Образование металлолома и значение использования вторичных металлов

Использование вторичных металлов имеет важнейшее зна­чение, поскольку обеспечивает большую экономию общественного труда. Это связано с тем, что затраты на вовлечение металлоотходов в оборот значительно меньше, чем на выплавку первичного металла из руды. Использование 1 т подготовленного лома черных металлов позволяет экономить свыше 1,8 т руды, агломерата и окатышей, 0,5 т кокса, 45 кг флюсов, около 100 м3 газа. При этом экономится более половины энергии, необходимой на выплавку металлов из руды (табл. 7.1).

При использовании металлолома для выплавки металлов значительно снижается нагрузка на окружающую среду (табл. 7.2).

Поскольку металлы являются важнейшим конструкционным материалом и применяются во всех отраслях промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и на транспорте, то и происхождение их отходов может быть самым различным.

В общем виде металлолом — это металлические изделия, оборудование, машины, здания и сооружения или их металли­ческие части, непригодные для дальнейшей эксплуатации. Металлолом может быть военным, судовым, бытовым и бесхозным.

• Военный металлолом состоит из предметов военной техники, военно-технического имущества и боеприпасов.
• Судовой металлолом состоит из плавучих средств и их обору­дования.
• Бытовой металлолом состоит из предметов и деталей бытовой техники и бытовых машин.
• Металлическая стружка — отходы, образующиеся при резании металла (кроме кусковых отходов).

Скрап — зашлакованные отходы черных металлов. Скрап может быть стальным и чугунным. Стальной скрап — мелкие стальные час­тицы, образующиеся при разбрызгивании стали во время ее транспор­тировки и разливки в изложницы, а также остывшая сталь на стенках и дне разливочного ковша. Максимально возможное использование скрапа при выплавке стали зависит от способа производства стали (табл. 7.3).

Основное количество вторичных черных металлов образуется при их производстве, а также при амортизации оборудования (табл. 7.4).

Амортизационный лом образуется от ликвидации основных средств, при капитальном и текущем ремонте оборудования, при ремонте и замене технологической оснастки и инструмента, а также при ремонте и замене малоценного инвентаря.

Количество образующихся в промышленности отходов черных металлов зависит от отрасли промышленности: наибольший объем отходов образуется в транспортном машиностроении, затем в судостроении, станкостроении, приборостроении и других отраслях экономики.

Степень использования металла при изготовлении изделий, возведении сооружений и других объектов называется коэф­фициентом использования металла (КИМ). КИМ (А) определяют по уравнению:

К = Q₁/Q, (7.1)

где Q — количество использованного металла; Q₁ — количество металла, перешедшего в состав нового изделия.

Средний коэффициент использования металла в российской экономике составляет 0,7.

Самый высокий КИМ — в строительстве, что объясняется использованием подавляющей части металла в этой отрасли без обработки (арматура, балки, швеллеры и т.п.). Отходы в строительстве образуются в основном при раскрое металла.

Самый низкий КИМ — в авиации, что связано с малой серий­ностью производства в этой отрасли.

В отдельных производствах в отходы уходит до 70—80 % металла.

До недавнего времени значения КИМ жестко регламен­тировались и спускались сверху Госпланом СССР, поскольку от его величины зависели фонды на металл, выделявшиеся той или иной отрасли (предприятию). В настоящее время снабжение предприятий идет по прямым поставкам, величина КИМ никем не устанавливается, хотя само предприятие заинтересовано в его снижении, так как от этого зависит его прибыль.

Особую ценность представляют отходы и лом цветных метал­лов, к которым относятся все металлы и их сплавы, за исключением железа и его сплавов. Они обладают весьма ценными эксплуа­тационными свойствами и широко применяются в современной промышленности. В технике принято подразделять цветные ме­таллы на легкие, тяжелые, благородные, тугоплавкие, рассеянные, редкоземельные, радиоактивные. Наиболее значительны объемы образования лома и отходов следующих цветных металлов и сплавов на их основе: алюминия, меди, свинца, цинка, никеля, титана, олова, вольфрама, молибдена, кадмия, кобальта, магния, ртути.

Лом и отходы цветных металлов образуются на многочис­ленных предприятиях практически всех отраслей народного хозяйства, которые используют первичные цветные металлы и сплавы. Общее число организаций, сдававших лом цветных металлов в СССР, достигало 130 тысяч, а наиболее крупных, поставлявших свыше 200 т отходов и лома цветных металлов в год, — 1500. Наиболее крупные поставщики лома и отходов цветных металлов — предприя­тия электротехнической, металлургической, автомобильной и судо­строительной отраслей промышленности.

Выработка цветных металлов из отходов является важнейшим источником их производства. Однако у нас в стране доля вторичных цветных металлов в общем объеме их производства значительно ниже, чем в технически развитых странах (табл. 7.5). Объясняется это тем, что большое количество отходов цветных металлов, особенно содержа­щихся в бытовых отходах, теряется на местах их образования, засоряя окружающую среду. Между тем цветные металлы, содержащиеся в бытовых отходах, являются ценнейшим сырьем, и население должно участвовать в его сборе.

Так, важнейшими ресурсами свинца являются его отходы, образующиеся в результате амортизации аккумуляторов. Акку­муляторный свинцовый лом составляет до 80% от общего ко­личества свинцовых отходов.

Сухие батарейки содержат значительное количество цветных металлов, в т. ч. до 50 % отходов ртути, содержащихся во всех бытовых и промышленных отходах. В странах ЕЭС, США, Японии и ряде других разработаны системы сбора отработанных батареек (в Австрии, например, собирается до 80 % от проданных батареек. В Японии установлено по всей стране более 200 тысяч контейнеров для сбора отработанных гальванических элементов).

Аналогично обстоит дело со сбором алюминиевых банок из- под различных напитков, в результате чего баночный алюми­ниевый лом составляет до 40 % используемого лома этого металла. В США работает более 10000 пунктов сбора банок, в 3000 крупных магазинов и кафе установлены автоматы по сбору и первичной обработке банок. В Англии ежегодно собирают около 2 млрд. консервных банок. Эксплуатация действующих систем сбора отходов в странах Европы, США и Японии показывает высокую готовность населения этих стран проводить раздельный сбор бытовых отходов, т. е. его высокую экологическую культуру.

Преимущества получения цветных металлов из отходов по сравнению с их получением из рудного сырья характеризуются данными, приведенными в табл. 7.6.