالیوم- آرسنید به شکل قطعه ی پایه ،حجمی را از فلزّات بازیافتی تشکیل می دهد .در طول تولید گالیوم ضایعاتی طبق مراحل مختلف خلق می شود . در هنگام تبدیل گالیوم به شمش ، اگر ساختار بلوری خود را از دست دهد یا از حد استاندارد های تعین شده کمتر باشد ، آن ها را دوباره ذوب می کنند تا شمش مورد نظر ، به دست آید . پس از تولید این شمش ها آن ها را بریده و به صورت صفحاتی ( ویفر ) در می آورند . جنس این ویفر ها نیز گالوم- آرسنید است وجون این ماده بسیار شکننده است ؛ ممکن است که این ویفر ها در هنگام جابه جایی وحمل بشکنند . این قطعات شکسته نیز دوباره یازیافت می شود . محتوای گالیوم این ویفر ها ممکن است از 1 تا 99 درصد متغیر باشد ، زیرا در آن ناخالصی هایی مانند : سلیکن ، روغن ها ، موم ها ، پلاستیک و شیشه در آن وجود داشته باشد .

  در هنگام تولید قطعات گالیوم- آرسنید ممکن است بر اثر تراشکاری یا پرداخت کردن ، مقداری از این مواد خُرد شود یا به صورت پودر در آید . برای بازیافت این مقدار ماده تلف شده ، آن ها را در اسید حل می کنند . سپس با اضافه کردن محلول سوز آور آن را خنثی می کنند تا رسوب شیمیایی گالیوم را به عنوان هیدرواکسید گالیوم صاف کنند . بعد از این مرحله دوباره آن را به صورت محلول در می آورند و الکترولیز می کنند  تا بتوا نند 99/99% را بازیافت کنند . 

  در سال 2001 یک شرکت ژاپنی به نام فُرورُوکاوای اعلام کرد که تکنولوژی بازیابی گالیوم- آرسنید را به نیم رسانای گالیوم- آرسنید پیشرفت داده . یکی از کاربردهای نیم رسانای گالیوم- آرسنید در دیود های پرتو افشان است .

  طلا (Gold)

  قطعات محتوی طلا پس از استفاده به صورت شمش هایی در می آیند وعمومأ حدود 13 تا 25 درصد از طلایِ ایالات متحده را تشکیل می دهد . در بسیاری از نواحی دنیا ، به ویژه در مناطقی که مردم را به رسومی مانند داشتن طلا تشویق می کنند ؛ مقدار قابل توجهی طلای ثانویه از جواهرات و زیورآلات به دست می آید .

  در ایالات متحده ، در حدود 35% از طلای ثانویه از عملکرد کارخانه ها به دست می آید و باقیمانده آن از قطعات کهنه ای مانند جواهرات ، مواد دندان پزشکی ، استفاده در محلول های کارخانه ای و تجهیزات الکترونیکی ، به صورت خرده فلز به دست می آید .

  ایندیم (Indium)

  بازیافت ایندیم از سال 1996 به مدت 5 سال کاهش یافت . علت این کاهش را ، بالارفتن قیمت غیر معمول ایندیم بازیافتی بیان کرده اند . در سال 2001  بازیافت جهانی ایندیم تا 202 تن نسبت به 182 تن در سال 2000 افزایش داشت . حدود 75 % ایندیم در جهان توسط ژاپن بازیافت می شود که حدود 45% آن از زباله های خانگی بازیابی شد .

  آهن و استیل (Iron and Steel)

  از جمله محصول تصفیه شده آهن که بیشترین و گسترده ترین استفاده را در میان فلزات دارد ، فولاد می باشد و بازیافت آهن و فولاد فعالیت مهمی در سراسر دنیا است .

محصولات آهن وفولاد در بسیاری از ساختار ها و کاربردهای صنعتی مانند : دستگاه ها ، پل ها ، ساختمان ها ، مخزن ها ، اتوبان ها ، خودروسازی ها و ا بزارها به کار می رود است .

