RECOPILACIN Y PROCESAMIENTODE RECICLADOS DE COBRE

Los captulos anteriores describen produccin decobre primarioeextraccin de mineral de cobre.

Este captulo y el siguiente describir produccin decobre secundarioerecuperacin de cobre a partir de chatarra. Cerca de la mitad del cobre llegada al mercado se ha desecho por lo menos una vez, as que es chatarra reciclaje de la mxima importancia.

Este captulo describe reciclaje de chatarra en general, las principales fuentes y tipos de desechos, y las tcnicas de beneficio fsico para aislar cobre a partir de sus revestimientos y otros contaminantes. El Captulo 19 describe los aspectos qumicos de produccin secundaria de cobre y refinacin.

18.1 . EL CICLO DE LOS MATERIALESLa Figura 18.1 muestra el ciclo de los materiales grfica. Es vlido para cualquier material no consumido durante el uso. Sus principales componentes son los siguientes:(a) Materias Primaseminerales de cobre primario que se produce(b) Produccin primariaelos procesos descritos en los captulos anteriores de este libro(c) Materiales de Ingenieraelos productos finales de fundicin y refinacin, principalmente cobre fundido, y pre-draw varilla de cobre, estar listo para la fabricacin(d) Fabricacineproduccin de bienes para ser vendidos a los consumidores(e) Los productos obsoletoselos productos que han sido dejados de lado o de lo contrario fuera de uso(f) Desechareenvo de productos obsoletos a desechar sitio, generalmente un vertedero.

Productos de cobre son obsoletos que se reciclan cada vez ms en lugar de enviar a los vertederos.

Esto es alentado por el valor de su cobre, y el incremento de los costes y disminucin de la disponibilidad de los vertederos.

18.1.1 . Chatarra de origenLa flecha (1) en la Fig. 18.1 Muestra la primera categora de reciclados de cobre, conocido comocasa oejecutar dechatarra. Este es el cobre que los productores primarios no pueden procesar o vender. Fuera de especificacin nodos, ctodos, bar, y la barra son ejemplos de este tipo de chatarra.

nodo chatarra es otro ejemplo.La flecha indica que este material se recicla directamente por el productor primario, generalmente por un paso anterior en el proceso. Fuera de especificacin cobre generalmente se vuelve a poner en un conversor o horno de nodos, electrorefined. Fsicamente defectuoso varilla y barra es re-fundido en el eje vertical horno y refundicin.

FIGURA 18.1Grfica ciclo de "materiales". Esto es vlido para cualquier material no consumido durante el uso. La flecha marcada (1) muestrasu casa oejecutar dechatarra. Las flechas marcadas (2), (2a) y (2 0) denotannueva, industrial o indicadorinterno derivadoschatarra. Los caminos trazados (3), (3a) y (3 0) muestranviejos, obsoletos, post-consumidor,chatarra o externos derivados.

La cantidad anual de chatarra de origen produccin no se sabe, ya que no se informa. Sin embargo, los productores industriales tratar de reducir su produccin para evitar reciclar.

18.1.2 . Chatarra nuevaLas flechas marcadas (2), (2a) y (2 0) en la Fig. 18.1 Designarnuevos, industriales o indicadorinterno derivadoschatarra. Esto es basura que se genera durante el proceso de fabricacin. La diferencia principal entre este y chatarra de origen es que puede haber sido adulterada durante el proceso de aleacin o por aplicar capas y revestimientos. Ejemplos dechatarra nuevason tan numerosos como los productos elaborados con cobre, ya que no hay proceso de fabricacin es 100% eficiente.

El camino tomado por chatarra nueva depende de su composicin qumica y el grado en que se ha convertido en entrelazado con otros materiales. El mtodo ms sencillo es para reciclar en forma interna (2a). Esta es una prctica comn con gatings y elevadores de fundicin. Son simplemente re-fundido y fundido. Reciclaje directo tiene la ventaja de (a) que fijan el valor de elementos de aleacin aadidos como el zinc o estao, que se perdera si la aleacin se enviaron a una fundicin, y (b) la eliminacin del costo de extraccin de los elementos de aleacin, lo que sera necesario si el metal se reprocesa en la fundicin.

