طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج

تمام فلزات با ارزش هستند، بخصوص ضایعات آهن که اغلب مانند زباله با آنها برخورد می شود. بسیاری از مصرف کنندگان و مشاغل درک نمی کنند که فلزات بدون از دست دادن ارزششان به راحتی قابل بازیافت اند.
آنها ممکن است تعجب کنند که امروزه چه مقدار ضایعات فلزی بازیافت می شوند و چقدر فلزاتی مانند آلومینیوم ، فولاد و مس برای تولید کنندگان ارزشمند هستند.
بازار جهانی بازیافت فلزات طی چند دهه گذشته بطور چشمگیری گسترش یافته است و بازیافت ضایعات صنعتی به عنوان یک مؤلفه اصلی برای مشاغل بزرگ که به دنبال کاهش هزینه ها با استفاده از بازیافت فلزات هستند ، ظاهر شده است. (طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج)

مس

مس فلزی نسبتا قرمز رنگ است و قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی دارد.مس یکی از پرکاربردترین فلزات در صنعت است. مس نام یک عنصر جدول تناوبی با نماد شیمیایی Cu (برگرفته از واژهٔ لاتین cuprum) است. مس عنصری جامد ، غیر قابل احتراق بوده و به صورت خالص در طبیعت وجود دارد. مس عنصری سودمند و مفید از لحاظ تجاری محسوب می شود . ترکیبات مس به رنگ سبز – آبی است . اولین عنصر شناخته شده است و دارای دو ایزوتوپ است .مس یکی از عناصر رایج در طبیعت است که بر اثر پدیده های طبیعی در محیط زیست به مقدار فراوان یافت میشود.
مس علاوه بر این‌که در سنگ‌های معدنی گوناگون وجود دارد، به حالت فلزی نیز یافت می‌شود. فلز مس بصورت سنگ‌های اکسیده، سنگ‌های سولفوره و مس طبیعی در طبیعت قرار دارد. سنگ‌های سولفوره براثر تغییرات جوی و فعل و انفعالات طبیعی به سنگ‌های اکسیده تبدیل می‌شوند.
روش استحصال و فرآوری مس نسبتا آسان است و اغلب محصول فرعی نقره و سایر کانی ها است. حدود ۴۰ درصد مصرف مس در صنایع الکتریکی است. مس ثانوی، مسی است که از ذوب قراضه و آلیاژهای کهنه مس به دست می آید. مس دارای سه درجه می باشد که شامل مس الکترولیزی با خلوص بیش از ۹۹.۹۹ درصد، مس دریاچه ای و مس ریختگی می شود. جذب مس برای بدن حیاتی است و انسان می تواند مقدار زیاد مس را تحمل کند. اما انتشار مس به مقدار زیاد می تواند منجر به ایجاد عوارضی از قبیل سردرد و سرگیجه تا آسیب های مغزی و کلیوی گردد. مس هم از طریق منابع طبیعی و هم در اثر فعالیت های بشری، در محیط پراکنده می شود. از جمله منابع آن، گرد و غبار حاصل از باد، گیاهان فاسد شده، آتش سوزی جنگل ها و قطرات دریا می باشد. عوامل دیگر انتشار مس، فعالیت های معدنی، تولید فلز، تولید چوب و تولید کودهای فسفاته است. مس در محیط زیست تجزیه نمی شود و به همین علت وجود آن درخاک باعث ایجاد تجمع در گیاهان و جانوران می گردد. بسته به اسیدیته خاک و میزان مواد آلی، این عنصر تهدیدی جدی برای مزارع و جانوران محسوب می شود. مس شامل ترکیبات مهم سولفیدها، اکسیدها و کربنات ها است. اکثر کانه های مس کمتر از ۱ درصد مس دارند و عموما قبل از ذوب تغلیظ می شوند. مهم ترین کانه مس، کالکوپیریت، معروف به پیریت های مس (کانه زرد مس) است. کالکوسیت کانه مس حاوی سولفور مس (Cu2S) می باشد.کوپریت یا کانه سرخ مس، اکسید مس (Cu2O) است. کانه طبیعی تنوریت برای تولید اکسید مس سیاه (CuO)، پودر بی شکل سیاه رنگ، به کار می رود.(طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج)

