Metallrecycling ist der Prozess, bei dem Metalle aus Schrott hergestellt werden. Diese zurückgewonnenen Metalle sind nicht von den Metallen zu unterscheiden, die aus der primären Verarbeitung eines Erzes des Metalls hergestellt werden. Der Prozess ist jedoch etwas anders und die Belichtung könnte unterschiedlich sein. Die technischen Bedienelemente sind grundsätzlich gleich. Die Metallrückgewinnung ist für die Weltwirtschaft sehr wichtig wegen der Verknappung von Rohstoffen und der Verschmutzung der Umwelt, die durch Abfallmaterialien verursacht wird.

Aluminium, Kupfer, Blei und Zink machen 95 % der Produktion in der sekundären NE-Metallindustrie aus. Auch Magnesium, Quecksilber, Nickel, Edelmetalle, Cadmium, Selen, Kobalt, Zinn und Titan werden zurückgewonnen. (Eisen und Stahl werden im Kapitel besprochen Eisen- und Stahlindustrie. Siehe auch den Artikel „Kupfer-, Blei- und Zinkverhüttung und -raffination“ in diesem Kapitel.)

Kontrollstrategien

Prinzipien der Emissions-/Expositionskontrolle

Die Metallrückgewinnung beinhaltet die Exposition gegenüber Staub, Dämpfen, Lösungsmitteln, Lärm, Hitze, Säurenebeln und anderen potenziell gefährlichen Materialien und Risiken. Einige Prozess- und/oder Materialhandhabungsmodifikationen können möglich sein, um die Erzeugung von Emissionen zu eliminieren oder zu reduzieren: Minimierung der Handhabung, Senkung der Topftemperaturen, Verringerung der Krätzebildung und der Oberflächenstauberzeugung und Änderung des Anlagenlayouts, um die Materialhandhabung oder das erneute Mitreißen von Sedimenten zu reduzieren Staub.

Die Exposition kann in einigen Fällen reduziert werden, wenn Maschinen ausgewählt werden, um Aufgaben mit hoher Exposition auszuführen, sodass Mitarbeiter aus dem Bereich entfernt werden können. Dies kann auch ergonomische Gefahren aufgrund der Materialhandhabung verringern.

Um eine Kreuzkontamination sauberer Bereiche in der Anlage zu verhindern, ist es wünschenswert, Prozesse zu isolieren, die erhebliche Emissionen erzeugen. Eine physische Barriere wird Emissionen eindämmen und ihre Ausbreitung verringern. Dadurch sind weniger Menschen exponiert und die Zahl der Emissionsquellen, die zur Exposition in einem bestimmten Gebiet beitragen, wird reduziert. Dies vereinfacht Expositionsbewertungen und erleichtert die Identifizierung und Kontrolle wichtiger Quellen. Rückgewinnungsvorgänge sind häufig von anderen Anlagenvorgängen isoliert.

Gelegentlich ist es möglich, eine bestimmte Emissionsquelle einzuschließen oder zu isolieren. Da Gehäuse selten luftdicht sind, wird häufig ein Negativzug-Abluftsystem an dem Gehäuse angebracht. Eine der gebräuchlichsten Methoden zur Emissionskontrolle ist die Bereitstellung einer lokalen Absaugung am Ort der Emissionserzeugung. Das Auffangen von Emissionen an ihrer Quelle verringert das Potenzial, dass sich Emissionen in die Luft ausbreiten. Es verhindert auch eine sekundäre Exposition der Mitarbeiter, die durch das Wiedereinschleppen von abgesetzten Schadstoffen entsteht.

Die Erfassungsgeschwindigkeit einer Abzugshaube muss groß genug sein, um zu verhindern, dass Dämpfe oder Staub aus dem Luftstrom in die Haube entweichen. Der Luftstrom sollte ausreichend schnell sein, um Rauch und Staubpartikel in die Haube zu tragen und die störenden Auswirkungen von Querzug und anderen zufälligen Luftbewegungen zu überwinden. Die hierfür erforderliche Geschwindigkeit variiert von Anwendung zu Anwendung. Die Verwendung von Umluftheizungen oder persönlichen Kühlgebläsen, die die lokale Absaugung überwinden können, sollte eingeschränkt werden.

Alle Abluft- oder Verdünnungslüftungssysteme benötigen auch Ersatzluft (auch als „Make-up“-Luftsysteme bekannt). Wenn das Ersatzluftsystem gut konzipiert und in natürliche und Komfortbelüftungssysteme integriert ist, kann eine wirksamere Kontrolle der Exposition erwartet werden. Zum Beispiel sollten Ersatzluftauslässe so platziert werden, dass saubere Luft vom Auslass über die Mitarbeiter zur Emissionsquelle und zum Abzug strömt. Diese Technik wird häufig bei Zuluftinseln eingesetzt und platziert den Mitarbeiter zwischen sauberer Zuluft und der Emissionsquelle.

Saubere Bereiche sollen durch direkte Emissionskontrollen und Haushaltsführung kontrolliert werden. Diese Bereiche weisen geringe Schadstoffkonzentrationen in der Umgebung auf. Mitarbeiter in kontaminierten Bereichen können durch Zuluft-Servicekabinen, Inseln, Bereitschaftskanzeln und Kontrollräume, ergänzt durch persönlichen Atemschutz, geschützt werden.

Die durchschnittliche tägliche Exposition von Arbeitern kann reduziert werden, indem saubere Bereiche wie Pausen- und Kantinenräume bereitgestellt werden, die mit frischer, gefilterter Luft versorgt werden. Durch den Aufenthalt in einem relativ schadstofffreien Bereich kann die zeitgewichtete durchschnittliche Schadstoffbelastung der Mitarbeiter reduziert werden. Eine weitere beliebte Anwendung dieses Prinzips ist die Zuluftinsel, bei der frische gefilterte Luft dem Atembereich des Mitarbeiters am Arbeitsplatz zugeführt wird.

Ausreichend Platz für Abzugshauben, Kanalarbeiten, Kontrollräume, Wartungsarbeiten, Reinigung und Geräteaufbewahrung sollte bereitgestellt werden.

Radfahrzeuge sind bedeutende Quellen von Sekundäremissionen. Wo Radfahrzeuge eingesetzt werden, können die Emissionen verringert werden, indem alle Oberflächen gepflastert, Oberflächen von angesammelten staubigen Materialien freigehalten, die Fahrstrecken und -geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert und die Fahrzeugabgase und der Kühlgebläseausstoß umgeleitet werden. Geeignetes Pflastermaterial wie Beton sollte unter Berücksichtigung von Faktoren wie Belastung, Nutzung und Pflege der Oberfläche ausgewählt werden. Auf einige Oberflächen können Beschichtungen aufgebracht werden, um das Abspülen von Fahrbahnen zu erleichtern.

Alle Abluft-, Verdünnungs- und Frischluftbelüftungssysteme müssen ordnungsgemäß gewartet werden, um Luftverunreinigungen wirksam zu kontrollieren. Zusätzlich zur Wartung allgemeiner Belüftungssysteme müssen Prozessanlagen gewartet werden, um das Verschütten von Material und flüchtige Emissionen zu verhindern.

Umsetzung des Arbeitspraxisprogramms

Obwohl Standards technische Kontrollen als Mittel zum Erreichen von Compliance betonen, sind Kontrollen der Arbeitspraxis für ein erfolgreiches Kontrollprogramm unerlässlich. Technische Kontrollen können durch schlechte Arbeitsgewohnheiten, unzureichende Wartung und schlechte Haushaltsführung oder persönliche Hygiene zunichte gemacht werden. Mitarbeiter, die dieselben Geräte in verschiedenen Schichten bedienen, können aufgrund von Unterschieden in diesen Faktoren zwischen den Schichten erheblich unterschiedliche Expositionen in der Luft haben.

Arbeitspraxisprogramme, obwohl oft vernachlässigt, repräsentieren gute Managementpraxis sowie gesunden Menschenverstand; Sie sind kostengünstig, erfordern jedoch eine verantwortungsbewusste und kooperative Haltung seitens der Mitarbeiter und Vorgesetzten. Die Einstellung der Geschäftsleitung zu Sicherheit und Gesundheit spiegelt sich in der Einstellung der Linienvorgesetzten wider. Ebenso kann die Einstellung der Mitarbeiter leiden, wenn Vorgesetzte diese Programme nicht durchsetzen. Die Förderung einer guten Gesundheits- und Sicherheitseinstellung kann erreicht werden durch:

• eine kooperative Atmosphäre, in der Mitarbeiter an den Programmen teilnehmen
• formelle Trainings- und Bildungsprogramme
• Hervorhebung des Betriebssicherheits- und Gesundheitsprogramms. Mitarbeiter zu motivieren und ihr Vertrauen zu gewinnen ist notwendig, um ein effektives Programm zu haben.