Semejante transformacin se realiza para chatarra de cobre tubo y cable de cobre desnudo. Camino (2a) es la ruta ms comunes en materia de reciclaje de chatarra nueva. Tanto como un 90% de chatarra de cobre se recicla a lo largo de este camino (Edelstein, 1999).

Si la nueva chatarra tiene revestimientos o los adjuntos que no se eliminan fcilmente, o si la planta de fabricacin directamente no puede utilizar sus nuevos chatarra (por ej., un cable de planta sin su propia fundicin instalaciones), luego las rutas (2) y (2 0) son seguidos.

Los materiales secundarios las industrias descritas en la Fig. 18.1 Desempear el rol que la minera y beneficio del mineral de cobre primario de produccin. En muchos casos, slo tiene que quitar el revestimiento, aislamiento, o archivos adjuntos de la chatarra a fin de que resulten aptos para su reutilizacin por la planta de manufactura. Si purificacin o refinado es necesario, la limpieza de chatarra es enviado a una fundicin primarias o secundarias/refinera. Desde estas instalaciones estn destinadas a la produccin de ctodos de cobre, elementos de aleacin presente en el desecho se pierden

(Fig. 18.2 ).

Las actividades especficas de industrias de materiales secundarios se describen ms adelante en este captulo.

18.1.3 . Chatarra viejaPor ltimo, en la categora de chatarra de cobre (caminos (3), (3a) y (3 0) en la Fig. 18.1 ) Se denominaviejos, obsoletos, post-consumidor ,o externosderivadoschatarra. Se obtiene a partir de productos que han terminado su vida til. Chatarra Vieja es una enorme fuente potencial de cobre reciclable. Tambin es difcil de procesar. Los retos para la transformacin chatarra vieja incluyen:

(a) Baja Cu gradosevieja chatarra de cobre a menudo se mezcla con otros materiales y deben ser separados de los residuos(b) Imprevisibilidadelas entregas de materiales y objetos pueden variar de un da a otro, haciendo difcil transformacin(c) Ubicacinechatarra vieja se dispersa sobre el paisaje en lugar de concentrarse en un lugar especfico como mineral principal o chatarra nueva.

Las fuentes de chatarra vieja se han dividido en seis clases (Bertram, Graedel,), Y Spatari, 2002; Ruhrberg, 2006):

Los vehculos al final de su vida til (ELV)incluyen los automviles, camiones y autobuses, pero no aviones, barcos o trenes. El cobre en ACL consta principalmente de cableado, en particular los motores elctricos y el cableado "cables" que conecta las luces y los motores (Von Zitzewitz, 2004). El contenido de cobre de mono ELV es 1,0e2,1 %.

Construccin y demolicin (C&D)incluye los residuos de cobre el cableado de edificios, tuberas y accesorios de la tubera, y latn de las manijas de las puertas y marcos, entre otros temas. C&D residuos en su conjunto contiene aproximadamente el 0,3 % de cobre. El actual alto precio del cobre a cobre recuperacin de edificios; desafortunadamente, esto a menudo se presenta como robo de lugares de trabajo o actos de vandalismo de los edificios.

Los residuos de aparatos elctricos y electrnicos (RAEE)es una de las mayores fuentes de la vieja chatarra de cobre. RAEE tiene tres subcategoras (European Copper Institute, 2007):productos de lnea blanca(electrodomsticos como lavadoras, frigorficos, lavavajillas, etc. ),bienes de lnea marrn(audiovisuales aparatos como televisores y reproductores de DVD), y grisbienes(ordenadores y aparatos de telecomunicaciones). El contenido de cobre de los RAEE oscila entre 2 y 20 %.

FIGURA 18.2grados de chatarra de cobre: (a) n 1 hilo de cobre (Cebada cdigo ISRI/Berry), (b) nO 1 cobre pesado (dulces), (c) nO 2 cobre (Acantilado), (d) cable de cobre (clavo/Cobra/cacao), (e) Actualizado triturados chatarra electrnica (Dallas), (f) Luz chatarra de cobre (Sueo), (g) cable aislado de chatarra (Druid), (h) desmenuzado motores elctricos (Shelmo), (i) Actualizado auto residuo (Zebra). Todas las fotografas cortesa el ISRI, internacionales, salvo (e) Wallach hierro y metales, y (i) Lynx recicladores.

