پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
گروه منابع طبیعی ـ مهندسی محیط زیست پایان نامه کارشناسی – بررسی ظرفیت‌های چگونگی بازیافت در صنایع فلزی ـ آلومینیوم
چکیده :
از ابتداي سالهاي دهه 1930 ، توليد كنندگان به فكر‌ايجاد قوطي‌هاي حاوي نوشيدني‌هاي گازدار افتادند. قوطي‌هاي قلعي نسبت به بطري‌هاي شيشه‌اي سخت‌تر بوده است و حمل و نقل آنها نيز آسان‌تر بوده است ، اما اول بايد در مقابل فشار داخلي زياد مقاوم سازي مي‌شدند. براي‌اين امر به ضخيم سازي ديوار آن پرداختند. مسئله‌ي ديگر امكان نفوذ مقدار بسيار جزيي از قلع به داخل نوشيدني بود. براي حل‌اين مشكل از پوشش‌هاي عالي استفاده كردند تا ديواره‌هاي داخلي قوطي را در برابر خوردگي ناشي از اسيدها حفظ كنند ولي‌اين پوشش سبب افزايش وزن قوطي شدند.
به تدريج رقيب جديد قوطي‌هاي قلعي‌يعني آلومينيوم وارد بازار شد تا هزينه را هم از جهت فلز مصرفي براي قوطي و هم از جهت مواد پوششي كاهش دهد. اولين قوطي نوشيدني آلومينيومي توسط كمپاني رينولدز در سال 1963 براي كولاي رژيمي به عنوان اسلندرلا استفاده شد.اين‌يك ابداع بسيار جالبي براي صنعت بسته‌بندي بود. ابداع بعدي امكان بسته‌بندي دوازده‌تايي قوطي‌ها بود كه پپسي‌كولا اولين شركت ابداع كننده‌اين تكنولوژي در سال 1972 بود. تا سال 1985 قوطي‌هاي آلومينيومي پرطرفدارترين نوع در بازار بودند. امروزه خريد نوشيدني در بطري آلومينيومي ، 4 بار بيشتر از بطري پلاستيكي و 38 بار بيشتر از بطري شيشه‌اي است.
قوطي‌هاي آلومينيومي به دليل خاصيت لوله شدن ، تحمل در برابر فشار گاز ، وزن سبك و مقاومت در برابر خوردگي به سرعت در بازار گسترش‌يافتند ، اما شايد مهمترين عامل ، قابليت بازيافت آنها باشد. امروزه بازيافت آلومينيوم بسيار معمول شده و به نگراني رو به رشد مصرف كننده در زمينه‌ي تهي شدن منابع طبيعي پايان داده است. در حال حاضر قوطي‌هاي آلومينيومي در سطح وسيعي بازيافت مي‌شوند و درآمد فراواني را براي جامعه به بار آورده‌اند.
تولید آلومینیوم از یک مرحله تا سه مرحله دارد تولید آلومینیوم خالص از مراحل خیلی آلوده می باشد این آلودگی ها در هر سه مرحله متفاوت است .برای مثال در مرحله تولید مشکل آلودگی آب وپسماند های باقی مانده به عنوان روان آب خیلی مهم هستند در حالی که مشکلات اصلی احیا فلز آلومینیوم به وسیله ی آلومینا آلودگی هواست .آلوده کننده های اصلی کارخانه های آلومینیوم هستند که همیشه در حال تولید هستند.تولیداتی نظیر فلوراید وترکیبات آن که روی گیاهان، حیوانات وانسان ها تأثیر می گذارد .گیاهان فلوراید جذب شده را به ترکیبات فلوراید تغییر می دهند که این ترکیبات سم بیشتری را نسبت به فلوراید دارد .استخراج آن از سنگ معدن کلوراید سدیم را برای پستانداران در پی دارد .انتقال فلوراید سبب آلودگی آب ومراتع شده .احشام را در معرض آلودگی قرار داده است .فلوراید در انسان باعث سم،ضایعات ریوی وپوست وآسیب های استخوان وهمچنین باعث ایجاد لکه در دندان ها ودر نهایت پوسیدگی آنها می شود .در نهایت مشکلات زیست محیطی انگیزه اصلی برای شروع بازیافت آلومینیوم به منظور کاهش آلودگی در حد امکان وصرفه جویی در وقت وانرژی است .