 

Arbeitspraxisprogramme können nicht einfach „installiert“ werden. Genauso wie eine Lüftungsanlage müssen sie gewartet und ständig auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Diese Programme liegen in der Verantwortung des Managements und der Mitarbeiter. Es sollten Programme eingerichtet werden, um „gute“ (dh wenig exponierte) Praktiken zu lehren, zu fördern und zu überwachen.

Persönliche Schutzausrüstung

Schutzbrillen mit Seitenschutz, Overalls, Sicherheitsschuhe und Arbeitshandschuhe sollten routinemäßig bei allen Arbeiten getragen werden. Personen, die mit Gießen und Schmelzen oder mit dem Gießen von Legierungen beschäftigt sind, sollten Schürzen und Handschutz aus Leder oder anderen geeigneten Materialien tragen, um sich vor Spritzern von geschmolzenem Metall zu schützen.

In Betrieben, in denen technische Kontrollen nicht ausreichen, um Staub- oder Rauchemissionen zu kontrollieren, sollte ein angemessener Atemschutz getragen werden. Wenn der Lärmpegel zu hoch ist und nicht technisch ausgeregelt werden kann oder Lärmquellen nicht isoliert werden können, sollte ein Gehörschutz getragen werden. Es sollte auch ein Gehörerhaltungsprogramm geben, einschließlich audiometrischer Tests und Schulungen.

Prozesse

Aluminium

Die Sekundäraluminiumindustrie verwendet aluminiumhaltigen Schrott, um metallisches Aluminium und Aluminiumlegierungen herzustellen. Die in dieser Industrie eingesetzten Prozesse umfassen Schrottvorbehandlung, Umschmelzen, Legieren und Gießen. Das von der Sekundäraluminiumindustrie verwendete Rohmaterial umfasst neuen und alten Schrott, geschwitztes Schweinefleisch und etwas Primäraluminium. Neuschrott besteht aus Verschnitt, Schmiedestücken und anderen Feststoffen, die von der Flugzeugindustrie, Herstellern und anderen Produktionsstätten gekauft werden. Bohr- und Drehspäne fallen bei der Bearbeitung von Guss-, Stangen- und Schmiedeteilen in der Flugzeug- und Automobilindustrie an. Krätzen, Abschaum und Schlacken werden aus Primärreduktionsanlagen, Sekundärhütten und Gießereien gewonnen. Altschrott umfasst Autoteile, Haushaltsgegenstände und Flugzeugteile. Die beteiligten Schritte sind wie folgt:

• Inspektion und Sortierung. Zugekaufter Aluminiumschrott wird kontrolliert. Sauberer Schrott, der keiner Vorbehandlung bedarf, wird zum Lager transportiert oder direkt in den Schmelzofen chargiert. Das vorzubehandelnde Aluminium wird manuell sortiert. Freies Eisen, Edelstahl, Zink, Messing und übergroße Materialien werden entfernt.
• Brechen und Sieben. Altschrott, insbesondere mit Eisen kontaminierte Gussteile und Bleche, sind Inputs für diesen Prozess. Sortierter Schrott wird zu einem Brecher oder einer Hammermühle befördert, wo das Material geschreddert und zerkleinert und das Eisen vom Aluminium getrennt wird. Das zerkleinerte Material wird über Vibrationssiebe geleitet, um Schmutz und Feinteile zu entfernen.
• Ballenpressen. Speziell konstruierte Ballenpressen werden verwendet, um sperrigen Aluminiumschrott wie Blechschrott, Gussteile und Schnittgut zu verdichten.
• Schreddern/Klassifizieren. Reine Aluminiumkabel mit Stahlarmierung oder Isolierung werden mit Alligatorscheren geschnitten, dann granuliert oder in Hammermühlen weiter zerkleinert, um den Eisenkern und die Kunststoffbeschichtung vom Aluminium zu trennen.
• Brennen/Trocknen. Bohrungen und Drehteile werden vorbehandelt, um Schneidöle, Fette, Feuchtigkeit und freies Eisen zu entfernen. Der Schrott wird in einer Hammermühle oder einem Ringbrecher zerkleinert, die Feuchtigkeit und organischen Stoffe werden in einem gas- oder ölbefeuerten Rotationstrockner verflüchtigt, die getrockneten Späne werden gesiebt, um Aluminiumfeinstoffe zu entfernen, das verbleibende Material wird zur Entfernung von Eisen magnetisch behandelt, und die sauberen, getrockneten bohrungen werden in behälterboxen sortiert.
• Verarbeitung von heißer Schlacke. Aluminium kann aus der heißen Krätze, die aus dem Frischofen abgeführt wird, durch diskontinuierliches Fluxen mit einer Salz-Kryolith-Mischung entfernt werden. Dieser Vorgang wird in einem mechanisch gedrehten, feuerfest ausgekleideten Zylinder durchgeführt. Das Metall wird periodisch durch ein Loch in seiner Basis angezapft.
• Trockenmahlen. Beim Trockenmahlverfahren werden mit Kaltaluminium beladene Krätzen und andere Reststoffe durch Mahlen, Sieben und Konzentrieren zu einem Produkt mit einem Mindestaluminiumgehalt von 60 bis 70 % verarbeitet. Kugelmühlen, Stabmühlen oder Hammermühlen können verwendet werden, um die Oxide und Nichtmetalle zu feinen Pulvern zu reduzieren. Die Trennung von Schmutz und anderen nicht verwertbaren Stoffen vom Metall wird durch Sieben, Windsichten und/oder Magnetabscheidung erreicht.
• Braten. Aluminiumfolie, die mit Papier, Guttapercha oder Isolierung kaschiert ist, ist ein Input in diesem Prozess. Beim Röstprozess werden mit Aluminiumfolien verbundene kohlenstoffhaltige Materialien geladen und dann von dem Metallprodukt getrennt.
• Aluminium schwitzt. Schwitzen ist ein pyrometallurgisches Verfahren, das zur Rückgewinnung von Aluminium aus hocheisenhaltigem Schrott eingesetzt wird. Aluminiumschrott mit hohem Eisengehalt, Gussteile und Krätze sind Inputs in diesem Prozess. Üblicherweise werden Flammöfen mit offenem Feuer und schrägen Feuerstellen verwendet. Die Trennung wird erreicht, wenn Aluminium und andere niedrigschmelzende Bestandteile schmelzen und den Herd hinab, durch einen Rost und in luftgekühlte Formen, Sammeltöpfe oder Haltebrunnen rieseln. Das Produkt wird als „ausgeschwitztes Schwein“ bezeichnet. Die beim Schwitzen entstehenden höherschmelzenden Materialien wie Eisen, Messing und Oxidationsprodukte werden periodisch aus dem Ofen abgezapft.
• Nachhallendes (Chlor) Schmelzen-Raffinieren. Flammöfen werden verwendet, um sauber sortierten Schrott, geschwitzte Schweine oder in einigen Fällen unbehandelten Schrott in Spezifikationslegierungen umzuwandeln. Der Schrott wird dem Ofen mechanisch zugeführt. Materialien werden für die Verarbeitung per Chargen- oder kontinuierlicher Beschickung hinzugefügt. Nach dem Einbringen des Schrotts wird ein Flussmittel zugegeben, um den Kontakt mit und die anschließende Oxidation der Schmelze durch Luft zu verhindern (Cover-Flux). Lösungsmittelflussmittel werden hinzugefügt, die mit nichtmetallischen Stoffen, wie Rückständen von verbrannten Beschichtungen und Schmutz, reagieren, um unlösliche Bestandteile zu bilden, die als Schlacke an die Oberfläche schwimmen. Je nach Vorgabe werden dann Legierungsmittel zugesetzt. Entfetten ist der Prozess, der den Magnesiumgehalt der geschmolzenen Charge reduziert. Beim Entmagern mit Chlorgas wird Chlor durch Kohlerohre oder -lanzen eingeblasen und reagiert unter Blasenbildung mit Magnesium und Aluminium. Im Abschöpfschritt werden unreine halbfeste Flussmittel von der Oberfläche der Schmelze abgeschöpft.
• Reverberatory (Fluor) Schmelz-Raffination. Dieses Verfahren ist ähnlich dem Schmelzveredelungsverfahren (Chlor) mit der Ausnahme, dass Aluminiumfluorid anstelle von Chlor verwendet wird.