CUADRO 18.1grados Chatarra Comn (ISRI, 2009).

Tipo de Desecho (ISRI) Descripcin

No. 1 Cable de cobre (cebada)Se compondr de nO 1 al desnudo, sin revestimiento, alambre de cobre no aleado, no inferior a nO 16 B & S calibre del cable. Alambre de cobre y Verde material compactado hidrulicamente para ser objeto de un acuerdo entre el comprador y el vendedor.

No. 1 Cable de cobre (Berry)Se compondr de, limpio, no estaado, no revestido sin alear alambre y cable de cobre, no inferior a nO 16 B & S calibre del cable, sin alambre quemado que sea quebradizo. Briquetas hidrulicamente cobre respecto al acuerdo.

No. 2 Cable de cobre (Abedul)Se compondr de diverso alambre de cobre no aleado, con un contenido de cobre 96% (mnimo 94%), determinado por anlisis electroltico. Debe estar libre de las siguientes acciones: excesivamente la gasolina con plomo, estao, alambre de cobre soldada, alambre de latn y bronce; el exceso de aceite contenido, hierro y de los no metales, cable de cobre de la quema, con aislamiento; pelo alambre, alambre quemado que sea quebradizo, y debe ser razonablemente libre de cenizas. Briquetas hidrulicamente cobre sujeta a contrato

No. 1 Cobre pesado(Dulces)Se compondr de limpio, sin alear, cobre revestido recortes y puetazos, barras de bus, segmentos de conmutador y cable no inferior a 1/ 16 de una pulgada de grosor, sin alambre quemado que sea quebradizo; pero pueden incluir la limpieza tuberas de cobre. Briquetas hidrulicamente cobre respecto al acuerdo.

No. 2 Cobre (Acantilado)Se compondr de chatarra diversa de cobre no aleado, con un contenido de cobre 96% (mnimo 94%), determinado por anlisis electroltico. Debe estar libre de las siguientes: excesivamente la gasolina con plomo, estao, chatarra de cobre soldada; latones y bronces; excesivo contenido en aceite, hierro y minerales no metlicos; tubos de cobre con otros de las conexiones de cobre o con sedimentos; cable de cobre a partir de la quema, con aislamiento; pelo alambre; alambre quemado que sea quebradizo; y debe ser razonablemente libre de cenizas. Briquetas hidrulicamente cobre respecto al acuerdo.

No. 1 Cable de cobreNdulos (clavo)Se compondr de nO 1, sin bao, sin revestido, no aleado ndulos de chatarra de alambre de cobre, picado o desmenuzado, libre de estao, plomo, zinc, aluminio, hierro, otras impurezas metlicas, aislamiento, contaminacin y otros extranjeros.Cobre Mnimo 99 %. Indicador menor que nO 16 B & S, cable y material compactado hidrulicamente sujeto al acuerdo entre el comprador y el vendedor.

No. 2 Cable de cobreNdulos (Cobra)Se compondr de nO 2 chatarra de alambre de cobre sin alear ndulos, picada o desmenuzado, mnimo 97% de cobre. Mximo de impurezas metlicas no exceder de 0.50 % de aluminio y 1% de otros metales o el aislamiento.Material compactado hidrulicamente sujeto al acuerdo entre el comprador y el vendedor.

Ndulos de alambre de cobre(Cacao)Estar compuesto de chatarra de alambre de cobre sin alear ndulos, picada o desmenuzado, mnimo 99% de cobre. Deber estar libre de aislamiento excesivo y otros de los no metales. Mximo impurezas metlicas de la siguiente manera: Al 0,05 %, Sn 0,25 %, Ni 0,05 %, Sb 0,01 %, Fe 0,05 %. Material compactado hidrulicamente sujeto al acuerdo entre el comprador y el vendedor.

CUADRO 18.1grados Chatarra Comn (ISRI, 2009) dcont.