  هم اکنون ذوب آهن های ایران به دو روش کاهش سنگ معدن آهن (که بیشتر آن هماتیت Fe2O3 است.) به وسیله ذغال کک در اصفهان و کاهش مستقیم توسط گاز طبیعی در اهواز و مبارکه در حال فعالیت است .

  کاهش سنگ آهن در کوره بلند : تهیه آهن از سنگ معدن آن شامل واکنش های اکسایش- کاهش است که در کوره ای به خاطر ارتفاع زیادش کوره بلند نامیده می شود ، انجام می گیرد . بلندی این کوره بین 24 تا 30 متر و قطر پهن ترین بخش آن 8 متراست . مجموعه واکنش های انجام یافته درون کوره بلند را می توان به طور خلاصه کاهیده شدن اکسید آهن به وسیله گاز منواکسید کربن در نظر گرفت که این فرایند به تولید فلز ناخالص می انجامد . واکنش به صورت زیر انجام می گیرد :                                گرماFe2O3(s)                   2CO(g)+

  در کوره های بلند آهن حاصل به صورت چدن مذاب به پایین کوره سرازیر می شود . سپس از طریق دریچه های کناری خارج می شود . چدن حاصل از کوره ی بلند ، به علت ناخالصی های زیادی ( از جمله این ناخالصی ها می توان کربن در حدود 5 درصد ، سیلیسیم در حدود 1درصد ، منگنز در حدود 2درصد ، فسفر در حدود 3/0 درصد و گوگرد در حدود 4/0 درصد را نام برد .)  که در آن وجود دارد شکننده و نا مرغوب است و به همین دلیل بخش اعظم آن برای ساختن فولاد به کار می رود . در این کوره ها بیشتر ناخالصی ها را از طریق اکسایش حذف می کنند . یک روش امروزی برای تبدیل چدن به فولاد استفاده از کوره بازی اکسیژن است . در این روش گاز اکسیژن را از طریق یک لوله مقاوم در برابر گرما به سطح آهن گداخته می دمند . بخش اعظم کربن تا مرحله تولید CO می سوزد و این گاز در دهانه خروجی کوره آتش می گیرد و به CO2 مبدل می شود . مقدار کربن در فولاد های معمولی به 35/1 درصد می رسد .

  با توجه به اهمییت بازیابی آهن از آهن قراضه ، بخش مهمی از فولادی که تهیه می شود ، از دمیدن اکسیژن در کوره ای که حاوی چدن و آهن قراضه است تهیه می کنند . بنابراین در این نوع کوره ها جهت تولید فولاد باید مقدار زیادی از آهن قراضه در کوره وجود داشته باشد .

  برای آشکار نمودن اهمیت آهن کهنه در تولید فولاد آماری را از مقدار سنگ آهن ورودی و مقدار آهن قراضه را که در کوره ها استفاده می کنند ، مطرح می کنیم :

- سنگ آهن مورد نیاز سالانه در حدود 5 ملیون تن ( که بیشتر آن منگنیت Fe3O4 ) که بخش اعظم آن از معادن گل ِ گهر سیرجان و چادر ملوی کرمان تأمین می شود که از طریق راه آهن به مجتمع منتقل می شود و پس از آسیاب کردن و مخلوط کردن با آب آهک ، گرما دادن و گُندله سازی ( تبدیل ذره های ریز به ذره های گلوله مانند ، درشت تر و تا حدودی متخلخل ) به کوره های کاهش مستقیم منتقل می شود .

-  سالانه در حدود 700 هزار تن آهن قراضه ورودی کوره های فولاد سازی مجتمع است .

 بازیافت آهن و استیل  به روش ذوب کردن و دوباره قالب گیری کردن و در آوردن به فرم نیم تمام (که این فرم در تولید محصولات جدید استیلی به کار می رود ) انجام می شود ؛ زیرا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است . قطعات بازیافتی آهن از دو دسته بزرگ به وجود می آید .