 

Tabelle 1 listet Exposition und Kontrollen für Aluminiumrückgewinnungsvorgänge auf.

Tabelle 1. Technische/administrative Kontrollen für Aluminium, nach Betrieb

 

Kupferrückgewinnung

Die Sekundärkupferindustrie verwendet kupferhaltigen Schrott zur Herstellung von metallischem Kupfer und kupferbasierten Legierungen. Die verwendeten Rohstoffe können als neuer Schrott, der bei der Herstellung von Fertigprodukten entsteht, oder als alter Schrott aus veralteten, abgenutzten oder geborgenen Artikeln klassifiziert werden. Altschrottquellen sind Draht, Sanitärarmaturen, Elektrogeräte, Autos und Haushaltsgeräte. Andere Materialien mit Kupferwert sind Schlacken, Schlacken, Gießereiaschen und Hüttenabfälle. Dabei handelt es sich um folgende Schritte:

• Strippen und Sortieren. Schrott wird nach Kupfergehalt und Sauberkeit sortiert. Sauberer Schrott kann manuell getrennt werden, um ihn direkt einem Schmelz- und Legierungsofen zuzuführen. Eisenhaltige Bestandteile können magnetisch abgeschieden werden. Isolierungen und Bleikabelummantelungen werden von Hand oder mit speziell konstruierten Geräten abisoliert.
• Brikettieren und Zerkleinern. Sauberer Draht, dünne Bleche, Drahtgitter, Bohrungen, Späne und Späne werden zur einfacheren Handhabung verdichtet. Zum Einsatz kommen hydraulische Ballenpressen, Hammermühlen und Kugelmühlen.
• Schreddern. Die Trennung des Kupferdrahtes von der Isolierung wird erreicht, indem die Größe der Mischung reduziert wird. Das zerkleinerte Material wird dann durch Luft- oder hydraulische Klassierung mit magnetischer Trennung von Eisenmaterialien sortiert.
• Mahlen und Schwerkrafttrennung. Dieser Prozess erfüllt die gleiche Funktion wie die Zerkleinerung, verwendet jedoch ein wässriges Trennmedium und verschiedene Inputmaterialien wie Schlacken, Krätzen, Abschaum, Gießereiasche, Kehrgut und Filterstaub.
• Trocknen Bohrspäne, Späne und Späne, die flüchtige organische Verunreinigungen wie Schneidflüssigkeiten, Öle und Fette enthalten, werden entfernt.
• Isolierung brennt. Dieser Prozess trennt Isolierungen und andere Beschichtungen von Kupferdraht, indem diese Materialien in Öfen verbrannt werden. Der Drahtschrott wird chargenweise einer Primärzündkammer oder einem Nachbrenner zugeführt. Flüchtige Verbrennungsprodukte werden dann zum Sammeln durch eine sekundäre Verbrennungskammer oder ein Sackhaus geleitet. Unspezifisches Feinstaubmaterial wird erzeugt, das Rauch, Lehm und Metalloxide enthalten kann. Gase und Dämpfe können Stickoxide, Schwefeldioxid, Chloride, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Aldehyde enthalten.
• Schwitzen. Die Entfernung niedrig dampfschmelzender Bestandteile aus Schrott erfolgt durch Erhitzen des Schrotts auf eine kontrollierte Temperatur, die knapp über dem Schmelzpunkt der auszuschwitzenden Metalle liegt. Das Primärmetall Kupfer ist im Allgemeinen nicht die geschmolzene Komponente.
• Ammoniumcarbonat-Auslaugung. Kupfer kann aus relativ sauberem Schrott durch Auslaugen und Auflösen in einer basischen Ammoniumcarbonatlösung zurückgewonnen werden. Kupfer(II)-Ionen in einer Ammoniaklösung reagieren mit metallischem Kupfer, um Kupfer(I)-Ionen zu erzeugen, die durch Luftoxidation in den Kupfer(II)-Zustand reoxidiert werden können. Nachdem die Rohlösung vom Laugungsrückstand getrennt ist, wird das Kupferoxid durch Wasserdampfdestillation gewonnen.
• Wasserdampfdestillation. Durch Kochen des ausgelaugten Materials aus dem Karbonatauslaugungsverfahren wird das Kupferoxid ausgefällt. Das Kupferoxid wird dann getrocknet.
• Hydrothermale Wasserstoffreduktion. Kupferionen enthaltende Ammoniumcarbonatlösung wird unter Druck in Wasserstoff erhitzt, wobei das Kupfer als Pulver ausfällt. Das Kupfer wird filtriert, gewaschen, getrocknet und unter einer Wasserstoffatmosphäre gesintert. Das Pulver wird gemahlen und gesiebt.
• Schwefelsäureauswaschung. Altkupfer wird in heißer Schwefelsäure gelöst, um eine Kupfersulfatlösung zur Beschickung des Elektrogewinnungsverfahrens zu bilden. Nach dem Aufschluss wird der ungelöste Rückstand abfiltriert.
• Konverterschmelze. Geschmolzenes schwarzes Kupfer wird in den Konverter geladen, der ein birnenförmiger oder zylindrischer, mit Stahlmantel ausgekleideter feuerfester Stein ist. Durch sogenannte Düsen wird Luft in die geschmolzenen Chargen eingeblasen Düsen. Die Luft oxidiert Kupfersulfid und andere Metalle. Ein Siliziumdioxid enthaltendes Flussmittel wird hinzugefügt, um mit den Eisenoxiden zu reagieren, um eine Eisensilikatschlacke zu bilden. Diese Schlacke wird aus dem Ofen abgeschöpft, normalerweise durch Kippen des Ofens, und dann erfolgt ein sekundäres Blasen und Abschöpfen. Das Kupfer aus diesem Prozess wird als Blisterkupfer bezeichnet. Das Blisterkupfer wird in der Regel in einem Feuerläuterofen weiter geläutert.
• Brandveredelung. Das Rohkupfer aus dem Konverter wird in einem zylindrischen Kippofen, einem Gefäß ähnlich einem Flammofen, feuerveredelt. Das Rohkupfer wird in einer oxidierenden Atmosphäre in das Raffinationsgefäß eingebracht. Die Verunreinigungen werden von der Oberfläche abgeschöpft und durch Zugabe von Rohholz oder Erdgas eine reduzierende Atmosphäre erzeugt. Das resultierende geschmolzene Metall wird dann gegossen. Wenn das Kupfer elektrolytisch raffiniert werden soll, wird das raffinierte Kupfer als Anode gegossen.
• Elektrolytische Raffination. Die Anoden aus dem Feuerraffinationsprozess werden in einen Tank mit Schwefelsäure und Gleichstrom gegeben. Das Kupfer von der Anode wird ionisiert und die Kupferionen werden auf einer Starterfolie aus reinem Kupfer abgeschieden. Wenn sich die Anoden im Elektrolyten auflösen, setzen sich die Verunreinigungen als Schleim am Boden der Zelle ab. Dieser Schleim kann zusätzlich verarbeitet werden, um andere Metallwerte zurückzugewinnen. Das erzeugte Kathodenkupfer wird geschmolzen und in eine Vielzahl von Formen gegossen.

 

Tabelle 2 listet Expositionen und Kontrollen für Kupferrückgewinnungsbetriebe auf.

Tabelle 2. Technische/administrative Kontrollen für Kupfer, nach Betrieb

 

Rückgewinnung von Blei

Rohstoffe, die von sekundären Bleihütten gekauft werden, müssen möglicherweise verarbeitet werden, bevor sie in einen Schmelzofen geladen werden. In diesem Abschnitt werden die gebräuchlichsten Rohstoffe, die von sekundären Bleihütten gekauft werden, sowie mögliche technische Kontrollen und Arbeitspraktiken erörtert, um die Bleiexposition der Mitarbeiter bei der Verarbeitung von Rohstoffen zu begrenzen. Es sollte beachtet werden, dass Bleistaub im Allgemeinen überall in Bleirückgewinnungsanlagen zu finden ist und dass jegliche Fahrzeugluft wahrscheinlich Bleistaub aufwirbelt, der dann eingeatmet werden oder an Schuhen, Kleidung, Haut und Haaren haften kann.