Tipo de Desecho (ISRI)Descripcin

Chatarra electrnica3 Metales (Dallas)Triturados y cobre metales preciosos del fin de vida productos electrnicos (EOLEP) operacin de molido, con la mayora de hierro y aluminio. Puede contener material plstico. El tamao ser de menos de una pulgada y el material ser libre de mercurio, tner, y bateras. Normalmente se venden en una base de recuperacin, sujeto a los trminos entre el comprador y el vendedor.

Chatarra electrnicaMetales 2 (depsito)Puede incluir cualquier total o parcialmente los productos electrnicos demanufactured DE EOL que estn destinados a reciclaje.Puede contener material placas de circuito impreso, el cable de cinta monitor horquillas y otros cobre y/o metales preciosos elementos de apoyo.Aceptacin Final objeto de un acuerdo entre el comprador y el vendedor.

Luz cobre(Sueo)Se compondr de chatarra diversa de cobre no aleado, con un contenido de cobre 92% (mnimo 88%), determinado mediante ensayo por electrlisis y se compondr de hoja de cobre, canalones, bajantes, calderas, calderas y chatarra similar. Debe estar libre de las siguientes: pelo quemado; cable revestido de cobre; chapado en estanteras, icco, cable de cobre de la quema, con aislamiento; radiadores y los extintores de incendios; refrigerador; electrotype las conchas; screening; excesivamente la gasolina con plomo, estao, soldado chatarra; latones y bronces; el exceso de aceite, hierro y de los no metales; y debe ser razonablemente libre de cenizas. Briquetas hidrulicamente cobre respecto al acuerdo. Los elementos excluidos en esta categora tambin se excluyen en los cursos superiores.

Cable de cobre aisladoChatarra (Druid)Se compondr de chatarra de alambre de cobre de distintos tipos de aislamiento. Para ser vendido en una muestra o base de la recuperacin, con sujecin a un acuerdo entre el comprador y el vendedor.

Elctrico mixtoLos motores (Elmo)Estar compuesto de motores elctricos y/o desmantelado motor elctrico piezas que son principalmente cobre herida. Puede contener material aluminumwound, objeto de un acuerdo entre el comprador y el vendedor. No hay un excesivo acero accesorios como reductores de hierro, bases, y las bombas de agua, hierro libre o suelto. Las especificaciones no incluyen las unidades selladas o hierro fundido compresores.

Elctrico RalladoLos motores (Shelmo)Estar compuesto por mezcla de cobre material ferroso de trituracin, compuesto por los motores sin casos. Pueden contener aluminio-herida y material aislante del cable de cobre, con sujecin a un acuerdo entre el comprador y el vendedor. Traza los porcentajes de otros contaminantes, y las multas pueden estar presentes. Sin plancha o unidades selladas.

El triturado de alta densidadDe metales no ferrosos (Zebra)Se compondr de alta densidad de metales no ferrosos producida por tecnologa de separacin de medios que contengan latn, cobre, zinc, acero inoxidable magntico, y alambre de cobre. Material que se seca y sin exceso de oxidacin. El porcentaje y tipo de metales distintos de estos, as como el porcentaje y el tipo de contaminacin metlica, deben ser acordadas entre el comprador y el vendedor.

Residuos de aparatos elctricos industriales (IEW) incluyelos cables de alimentacin (subterrneas y superficiales), transformadores y otros equipos elctricos. La cantidad relativa de este material es pequea, pero su contenido de cobre es alto (5e80%).

No Industrial de residuos de aparatos elctricos (INEW, agrupan a veces con IEW)incluye un gran equipo de transporte (aviones, barcos y trenes), municiones y explosivos sin detonar, y otra maquinaria. Aunque oficialmente no se estima que su contenido de cobre, el porcentaje es probable que sea pequeo (Ruhrberg, 2006).

Los residuos slidos urbanos (RSU)es el ms difcil flujo de residuos de proceso, y contiene muy poco cobre (0,05e0,20 %). Monedas sueltas de residuos urbanos contienen la mayor parte de su cobre, y pequeos aparatos contienen la mayor parte de los dems.