-  دسته اول شامل قطعات بازیافتی خانگی است که در زباله ها وجود دارد

-   دسته دوم شامل قطعاتی می شودکه حاصل عملیات کارخانه ای ، برای ساخت فولاد است . این گروه را توسط ماشین هایی به کارخانه ذوب آهن می برند و آن ها را دوباره بازیافت می کنند .  البته بدون وجود کارخانه ای که فولاد بسازد ، قطعات بازیافتی به وجود نمی آید . این قطعات می توانند حاصل تراشکاری هم باشند و چون ترکیبات این مواد شناخته شده است ، بازیافت آن ها نیز آسان است .

  یکی دیگر از منابعی که درصد زیادی از فلزات بازیافتی را تشکیل می دهد ، بدنه خودرو های فرسوده است که ساختار فولاد آنها ویران شده و از بین رفته است . در کشور ما نیز این منبع ، مورد توجه زیادی قرار گرفته است .

  تنوع و گستردگی محصولاتی که از آهن به وجود می آید نسبت به سایر فلزات بیشتر است و به همین دلیل ، ساختار شیمیایی و عملکرد فیزیکی این محصولات نیز متفاوت است . این امر موجب می شود که بازیافت این مواد نیازمند آماده سازی بیشر مانند : طبقه بندی ، گالوانیزه کردن و قله اندود کردن باشد .

  در سال 2001  در حدود 45% از مقدار آهنی که برای ساختن خودروها به کار رفته ، از قطعات آهن بازیافتی بوده است . این مقدار در حدود 13900000 تن بوده است که طبق آمارهای داده شده می توان با این  میزان ، در حدود 14000000 اتوموبیل را تولید کرد .

  تولیدات فولاد کارخانه ای در اثر فعالیّت های شیمیایی و فیزیکی است و اغلب محتوای این فولاد را عناصری مانند : کربن ، کرومیوم ، کبالت و منیزیم ، مولیبدن ، نیکل ، سلیکن ، تنگستن و وانادیم تشکیل می دهد . برخی از تولیدات فولاد را با موادی ، برای جلوگیری از زنگ زدن ، دوام بیشتر ، زیبایی و ... می پوشانند . این مواد عبارت اند از : آلمینیوم ، کرومیوم ، آلیاژ قلع و سرب ، روی و قلع .

  کارخانه های ذوب فولاد ، این قطعات را بر اسا س مقدار اکسیژن ، در کوره های دارای قوس الکتریکی(BOF)  و تا حد کمی در کوره های انفجاری(EAF) ، قرار می دهند .

  بازیافت آهن واستیل مزایای زایادی را به همراه دارد که می توان حفظ منابع طبیعی ، صرفه جویی در مصرف انرژی و تمیزی محیط زیست را نام برد .

  بازیافت 1 تن فولاد ، حفظ Kg 1030 از کانی های فلزی آهن ، Kg 580 ذغال سنگ و Kg 5 سنگ آهک را به دنبال دارد . همچنین تخمین زده شده است که سالانه ، بازیافت فولاد باعث ذخیره انرژی الکتریکی 18000000 خانه (در ایالات متحده) می شود .

  سرب (Lead)

  در حدود 79% از سرب موجود در ایلات متحده ، از بازیافت 1390000 تن سرب کهنه در سال 2001 به دست آمد که یکی از منابع اصلی آن ، باطری های اسید– سرب است . به این باطری ها ، باطری های حرارتی- نوری نیز گفته می شود که در موارد زیادی از جمله : تجهیزاتی که انرژی را به صورت مداوم ذخیره می کنند ، وسایل نقلیه عمومی ، ماشین های های صنعتی ، وسایل نقلیه معدن و دوچرخه ها به کار می رود .

  بسیاری از سربهای بازیافت شده به صورت سرب نرم یا الیاژ های سرب در می آیند تا دوباره در باطری های اسید- سرب استفاده شوند . در حدود 87% از سرب بازیافتی در باطری های ذخیره ای به کار می رود .