Autobatterien

Das häufigste Rohmaterial in einer sekundären Bleischmelze sind Schrottautobatterien. Ungefähr 50 % des Gewichts einer Schrottautobatterie werden als metallisches Blei im Schmelz- und Raffinationsprozess zurückgewonnen. Ungefähr 90 % der heute hergestellten Autobatterien verwenden eine Polypropylenbox oder ein Gehäuse. Die Polypropylenkisten werden aufgrund des hohen wirtschaftlichen Werts dieses Materials von fast allen sekundären Bleihütten zurückgewonnen. Die meisten dieser Prozesse können Metalldämpfe erzeugen, insbesondere Blei und Antimon.

In kaputte autobatterie Aufgrund des Vorhandenseins von Arsen oder Antimon, die als Härtungsmittel im Gittermetall verwendet werden, und der Möglichkeit, dass naszierender Wasserstoff vorhanden ist, besteht die Möglichkeit der Bildung von Arsenwasserstoff oder Stibin.

Die vier häufigsten Verfahren zum Brechen von Autobatterien sind:

1. Hochgeschwindigkeitssäge
2. Säge mit langsamer Geschwindigkeit
3. scheren
4. Ganzbatteriezerkleinerung (Saturn Brecher oder Shredder oder Hammermühle).

 

Die ersten drei dieser Prozesse umfassen das Abschneiden der Oberseite der Batterie und das anschließende Abladen der Gruppen oder des bleihaltigen Materials. Der vierte Prozess besteht darin, die gesamte Batterie in einer Hammermühle zu zerkleinern und die Komponenten durch Schwerkrafttrennung zu trennen.

Trennung von Autobatterien findet statt, nachdem Autobatterien zerbrochen wurden, um das bleihaltige Material vom Gehäusematerial zu trennen. Beim Entfernen des Gehäuses können Säurenebel entstehen. Die am weitesten verbreiteten Techniken zur Erfüllung dieser Aufgabe sind:

• Das manuell Technik. Dies wird von der überwiegenden Mehrheit der sekundären Bleihütten verwendet und bleibt die am weitesten verbreitete Technik in kleinen bis mittelgroßen Hütten. Nachdem die Batterie die Säge oder Schere durchlaufen hat, entleert ein Mitarbeiter die Gruppen oder das bleihaltige Material manuell auf einen Stapel und legt das Gehäuse und die Oberseite der Batterie in einen anderen Stapel oder ein anderes Fördersystem.
• A Becher Gerät. Die Batterien werden nach dem Absägen/Abscheren der Oberteile in eine Trommelvorrichtung eingelegt, um die Gruppen von den Gehäusen zu trennen. Rippen im Tumbler geben die Gruppen ab, während er sich langsam dreht. Gruppen fallen durch die Schlitze im Tumbler, während die Kisten zum anderen Ende befördert und beim Verlassen gesammelt werden. Batteriegehäuse und -oberteile aus Kunststoff und Gummi werden nach der Trennung vom bleihaltigen Material weiterverarbeitet.
• A Sink-/Schwimmprozess. Das Schwimm-Sink-Verfahren wird typischerweise mit dem Hammermühlen- oder Zerkleinerungsverfahren zum Brechen von Batterien kombiniert. Batterieteile, sowohl Bleilager als auch Gehäuse, werden in eine Reihe von mit Wasser gefüllten Tanks gelegt. Bleihaltiges Material sinkt auf den Boden der Tanks und wird durch einen Schneckenförderer oder eine Schleppkette entfernt, während das Hüllenmaterial schwimmt und von der Tankoberfläche abgeschöpft wird.

 

Industriebatterien, die zum Antrieb mobiler elektrischer Geräte oder für andere industrielle Zwecke verwendet wurden, werden von den meisten Sekundärhütten regelmäßig als Rohmaterial gekauft. Viele dieser Batterien haben Stahlgehäuse, die entfernt werden müssen, indem das Gehäuse mit einem Schneidbrenner oder einer gasbetriebenen Handsäge aufgeschnitten wird.

Sonstiger gekaufter bleihaltiger Schrott

Sekundäre Bleihütten kaufen eine Vielzahl anderer Schrottmaterialien als Rohstoffe für den Schmelzprozess. Zu diesen Materialien gehören Schrott aus Batterieherstellungsanlagen, Schlacken aus der Bleiraffination, Schrott aus metallischem Blei wie Linotype und Kabelummantelungen sowie Tetraethylbleirückstände. Diese Arten von Materialien können direkt in Schmelzöfen geladen oder mit anderen Beschickungsmaterialien gemischt werden.

Handhabung und Transport von Rohstoffen

Ein wesentlicher Teil des sekundären Bleischmelzprozesses ist die Handhabung, der Transport und die Lagerung des Rohmaterials. Der Materialtransport erfolgt mit Gabelstaplern, Frontladern oder mechanischen Förderern (Schnecke, Becherwerk oder Förderband). Die primäre Methode des Materialtransports in der sekundären Bleiindustrie sind mobile Geräte.

Einige übliche mechanische Förderverfahren, die von sekundären Bleihütten verwendet werden, umfassen: Bandfördersysteme, die verwendet werden können, um Ofenbeschickungsmaterial von Lagerbereichen zu dem Verkohlungsbereich des Ofens zu transportieren; Schneckenförderer zum Transportieren von Flugstaub aus dem Filterhaus zu einem Agglomerationsofen oder einem Lagerbereich oder Becherwerke und Schleppketten/-leitungen.

Verhüttung

Der Schmelzvorgang in einer sekundären Bleihütte umfasst die Reduktion von bleihaltigem Schrott zu metallischem Blei in einem Hochofen oder einem Hallofen.

Hochöfen sind mit bleihaltigem Material, Koks (Brennstoff), Kalkstein und Eisen (Flussmittel) beladen. Diese Materialien werden am oberen Ende des Ofenschachts oder durch eine Beschickungstür an der Seite des Schachts direkt am oberen Ende des Ofens in den Ofen eingeführt. Einige mit dem Hochofenbetrieb verbundene Umweltgefahren sind Metalldämpfe und Partikel (insbesondere Blei und Antimon), Hitze, Lärm und Kohlenmonoxid. In der Sekundärbleiindustrie werden eine Vielzahl von Einsatzmaterial-Fördermechanismen verwendet. Am gebräuchlichsten ist wohl der Absetzkipper. Andere im Einsatz befindliche Geräte sind Vibrationsbunker, Bandförderer und Becherwerke.

Beim Hochofenabstich werden das geschmolzene Blei und die Schlacke aus dem Ofen in Formen oder Pfannen entfernt. Einige Schmelzhütten zapfen Metall direkt in einen Warmhaltekessel, der das Metall zum Raffinieren geschmolzen hält. Die verbleibenden Hütten gießen das Hochofenmetall in Blöcke und lassen die Blöcke erstarren.

Blasluft für den Verbrennungsprozess tritt in den Hochofen durch Blasformen ein, die sich gelegentlich mit Anhaftungen zu füllen beginnen und physisch gestanzt werden müssen, normalerweise mit einer Stahlstange, um zu verhindern, dass sie verstopft werden. Das herkömmliche Verfahren, um diese Aufgabe zu erfüllen, besteht darin, die Abdeckung der Blasdüsen zu entfernen und den Stahlstab einzuführen. Nachdem die Ansätze gestanzt wurden, wird die Abdeckung wieder aufgesetzt.

Nachhallöfen werden durch einen Ofenbeschickungsmechanismus mit bleihaltigem Rohmaterial beschickt. Flammöfen in der Sekundärbleiindustrie haben typischerweise einen Federbogen oder einen hängenden Bogen, der aus feuerfesten Steinen konstruiert ist. Viele der Verunreinigungen und physikalischen Gefahren, die mit Flammöfen verbunden sind, ähneln denen von Hochöfen. Solche Mechanismen können ein hydraulischer Kolben, ein Schneckenförderer oder andere Vorrichtungen ähnlich den für Hochöfen beschriebenen sein.

Der Abstich von Hallöfen ist dem Abstich von Hochöfen sehr ähnlich.