Recuperacin de viejos chatarra de cobre de las corrientes de desechos depende del tipo de residuos, la ubicacin de la corriente de desechos, y el precio del cobre (Vexler, Bertram, Kapur, Spatari, & Graedel, 2004). De alto grado de ros como IEW son rentables para procesar y reciclar, es decir, casi todos los cables de cobre de este tipo de residuos se recuper. A pesar de que muy pocos se mantienen estadsticas, la misma es probable caso de INEW. La presencia de la infraestructura para el desmantelamiento y la transformacin ELV significa que la recuperacin de cobre a partir de este flujo es mayor en el mundo desarrollado que en las zonas menos desarrolladas. Recuperacin de cobre de residuos urbanos siempre es baja.

Recuperacin de cobre de RAEE tambin ha sido baja, pero est aumentando como resultado de los mandatos de los gobiernos para procesarlo.

Numerosas investigaciones de corrientes las existencias de materiales y anlisis (SFA) se han llevado a cabo en diversos pases en la ltima dcada. Como resultado de ello, las recuperaciones de cobre total estimado de materiales de desecho se han reportado para:

Africa: 40% en 1994 (Van Beers, Bertram, Fusible Spatari, & Graedel, 2003) China: el 70% en 2005 (Yue, Lu, & Zhi, 2009) Europa: 73% en 1999 (Ruhrberg, 2006) Amrica Latina y el Caribe: 84% en 1994 (Vexler et al., 2004) ESTADOS UNIDOS: 49% en 1994 (Lifset, Gordon, Graedel, Spatari, y Bertram, 2002).

18.2 . SECUNDARIA DE COBRE LAS CATEGORAS Y DEFINICIONESEl Instituto de Industrias de Reciclaje (ISRI, 2009) reconoce actualmente 45 grados de cobre-base chatarra. Sin embargo, la mayora de ellos son de aleacin de chatarra, que es mucho menos disponible de "puro", chatarra de cobre. Desechos de aleacin tambin es ms probable que sea directamente reciclado de chatarra de cobre. Como resultado, el ISRI denominaciones no siempre son importantes recicladores de cobre. Cuadro 18.1 describe los ms importantes grados de aleacin de cobre, incluyendo el ISRI y nombres comerciales.

Adems, reciclaje de cobre a menudo incluye el tratamiento deresiduos.La definicin de esta palabra es un tema de debate en los pases industrializados, porque la venta y el transporte de los materiales designados como los residuos es mucho ms reguladas que de los materiales designados como chatarra. De hecho, el material clasificado como de cobre chatarra se define en muchos pases como en el caso de los desechos, a pesar del hecho de que puede ser reciclado con rentabilidad. Los desechos en general tienen un bajo contenido de cobre, un escaso valor econmico y un alto costo de procesamiento por kg de cobre contenido. Como resultado de ello, recicladores a veces cobran un cargo de procesamiento de estos materiales (Lehner, 1998). Ejemplos de residuos incluyen los lodos generados a partir de cobre refinado, escorias de fundicin, y el residuo de lixiviacin de fangos andicos.

18.3 . EL ENRIQUECIMIENTO Y PROCESAMIENTO DE CHATARRA18.3.1 . Procesamiento de cables yEl cable es, con mucho, la ms comn forma de chatarra vieja. Estos formularios para que los ms avanzados de tecnologa de procesamiento. Nijkerk y Dalmijn (1998) dividen chatarra de alambres y cables en tres tipos:

(a) Encima de la tierra, en su mayorade alta tensin cable de alimentacin. Estos cables son de alto grado (principalmente cobre, poco aislamiento) y bastante coherente en el sector de la construccin. Son fciles de reciclar.(b) En el suelo, con una gran variedad de revestimientos y tamaos. Estos son generalmente delgados, por lo que el costo de la tramitacin por kg de cobre recuperado es tan superior que en el sector del cable. El cable tambin es ms probable que se mezclan con otros residuos, que requieren separacin adicional. Arneses automotrices y aparato cable son algunos ejemplos.(c) Por debajo de tierra, qu caracterstica compleja construccin y muchas coberturas. Estos cables a menudo contienen plomo envoltura, betn, grasa, y masilla. Esto significa que es bastante complejo de procesamiento son necesarios para recuperar el cobre sin crear riesgo para la seguridad y el medio ambiente.