 منیزیم (Magnesium)

 منیزیم از موادی از جمله : قطعات خودرو ، اجزای هلیکوپتر ، دستگاه های چمن زنی و... بازیافت می شود . منیزیم همچنین در ساختن آلیاژ هایی از آلمینیوم نیز( درصد کمی) کاربرد دارد و به همین دلیل در بعضی از نقاط دنیا این فلز همراه با آلمینیوم بازیابی می شود . در حدود نیمی از کاربرد منیزیم در ساخت قوطی ها آلمینیومی است . چون این دو فلز مشابهت های زیادی با یکدیگر دارند ، در بیشتر مواد ، باهم به کار می روند . یکی از راه های آسان جدا کردن این دو فلز از هم ، خراشیدن به وسیله کارد است . در هنگام این کار ، منیزیم به شکل ورقه های صافی جدا می شود امّا آلمینیوم به دلیل نرمی به صورت حلقه ای کنده می شود .

  برای بازیافت منیزیم آن را در کوره هایی می اندازند که دمای آن در حدود 675 درجه سانتیگراد است . به دلیل اینکه منیزیم از پایین شروع به ذوب شدن می کند ، باید مقدار قطعات زیادی در کوره ریخت . در انتها منیزیم مایع به صورت بی ثبات و همراه با گازهای بازدارنده – برای کنترل سوختن آن – همراه است . برای ساختن آلیاژ های مورد نیاز در کوره ، به منیزیم ، روی و آلمینیوم – به مقدار معیّن – اضافه می شود و در این هنگام عمل ذوب کامل می شود .

  منیزیم را پس از دوب به صورت شمش در می آورند یا به صورت پودر در آورده و برای ساختن آلیاژ های آهن وفولاد به آن اضافه می کنند .( البته در این روش از شمش های خالص استفاده می کنند ، زیرا استفاده از قطعات ناخالص باعث می شود که محصول نهایی دارای ناخالصی هایی باشد .) لازم به ذکر است که در روش خرد کردن امکان سوختن منیزیم نیز می باشد .

  منیزیمی که بازیافت می شود ، شکننده است و بسته به مقدار سختی آن در محصولاتی با ویژگی متفاوت به کار می رود .

 منگنز (Manganese)

  مهم ترین منابع بازیافت منگنز فولاد و آلمیمیوم است . در حدود 12% فولاد ، منگنز است . بازیافت فولاد و آهن در در مباحث قبلی توضیح داده شد . در هنگام ساختن فولاد مقدار زیادی منگنز از بین می رود زیرا در یکی از مراحل به نام کربورزدایی آن را حذف می کنند و دوباره در مراحل بعدی اضافه می شود .

  در کارخانه های بازیافت آلمینیوم طی فرآیند های ذوب کردن و اکسیژن زدایی از آلمینیوم ، مقدار زیادی از منگنز به هدر می رود و فقط مقدار کمی از آن برای بازیافت باقی می ماند . در آینده میزان کمی از منگنز می تواند از طریق بازیافت باطری های سلولی خشک صورت گیرد .

 جیوه (Mercury)

  جیوه ثانویه از منابع مختلفی به دست می آید . دیودها ، سؤیچ ها ، ترموستات ها ، تقویت کننده ها ، آلیاژ های جیوه در دندان پزشکی و باطری ها از جمله منابع مهم ، برای بازیافت جیوه است . از دیگر کاربردهای مهم جیوه ، کاتالیزور های به کار رفته در کلرین و جوش شیرین سوزآور است .

  مولیبدنوم (Molybdenum)

  مولیبدینوم به عنوان اجزای آلیاژ فولاد ، فولاد ضدزنگ و کاتالیزور در بازار یافت می شود . در مورد بازیافت فولاد و آهن توضیح داده شد .

  گروهی از قطعات قدیمی فولاد  دارنده مولیبدین ، کربن و فولاد ضد زنگ است و براساس مقدار وجود این عناصر به فولاد درجات متفاوتی داده اند . مقدار مولیبدینوم ثانویه دقیق محاسبه نشده اما در سال 2001 طبق آمار 26700 تن مولیبدینوم در آمریکا بازیافت شده است .

 نیکل (Nickel)

  قطعه فولاد ضدزنگ آستنیک ، بزرگ ترین منبع نیکل ثانویه در ایالات متحده ی آمریکا است که در حدود 87% از 101000 تن در سال2001 را شامل می شود و 2% دیگر هم از بازیافت آلیاژ نیکل است . نیکل در مواردی مانند : محلول های کارخانه ای ، کاتالیزور ها و باطری ها کاربرد دارد .

  از آلیاژ های نیکل می توان نمونه هایی مانند :

 آلیاژ نیکل- مس رانام برد کهدر حدود 8% از منابع بازیافتی آلیاژ ها را تشکیل می دهد .

1-                 مونل ها : گروهی هستند که شامل 65 درصد Ni و32 درصد Cu هستند .

2-       نیکل- نقره : یک نام غلط برای بعضی از آلیاژ های نیکل مانند : نیکل- مس ، نیکل- روی و نیکل- آلمینیوم  است .

   نیکل- مس آلیاژی قوی و پایدارتر از مس است که آن را مطلوب تر برای لوله کشی آب شور و گرمادادن می دانند .

        3-آلیاژ نیکل- برنج هم برای ساخت میخ ها ، پرچ ها ، پیچ گوشتی ها ، اجزای دوربین و تجهیزات چشم پزشکی کاربرد دارد .

  تایوان بزرگ ترین ملت وارد کننده نیکل است که 11600 تن نیکل رادر سال 2001 خریداری کرد . جمهوری کره نیز در مقام دوم قرار می گیرد و همچنین کانادا و چین در مقام سوم .

  در سال های اخیر بازیافت باطری های قابل شارژِ نیکل- کادمیومِ مُهر شده مورد توجه قرار گرفت . برای شروع کار در حدود 75000000 باطری جمع آوری و بازیافت شد .

  در مارس 2001 ، کمیسیون اروپایی قانونی وضع کرد ودر آن ساخت این باطری ها را منع کرد . به جای این باطری ها ، باطری های جدید لیتیومی ساخته می شود که هزینه بیشتری نسبت به باطری های نیکل- کادمیومی دارد .

  گروه های فلز پلاتین (Platinum-Group Metals)

  گروه های فلز پلاتین بیشتر در خودرو ها و کارخانه های شیمیایی به عنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار می گیرند . همچنین در کارخانه های الکتریکی ، دندان پزشکی ها و جواهر سازی نیز کاربرد دارد

  بازیافت این گروه نقش موثری در اقتصاد دارد و می توان گفت که بیشتر پلاتین موجود ، پس از استفاده بازیافت می شود .

  سلنیوم (Selenium)

  زمانی دیود های سلنیومی ، از منابع مهم بازیافت سلنیوم بودند . یکی از کاربرد های این فلز در صفحات جذب نور در دستگاه های کپی است که به عنوان منبع امروزی سلنیوم به شمار می رود .

نقره (Silver)

  در سال 2001 در ایالات متحده آمریکا  1060 تن نقره به ارزش 150000000 دلار بازیافت شد . نقره در صنایع و جوهرات کاربرد زیادی دار .

 یکی از عواملی که باعث شده نقره در صنایع کاربرد زیادی پیدا کند ، رسانش گرمایی بالای آن است.

  از منابع مهم بازیفت نقره ، می توان جواهرات کهنه ، قطعات الکترونیکی و گرافیت نوری را نام برد .

  تانتال (Tantalum)

  تانتال فلزی است که راحت فرم می گیرد و در بعضی از اسکلت های ساختمان ها به کار می رود . این فلز دارای مقاومت بالا در برابر اسید ها ، یک هادی خوب برای گرما و الکتریسیته و دارای نقطه ذوب بالا است .

  مصرف عمده ی تانتال – در حدود 60% - به صورت پودر فلزی و در صنایع الکترونیک ( به عنوان مثال برای ساختن خازن ِتانتال ) است . خازن تانتال در تلفن ها قابل حمل ، پِیجِر ها ، کامپیوتر های شخصی و خودرو های الکترونیکی است . این فلز ، با فلزات دیگر ترکیب شده و به صورت آلیاژ در صنایع کاربرد دارد . از تانتال برای ساخت سوپر آلیاژ ها - که یکی از کاربرد آن در موتور جت است – استفاده می کنند  . در صنعت ، فلزاتی مانند : آلمینیوم ، رنیوم ، تیتانیوم و تنگستن و زیرکونیوم می توانند جایگزینی برای تانتال باشند ، امّا کیفیت آن ها در حد ای فلز نیست .

