Järn och Metall – Återvinning av järn- och metallskrot

Viktigt att veta om järn och metall och återvinning av metallskrot.

Om metall

Metall har haft stor betydelse i vår historia, vilket återspeglas i vår namngivning av epoker som brons- och järnåldern. Metaller är än idag en nyckelfaktor i många ekonomiska aktiviteter. Stål används flitigt i konstruktionen, aluminium är livsviktigt i transportsektorn, medan koppar möjliggör effektiv överföring av energi över långa avstånd. Koppar, tenn, och ädla metaller som till exempel guld, silver och palladium är viktiga för många komponenter i ett stort antal elektroniska produkter. Även relativt enkla mobiltelefoner kan innehåller mer än 40 metaller. Många framväxande tekniker med låga koldioxidutsläpp är starkt beroende av mindre vanliga metaller. Gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REE – Rare Earth Elements) är centrala för produktionen av nya generationens batterier, vindkraftverk, katalytiska omvandlare och effektiva belysningsprodukter.

Användning av metall

Primärproduktion syftar till tillverkning av nya produkter med nytillverkad metall utvunnen från metallmalmer. Metallmalmer representerar den traditionella källan av råmaterial från gruvdrift som används i metallproduktion. Malmer bryts, förädlas och bearbetas för att producera en rad färdiga metaller. Utvinning av metaller från metallmalmer utgör störst andel av metallproduktionen med viss variation mellan olika metaller (järn ~78%, aluminium ~82%, koppar~81%).

Sekundärproduktion syftar till tillverkning av nya produkter utav återvunnen metall. Idag står den globala metallproduktionen producerad av sekundära metaller för runt 20% för de flesta metaller (stål, aluminium, och koppar), men mindre än 1% för många andra viktiga metaller. Andelen sekundärproduktion av den totala produktionen av färdig metall har generellt ökat över tiden, även om andelen sekundär stål- och aluminiumproduktion har minskat avsevärt sedan 2000.

Enligt OECD förväntas den globala användningen av metall öka mest av alla material, från 7 gigaton (2017) till 19 gigaton (2060), vilket inkluderar både primär och sekundär metallproduktion. Primära och sekundära metallproduktionsprocesser producerar färdiga metallprodukter som är perfekta eller nära perfekta alternativ till varandra, men för att minska industrins miljöpåverkan behöver den sekundära metallproduktionen växa kraftigt.

Den globala miljöpåverkan från primärproduktion är nämligen både svår och mångsidig. OECDs livscykelanalys av global utvinning och produktion av sju metaller (järn, aluminium, koppar, zink, bly, nickel och mangan) visar ett brett och stort antal miljökonsekvenser kopplade till materialanvändning, inklusive betydande effekter på försurning, klimatförändringar, kumulativ energiefterfrågan, övergödning, utarmning av ozonlagret, och akvatisk, terrestrisk och mänsklig toxicitet. Trots pågående effektivitetsförbättringar som minskar miljöpåverkan beräknas de globala miljöeffekterna från primärproduktionen av olika metaller att mer än dubblas, och i vissa fall fyrdubblas, till 2060.

I allmänhet tenderar koppar och nickel att ha störst miljöpåverkan per kilo, medan järn och stål har högsta absoluta miljöpåverkan på grund av de stora volymerna. Produktion av de sju metallerna tillsammans med två byggmaterial (betong och sand/grus) utgör nästan en fjärdedel av alla växthusgaser.

Om järn- och metallskrot

Metallskrot är kombinationen av metallavfall, metalliskt material och produkter som innehåller metall som kan återvinnas från tidigare konsumtion eller produkttillverkning. Oavsett om det är fordonsdelar, byggmaterial eller överskott av projektmaterial så har metallskrot idag ett stort ekonomiskt värde. Återvinning och bearbetning av järnhaltig eller icke-järnhaltig metall är viktiga sekundära råmaterial för tillverkning av nya produkter då järn- och metallskrot har förmågan att återvinnas i och återanvändas i oändligheten. Men alltför ofta slängs det på soptippen eller återvinns inte på rätt sätt på grund av bristande kunskap om skrot och metallåtervinning.

Återvinning av metallskrot

Återvinning och återanvändning av metallskrot är en av de mest energieffektiva åtgärderna för att minska gruv- och mineralbranschens miljöpåverkan. Återvunnen aluminium sparar 95% av den energi som behövs för att tillverka ny aluminium, denna siffra ligger på runt 75% för stål – vilket är världens mest återvunna material.

I samband med ökningen i användning kommer även återvinningen av metallskrot öka mellan 2017 och 2060. Förväntad teknisk utveckling och förändringar i priser för produktion kommer leda till att återvinningsektorn till och med kommer att växa snabbare än användningen av metaller, och förväntas trippla mellan 2017 och 2060.

Utmaningar med skrotåtervinning

Enligt OECD är den nuvarande återvinningsgraden för de flesta metaller under deras tekniska och ekonomiska potential, och metallåtervinningsgraden varierar kraftigt mellan de olika metallerna. En viktig orsak till den låga återvinningsgraden har att göra med utformningen av olika järn- och metallprodukter. Den växande komplexiteten hos olika moderna produkter och deras materialmix gör återvinning allt svårare. Så att skapa en ekonomiskt hållbar återvinningsprocess för att extrahera alla typer av material från en produkt och återanvända för nya produkter är svårt. För att kunna återvinnas behöver en produkt vanligtvis vara minst 50% metall.

Vad är metall?

