Výroba kovů z odpadu: Postupy a technologie

Zpracování rud olova a drahých kovů má v České republice bohatou tradici. Stříbro vždy doprovázelo olovo ve společných sirníkových rudách a bylo tedy vyráběno společně s olovem. Rudová technologie zpracování byla v roce 1997 zcela nahrazena moderní technologií recyklace olověných odpadů, z nichž nejpodstatnější část již tvoří použité olověné akumulátory.

Technologie zpracování využívá známé výhodné vlastnosti olova, které je vysoce účinným "sběračem" drahých kovů. Tyto kovy v sobě v procesu tavení rozpouští. V následujícím technologickém procesu rafinace lze drahé kovy poměrně jednoduchým způsobem z olova opět získat do produktů, které je možno dále oxidační rafinací zpracovat až do formy slitiny obsahující minimálně 98 % drahých kovů - stříbro, zlato a paládium.

Technologií zpracování olověných odpadů lze využít široký sortiment elektronických odpadů, které neobsahují významný podíl mědi, jež je v recyklačním procesu ztracena a nelze ji využít. Vhodné je před zpracováním suroviny odstranit ty kovy, které lze dále využít (například měď a hliník). Není nutno odstraňovat železo, které je v recyklačním olovářském procesu využito, neboť je nutnou součástí vsázky.

V mnoha případech je úprava prováděna pouze z důvodu zjištění průměrného chemického složení (obsahu drahých kovů) v dodávce. Jiný způsob objektivního vzorkování - například dodávky desek plošných spojů, kde je mnohdy každý kus originálem - je vážným technickým problémem.

V současné době tedy podnik dokáže technologií zařazenou mezi nejlepší dosažitelné (tzv. [*] elektronický odpad - desky plošných spojů apod. Olovo je obsaženo v mnoha odpadech drahých kovů a rovněž stříbro se vyskytuje v některých druzích odpadů olova. Společné zpracování mnoha druhů těchto odpadů se jeví jako velmi výhodné, což potvrzuje mnoho zahraničních zkušeností. Kovohutě Příbram, a.

Čtěte také: Složení ekologické zubní pasty

V knize jsou souhrnně vyloženy hlavní principy fyzikálních a chemických procesů umožňujících extrakci kovů z rudných surovin nebo kovonosných odpadů a rafinaci vyrobených kovů. V první části se diskutují úpravnické postupy předcházející vlastnímu metalurgickému zpracování primárních a sekundárních surovin.

Druhá nejobsáhlejší část zahrnuje teoretický rozbor pyrometalurgických, hydrometalurgických a elektrolytických postupů, které se používají při výrobě a rafinaci kovů z rudných nebo odpadních surovin a jejich praktické využití ve stávajících nebo vyvíjených technologiích. Ve třetí části je uveden přehled technologií výroby vybraných neželezných kovů a metod používaných při recyklaci konkrétních kovonosných odpadů.

V poslední části jsou popisovány obecné zákonitosti a postupy recyklace kovonosných odpadů, vznik odpadů a jejich klasifikace. Zvláštní kapitola je věnována recyklaci primárních i sekundárních baterií.

Recyklace odpadů a materiálové využití je cestou úspory primárních surovin, a tedy ekologického chování. Toto téma hýbe evropskou i národní legislativou, pojmy „cirkulární ekonomika“, česky „oběhové hospodářství“, jsou všudypřítomné.

Abychom zjistili, které odpady jsou vhodné pro recyklaci, zda pro ně máme vyhovující technologie a zda jsou produkty vzniklé jejich zpracováním žádané na trhu, musíme se na různé druhy průmyslových odpadů podívat komplexně. Stále platí, že nejlepší odpad je ten, který nevznikne. Legislativa to označuje jako předcházení vzniku odpadů, známý je také pojem „vedlejší produkt“, který lze v některých případech s úspěchem použít. Vzniklé odpady se mají především opětovně používat, je-li to možné, nebo recyklovat a vytvářet z nich nové výrobky.