مقدمه :
آلومينيوم‌يكي از عناصر فراوان پوسته جامد زمين است. به علت ميل تركيبي شديد‌اين فلز با اكسيژن در طبيعت به صورت خالص‌يافت نمي‌شود. آلومينيوم در سال 1782 توسط لايه اوزن فرانسوي در طبيعت كشف گرديد. الكتروليز اولين روشي بود كه براي توليد آلومينيوم به كار گرفته شد. در سالهاي 1885 تا 1890 كل توليد آلومينيوم در جهان 200 تن بر آورد شده و در سال 1886 را مي‌توان سر آغاز پيشرفت صنعت آلومينيوم دانست. زيرا در‌اين سال بود كه‌هال هرولت موفق به كشف روش جديدي شد كه در آن عمل الكتروليز آلومينا در حضور كريوليت مذاب و محيط فلورايد صورت گرفت و آلومينيوم با درجه‌ي خلوص 99 درصد تهيه گرديد.
امروزه آلومينيوم به صورت گسترده‌اي در مصنوعات صنعتي ، غذايي و دارويي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
اين فلز در صنايع كشتي سازي ، هواپيما سازي ، اتومبيل سازي ، ساختمان سازي و همچنين ساختن ديگهاي بخار ، توربينها و خنك كننده‌ها كاربرد فراوان دارد. خواص و ويژگيهاي‌اين فلز دليل مصرف و كاربرد زياد آنها عبارتند از :
ـ وزن حجمي كم آلومينيوم در مقايسه با ساير فلزات : (1 m 1 ورق آلومينيوم به ضخامت mm 1 ، kg 7/2 وزن دارد ، در حالي كه چنين ورقي از فولاد kg 8/7 و از مس kg 9 /8 وزن دارد ).
ـ استحكام آلومينيوم : استحكام برخي آلياژهاي آلومينيومي با استحكام فولاد‌هاي ساختماني غير آلياژي قابل مقايسه است.
ـ مقاومت آلومينيوم در برابر خورندگي و مواد شيميايي.
ـ شكل پذيري آسان آلومينيوم كه مي‌توان آن را به اشكال گوناگون از قبيل : رول ، الكترود ، ريخته‌گري ، مفتولهاي تابيده ، نورج شده ، ماشين كاري ، آبكاري و پودر را به كار برد. بخش قابل توجهي از‌اين فلز به صورت قوطي‌هاي نوشابه ، بسته‌بندي‌ها و مصالح ساختماني به كار برده مي‌شود.
ـ آلومينيوم از نظر حرارتي به الكتريكي و هادي بسيار خوبي است.
بازيافت در سالهاي اخير به عنوان دريچه‌اي ديگر براي تأمين مواد اوليه مورد نياز انسان مطرح گرديده است.يكي از مهمترين سرفصل‌هاي بازيافت فلزات از ضايعات مختلف فلزي است. فلزات كهنه و قابل بازيافت به دو دسته‌ي بزرگ تقسيم مي شوند.
1- فلزات با تركيب آهن (آهني):
اين گروه شامل فلزاتي مي‌شوند كه در تركيب اصلي آنها، آهن به كار رفته است.اين گروه در جاهايي مانند : بدنه ماشين‌هاي كهنه، ابزارهاي خانگي، فلزاتي كه در ساختار و اسكلت ساختمان به كار مي‌روند، ريل‌هاي راه آهن و به كار مي‌روند. در كشور ما،اين دسته از فلزات نيز مورد توجه قرار گرفته و در صنعت‌ايران نقش مهمي دارد.
2- فلزات بدون تركيب آهن:
گروه دوم فلزاتي را شامل مي شود كه در تركيب اصلي آنها آهن وجود ندارد. براي مثال مي توان آلومينيوم را نام برد كه از آن فويل‌ها، قوطي‌هاي كنسرو مي سازند. فلزات بدون آهن ديگري هم وجود دارند مانند: نس، سرب، روي، نيكل، تيتانيوم، كروم، كبالت و… كه نحوه بازيافت آنها در ادامه مورد بررسي قرار مي گيرد. تعداد‌اين نوع فلزات از فلزات داراي آهن كمتر است. در هر سال در سراسر جهان، ميليون‌ها تن از‌اين فلزات كهنه در كوره ذوب مي شوند و ناخالصي آنها جدا مي شود و توسط افراد متخصص قالب گيري و ريخته‌گري مي شود و به اشكال مختلفي در مي‌ايد. در‌اين تحقيق به بازيافت آلومينيوم پرداخته مي شود.