روش های کلی فرآوری مس

روش مورد استفاده جهت استخراج مس به طبیعت و ترکیبات مس موجود در سنگ معدن بستگی دارد.
روش مورد استفاده جهت استخراج مس به طبیعت و ترکیبات مس موجود در سنگ معدن بستگی دارد. به طور کلی سه روش اصلی برای استخراج مس وجود دارد:
۱- ذوب مستقیم (direct smelting) یا روش احیاء
۲- تغلیظ کردن (concentration) یا روش تهیه مات
۳- شستشوی اسیدی (leaching) یا روش هیدرومتالوژی

۱- روش ذوب مستقیم

این روش برای استخراج مس از سنگ های اکسیدی پرعیار بکار می رود (درصد مس در کلوخه هابایستی ازبیشتر۹۰% باشد) این روش قدیمی بوده و امروزه به علت کمیاب شدن سنگ اکسیدی پرعیار،از صنعت خارج شده است.
اساس این روش حذف کامل گوگرد از سنگ معدن و احیاء بعدی آن توسط عوامل احیاء کننده مانند کربن ویا گاز co قرارر دارد. این روش به دلایل تلفات زیاد مس در سرباره و مصرف سوخت و انرژی بالا، غیر اقتصادی می باشد.

۲- روش تغلیظ کردن( تهیه مات)

این روش برای ترکیبات گوگردی مس یا مس طبیعی با عیار کم بکار رفته می شمد. ابتدا سنگ های معدنی گوگرددار در کوره های ذوب به مات مس که مجموعه ای از سولفوره های مس و آهن است،تبدیل شده وسپس توسط یک کنورتر،مس خام از آن بدست می آید که بعداً مورد توجه قرار می گیرد.این روش دارای مزایای زیر می باشد:
وجود عناصر گرمازا در مات،که کنورتر را بی نیاز از سوخت های خارجی می کند.
-درجه خلوص مس خام (نسبت به روش احیاء)
-عدم احتیاج به تشویه و یا در صورت لزوم یک تشویه جزئی

۳- روش شستشوی اسیدی (لیچینگ)

این روش در مورد سنگ های اکسیدی و به خصوص کربنات ها به کار می رود.سنگ های مورد مصرف در این روش می تواند کم عیار باشد، همچنین ممکن است که سنگ های گوگردی را نیز مورد عمل تشویه قرار داده و سپس در یک حلال حل کرده و مس آن را به روش های مختلف جدا کرد.
این روش از نظر بهداشت محیط زیست نسبت به طریقه ی احیاء و تشکیل مات دارای مزایای بیشتری است.در هر حال هیدرو متالورژی مس و تهیه مس از طریق تشکیل مات دو روش اصلی متالورژی مس می باشند.
لیچینگ عبارتست از تجزیه کانی با روش موجود در سنگ معدن یا کنسانتره که عموماً توسط یک حلال انجام می شود.گاهی اوقات عملیات به صورت تجزیه مواد ثانوی مو جود در مواد قراضه ،پس مانده و باطله نیز گسترش می یابد.به طوری که لیچینگ برای کلوخه های سنگ یا مواد معدنی با ارزش که مقدار آن در پس مانده های سنگ معدنی موجود هستند به کار می رود.

روش های بازیافت مس

بازیافت مس از قراضه‌ های آن به دو روش بازیافت برای استفاده مستقیم و روش ذوب و تصفیه انجام می‌شود.

بازیافت مس به روش مستقیم

در روش بازیافت برای استفاده مستقیم، قراضه با خلوص بالا که از فرآیند تولید اصل شده و به تصفیه بیشتر نیاز ندارد و به طور مستقیم قابل بازگشت به کوره‌های ذوب است. مثلاً قراضه داخلی که شامل کاتدها یا آندهای معیوب است، از مرحله تصفیه الکترولیتی برای ریخته‌گری مجدد آند به کوره آندی بازگردانده می‌شود. علاوه بر این، در مرحله پیش از ساخت و تولید قطعه نهایی، زائده‌های برش‌کاری یا محصولات معیوب به عنوان قراضه به واحدهای ریخته‌گری مرتبط برگشت داده می‌شود. قراضه جدید مانند قطعات دورریز سیم و کابل، توسط واحدهای جمع‌آوری قراضه جمع‌آوری می‌گردد. ضایعات مس غیرآلیاژی نیز در صورتی که خلوص آن برای استفاده مستقیم به حد کافی بالا باشد، به واحد ریخته‌گری انتقال می‌یابد. معمولاً قراضه‌های برنجی یا برنزی به واحدهای شمش ریزی برگردانده می‌شوند تا به صورت آلیاژهای جداگانه ریخته گری شود. این محصول قابل عرضه به واحدهای ریخته گری است. روش بازیافت برای استفاده نیاز به ذوب و تصفیه را حذف می‌کند، زیرا جنس قراضه قابل تشخیص بوده و برای استفاده مجدد در همان کاربرد قبلی آماده می‌شود.