Čtěte také: Výroba šetrných mycích prostředků

Druhy odpadu při výrobě železa a oceli

Železo a ocel patří mezi nejvýznamnější druhy kovového odpadu - tvoří jádro kovového šrotu ze staveb, demolic, výroby i běžného spotřebního zboží. V domácnostech vzniká železný odpad nejčastěji při rekonstrukcích, vyklízení nebo při vyřazení vybavení - např. staré topení, kovové regály, konstrukce nábytku, nářadí nebo spotřebiče s kovovým rámem. Největším producentem železného a ocelového odpadu je stavební a demoliční činnost - výztuže, ocelové konstrukce, traverzy, plechy, potrubí, lešení nebo kovové stropy.

Vznikají zde kovové třísky, zmetky, kusová ocel nebo odřezky při zpracování kovových polotovarů. Při opravách, likvidaci autovraků a demontážích vzniká velké množství železných dílů - karoserie, disky, výfuky, nápravy, motorové části. Ocelové konstrukce stodol, vrat, oplocení, kotlů nebo starých strojů se stávají odpadem při obnově technologií nebo při likvidaci zařízení. Železo se vyskytuje v regálech, stojanech, technickém vybavení a někdy i v přepravních paletách.

Železo a ocel se stávají odpadem ve chvíli, kdy ztratí svůj původní účel - neslouží jako konstrukční nebo nosný prvek, neplní funkci v zařízení nebo nejsou dále opravitelné. Znečištění oleji, barvami nebo jinými látkami zvyšuje riziko nebezpečné klasifikace a znemožňuje výkup.

Příklady železa a oceli:

• Uhlíková ocel: Nejběžnější druh oceli - obsahuje převážně železo a uhlík. Používá se na konstrukční prvky, výztuže, traverzy, potrubí, plechy a běžné nářadí.
• Nerezová ocel: Slitina železa s příměsí chromu, niklu a dalších prvků, která zajišťuje odolnost vůči korozi. Využívá se v gastronomii, zdravotnictví, chemickém průmyslu i stavebnictví.
• Litina: Vysoký obsah uhlíku (nad 2 %) - křehký, ale dobře zpracovatelný materiál. Vyskytuje se v kanalizačních poklopech, kamnech, starých topidlech nebo těžkých strojních dílech.
• Ocelové třísky: Vznikají při obrábění, řezání nebo frézování. Mívají vysokou čistotu a výkupní hodnotu.
• Pozinkovaná ocel: Hrubé ocelové komponenty ze staveb, demolic nebo velkých zařízení. Obsahují vrstvy zinku, barev nebo plastů - např. ploty, okapy, krytiny.

Recyklace železa a oceli

Recyklace železa a oceli je extrémně efektivní - recyklovaný kov si zachovává své vlastnosti, a lze ho donekonečna vracet do oběhu bez ztráty kvality. Železný šrot není jen odpad - je to strategická surovina. Železný a ocelový odpad je jeden z nejlépe recyklovatelných materiálů - recyklace oceli šetří až 74 % energie oproti výrobě z primárních surovin.

Oddělení železa od jiných kovů (např. hliníku, mědi) a od znečištění (barvy, oleje, mastnota) je klíčem k jeho zhodnocení. Železo a ocel patří mezi nejhodnotnější druhotné suroviny - ale jen pokud jsou čisté, správně roztříděné a předány oprávněnému zpracovateli.

Čtěte také: Recyklujte a vyrobte si vlastní mýdlo snadno a rychle

Recyklace železa pomáhá v boji s klimatickými změnami. Když české ocelárny vdechnou nový život 1,8 milionu tun staré oceli ročně, ušetří tím 3 miliony tun oxidu uhličitého, který nevznikne při výrobě surového železa. Obecně se u kovů úspora emisí pohybuje od 60 do 90 procent ve srovnání s výrobou kovů z rud.

Po vytřídění, vyčištění a roztavení v hutích nebo pecích se z nich stává plnohodnotná surovina pro nový cyklus výroby. Z druhotné oceli se vyrábějí karoserie, disky kol, rámové prvky nebo výztuhy do nových automobilů. Ocel je využívána i v bílém zboží - např.

