Alüminyum Geri Kazanımı

1. Deneyin Amacı

Bu deneyin amacı; alüminyum hurdaların değerlendirilmesi ve geri kazanılması işlemlerinin incelenmesidir.

2. Teorik Bilgi

Günümüzde alüminyum üretimi iki temel yönteme dayanmaktadır.

1. Cevherden üretim yöntemleri (Birincil alüminyum)

2. Hurdadan üretim yöntemleri (İkincil alüminyum)

Günümüzde ikincil alüminyum endüstrisi hurdayı yeniden değerlendirerek ve cüruftanmetalik alüminyumu geri kazanarak başlıca basınçlı döküm yapan dökümhanelere döküm alaşımları ve UBC (used beverage can = kullanılmış içecek kutusu) üreten haddehanelere servis vermektedir.

İkincil alüminyum endüstrisinin hammaddeleri aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

1. Döner hurda: Sıvı alüminyumun ürüne dönüştürülmesi sırasında çıkan veya ürün kademesindeki hurdadır.

2. Tesis Hurdası: Yarı mamulleri kullanan tesislerde oluşan hurdadır.

3. Sermaye Hurdası (Eskime Hurda): Kullanım ömrünü doldurmuş alüminyum ihtiva eden makine, yapı elemanı, araç, gereç, vb.lerdir.

Alüminyumun yeniden değerlendirilmesi; hurda toplanması, tasnifi ve hazırlanması, ergitme, rafinasyon,alaşımlama gibi süreçleri içermektedir.

Bir ton kullanılmış alüminyumdan alüminyum üretilirse;

• 4-5 ton boksit madeni,

• 1 300 kg kırmızı çamur,

• 4 ton kimyasal madde,

• 14 000 kWh elektrik enerjisi kullanımı,

• 15 000 litre soğutma suyu,

• 860 litre proses suyu,

• 2 000 kg CO2 ve 11 kg SO2 emisyonu korunmuş olur.

3. Kullanılan Cihaz ve Donanımlar

Alüminyum meşrubat kutuları, Al proses hurdası, curuflaştırıcı (NaCl₂, KCl, Na₃SiF_6, CaF₂, KBF₄,CaCO₃  karışımı), grafit pota, laboratuar tipi elektrikli fırın, elektronik terazi, maşa.

4. Deneyin Yapılışı

Öncelikle 233 gr Al işlem ( proses ) hurdası indüksiyon ocağında ergitilir ve ardından 43 gr meşrubat kutusu hurdası (preslenmiş,ön ısıtılmış) oluşan ergiyiğe eklenir. İlk olarak işlem hurdasının ergitilmesinin amacı eklenen meşrubat kutusu için ergiyik havuzu oluşturmaktır. Böylece daha yüksek geri dönüşüm elde edilecektir. Ergitme işlemi sonrasında toplam hurda miktarının ( 276 gr) ağırlıkça  % 2,5’una tekabül eden flaks maddesi ergiyiğe eklenir ve karıştırılır. Hurda ergiyiğine eklenen  flaks maddesi %47.5 NaCl (3,28 gr), % 47.5 KCl ( 3,28 gr ), %1.25 Na₃SiF₆ ( 0.08 gr), %1.25 CaF₂ ( 0.08 gr), % 1.25 KBF₄ ( 0.08 gr), %1.25 CaCO₃ ( 0.08 gr) den oluşmaktadır.  Flaks maddesinin görevi ergiyik üzerine örtü oluşturarak ergiyiğin oksitlenmesini engellemek, ergiyik içindeki safsızlıkların curufa geçmesini sağlamak ve yarı katı haldeki  dross tabakasını (sıvı alüminyum, oksitler ve florürlerden oluşan tabaka) parçalayarak sıvı alüminyumun geri kazanımını sağlamaktır. Grafit pota içindeki sıvı Al, curufu sıyrıldıktan sonra kokil kalıplara dökülür ve soğumaya bırakılır. Kalıplardan çıkarılan Al metali tartılarak geri kazanım verimi hesaplanır.

5. Hesaplamalar

Geri kazanım verimi=x100

Ergitilen metal miktarı = 276 gr

Ergitmeden sonra elde edilen metal miktarı = 270 gr

Geri kazanım verimi=    

6. Sonuç

Alüminyum üretiminde bir döngü söz konusudur. İkincil alüminyum üretiminde metal kaynağı olarak alüminyum hurda kullanılmaktadır. Alüminyum hurdaların başlıca iki kaynağı vardır:

1. İşlem ve döküm ürünlerinin üretimi sırasında oluşan geri kazanma olasılığı %100 olan Yeni Hurda,

2. Kullanım ömrünü doldurmuş geri kazanma olasılığı yapısı, şekli ve et kalınlığına göre %30-95 arasında değişen Eski Hurda

Defalarca yeniden kullanılabilir bir metal olan alüminyumun alanlarına göre kullanım ömürleri ve teknolojik gelişmelerin sağladığı geri kazanma oranları giderek artmaktadır.

Alüminyum hurdalarının cinslerine göre gruplandırılması gerekir. Ergitme oranını yükseltmek, elde edilecek sıvı metalin kirlenmesini önleyerek eriyik kalitesini yükseltmek ve emisyonu azaltmak amacıyla boyalı ve yağlı hurda malzemeler ergitme öncesi boyadan ve yağdan arındırılırlar. Nemin giderilmesi amacı ile ön-ısıtma uygulanması da bir diğer ergitme öncesi işlemdir. İkincil alüminyum üretiminde fırınlar döner, reverber ve indüksiyon fırınlar kullanılmaktadır. Kullanılacak fırın tipini belirlemede ergitilecek hurdanın cinsi, büyüklüğü ve kirlilik derecesi göz önünde bulundurulmaktadır. Ergitilecek hurdanın cinsine ve yapılmak istenen ürünün özelliklerine göre mevcut ergitme tekniklerinden bir veya birkaçı kullanılmaktadır.

KAYNAKLAR

[1] “Demir Dışı Metal Üretimi Ders Notları” Prof. Dr. Zeki ÇİZMECİOĞLU, Yıldız Teknik Üniversitesi, 2010.

[2] Kabukçu, S., “Alüminyum Hurdaların Yeniden Değerlendirilmesi ve Geri Kazanma”.

[3] Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü, 2011