  در سال 2001 مصرف چشمگسر تانتال در مجموع در حدود 550 تن بوده است . این فلز اغلب از قطعات جدید بازیافت می شود که در کارخانه ها از ضایعات قطعات الکترونیکی و سوپر آلیاژ ها به دست می آید . در کل بازیافت تانتال از این منابع بسیار کم بوده ودلیل اصلی آن ، این است که منابع آن هنوز  بهبود نیافته است .

  قلع (Tin)

  در سال 2001 در حدود 21% از قلع موجود در ایلات متحده آمریکا از بازیافت به دست آمده بود .

 از کاربرد های قلع می توان کارخانه های قلع اندودی و ساخت قوطی ها ، برنج ، برنز و ساخت فلز  لحیم کاری نام برد . مهم ترین منابع بازیافت قلع ، قطعاتی هستند که قلع اندود شده اند .

 

تیتانیوم (Titanium)

  قطعات قدیمی تیتانیوم که برای بازیافت استفاده می شود ، اغلب از بدنه هواپیما ها ، قطعه های زیردریایی ها و مبادله کننده های گرما به دست می آید . تیتانیوم بازیافتی را در کوره ها ریخته و ذوب می کنند تا به وسیله گرما، قوس خلأ آن از بین برود . سپس آن ها را به صورت شمش در می آورند .

  در کشور های زیادی از جمله : فرانسه ، آلمان ، ژاپن ، روسیه ، انگلستان و ایالات متحده ، این فلز بازیافت می شود . در ایالات متحده ، بازیافت تیتانیوم در سال 2001 ، 13% رشد داشته است . علاوه بر تولید شمش ، این فلز را در ساختن آلیاژ های غیر آهنی و فولاد به کار می برند . مصرف عمده این فلز در شرکت های فولاد سازی اغلب برای ساخت "فولاد ضد زنگ" است . در ساخت فولاد ، برای اکسید کردن در اندازه های کوچک ، تیتانیم کنترل می شود . همچنین کربن، نیتروژن و پایدارسازی که صورت می گیرد نیز کنترل می شود . تیتانیم در هنگام ساخت فولاد اغلب به صورت فروتیتانیم در می آید ، زیرا نقطه ذوب پایین و فشردگی بالایی را در مقایسه باتیتانیم دارا است .

  مصرف آینده از قطعه ی تیتانیم بستگی به تقاضای تولیدات این فلز دارد که توسط صنایع هوا و فضا صورت می گیرد .

 

تنگستن (Tungsten)

  در سال 2001 ، تخمین زده شد که در حدود 25 تا 30 درصد از زخایر تنگستن دنیا از فلزات بازیافتی بوده است . از تنگستن برای ساختن فیلامِنت ها و الکترود ها برای لامپ و سوپر آلیاژ ها استفاده می شود . مهم ترین منابعی را که تنگستن از آن بازیافت می شود را می توان آلیاژ ها و سوپر آلیاژ هایی نام برد که در آن ها تنگستن به کار رفته است .

  کاربیدهای سیمانی هم از تنگستن و کبالت ساخته شده اند که برای بازیافت تنگستن نیز این منبع مورد استفاده قرارمی گیرد . در این موارد کبالت به صورت جداگانه بازیافت می شود و تنگستن به پاراتنگستن تبدیل می شود و آن هم جداگانه بازیابی می شود .

  ایالات متحده در حدود 1080 تن تنگستن ، به ارزش 5/7 ملیون دلار بازیابی کرده است .

  نزدیک به 75% از منابع تنگستن در کشورهای چین (37%) ، آلمان (14%) ، ژاپن (10%) ، آفریقای جنوبی (8%) ، روسیه (5%)  قرار دارد .

  وانادیم (Vanadium)

  بیشتر وانادیم موجود به صورت آلیاژ با فلزات دیگر وجود دارد . وانادیم در حدود 1% بافلزات دیگر ترکیب می شود و آلیاژ ها را به وجود می آورد . به همین دلیل است که نمی توان همه ی آلیاژ ها را منبعی مناسب برای بازیافت فلز وانادیوم شمرد . همچنین وانادیم به عنوان یک ماده سرعت دهنده

به کار می رود . بر اساس آمار های گرفته شده در حدود 1% از کل مقدار وانادیم به عنوان کاتالیزور به کار می رود ؛ هر چند این استفاده تنها منبع بازیافت وانادیوم به شمار می رود .

  روی (Zinc)

  در سال 2001 در حدود 30% از کل مقدار روی جهان از طریق بازیافت آن به دست آمده بود . از منابع مهم بازیافت روی می توان برنج ، خاک اوره ، ورقه های روی و ضایعات ورقه های گالوانیزه را نام برد . در حدود 85 % از روی بازیافتی از قطعات جدید و از منابع مذکور می باشد . و 15% دیگر قطعات کهنه و قدیمی را شامل می شود .

  برای بازیافت روی کوره مذاب و کوره های معمولی ، در اندازه های مختلفی وجود دارد . کوره های ذوب اغلب موادشیمیایی و اکیسد روی را از روی خالص جدا می کنند تا بتوانند روی خالص را به کارخانه ها دهند .

  به دلیل تفاوت های گسترده در عملکرد و محتوای قطعاتی که در آن ها روی وجود دارد ، فرآیند بازیافت قطعه ی روی بسیار گسترده می باشد .

  اغلب برنج ، ضایعات ِرول های روی و گچ های مرده باید دوباره ذوب شوند . در مورد قطعه ی فلزی ِغیر آهنیِ مخلوط ، از روش های جداسازی با دست و جداسازی آهنربایی استفاده می کنند .

  بیشتر روی بازیافتی از خاک EAF به دست می آید . که با ذوب کردن آن روی را جدا می کنند .

  زیرکونیوم (Zirconium)

  یکی از منابع برای بازیافت زیرکونیوم ، تبدیل کننده های گرمایی هستند . 2% از شمش های زیرکونیوم از قطعات بازیافتی به دست می آید . این قطعات باید ذوب شوند و ناخالصی های آن گرفته شود و بعد به صورت شمش در آیند .

+ نوشته شده در  یکشنبه 1 مهر1386ساعت 23:26  توسط علی سیفی  |  یک نظر
سه‌شنبه 4 تیر‌ماه سال 1387

افزایش 20 درصدی ذخایر فلزی کشور در سال 86

رئیس سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی از افزایش 20 درصدی ذخایر فلزی کشور در سال 86 نسبت به مدت مشابه قبل از آن خبر داد.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از روابط عمومی وزارت صنایع و معادن، محمدتقی کره‌ای در گزارشی از عملکرد اکتشاف ذخایر معدنی کشور در سال 86 گفت : افزایش سرمایه‌گذاری اکتشاف در این سال که بیشتر آن از سوی بخش خصوصی صورت گرفته ، منجر به افزایش ذخایر فلزی کشور به بیش از 20 درصد نسبت به سال 85 شده است .

وی افزود : در سال 86 همچنین ارزش افزوده موادمعدنی مزبور بالغ بر30 درصد رشد داشته است. کره‌ای خاطرنشان کرد: از این ره آورد می توان به اخذ 5 فقره گواهی کشف ماده معدنی طلا با ذخیره‌ای بالغ بر 5 تن کانسنگ محتوی طلا به همت بخش خصوصی اشاره کرد .

براساس گزارش رئیس سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور ، در سال 86 ،‌ هزار و 710 فقره پروانه اکتشاف در استانهای سراسر کشور صادر شده است که نسبت به سال 85 حدود 5 درصد رشد داشته است.

همچنین در سال گذشته 545 فقره گواهی کشف در مجموع استانها صادرشده که نشانگر رشد 1 درصدی نسبت به سال 85 است.
در این گزارش میزان ذخایر قطعی موادمعدنی در سال 86 بیش از 2 هزار و 25 میلیارد و 784 هزار تن اعلام شده است .
صفحه قبلی    1       2       3    صفحه بعدی