Proces recyklace oceli

1. Sběr a třídění: Kovový šrot se sbírá a třídí podle typu a kvality.
2. Úprava: Šrot se čistí od nečistot a upravuje se do vhodné formy pro tavení.
3. Metalurgická úprava: Tekutá ocel prochází procesem metalurgické úpravy pro dosažení požadovaných vlastností.
4. Výroba nových produktů: Z recyklované oceli se vyrábějí nové produkty.

Kam s železem a ocelí?

• do sběrných dvorů (např. v rámci obecních svozových akcí (např. po vytřídění a úpravě (např.

Legislativa a evidence

• Vést evidenci dle zákona č. 541/2020 Sb.
• Zajistit bezpečné skladování a přepravu větších objemů (např.

Nesprávné nakládání s kovovým odpadem znamená nejen promarněnou ekonomickou příležitost, ale i přímé porušení zákona. Každý kilogram železa, který neskončí ve výkupu, je doslova zahozená koruna.

Možnosti využití recyklovaných kovů a legislativa

Recyklace se vyplatí ve chvíli, kdy je vstupující odpadní surovina jednodruhová a ve větších objemech (kovy, papír, plasty apod.). Recyklace se vyplatí, pokud získaná složka je dostatečně cenná (elektroodpady - drahé kovy). Recyklace se vyplatí tam, kde výsledek vede k náhradě primární suroviny (např. textilie, které lze zpracovat v takové ceně a kvalitě, aby konkurovala primární surovině).

Zároveň bohužel často platí, že nejdražší výrobek je z recyklátu, protože celý proces od získání odpadu, jeho přepravy, zpracování, třídění a další úpravy končí zjištěním, že sekundární surovina je kvalitativně horší a dražší než primární. Procesní postupy jsou také často nákladnější než výroba primárních surovin. A nakonec je problém najít využití pro vytříděné odpady, jejichž část končí ve spalovnách; těch však není dostatek a jejich provozovatelé některý z těchto vytříděných odpadů ani nechtějí. Cementárny kvůli kontaminaci výrobků, spalovny kvůli nevyhovující výhřevnosti.

Stát nastavil podmínky využití pro složky komunálních odpadů, určil procento jejich sběru (vytřídění) a využití. Nastavil tedy kvóty pro plnění této povinnosti, jejich využití však nezajistil. Stát nevlastní technologie ani pro úpravu odpadů, ani pro finální využití. Dalšími zákonnými podmínkami nastavuje povinnosti i pro firmy a opět nezajistí podmínky pro jejich snadnější využití, když už ne technologické, tak alespoň legislativní.

V první řadě pomůže legislativní jistota. Musí být vydány právní předpisy s trvalou účinností, v tomto případě vyhlášky pro nakládání s odpady a jejich zpracování na výrobky. Tyto předpisy by měly být dostatečně srozumitelné. Také by mělo být jasné, jaké parametry musí mít výrobek vzniklý vyvedením z odpadového režimu.

S novými technologiemi je bohužel spojeno často velmi složité zajištění povolení k provozu takového zařízení. Ve většině případů se bude jednat o technologie, které díky své plánované kapacitě vyžadují posouzení dle EIA. Není takový problém zpracovat dokumentaci, je složité přesvědčit úřad, ale ještě spíše veřejnost a orgány státní správy na uvedeném území, kde by měla být technologie provozována. Znalý a zkušený úředník je v takovém případě neocenitelnou pomocí.

Tipy pro správné nakládání s kovovým odpadem

• Oddělovat železo a ocel od jiných kovů (např.
• Evidovat množství a typ odpadu v souladu se zákonem č. 541/2020 Sb.
• Recyklovat i drobné železné předměty - např.

Recyklace kovových obalů

Kovové obaly nejsou jen plechovky od nápojů - patří sem i konzervy od masa, polévek, paštik, rybiček, oliv, ale také alobal, různá kovová víčka, tuby, plechovky, spreje a další. A právě třídění kovových materiálů má smysl!

Kovy lze recyklovat donekonečna. Například v USA jsou od roku 1888 v oběhu tři čtvrtiny hliníku, který tam byl vyroben.

Podle nejnovějších údajů vytřídil každý obyvatel v průměru 30,5 kg kovového odpadu včetně kovů, které lidé odevzdávali i do výkupen. K recyklaci bylo předáno za celý rok 2024 téměř 50 000 tun kovového odpadu, v přepočtu tak bylo ušetřeno více než 77 000 tun emisí CO₂ ekv.

Od roku 2015 mají obce povinnost zajistit svým obyvatelům možnost třídit kovy a kovové obaly. V ČR bylo na konci roku 2024 k dispozici více než 227 000 nádob na třídění kovů. Toto číslo zahrnuje nejen samostatné nádoby na třídění kovů označené šedou samolepkou, ale nádoby určené k třídění různých druhů odpadu společně - jedná se o tzv. multikomoditní sběr odpadu. V takovém případě můžeme třídit kovy například společně s plasty do jednoho kontejneru. Sběrná síť se navíc neustále rozšiřuje a třídění kovů je tak čím dál dostupnější.

Materiálové znovupoužití vytříděných kovů vede ke značným úsporám vody a energie. Například při výrobě produktů z recyklovaného hliníku ušetříme až 95 % energie oproti výrobě z primárních surovin. Taková úspora je nezanedbatelná, proto pokud to jde, třiďte hliník! Obdobně je tomu ale také u jiných druhů kovových odpadů, proto stojí za to vědět, kam kovové odpady vyhodit.

Třídění kovů má obrovský ekologický i ekonomický význam. Z hlediska materiálových úspor lze například recyklací jednoho kilogramu hliníku ušetřit až 8 kilogramů bauxitu a 4 kilogramy chemických látek, které by jinak byly potřeba při výrobě nového hliníku z primárních surovin.

V případě oceli víme, že recyklace jedné tuny oceli znamená úsporu až 1100 kg železné rudy, 630 kg uhlí a 55 kg vápence.

Za pomoci bakterií a vhodné biotechnologie recyklace lze podle vědců kovy z koncových produktů spalování odpadu nejen odstranit, ale dokonce je vrátit zpět do výroby, a podpořit tak naši surovinovou soběstačnost a oběhové hospodářství. Vědci se zaměřili na kovy obsažené ve vysoké koncentraci právě ve strusce a popílku, které vznikají při spalování odpadu a následně se skládkují v krajině nebo se používají ve stavebnictví.

Inovativní přínos navrhovaného přístupu spočívá v tom, jak z roztoku získat rozpuštěné kovy, aby je bylo možné znovu použít. A zde vstupují na scénu opět bakterie, i když jiné než ty kyselinotvorné, které byly využity v první fázi.

Pokud chceme přiřadit jakožto původce námi vyprodukovaného odpadu tento odpad do Katalogu odpadů podle jeho druhu, postupujeme postupně. Nejdříve jasně určíme odvětví, obor nebo technologický proces, při kterém odpad vzniknul. Podle tohoto určení se vyhledá odpovídající skupina (1-20). Uvnitř určené skupiny pak dále podskupina, která blíže specifikuje původ odpadu. V dané podskupině vybereme poté takový odpad s katalogovým číslem, který maximálně vystihuje označení našeho odpadu. Primárně upřednostňujeme výběr ze skupin 01-12 a 17-20. Pokud v těchto skupinách nevybereme, dále vybíráme ze skupin 13, 14 a 15. Pokud ani zde nenalezneme vhodné určení, projdeme poslední skupinu č. 16. Pokud ani zde nakonec nevybereme, můžeme použít katalogové číslo končící dvojčíslím 99 ze skupiny odpadů vyhledané postupem uvedeným výše. Tento postup však doporučujeme konzultovat s příslušným úřadem.

Komunálními odpady se rozumí odpady, které jsou primárně produkovány obyvatelstvem, čili občany obce. Odpady, které nevznikají při výrobní činnosti právnických osob, tedy firem, nebo osob oprávněných k podnikání. Tyto odpady zařazujeme do skupiny č. Do této skupiny odpadů patří vyřazené žárovky, zářivky a výbojky.

Recyklace zářivek a výbojek

Desky s plošnými spoji (DPS) je kompozitní materiál vytvořeny z izolační sklolaminátové desky opatřené z jedné či častěji obou stran měděnou fólií. Deska je osazena elektronickými součástkami k vodivým drahjám připojeným pájením cínovou pájkou.

Vyřazené DPS jsou ekologicky nebezpečné vzhledem k obsahu olova v pájce, samozhášecích přísad (obvykle bromových 5-10% hmotnosti) a oxidu antimoničného (obvykle 1% hmotnosti). Dalšími nebezpečnými látkami mohou kadmium a rtuť. Olovo v pájce (nejčastěji 63 % Sn, 37 % Pb) se používalo pro nižší teplotu tavení (183 °C) a lepší úhel smáčení. Z desek, které obsahují olovo v pájce, se může na skládce vyloužit více než 1 mg.l-1 Pb.

Desky s plošnými spoji obsahují kromě nosného plastu environmentálně nebezpečných složek i složky, které mohou být cennými zdroji surovin. Využitelné jsou cín, nikl, zinek, olovo, a drahé kovy. V první fázi jsou z DPS ve většině případů vyjmuty konektory pro následnou recyklaci ušlechtilých kovů. Poté jsou desky v drtičích rozdrceny na granule o velikosti přibližně 4 mm. Ve druhé fázi je magnetickou separací odděleno železo. Následným roztříděním se získá hrubá a jemná frakce. Ve vzduchových nebo elektrostatických třídičích se frakce podrobí mechanicko-fyzikálnímu dělení na kovovou a nekovovou část.

Kovové koncentráty jsou recyklovány, nekovové koncentráty se deponují. Elektrotechnické součástky jako konektory, nebo integrované obvody se mísí v peci s roztaveným olovem. Plasty vyhoří, železo a část barevných kovů plavou na povrchu taveniny a odtud se stahují. Do roztaveného olova přechází většina ušlechtilých kovů. Tavenina se následně prohání vzduchem, většina olova a obecných kovů zoxiduje a odstraní se jako struska. Zbylá část olova obohacená o drahé kovy se podrobí rafinaci.

Výhodou procesu je malá náročnost na pracovní sílu, nevýhodou neekologičnost tohoto postupu - odplyny z hoření plastů, struska s obsahem těžkých kovů.

Nejvíce zastoupený a také nejžádanější kov přítomný v elektroodpadech je zlato. To je možno selektivně a snadno izolovat loužením zředěnými roztoky alkalických kyanidů. Podmínkou je, aby pozlacený materiál byl obnažen, tedy jeho povrch byl přístupný kontaktu s loužícím roztokem. To bývá splněno při ručním rozebírání odpadu. Loužení má vysokou účinnost a jeho výhodou je fakt, že ostatní kovy nejsou dotčeny. Nejčastěji používané slitiny na bázi Cu, Zn, Ni tak mohou být dále metalurgicky rafinovány, aniž by tyto kovy přecházely do roztoků a z nich musely být složitě izolovány.

Nevýhodou je samozřejmě vysoká toxicita použitého činidla. Paradoxně ale při správném chemickém zacházení s výluhy je odpadů minimální množství a jsou neškodné. Provozní rizika a potencionální možnost havárie však tento proces činí problematickým. Charakteristickým rysem současné elektroniky je rychlý růst integrace. To vyvolává snížení počtu součástek na DPS.

Pevný disk (HDD Hard Disk Drive) je zařízení, které se používá v počítači k uchování dat. Skládá se z pouzdra, které je z nemagnetického materiálu, obvykle hliníku po obou stranách pokryté tenkou polovodivou vrstvičkou (obvykle 25% Cu).

Záznamové plotny jsou z nemagnetického materiálu (hliník nebo sklo). Permanentní magnet je kompozitní materiál. Kromě mědi a boru jsou to lanthanoidy (33% neodym, samarium). Neodym není škodlivý, ale za určitých podmínek je samozápalný (pyroforický). Součásti HDD je řídící elektronika (DPS osazená elektronickými prvky).

Důvody pro likvidaci HDD mohou být dva. V první řadě to je potřeba 100 % likvidace uložených dat na HD. Druhým důvodem je získání vzácných zemin (lanthanoidů). Vyžaduje to ale aby HDD dovolovaly strukturované rozebírání (structural disassesment). Takováto demontáž předpokládá použit co nejméně nástrojů. Další obecnou snahou je, aby každá snadno oddělitelná součástka obsahovala jen určitý typ materiálu.

Klasický CRT (Cathod Ray Tube) zobrazovač se z hlediska recyklace skládá ze dvou základních částí - obrazové části a katodové trubice. Obrazovou část tvoří stínítko, luminofor a maska obrazovky. Obrazovky CRT zobrazovačů se vyrábějí z několika druhů skel. Sklo hrdla monitoru obsahuje 30 % PbO, sklo kónusu obsahuje 20 % PbO a sklo stínítka 10 % oxidu baria nebo stroncia. Olovo se používá v katodové trubici z důvodu odstínění rentgenového záření.

Další součásti zobrazovače obsahují významný podíl dalších nebezpečných kovů jako je kadmium a berylium. Důležitou částí monitoru je luminiscenční vrstva. Obrazovka běžné velikosti obsahuje přibližně 5-10 g luminiscenční látky. Jak z uvedeného vyplývá je luminofor pro obsah těžkých a toxických kovů toxickým odpadem. Sklo katodické trubice obsahuje olovo.

Při recyklaci je nejprve je demontován zadní kryt monitorů, provedeno zavzdušnění obrazovky a očištění vnitřního prostoru pomocí proudu vzduchu. Poté je odstraněn zpravidla kovový antiimplosivní ochranný rám, který je umístěn nad spojem mezi částí kónusu a stínítka. V další fázi dochází k oddělení kónusové a stínítkové části. Kónusové a stínítkové sklo jsou rozděleny mechanickým řezem nebo tepelným rázem.

Technologie LCD funguje na principu natáčení tekutých krystalů, které tak mění své vlastnosti (např. jas barených složek RGB, které potom určují výslednou barvu bodu apod.). Problémem LCD panelů je obsah rtuti a problematika tekutých krystalů, vyrobených z organických látek. Recyklace zobrazovačů se skládá z recyklace plastů, kovů a skla, pokud je to vhodné. V opačném případě jsou provedeny testy, zda nebude docházet k odloučení fosforového povlaku.

Doposud nebyla vytvořena bezpečná technologie recyklace LCD panelů a plasmových obrazovek. Proto většina z nich se odstraňuje jako nebezpečný odpad, nebo čekají ve skladech společností, až výzkum postoupí dále a bude možno tyto je bezpečně recyklovat. Recyklace těchto panelů bude činností čistě ekologickou.

Mobilní telefony patří mezi nejčastěji obnovované elektrospotřebiče. Ve více než 70 % se mobil nevyřazuje kvůli nefunkčnosti. Mobily tvoří spolu s digitálními fotoaparáty, počítači a monitory skupinu elektrozařízení, které se rozvíjejí nejrychleji. Mobil obsahuje značné množství drahých kovů, zejména zlato. Obsahuje ale i jiné cenné prvky, viz. ale jen málo mobilů se recykluje. Podle odhadů v českých domácnostech se nachází zhruba deset milionů nepoužívaných mobilů.

U tohoto přístroje snadná identifikace (výrobce/typ). Je možné ho např. po jednoduché úpravě předělat na naslouchadlo pro sluchově postižené. Pokud se mobil dostane do recyklačního procesu, recykluje se stejně jako např. prostředky výpočetní techniky. Důvody proč nejsou mobilní telefony ve větší míře recyklovány je několik. Uživatel se nechce zadarmo zbavit přístroje který ještě funguje a za který zaplatil větší sumu. Důvodem může být také nostalgie, nebo mít doma rychlou náhradu když se nový přístroj porouchá.

tags: #vyroba #kovu #z #odpadu #postupy

Oblíbené příspěvky:

• Recenze firem pro sanaci odpadů
• Tipy pro ekologickou domácnost: Odpad a plasty
• Vliv skleníků na světelné znečištění
• Podíl domácností třídících odpad
• Koše na spalování odpadu: Recenze a tipy