بازیافت مس به روش ذوب و تصفیه

قراضه‌های با خلوص کمتر بسته به میزان ناخالصی‌ها به واحد تصفیه آتشی، کوره آندی، واحد حل ازی ثانویه یا کوره ذوب انتقال می‌یابند. قراضه مس به دست آمده از صنایع الکترونیک، ارتباطات و سایر صنایع حساسیت بالاتری داشته و قابلیت بازیافت به روش بازیافت برای استفاده مستقیم را ندارد. بنابراین بایستی روی این قراضه‌ها ذوب و تصفیه مجدد انجام شود. زیرا میزان ناخالصی‌ها (فلزات گران‌بها، پلاستیک و سایر فلزات) در آنها بیشتر است. جمع‌آوری، طبقه بندی و جدایش این قراضه‌ها بسیار پیچیده‌تر از روش بازیافت برای استفاده مستقیم است. البته انگیزه‌ی اصلی در بازیافت قراضه‌های الکترونیکی، دست‌یابی به فلزات گران‌بها و به ویژه طلای موجود می‌باشد. با این وجود به سبب دست‌یابی به فناوری‌های نوین، مقدار طلای مورد استفاده در این صنایع نسبت به گذشته کمتر است. مثلاً برخی تولید کنندگان از پالادیم و سایر فلزات ارزان‌تر به جای طلا استفاده می‌کنند. لذا در واحدهای ذوب مس، همراه با بازیافت این دسته از قراضه‌ها بازیابی فلزات گران‌بها نیز انجام می‌شود.
طراحی مراحل جمع‌آوری، طبقه بندی و فرآوری قراضه‌های حاوی مس به نحوی است که با مراحل مختلف موجود در تولید مس تصفیه شده از منابع اولیه مطابقت داشته باشد. بدین منظور می‌توان از مراحل زیر استفاده نمود:
ـ روش‌های طبقه بندی و آماده سازی به منظور آماده سازی قراضه و دست‌یابی به فرآوری بیشتر
ـ ذوب در کوره با هدف دست‌یابی به مس با خلوص ۹۰-۷۰ درصد (مس سیاه یا مس خام)
ـ تصفیه با اکسیداسیون در کنورتر برای تهیه مس با خلوص ۹۸-۹۶ درصد
ـ تصفیه کوره‌ای تا دست‌یابی به مس با خلوص ۹۹.۵-۹۸ درصد و ریخته‌گری آند
ـ تصفیه الکتریکی آندها به منظور دست‌یابی به مس با خلوص ۹۹.۹ درصد

علت اهمیت بازیافت ضایعات مس چیست؟

لازم به ذکر است که بازیافت ضایعات مس، قطعا اثرات زیست محیطی مفیدی با خود به همراه خواهد داشت. بازیافت تمامی فلزات از جمله مس، برای محیط زیست آنقدر ارزشمند و حیاتی است که به عنوان یک صنعت بسیار مهم و درآمدزا در کشور های جهان اول تبدیل شده است.
در واقع به لطف کارخانه ‌های بازیافت فلزات ارزشمندی همچون مس، چرخه ی تولید تجهیزات، وسایل و قطعات مسی همیشه روی روال می باشد. علاوه بر این به دلیل پرکاربرد بودن فلز مس، بازیافت ضایعات این فلز و استفاده مجدد از آن، سرمایه های ملی نیز حفظ خواهد شد. سرمایه های ملی نه تنها با بازیافت ضایعات و قراضه های مس بلکه با بازیافت فلزات دیگری همچون برنج، آهن، نقره و … حفظ و ارزشند می‌ شود. (طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج)