+ به همراه فایل پاورپوینتی راجب کلیاتی در مورد آلومینیوم
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول 4
كليات 4
1-1 كلياتي در مورد فلز آلومينيوم 5
1-1-1 نامگذاري آلومينيوم 6
1-1-2 تاريخچه كشف آلومينيوم 6
1-1-3 پيدايش و منابع 6
1-1-4 ويژگيهاي قابل توجه 7
1-1-5 كاربردهاي آلومينيم 7
1-1-6 استخراج آلومينيم 8
1-1-7 ايزوتوپهاي آلومينيم 9
1-2 صنعت بازيافت 9
1-2-1 تاريخچه بازيافت 13
1-2-2 مفاهيم كلي : 13
1-2-3 انگيزههاي بازيافت و بازيابي : 14
1-2-4 انگيزههاي اقتصادي 15
1-2-5 انگيزههاي زيست محيطي : 17
1-2-6 حد مناسب بازيافت : 19
1-2-7 آناليز چرخه زندگي ( LCA ) 20
1-2-8 تأثیر بازيافت بر موازنه مواد در فرآيند توليد و مصرف 22
1-2-9 عوامل موثر بر نرخ بازيافت : 24
1-2-10 بازيافت فلزات : 25
1-3 قوانین و مقررات 26
1-3-1 آئين نامه اجرائی قانون مديريت پسماندها 26
1-3-2 قوانين بازيافت قوطي‌هاي آلومينيومي : 34
فصل دوم 36
روش‌ها 36
فرايند مطالعه 37
فصل سوم 38
نتایج 38
3-1 فرآيندهاي توليد آلومينيوم 39
احياي آلومينا و توليد آلومينيوم خالص : 39
3-1-1 واحدهاي ذوب اوليه 40
3-1-2 واحدهاي ذوب و ريخته‌گري : 40
3-1-3 واحدهاي توليد شمشال ثانويه : 41
3-1-4 واحدهاي بازيافت UBC1 41
3-1-5 واحدهاي ذوب ثانويه 41
3-1-6 واحدهاي توليدي محصولات نيمه ساخته 41
3-2 ايرالكو ( كارخانهي آلومينيوم سازي‌ايران ـ اراك ) 41
3-2-1 بخشهاي مختلف كارخانه : 42
3-2-2 تكنولوژي توليد درايرالكو : 42
3-3 آثار زیست محیطی و بهداشتی آلومینیوم 43
3-3-1آلودگيهاي حاصل از فعاليت ايرالكو : 44
3-3-2 آلايندههاي هوا : 44
3-3-3 آلايندههاي آب : 45
3-3-4 مواد زايد جامد : 45
3-3-5 خيزش و ريزش ستون دود كارخانهي توليد آلومينيوم : 48
3-3-6 اثرات فيزيولوژيك فلوئور و تركيبات آن بر سيستمهاي سازنده : 49
3-3-7 اثرات فلورايد بر گياهان : 49
3-3-8 اثرات فلورايد بر انسان : 50
3-3-9 اثرات فلورايد بر حيوانات : 50
3-4 آلومينيوم : 51
3-4-1 اثرات بهداشتي : 52
3-4-2 تاثير آلومينيوم بر سيستم عصبي : 53
3-4-3 بيماريهاي مرتبط با آلودگي بيش از حد با عنصر آلومينيوم : 54
3-4-4 مديريت و اقتصاد زيست محيطي : 54
3-5 تکنولوژی و روشهای بازیافت آلومینیوم در ایران و جهان 55
3-5-1 تقسيمبندي روشهاي بازيافت 55
3-5-2 آماده سازي قراضه آلومينيوم 57
3-5-3 پوشش زدايي 59
3-5-4 بازيافت قراضه براده‌هاي آلومينيوم 62
3-5-5 ذوب ثانويه و تصفيه 63
3-6 روشهای جمع آوری و حمل ضایعات در شهر و کشور 65
3-6-1 جمع‌آوري از اماكن مسكوني : 65
3-6-2 جمع‌آوري از مراكز تجاري و مؤسسات : 66
3-6-3 جمع‌آوري از مراكز صنعتي : 67
3-7 روشهاي جداسازي آلومينيوم از ساير مواد بازيافتي : 67
3-7-1 بازيافت فلزات : 67
3-8 مطالعه بازار : 72
واحدهاي فعال در زمينه بازيافت آلومينيوم 1
قيمت جهاني آلومينيوم 74
واردات و صادرات آلومينيوم 1
فصل چهارم 76
بحث و نتيجهگيري 76
4-1 مصرف كنندگان نهايي : 77
4-2 برنامه بازيافت قوطي‌هاي آلومينيومي : 77
4-2-1 درآمد حاصل از فروش قوطي‌هاي آلومينيومي : 77
4-3 پیشنهادات 79
4-3 -1 مزاياي بازيافت قوطي‌هاي آلومينيومي : 79
منابع و مآخذ : 80