Verfeinerung

Die Bleiraffination in sekundären Bleihütten wird in indirekt befeuerten Kesseln oder Töpfen durchgeführt. Metall aus den Schmelzöfen wird typischerweise im Kessel geschmolzen, dann wird der Gehalt an Spurenelementen angepasst, um die gewünschte Legierung herzustellen. Gängige Produkte sind weiches (reines) Blei und verschiedene Legierungen aus hartem (Antimon-)Blei.

Nahezu alle sekundären Bleiraffinerien verwenden manuelle Verfahren zum Hinzufügen von Legierungsmaterialien zu den Kesseln und wenden manuelle Krätzeverfahren an. Krätze wird zum Rand des Kessels gefegt und mit einer Schaufel oder einem großen Löffel in einen Behälter entfernt.

Tabelle 3 listet die Belastungen und Kontrollen für die Rückgewinnung von Blei auf.

Tabelle 3. Technische/administrative Kontrollen für Blei, nach Betrieb

 

Zinkrückgewinnung

Die Sekundärzinkindustrie verwendet neues Schnittgut, Abschaum und Asche, Abschaum aus Druckguss, Krätze von Verzinkereien, Flugstaub und chemische Rückstände als Quellen für Zink. Der größte Teil des verarbeiteten Neuschrotts sind Legierungen auf Zink- und Kupferbasis aus Verzinkungs- und Druckgusstöpfen. In die Altschrott-Kategorie fallen alte Zinkgravurplatten, Druckgüsse sowie Stangen- und Gesenkschrott. Die Prozesse sind wie folgt:

• Nachhallendes Schwitzen. Schwitzöfen werden verwendet, um Zink durch Steuerung der Ofentemperatur von anderen Metallen zu trennen. Ausgangsmaterialien für den Prozess sind Druckguss-Schrottprodukte wie Autogrills und Nummernschildrahmen sowie Zinkhäute oder -rückstände. Der Schrott wird in den Ofen geladen, Flussmittel wird hinzugefügt und der Inhalt geschmolzen. Die hochschmelzenden Rückstände werden entfernt und das geschmolzene Zink fließt aus dem Ofen direkt in nachfolgende Prozesse wie Schmelzen, Läutern oder Legieren oder in Sammelbehälter. Zu den Metallverunreinigungen gehören Zink, Aluminium, Kupfer, Eisen, Blei, Cadmium, Mangan und Chrom. Weitere Verunreinigungen sind Flussmittel, Schwefeloxide, Chloride und Fluoride.
• Rotierendes Schwitzen. Dabei werden Zinkschrott, Druckgussprodukte, Reststoffe und Abschaum einem direkt befeuerten Ofen zugeführt und eingeschmolzen. Die Schmelze wird abgeschöpft und Zinkmetall wird in Kesseln gesammelt, die sich außerhalb des Ofens befinden. Unschmelzbares Material, die Schlacke, wird dann vor der Wiederbeschickung entfernt. Das Metall aus diesem Prozess wird einem Destillations- oder Legierungsprozess zugeführt. Die Schadstoffe ähneln denen des reflektorischen Schwitzens.
• Muffelschwitzen und Kesselschwitzen. Bei diesen Prozessen werden Zinkschrott, Druckgussprodukte, Rückstände und Abschaum dem Muffelofen zugeführt, das Material geschwitzt und das geschwitzte Zink Veredelungs- oder Legierungsprozessen zugeführt. Der Rückstand wird durch ein Rüttelsieb entfernt, das die Krätze von der Schlacke trennt. Die Schadstoffe ähneln denen des reflektorischen Schwitzens.
• Brechen/Sieben. Zinkrückstände werden pulverisiert oder zerkleinert, um physikalische Bindungen zwischen metallischem Zink und kontaminierenden Flussmitteln aufzubrechen. Das reduzierte Material wird dann in einem Sieb- oder pneumatischen Klassierschritt getrennt. Beim Zerkleinern können Zinkoxid und geringe Mengen an Schwermetallen und Chloriden entstehen.
• Auslaugen von Natriumcarbonat. Rückstände werden chemisch behandelt, um Zink auszulaugen und in Zinkoxid umzuwandeln. Der Schrott wird zunächst zerkleinert und gewaschen. In diesem Schritt wird das Zink aus dem Material herausgelöst. Der wässrige Anteil wird mit Natriumcarbonat behandelt, wodurch Zink ausgefällt wird. Der Niederschlag wird getrocknet und kalziniert, um rohes Zinkoxid zu ergeben. Das Zinkoxid wird dann zu Zinkmetall reduziert. Es können verschiedene Zinksalzverunreinigungen erzeugt werden.
• Wasserkocher (Topf), Schmelztiegel, Nachhall, Elektroinduktionsschmelzen. Der Schrott wird in den Ofen geladen und Flussmittel werden hinzugefügt. Das Bad wird gerührt, um eine Krätze zu bilden, die von der Oberfläche abgeschöpft werden kann. Nach dem Abschöpfen des Ofens wird das Zinkmetall in Pfannen oder Formen gegossen. Es können Zinkoxiddämpfe, Ammoniak und Ammoniumchlorid, Chlorwasserstoff und Zinkchlorid entstehen.
• Legieren. Die Funktion dieses Verfahrens besteht darin, Zinklegierungen aus vorbehandeltem Zinkschrott herzustellen, indem ihm in einem Raffinationskessel Flussmittel und Legierungsmittel entweder in verfestigter oder geschmolzener Form zugesetzt werden. Der Inhalt wird dann gemischt, die Krätze abgeschöpft und das Metall in verschiedene Formen gegossen. Mögliche Expositionen sind zinkhaltige Partikel, Legierungsmetalle, Chloride, unspezifische Gase und Dämpfe sowie Hitze.
• Muffeldestillation. Das Muffeldestillationsverfahren dient der Rückgewinnung von Zink aus Legierungen und der Herstellung von reinen Zinkbarren. Das Verfahren ist halbkontinuierlich, was das Einfüllen von geschmolzenem Zink aus einem Schmelztiegel oder Schwitzofen in den Muffelbereich und das Verdampfen des Zinks und das Kondensieren des verdampften Zinks und das Abstechen aus dem Kondensator in Formen umfasst. Die Rückstände werden periodisch aus der Muffel entfernt.
• Retortendestillation/Oxidation und Muffeldestillation/Oxidation. Das Produkt der Retorten-Destillations-/Oxidations- und Muffel-Destillations-/Oxidationsverfahren ist Zinkoxid. Der Prozess ähnelt der Retortendestillation durch den Verdampfungsschritt, aber bei diesem Prozess wird der Kondensator umgangen und Verbrennungsluft hinzugefügt. Der Dampf wird durch eine Öffnung in einen Luftstrom abgegeben. In einer mit feuerfestem Dampf ausgekleideten Kammer findet eine spontane Verbrennung statt. Das Produkt wird durch die Verbrennungsgase und überschüssige Luft in ein Sackhaus getragen, wo das Produkt gesammelt wird. Überschüssige Luft ist vorhanden, um eine vollständige Oxidation sicherzustellen und das Produkt zu kühlen. Jeder dieser Destillationsprozesse kann zu einer Exposition gegenüber Zinkoxiddämpfen sowie zu einer Exposition gegenüber anderen Metallpartikeln und Schwefeloxiden führen.

 

Tabelle 4 listet Expositionen und Kontrollen für Zinkrückgewinnungsvorgänge auf.

Tabelle 4. Technische/administrative Kontrollen für Zink, nach Betrieb

 

Rückgewinnung von Magnesium

Altschrott wird aus Quellen wie Schrott von Auto- und Flugzeugteilen und alten und veralteten lithografischen Platten sowie einigen Schlämmen aus primären Magnesiumhütten gewonnen. Neuschrott besteht aus Verschnitt, Spänen, Bohrspänen, Abschaum, Schlacken, Krätzen und fehlerhaften Artikeln aus Blechwerken und Fertigungsanlagen. Die größte Gefahr beim Umgang mit Magnesium ist die Brandgefahr. Kleine Fragmente des Metalls können leicht durch einen Funken oder eine Flamme entzündet werden.

• Handsortierung. Mit diesem Verfahren werden Magnesium- und Magnesiumlegierungsfraktionen von anderen im Schrott enthaltenen Metallen getrennt. Der Schrott wird manuell verteilt und nach Gewicht sortiert.
• Schmelzen im offenen Topf. Dieses Verfahren wird verwendet, um Magnesium von Verunreinigungen im sortierten Schrott zu trennen. Schrott wird in einen Tiegel gegeben, erhitzt und ein Flussmittel, bestehend aus einer Mischung aus Calcium-, Natrium- und Kaliumchlorid, wird hinzugefügt. Das geschmolzene Magnesium wird dann zu Barren gegossen.