فواید تجارت با ضایعات مس

از آنجاییکه فلز مس پس از فولاد یکی از پرکاربردترین فلزات در جهان است تجارت با قراضه های مس می تواند تجارتی پر سود باشد.
تجارت با ضایعات این فلز شامل خرید و فروش سفاله مس و برنج، ضایعات تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی، دیگ ها، صفحات ، ضایعات مس ذوبی و مخابراتی و بسیاری از انواع دیگر ضایعات این فلز است.
قراضه های مس کاربرد های گوناگونی دارند ولی بیشترین کاربرد آنها در تولید سیم و کابل است. با استفاده مجدد از این فلز پرکاربرد می توان بطور قابل توجهی هزینه را کاهش داد و با تولید وسایل دیگر به اقتصاد کشور رونق بخشید. (طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج)

آلیاژ برنج

برنج ترکیبی آلیاژی از مس و روی است. معمولاً ترکیب این آلیاژ با عناصر دیگر را برنز می‌گویند.[۱] گاهی اوقات نام عنصر آلیاژی به همراه برنز آورده می‌شود، برای مثال، برنز قلع‌دار یا برنز فسفردار. صدها نوع ترکیب گوناگون در هر یک از این گروه‌ها وجود دارد.[۱] با تغییر مقدار روی، خواص آلیاژهای مس-روی نیز تغییر می‌کند. برنج‌های مس- روی که عناصر اضافی مانند قلع، آلومینیوم، سیلیسیم، منگنز، نیکل و سرب دارند به عنوان برنج‌های آلیاژی نامیده می‌شوند.
برنج از مدت‌ها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی‌شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می‌کرد.
برنج معمولاً قابلیت چکش خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و دمای ذوب آن تقریباً بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سلسیوس است. البته سختی و نرم بودن آن می‌تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغییر کند. مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگو دینامیک) خاصیت میکروبکشی به آن می‌دهد.[نیازمند منبع] به همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند.
امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می‌شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می‌توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آن‌ها مخلوط می‌شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می‌کنند. چگالی برنج ریختگی در حدود ۸۴۰۰ تا ۸۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می‌باشد. (طرح فرآوری و بازیافت ضایعات مس و برنج)

مراحل بازیافت ضایعات برنج

بازیافت این گونه فلزات باید مراحلی را طی نمایند که عبارتند از:

گردآوری ضایعات فلز برنج

غالبا از منابع مختلفی از قبیل ضایعات خانگی، ضایعات صنعتی و پسماندهای تولیدات فلزی تامین می شود. این ضایعات پس از خرید به به انبارهای بزرگ منتقل شده و انباشته می شوند.

طبقه بندی و جدا کردن قطعات فلزی

در این مرحله هم به صورت دستی و هم مکانیزه اجزای قطعات مختلف فلزی تمیزکاری و جداسازی می شوند. البته سنسورها و آهن ربا نیز در پاکسازی فلزات نقش اساسی دارند و به این روند سرعت بیشتری می دهند.

خردایش و پردازش

در این مرحله از بازیافت ضایعات برنجی این ضایعات خرد و از هم جدا شده تا فرایند ذوب ضایعات با سهولت و سرعت بیشتری انجام گیرد.
فرایند خرید ضایعات برنجی و جمع آوری فلزات به دلیل ارزش بالای ضایعات نسبت به سایر مواد متفاوت است. به همین ترتیب، بیشتر از آنکه به محل دفن زباله فرستاده شود، در میادین اوراق فروخته می‌شود.
بزرگترین منابع ضایعات فلز، وسایل نقلیه قراضه است. منابع دیگر شامل سازه های بزرگ فولادی، مسیرهای ریلی، کشتی‌ها، تجهیزات کشاورزی و البته ضایعات خانگی است. همچنین قراضه ­هایی که در جریان تولید محصول جدید ایجاد می‌شود، نیمی‌از عرضه قراضه آهنی را به خود اختصاص می‌دهد.

ذوب فلز در بازیافت ضایعات

برای هر یک از ضایعات فلزی کوره های مخصوصی در نظر گرفته شده است که به نسبت فلزات دارای درجات حرارت مختلفی هستند از همین رو فلز برنج نیز برای ذوب شدن دارای کوره مخصوصی بوده که پس از پردازش و خرد کردن به این کوره ها جهت ذوب و قالب ریزی منتقل می شوند.

تصفیه

یکی دیگر از مراحل بازیافت ضایعات برنجی خالص سازی آن است که توسط الکترولیز یا برقکافت انجام می گیرد.