Recuperacin de chatarra Cobre cable de trituracin (tambin conocido como picar o rallar) tiene su origen en la Segunda Guerra Mundial cuando fue desarrollada para recuperar los revestimientos de goma (Sullivan, 1985). Tiras desde entonces, se ha convertido en la tecnologa dominante para chatarra de alambres y cables (Nijkerk & Dalmijn, 1998).

La Figura 18.3 muestra un cable tpico de picar grfica. Antes de ir a la primeragranulator, la chatarra es cable cortado en trozos de un metro o menos (Nijkerk & Dalmijn, 1998; Sullivan, 1985). Esto es especialmente importante para cables ms grandes. La primera granulator oprechopper, generalmente es un fusible de cuchilla giratoria con un eje de rotacin. Las cuchillas en este eje corte contra un segundo conjunto de cuchillas fijas. Velocidad de rotacin es de 120 rpm, y una pantalla es siempre producto de gran tamao para volver al flujo de alimentacin. Su tarea principal es la reduccin del tamao en lugar de separacin de los hilos de la aislamiento.

Dependiendo del tipo de material alimentado al prechopper, la longitud del producto piezas es de 10e 100mm (Reid, 2003).

El principal granulator tambin libera las piezas de acero que puedan estar conectados al cable chatarra. Estos se eliminan de los productos por un separador magntico (Reid, 2003).

El cable cortado parcialmente a continuacin, se introduce un segundo granulator (Sullivan, 1985). La segunda granulator es similar a la primera, pero opera a velocidades mucho mayores (400 rpm) y tiene ms cuchillos y juegos de hoja pequea (tan pequeo como 0,05 mm). Se pica el cable a lo largo de 6 mmo ms pequeos, en su mayora liberar el cobre en su aislamiento. Una vez ms, la pantalla se utiliza para devolver material extragrande. La tendencia reciente es a operar la segunda granulator a bajas velocidades, lo que reduce las prdidas en la metal plstico fraccin (Reid, 2003).

La ltima unidad proceso de chatarra de alambre y cable de cobre es la separacin de aislamiento. Esto se realiza normalmente mediante la diferencia entre la gravedad especfica del cobre (8,96 ) y la de los aislantes de plstico y de goma (1.3e1.4 ).

La Figura 18.3 muestra unseparador por gravedad, que normalmente produce tres fracciones:(a) "Puro", fraccin de plstico(b) Chuletas Cobrereunin nmero 1 o nmero 2 especificaciones de pureza chatarra (tabla 18.1 ).

FIGURA 18.3Papelera cable "picar" grfica para separar cobre de aislamiento y material ferroso.

La gravedad especfica separador es una mesa de aire, viento que sopla hacia arriba al mismo tiempo que permite aislamiento cobre a punto de hundirse.

(c) UNA cascarilla fraccin, que es devuelto a la segunda granulator para su reprocesamiento.

El separador es ms comnmente un tabla de aire (Sullivan, 1985), que en definitiva se recupera 80 e90% de cobre la entrada. Las unidades compactas que incluyen la granulator y aire separador de una unidad son cada vez ms populares para los procesadores ms pequeos (Fowler, 2008).

Las operaciones de picado en mayor, elutriacin o separacin electrosttica se utilizan a veces como "limpias" pasos para recuperar el ltimo bit del cobre de la fraccin de plstico (Reid, 2003). Una diferencia significativa entre el cobre las chuletas y se forma de las partculas de plsticoeel cobre las chuletas son ms largos que los de plstico. Se han realizado esfuerzos para desarrollar procesos de separacin en funcin de esta caracterstica (Koyanaka, Ohya, Endoh, Iwata, & Ditl, 1997).

Resultados de Arau'jo, Chaves, Espinosa, & Tenorio et al. (2008) sugieren que elutriacin es el ms eficaz de estas tcnicas.

Proceso de cable subterrneo es complicada por la complejidad de su construccin, la inflamabilidad de su cubierta, y la presencia de aluminio o plomo producto de la destruccin. Nijkerk y Dalmijn (1998) describen el uso de pelado de cable para cables ms grandes.

Esquila y este sigue abierto implica cortar en rodajas el cable y la extraccin del hilo de cobre con la mano. Los pequeos cables subterrneos (