 

Tabelle 5 listet Expositionen und Kontrollen für Magnesiumrückgewinnungsvorgänge auf.

Tabelle 5. Technische/administrative Kontrollen für Magnesium, nach Betrieb

 

Rückgewinnung von Quecksilber

Die Hauptquecksilberquellen sind Dentalamalgame, Altquecksilberbatterien, Schlämme aus elektrolytischen Prozessen, die Quecksilber als Katalysator verwenden, Quecksilber aus demontierten Chlor-Alkali-Anlagen und quecksilberhaltige Instrumente. Quecksilberdampf kann jeden dieser Prozesse kontaminieren.

• Vernichtend. Der Zerkleinerungsprozess wird verwendet, um restliches Quecksilber aus Metall-, Kunststoff- und Glasbehältern zu lösen. Nachdem die Behälter zerkleinert wurden, wird das kontaminierte flüssige Quecksilber dem Filterprozess zugeführt.
• Filtration. Unlösliche Verunreinigungen wie Schmutz werden entfernt, indem der quecksilberdampfhaltige Schrott durch ein Filtermedium geleitet wird. Das gefilterte Quecksilber wird dem Oxygenierungsprozess zugeführt und die Feststoffe, die die Filter nicht passieren, werden der Retortendestillation zugeführt.
• Vakuumdestillation. Vakuumdestillation wird verwendet, um kontaminiertes Quecksilber zu reinigen, wenn die Dampfdrücke der Verunreinigungen wesentlich niedriger sind als die von Quecksilber. Quecksilberladung wird in einem Heiztopf verdampft und die Dämpfe werden mit einem wassergekühlten Kondensator kondensiert. Gereinigtes Quecksilber wird gesammelt und der Abfüllung zugeführt. Der im Heiztopf verbleibende Rückstand wird dem Retortenprozess zugeführt, um die Spuren von Quecksilber zurückzugewinnen, die im Vakuumdestillationsprozess nicht zurückgewonnen wurden.
• Lösungsreinigung. Dieser Prozess entfernt metallische und organische Verunreinigungen durch Waschen des rohen flüssigen Quecksilbers mit einer verdünnten Säure. Die beteiligten Schritte sind: Auslaugen des rohen flüssigen Quecksilbers mit verdünnter Salpetersäure, um metallische Verunreinigungen abzutrennen; Rühren des Säure-Quecksilbers mit Druckluft, um für eine gute Durchmischung zu sorgen; Dekantieren, um das Quecksilber von der Säure zu trennen; Waschen mit Wasser, um die restliche Säure zu entfernen; und das Quecksilber in einem Medium wie Aktivkohle oder Kieselgel zu filtern, um die letzten Feuchtigkeitsspuren zu entfernen. Zusätzlich zu Quecksilberdämpfen können Lösungsmittel, organische Chemikalien und Säurenebel in Kontakt kommen.
• Oxygenierung. Dieser Prozess verfeinert das gefilterte Quecksilber, indem metallische Verunreinigungen durch Oxidation mit Einblasluft entfernt werden. Der Oxidationsprozess umfasst zwei Schritte, Durchblasen und Filtern. Beim Spülschritt wird verunreinigtes Quecksilber mit Luft in einem geschlossenen Gefäß bewegt, um die metallischen Verunreinigungen zu oxidieren. Nach dem Durchblasen wird das Quecksilber in einem Holzkohlebett gefiltert, um die festen Metalloxide zu entfernen.
• Erwiderung. Das Retortenverfahren wird verwendet, um reines Quecksilber herzustellen, indem das in festem quecksilberhaltigem Schrott enthaltene Quecksilber verflüchtigt wird. Die bei der Retortenbehandlung beteiligten Schritte sind: Erhitzen des Schrotts mit einer externen Wärmequelle in einem geschlossenen Destillierkessel oder Stapel von Schalen, um das Quecksilber zu verdampfen; Kondensieren des Quecksilberdampfes in wassergekühlten Kondensatoren; Sammeln des kondensierten Quecksilbers in einem Sammelbehälter.

 

Tabelle 6 listet Expositionen und Kontrollen für Quecksilberrückgewinnungsarbeiten auf.

Tabelle 6. Technische/administrative Kontrollen für Quecksilber, nach Betrieb

 

Nickelrückgewinnung

Die wichtigsten Rohstoffe für die Nickelrückgewinnung sind Nickel-, Kupfer- und Aluminiumdampfbasislegierungen, die als Alt- oder Neuschrott anfallen. Altschrott umfasst Legierungen, die aus Maschinen- und Flugzeugteilen verwertet werden, während Neuschrott Blechschrott, Späne und Feststoffe bezeichnet, die Nebenprodukte bei der Herstellung von Legierungsprodukten sind. Die Nickelrückgewinnung umfasst die folgenden Schritte:

• Sortierung. Der Schrott wird kontrolliert und manuell von den nichtmetallischen und nichtnickelhaltigen Materialien getrennt. Beim Sortieren entstehen Staubbelastungen.
• Entfetten. Nickelschrott wird mit Trichlorethylen entfettet. Die Mischung wird filtriert oder zentrifugiert, um den Nickelschrott abzutrennen. Die verbrauchte Lösungsmittellösung aus Trichlorethylen und Fett durchläuft ein Lösungsmittelrückgewinnungssystem. Beim Entfetten kann Lösungsmittel in Kontakt kommen.
• Schmelzofen (Lichtbogen- oder Rotationshallofen). Schrott wird in einen Lichtbogenofen gegeben und mit einem Reduktionsmittel, meist Kalk, versetzt. Die Charge wird geschmolzen und entweder in Barren gegossen oder zur weiteren Veredelung direkt in einen Reaktor geleitet. Dämpfe, Staub, Lärm und Hitzeeinwirkung sind möglich.
• Reaktorraffination. Das geschmolzene Metall wird in einen Reaktor eingeführt, wo Schrott auf kalter Basis und Rohnickel hinzugefügt werden, gefolgt von Kalk und Kieselerde. Legierungsmaterialien wie Mangan, Niob oder Titan werden dann hinzugefügt, um die gewünschte Legierungszusammensetzung herzustellen. Dämpfe, Staub, Lärm und Hitzeeinwirkung sind möglich.
• Barrenguss. Bei diesem Verfahren wird das geschmolzene Metall aus dem Schmelzofen oder dem Raffinationsreaktor in Barren gegossen. Das Metall wird in Formen gegossen und abkühlen gelassen. Die Barren werden aus den Formen entfernt. Exposition gegenüber Hitze und Metalldämpfen möglich.

 

Expositionen und Kontrollmaßnahmen für Nickelrückgewinnungsvorgänge sind in Tabelle 7 aufgeführt.

Tabelle 7. Technische/administrative Kontrollen für Nickel, nach Betrieb

 

Rückgewinnung von Edelmetallen

Die Rohstoffe für die Edelmetallindustrie bestehen sowohl aus Alt- als auch aus Neuschrott. Altschrott umfasst elektronische Bauteile aus veralteten militärischen und zivilen Geräten sowie Schrott aus der Dentalindustrie. Bei der Herstellung und Fertigung von Edelmetallprodukten fällt neuer Schrott an. Die Produkte sind die elementaren Metalle wie Gold, Silber, Platin und Palladium. Die Edelmetallverarbeitung umfasst die folgenden Schritte:

• Handsortierung und Zerkleinerung. Edelmetallhaltiger Schrott wird von Hand sortiert und in einer Hammermühle zerkleinert und geschreddert. Hammermühlen sind laut.
• Verbrennungsprozess. Sortierter Schrott wird verbrannt, um Verunreinigungen aus Papier, Kunststoff und organischen Flüssigkeiten zu entfernen. Expositionen gegenüber organischen Chemikalien, Brandgasen und Staub sind möglich.
• Hochofenschmelzen. Behandelter Schrott wird zusammen mit Koks, Flussmitteln und recycelten Schlackenmetalloxiden einem Hochofen zugeführt. Die Charge wird geschmolzen und verschlackt, wodurch schwarzes Kupfer entsteht, das die Edelmetalle enthält. Die gebildete harte Schlacke enthält die meisten Schlackenverunreinigungen. Staub und Lärm können vorhanden sein.
• Konverterschmelze. Dieser Prozess soll das schwarze Kupfer weiter reinigen, indem in einem Konverter Luft durch die Schmelze geblasen wird. Schlackenhaltige Metallverunreinigungen werden entfernt und dem Hochofen wieder zugeführt. Der die Edelmetalle enthaltende Kupferbarren wird in Formen gegossen.
• Elektrolytische Raffination. Kupferbarren dient als Anode einer Elektrolysezelle. So scheidet sich reines Kupfer an der Kathode ab, während die Edelmetalle auf den Boden der Zelle fallen und als Schleime gesammelt werden. Als Elektrolyt wird Kupfersulfat verwendet. Säurenebelbelastungen sind möglich.
• Chemische Raffination. Der Edelmetallschlamm aus dem elektrolytischen Raffinationsprozess wird chemisch behandelt, um die einzelnen Metalle zurückzugewinnen. Zur Rückgewinnung von Gold und Silber werden zyanidbasierte Verfahren eingesetzt, die auch durch Auflösen zurückgewonnen werden können Königswasser Lösung und/oder Salpetersäure, gefolgt von einer Fällung mit Eisen(II)-sulfat oder Natriumchlorid, um das Gold bzw. Silber zu gewinnen. Die Metalle der Platingruppe können zurückgewonnen werden, indem sie in geschmolzenem Blei gelöst werden, das dann mit Salpetersäure behandelt wird und einen Rückstand hinterlässt, aus dem die Metalle der Platingruppe selektiv ausgefällt werden können. Die Edelmetallausscheidungen werden dann entweder geschmolzen oder entzündet, um das Gold und Silber als Körner und die Platinmetalle als Schwamm zu sammeln. Es kann zu Säurebelastungen kommen.

 

Die Expositionen und Kontrollen sind nach Betrieb in Tabelle 8 aufgeführt (siehe auch „Goldverhüttung und -raffination“).

Tabelle 8. Technische/administrative Kontrollen für Edelmetalle, nach Betrieb

 

Cadmium-Rückgewinnung

Cadmiumhaltiger Altschrott umfasst cadmierte Teile von verschrotteten Fahrzeugen und Booten, Haushaltsgeräte, Hardware und Befestigungselemente, Cadmiumbatterien, Cadmiumkontakte von Schaltern und Relais und andere gebrauchte Cadmiumlegierungen. Neuschrott sind normalerweise cadmiumdampfhaltige Spuckstoffe und kontaminierte Nebenprodukte aus Industrien, die die Metalle verarbeiten. Die Reklamationsverfahren sind:

• Vorbehandlung. Der Schrottvorbehandlungsschritt beinhaltet das Dampfentfetten von Legierungsschrott. Lösungsmitteldämpfe, die durch Erhitzen von recycelten Lösungsmitteln erzeugt werden, werden durch einen Behälter zirkuliert, der Schrottlegierungen enthält. Das Lösungsmittel und das gestrippte Fett werden dann kondensiert und getrennt, wobei das Lösungsmittel zurückgeführt wird. Es kann Cadmiumstaub und Lösungsmitteln ausgesetzt sein.
• Verhüttung/Veredelung. Beim Schmelzen/Raffinieren wird vorbehandelter Legierungsschrott oder elementarer Cadmiumschrott verarbeitet, um jegliche Verunreinigungen zu entfernen und Cadmiumlegierung oder elementares Cadmium herzustellen. Produkte von Öl- und Gasverbrennungen sowie Zink- und Cadmiumstaub können vorhanden sein.
• Retortendestillation. Entfettete Schrottlegierung wird in eine Retorte gefüllt und erhitzt, um Cadmiumdämpfe zu erzeugen, die anschließend in einem Kondensator gesammelt werden. Das geschmolzene Metall ist dann zum Gießen bereit. Expositionen gegenüber Cadmiumstaub sind möglich.
• Schmelzen/Entzinkung. Cadmiummetall wird in einen Schmelztiegel gefüllt und bis zur Schmelze erhitzt. Wenn Zink im Metall vorhanden ist, werden Flussmittel und Chlorierungsmittel hinzugefügt, um das Zink zu entfernen. Zu den potenziellen Belastungen gehören Cadmiumdämpfe und -staub, Zinkdämpfe und -staub, Zinkchlorid, Chlor, Chlorwasserstoff und Hitze.
• Casting. Der Gießvorgang bildet die gewünschte Produktlinie aus der im vorherigen Schritt hergestellten gereinigten Cadmiumlegierung oder Cadmiummetall. Beim Gießen können Cadmiumstaub und -dämpfe sowie Hitze entstehen.

 

Expositionen bei Cadmiumrückgewinnungsprozessen und die erforderlichen Kontrollen sind in Tabelle 9 zusammengefasst.

Tabelle 9. Technische/administrative Kontrollen für Cadmium, nach Betrieb

 

Selenrückgewinnung

Rohstoffe für dieses Segment sind gebrauchte xerografische Kopierzylinder und Schrott, der bei der Herstellung von Selengleichrichtern anfällt. Selenstaub kann überall vorhanden sein. Beim Destillieren und Retortenschmelzen können Verbrennungsgase und Staub entstehen. Retortenschmelzen ist laut. Beim Raffinieren sind Schwefeldioxidnebel und Säurenebel vorhanden. Beim Gießen können Metallstäube entstehen (siehe Tabelle 10).

Tabelle 10. Technische/administrative Kontrollen für Selen, nach Betrieb

 

Die Reklamationsverfahren sind wie folgt:

• Schrottvorbehandlung. Dieser Prozess scheidet Selen durch mechanische Verfahren wie die Hammermühle oder das Kugelstrahlen ab.
• Retortenschmelzen. Dieses Verfahren reinigt und konzentriert vorbehandelten Schrott in einem Retortendestillationsvorgang, indem der Schrott geschmolzen und Selen destillativ von den Verunreinigungen getrennt wird.
• Verfeinerung. Dieses Verfahren erzielt eine Reinigung von Selenschrott auf der Basis von Auslaugen mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie wässrigem Natriumsulfit. Unlösliche Verunreinigungen werden durch Filtration entfernt und das Filtrat wird behandelt, um Selen auszufällen.
• Destillation. Dieses Verfahren erzeugt Selen mit hoher Dampfreinheit. Das Selen wird geschmolzen, destilliert und die Selendämpfe werden kondensiert und als geschmolzenes Selen einem Produktbildungsvorgang zugeführt.
• Abschrecken. Dieses Verfahren wird verwendet, um gereinigtes Selenschrot und -pulver herzustellen. Die Selenschmelze wird zur Herstellung eines Schusses verwendet. Der Schuss wird dann getrocknet. Die zur Pulverherstellung erforderlichen Schritte sind die gleichen, außer dass Selendampf anstelle von geschmolzenem Selen das Material ist, das abgeschreckt wird.
• Gießen. Mit diesem Verfahren werden aus dem geschmolzenen Selen Selenbarren oder andere Formen hergestellt. Diese Formen werden hergestellt, indem geschmolzenes Selen in Formen der richtigen Größe und Form gegossen und die Schmelze abgekühlt und verfestigt wird.

 

Rückgewinnung von Kobalt

Die Quellen für Kobaltschrott sind Schleif- und Späne aus Superlegierungen sowie veraltete oder verschlissene Triebwerksteile und Turbinenschaufeln. Die Reklamationsprozesse sind:

• Handsortierung. Rohschrott wird von Hand sortiert, um die kobaltbasierten, nickelbasierten und nicht verarbeitbaren Komponenten zu identifizieren und zu trennen. Dies ist eine staubige Operation.
• Entfetten. Sortierter Schmutzschrott wird einer Entfettungsanlage zugeführt, in der Perchlorethylen-Dämpfe zirkulieren. Dieses Lösungsmittel entfernt Fett und Öl auf dem Schrott. Das Lösungsmittel-Öl-Fett-Dampfgemisch wird dann kondensiert und das Lösungsmittel zurückgewonnen. Lösungsmittelbelastungen sind möglich.
• Strahlen. Entfetteter Schrott wird mit Sand gestrahlt, um Schmutz, Oxide und Rost zu entfernen. Je nach verwendeter Körnung können Stäube vorhanden sein.
• Beiz- und chemischer Behandlungsprozess. Schrott aus dem Strahlvorgang wird mit Säuren behandelt, um Restrost und Oxidverunreinigungen zu entfernen. Säurenebel sind eine mögliche Exposition.
• Vakuumschmelzen. Gereinigter Schrott wird einem Vakuumofen zugeführt und im Lichtbogen- oder Induktionsofen geschmolzen. Es kann zu einer Belastung durch Schwermetalle kommen.
• Gießen Die geschmolzene Legierung wird zu Barren gegossen. Hitzestress ist möglich.