خنک سازی و حمل فلز

پس از خالص سازی فلز آن را به شکل میله هایی قالب ریزی کرده و در اختیار کارخانه ها و تولیدکنندگان مختلف قرار می گیرند تا در پایان زمانی که غیر قابل استفاده می شوند دوباره در فرایند بازیافت ضایعات برنجی قرار گرفته و بازتولید شوند.

دلایل اهمیت بازیافت ضایعات برنجی

بازیافت ضایعات برنجی همواره به عنوان یکی از منابع ارزشمند به منظور سرمایه گذاری و سودآوری مطرح بوده است. در واقع زنجیره ای از تامین کنندگان این ضایعات از قراضه خرها تا واسطه ها و شرکت های دیگر که در این زمینه فعالیت دارند به این چرخه ارزشمند یاری می رسانند و از طرفی خود نیز از این وضعیت منتفع می گردند. فرایند بازیافت به دو شکل بازیافت ضایعات فلزی و غیر فلزی انجام می گیرد. بخش بزرگی از بازیافت ضایعات برنجی که در رده بازیافت ضایعات فلزی انجام می گرد مکانیزه بوده و می تواند این محصول را تا چندین بار دوباره تجدید نموده و به صنایع مورد نظر تزریق کند. مهمترین دلایلی که می تواند بازیافت ضایعات برنجی را توجیه کند عبارتند از:

کاهش هزینه های عملیاتی بازیافت ضایعات برنجی

بدین معنی که بازیافت ضایعات برنجی بر خلاف فلزات ارزشمند دیگری از قبیل نقره، طلا و آلومینیوم هم از نظر جداسازی و هم سایر مراحلی که به منظور خالص کردن و پاکسازی مورد استفاده قرار می گیرد هزینه بردار نبوده و در ضمن با سرعت و سهولت بیشتری بازیافت شده و در دسترس تولیدکنندگان قرار می گیرد. ماشین آلات و سیستم های مکانیزه موجب شده است تا بازیافت ضایعات برنجی با حداکثر بهره وری و کمترین هزینه ها انجام گیرد.

صرفه های اقتصادی بازیافت ضایعات برنجی

زمانی که از صرفه های اقتصادی سخن میگوییم در واقع لازم است تا جنبه های مثبت و عینی عمل بازیافت ضایعات برنجی را مورد توجه قرار دهیم. بازیافت برنج بر خلاف فلزات دیگر می تواند حدود ۱۰۰ درصد از این فلز مفید و منعطف را دوباره به چرخه تولید برگرداند. این کار ضمن دسترسی به فلز برنج با خلوص بالا همچنین از نظر ایجاد پسمانده های فلزی که در معادن با آن روبرو هستیم تقریبا بدون ایجاد ضایعات غیر مفید انجام می گیرد.

زیست محور بودن بازیافت ضایعات برنجی

برای تشریح بیشتر زیست محور بودن بازیافت ضایعات برنجی باید جنبه های اهمیت این فلز را در این چرخه بازگو نماییم. کاهش آلایندگی هوا به معنی ایجاد فرصت تنفس و کمک به محیط زیست برای رشد و پایداری حیات بشری به شمار می رود. یعنی هر نوع فعالیتی که خارج از چرخه بازیافت ضایعات برنجی به منظور دستیابی به فلز برنج انجام گیرد مادامی که پیرو استانداردهای زیست محیطی و حفظ سلامت محیط صورت نگیرد محکوم به شکست است. به عبارتی دیگر بازیافت ضایعات برنجی می تواند در حدود ۹۰ درصد از آلایندگی هوا را کاهش دهد و این امتیاز بی نظیری در این زمینه به شمار می رود.

کد آیسیک مرتبط با صنعت بازیافت ضایعات مس و برنج

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
با توجه به بررسی های انجام شده کد آیسیک بازیافت ضایعات مس به شرح جدول ذیل می باشد

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت بازیافت ضایعات مس و برنج

با جستجو در اطلاعات گمرک تا امروز تعرفه گمرکی اختصاصی به این محصول اختصاص نیافته لذا میزان واردات و صادرات آن نا مشخص میباشد.

وضعیت واحد های فعال بازیافت ضایعات مس و برنج

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای بازیافت ضایعات مس و برنج در کشور به تفکیک استان آمده است .

جدول واحد های فعال بازیافت ضایعات مس و برنج

در جدول زیر تعداد و ظرفیت واحدهای بازیافت ضایعات مس و برنج در کشور به تفکیک استان آمده است .

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: