3 PHƯƠNG PHÁP TÁI CHẾ KIM LOẠI MÀU PHỔ BIẾN NHẤT TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY

Khi thế giới ngày càng đòi hỏi sự bền vững, thì vấn đề tái chế kim loại và các phương pháp tái chế kim loại màu đã trở thành một hoạt động, một lĩnh vực quan trọng gắn liền với nền kinh tế tuần hoàn. Lựa chọn biện pháp tái chế chính là thể hiện trách nhiệm của con người đối với môi trường, không những thế hoạt động này còn mang đến những lợi ích trong kinh doanh nhờ vào việc tận dụng vô số lần nguồn vật liệu không thể tái tạo.

Các kim loại màu như nhôm, chì, đồng, niken, thiếc, kẽm… với đặc tính chung ưu việt hơn hết đó là có thể tái tạo vô số lần mà không làm mất đi đặc tính ban đầu của chúng. Đó là một trong những lý do tại sao nhiều quốc gia trên thế giới không cần khai thác mà vẫn đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất. Ví dụ như Brazil có tới 98,2% lon nhôm được tái chế hằng năm – trở thành quốc gia top đầu trong khía cạnh tái chế. Một số quốc gia khác như Mỹ cũng có tới 40% tổng lượng nhôm được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau với nguồn gốc tái chế.

Mặc dù mang những ưu điểm trong việc không phải khai thác cũng như tiết kiệm lên đến 95% năng lượng sản xuất. Nhưng đôi khi việc tái chế cũng gặp một số khó khăn bởi vật liệu thải không phải lúc nào cũng ở dạng nguyên chất, đó có thể là dạng rắn hoặc lỏng hỗn hợp… Điều này bắt buộc cần phải được chiết xuất và tinh chế để đưa về dạng nguyên chất nếu muốn sử dụng tiếp.

Phương pháp tái chế kim loại màu điện phân được sử dụng rộng rãi trên thế giới (Electrowinning)

3 phương pháp tái chế kim loại màu phổ biến nhất hiện nay được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới đó là: Điện phân, kết tủa và cảm biến kim loại màu.

Phương pháp tái chế kim loại màu điện phân (Electrowinning)

Electrowinning còn được gọi là tách điện, là một quá trình tương đối đơn giản để tách các kim loại hòa tan khỏi trạng thái hòa tan của chúng bằng cách sử dụng điện. 

Trong trường hợp khai thác kim loại màu với mục đích tái chế, quy trình thường diễn ra như sau:

 Đầu tiên, vật liệu có thể là bất kỳ dạng chất thải nào, chẳng hạn như vật liệu rắn từ các bãi chôn lấp hoặc các loại hỗn hợp rắn khác nhau có chứa kim loại màu… được đưa vào một dung dịch lỏng. Nơi nó được hòa tan thành trạng thái lỏng thông qua quá trình được gọi là rửa trôi, kết quả cuối cùng của quá trình này được gọi là nước rỉ rác hoặc dung dịch nước rỉ. 

Sau đó, sử dụng một cực dương và cực âm – là những điện cực mà dòng điện chạy qua và được đặt chìm trong dung dịch – một dòng điện được truyền qua dung dịch bị rửa trôi, sau đó làm cho (các) kim loại bị khử (về mặt hóa học) dẫn đến chúng tạo thành một lớp mỏng đều trên bề mặt của catot ngập nước. Bằng cách này, các kim loại màu, chẳng hạn như đồng, thiếc, niken hoặc bạc được thu hồi và sẵn sàng sử dụng lại.

Phương pháp tái chế kim loại màu: Sự kết tủa

Phương pháp xử lý thứ hai đối với kim loại màu là kết tủa. Đây cũng là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để thu hồi kim loại từ dung dịch nước. Sự kết tủa cũng có thể được sử dụng để xử lý nước thải; một quy trình trong đó các kim loại được thu hồi từ dung dịch nước thải.

Phương pháp này bao gồm hai phương pháp phụ loại bỏ kim loại được gọi là đồng kết tủa và hấp phụ. Để không đi vào quá nhiều chi tiết kỹ thuật, chúng tôi sẽ chủ yếu đề cập đến phương pháp cơ bản của sự kết tủa mà không đi quá sâu vào các khía cạnh khác của nó. Kết tủa là quá trình hình thành một chất rắn không hòa tan từ chất ban đầu là dung dịch nước, thường liên quan đến việc điều chỉnh độ pH hoặc bổ sung một loại hóa chất khác.

Kết quả cuối cùng được gọi là “sự kết tủa” trong khi hóa chất gây ra hiện tượng này được gọi là “chất kết tủa”. Các chất kết tủa được sử dụng phổ biến nhất là natri và canxi hydroxit hoặc oxit được sử dụng để tăng độ pH dẫn đến các hidroxit kim loại không hòa tan.

Phương pháp tái chế kim loại màu sử dụng cảm biến kim loại

Cuối cùng, cảm biến kim loại màu đang trở nên được sử dụng rộng rãi trong việc phân loại và chiết xuất kim loại màu từ phế liệu, hầu hết trong số đó có nguồn gốc từ các phương tiện đã hết tuổi thọ hoặc từ chất thải điện tử. Ví dụ, các cảm biến được sử dụng để phát hiện và chiết xuất các kim loại màu cụ thể từ Zorba (Zorba được định nghĩa là một hỗn hợp các kim loại phế liệu màu được cắt nhỏ chủ yếu bao gồm nhôm nhưng cũng chứa đồng, chì, đồng thau, kẽm, thiếc, niken và đồng ở bất kỳ dạng nào của chúng).

Thông thường, hỗn hợp các kim loại này sẽ được phân loại theo cách thủ công hoặc bằng cách sử dụng phương pháp xử lý trọng lượng ‘chìm-nổi’.

Tuy nhiên, cả hai phương pháp phần lớn đều không đáng tin cậy vì phương pháp đầu tiên dựa vào sự can thiệp và quan sát của con người, trong khi phương pháp thứ hai dựa vào mật độ của các vật liệu nói trên. Vấn đề nảy sinh khi một số kim loại màu có mật độ tương tự nên chúng sẽ không thể tách rời nhau bằng kỹ thuật trọng lượng. 

Sử dụng các cảm biến, bao gồm cả công nghệ truyền tia X có thể nhắm mục tiêu các vật liệu khác nhau dựa trên mật độ nguyên tử của chúng. Phương pháp này tăng mức độ tin cậy hơn đáng kể và gần như loại bỏ hoàn toàn sự tùy tiện trong việc phân tách các vật liệu phế liệu bằng hành động thủ công.

Ví dụ, trong trường hợp dây có chứa đồng được cắt mịn, thường đi kèm với dấu vết của đồng thau hoặc thép không gỉ, sử dụng công nghệ dựa trên cảm biến có thể phát hiện và loại bỏ các hạt đồng có kích thước nhỏ hơn 1mm ra khỏi hỗn hợp để đảm bảo độ tinh khiết. trên 99%; một tỷ lệ các cơ chế chìm-nổi hoặc những con mắt soi xét kỹ lưỡng nhất không thể đạt được.

Các bài viết khác