 

Siehe Tabelle 11 für eine Zusammenfassung der Expositionen und Kontrollen für die Kobaltrückgewinnung.

Tabelle 11. Technische/administrative Kontrollen für Kobalt, nach Betrieb

 

Zinnrückgewinnung

Die Hauptrohstoffquellen sind verzinnte Stahlzuschnitte, Ausschuss von Blechdosenherstellern, zurückgewiesene Plattierungsspulen aus der Stahlindustrie, Zinnkrätze und -schlämme, Lötschlacke und -schlämme, gebrauchte Bronze und bronzene Ausscheidungen und metallartiger Schrott. In vielen Prozessen finden sich Zinnstaub und Säurenebel.

• Entaluminisierung. Bei diesem Verfahren wird heißes Natriumhydroxid verwendet, um Aluminium aus Blechdosenschrott auszulaugen, indem der Schrott mit heißem Natriumhydroxid in Kontakt gebracht wird, die Natriumaluminatlösung von dem Schrottrückstand getrennt wird, das Natriumaluminat zu einem Raffinationsvorgang gepumpt wird, um lösliches Zinn zurückzugewinnen, und wiedergewonnen wird entaluminierter Zinnschrott für Futtermittel.
• Batch-Mischen. Dieses Verfahren ist ein mechanischer Vorgang, der durch Mischen von Krätzen und Schlämmen mit einem erheblichen Zinngehalt eine Beschickung herstellt, die für die Beschickung des Schmelzofens geeignet ist.
• Chemische Entzinnung. Dieser Prozess extrahiert das Zinn im Schrott. Entaluminiertem oder Rohschrott wird eine heiße Lösung aus Natronlauge und Natriumnitrit oder -nitrat zugesetzt. Das Ablassen und Pumpen der Lösung zu einem Raffinations-/Gießverfahren wird durchgeführt, wenn die Entzinnungsreaktion abgeschlossen ist. Der entzinnte Schrott wird dann gewaschen.
• Krätze schmelzen. Dieses Verfahren wird verwendet, um Krätzen teilweise zu reinigen und rohes Hochofenmetall herzustellen, indem die Beschickung geschmolzen, das rohe Hochofenmetall abgestochen und die Steine ​​und Schlacken abgestochen werden.
• Staubauslaugung und -filtration. Dieses Verfahren entfernt die Zink- und Chlorwerte aus Flugstaub durch Auslaugen mit Schwefelsäure, um Zink und Chlor zu entfernen, Filtern der resultierenden Mischung, um die Säure und gelöstes Zink und Chlor von dem ausgelaugten Staub abzutrennen, Trocknen des ausgelaugten Staubs in einem Trockner und Fördern des Staubs zinn- und bleihaltiger Staub zurück in den Batch-Mischprozess.
• Absetzen und Blattfiltration. Dieser Prozess reinigt die im chemischen Entzinnungsprozess anfallende Natriumstannatlösung. Verunreinigungen wie Silber, Quecksilber, Kupfer, Cadmium, etwas Eisen, Kobalt und Nickel werden als Sulfide ausgefällt.
• Verdampfungszentrifugation. Das Natriumstannat wird aus der gereinigten Lösung durch Eindampfen konzentriert, die Kristallisation von Natriumstannat und die Gewinnung von Natriumstannat erfolgt durch Zentrifugation.
• Elektrolytische Raffination. Dieses Verfahren erzeugt kathodisch reines Zinn aus der gereinigten Natriumstannatlösung, indem die Natriumstannatlösung durch Elektrolysezellen geleitet wird, die Kathoden entfernt werden, nachdem das Zinn abgeschieden wurde, und das Zinn von den Kathoden abgezogen wird.
• Ansäuerung und Filtration. Dieses Verfahren erzeugt ein hydratisiertes Zinnoxid aus der gereinigten Natriumstannatlösung. Dieses Oxidhydrat kann entweder zur Herstellung des wasserfreien Oxids verarbeitet oder zur Herstellung von elementarem Zinn geschmolzen werden. Das Oxidhydrat wird mit Schwefelsäure neutralisiert, um das hydratisierte Zinnoxid zu bilden, und filtriert, um das Hydrat als Filterkuchen abzutrennen.
• Brandveredelung. Dieses Verfahren erzeugt gereinigtes Zinn aus dem kathodischen Zinn durch Schmelzen der Beschickung, Entfernen der Verunreinigungen als Schlacke und Krätze, Gießen des geschmolzenen Metalls und Gießen des metallischen Zinns.
• Schmelzen. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Zinn verwendet, wenn eine elektrolytische Raffination nicht möglich ist. Dies wird durch Reduzieren des hydratisierten Zinnoxids mit einem Reduktionsmittel, Schmelzen des gebildeten Zinnmetalls, Abschöpfen der Krätze, Gießen des geschmolzenen Zinns und Gießen des geschmolzenen Zinns erreicht.
• Kalzinieren. Dieses Verfahren wandelt die hydratisierten Zinnoxide in wasserfreies Zinnoxid um, indem das Hydrat kalziniert und die Zinnoxide entfernt und verpackt werden.
• Kesselveredelung. Dieses Verfahren wird verwendet, um rohes Ofenmetall zu reinigen, indem ein vorgeheizter Kessel damit beladen wird, die Schlacke getrocknet wird, um die Verunreinigungen als Schlacke und Stein zu entfernen, mit Schwefel gefluxt wird, um Kupfer als Stein zu entfernen, mit Aluminium gefluxt wurde, um Antimon zu entfernen, und geschmolzenes Metall in das gewünschte gegossen wurde Formen.

 

Siehe Tabelle 12 für eine Zusammenfassung der Expositionen und Kontrollen für die Zinnrückgewinnung.

Tabelle 12. Technische/administrative Kontrollen für Zinn, nach Betrieb

 

Rückgewinnung von Titan

Die beiden Hauptquellen für Titanschrott sind Haushalte und Titanverbraucher. Heimschrott, der beim Fräsen und Herstellen von Titanprodukten anfällt, umfasst Zierbleche, Plankenbleche, Späne, Späne und Bohrungen. Verbraucherschrott besteht aus recycelten Titanprodukten. Die Rekultivierungsarbeiten umfassen:

• Entfetten. Bei diesem Verfahren wird klassierter Schrott mit verdampften organischen Lösungsmitteln (z. B. Trichlorethylen) behandelt. Verunreinigendes Fett und Öl werden durch die Lösungsmitteldämpfe aus dem Schrott entfernt. Das Lösungsmittel wird rezirkuliert, bis es nicht mehr entfetten kann. Verbrauchtes Lösungsmittel kann dann regeneriert werden. Der Schrott kann auch durch Dampf und Reinigungsmittel entfettet werden.
• Beizen. Der Säurebeizprozess entfernt Oxidzunder aus dem Entfettungsvorgang durch Auslaugen mit einer Lösung aus Salz- und Flusssäure. Der Abfall aus der Säurebehandlung wird mit Wasser gewaschen und getrocknet.
• Elektroraffination. Elektroraffination ist ein Vorbehandlungsverfahren für Titanschrott, bei dem Schrott in einer Salzschmelze elektroraffiniert wird.
• Schmelzen. Vorbehandelter Titanschrott und Legierungsmittel werden in einem Lichtbogen-Vakuumofen zu einer Titanlegierung geschmolzen. Zu den Eingangsmaterialien gehören vorbehandelter Titanschrott und Legierungsmaterialien wie Aluminium, Vanadium, Molybdän, Zinn, Zirkonium, Palladium, Niob und Chrom.
• Gießen. Geschmolzenes Titan wird in Formen gegossen. Das Titan verfestigt sich zu einem Barren, der Barren genannt wird.

 

Kontrollen für Expositionen bei Titanrückgewinnungsverfahren sind in Tabelle 13 aufgeführt.

Tabelle 13. Technische/administrative Kontrollen für Titan, nach Betrieb

 

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