Metall syftar till en klass av grundämnen som kännetecknas av hög elektrisk och termisk(värme) ledningsförmåga samt bra formbarhet, duktilitet(smidbar) och hög reflektivitet av ljus. Cirka tre fjärdedelar av alla kända kemiska grundämnen är metaller. De vanligaste sorterna i jordskorpan är aluminium, järn, kalcium, natrium, kalium och magnesium. De allra flesta metaller finns i malmer (mineralhaltiga ämnen), men ett fåtal som koppar, guld, platina och silver förekommer ofta i fritt tillstånd eftersom de inte reagerar lätt med andra grundämnen.

Typer av metaller

Det finns 94 stycken metaller på det periodiska systemet, och varje metall kan klassificeras på flera olika sätt enligt atomstruktur, magnetisk förmåga eller järninnehåll – vilket är den vanligaste klassificeringen:

Järnhaltiga metaller – innehåller järn.
Icke-järnhaltiga metaller – innehåller inget järn.
Legeringar – innehåller flera material varav minst ett är metall.

Alla typer av metall har unika egenskaper och beroende på deras smältpunkt, densitet och formbarhet är vissa bättre lämpade för specifika ändamål än andra. Nedan kommer vi att beskriva användningen och tillämpningarna av några av de vanligaste metallerna vi använder i samhället, hur de används och kort om deras återvinningsbarhet.

Järn

Järn utgör cirka 5% av jordskorpan och är det fjärde vanligaste grundämnet på jorden efter syre, kisel och aluminium. Det är också den mest använda metallen i världen på grund av dess användning för många legeringar, främst stål – cirka 98% av allt järn används för att tillverka stål. De mest välkända egenskaperna hos järn inkluderar dess naturliga magnetism och den ikoniska orange rosten som uppstår efter att det utsatts för väder och vind. Utöver stål används järn för att bland annat tillverka kokkärl (gjutjärn), värmeproducerande apparater (som spisar) och tunga maskiner. Dess höga smältpunkt och starka styvhet ger stabilitet och säkerhet i högtemperaturmiljöer

Återvinning av järn

Järnmetaller kan återvinnas om och om igen utan att försämras i kvalitet och värderas därför högt av metallskrotindustrin. De måste noggrant separeras från icke-järnmetaller, bearbetas, smältas ner och renas. Resultatet är ett nytt högkvalitativt material tillverkat med betydligt mindre energi än vad som skulle ha krävts för att utvinna metaller från sin malm.

För varje ton återvunnet järn sparas omkring 1150 kg järnmalm, 635 kr kol och 54 kg kalksten.
Järn kan återvinnas ett obegränsat antal gånger utan att tappa i kvalitet.

Stål

Stål är en järnhaltig legering och är både den mest använda och återvunna metallen i världen. Från rostfri- och högtemperaturstål till kolstål – stål i dess olika former och legeringar erbjuder olika egenskaper för att möta ett brett spektrum av applikationer. Av dessa skäl, samt metallens höga hållfasthet och relativt låga produktionskostnad, används stål nu i otaliga produkter. Stålprodukter delas vanligtvis in i sju primära marknadssektorer. Siffrorna är procentandelen av stålproduktionen tillägnad dem, enligt World Steel Association (WSA):

byggnader och infrastruktur 52%
mekanisk utrustning 12%
fordon 10%
metallprodukter 16%
övrig transport 5%
hushållsapparater 2%
elektrisk utrustning 3%.

Återvinning av stål

Stål är fundamentalt för att uppnå en cirkulär ekonomi. Det säkerställer att vi får ut maximalt värde av våra resurser genom återanvändning, återtillverkning och återvinning. Då stål är magnetiskt är det både enkelt och kostnadseffektivt att fånga upp från alla typer av avfallsflöden. Över 25 miljarder ton stålskrot har återvunnits för att tillverka ny stål sedan 1900. Detta har minskat användningen av järnmalm med omkring 35 miljarder ton såväl som minskat användningen av kol med 18 miljarder ton.

Återvinning av stål bidrar till att minska CO2-utsläppen med 80% jämfört med att tillverka nytt stål från råvaror.
Stålåtervinningsprocesser minskar också vattenförbrukningen med 40% och vattenföroreningen med 76%
Återvinning av sju stålburkar sparar tillräckligt med energi för att driva en 60-watts glödlampa i över 24 timmar.
Nästan varje ny bilkaross du möter består av cirka 25% återvunnet stål.
96% av stålindustrins råmaterial återanvändes för att tillverka nya stålprodukter (65%) eller samprodukter (31%) – enbart 4% blir avfall.

Rostfritt stål

Rostfritt stål är en järnbaserad legering som har använts i tillverkningsindustrin i över 100 år och fortsätter att vara en viktig materialtyp inom industrin. Det är känt för sin höga korrosionsbeständighet, som uppnås genom att tillsätta krom och andra element till järn. Rostfritt stål finns i många olika grader och används i en mängd olika applikationer.

Vanliga användningsområden för rostfritt stål inkluderar byggmaterial, som balkar och räcken, köksredskap, som bestick och kastruller, samt transportindustrin, där det används för att tillverka tåg, bilar och flygplan. På grund av dess hållbarhet och korrosionsbeständighet används rostfritt stål också ofta i kemiska industrier, livsmedelsindustrin och för medicinska instrument.

Aluminium

Aluminium är en icke-järnhaltig metall som framställs huvudsakligen från bauxitmalm. Det är den vanligaste metallen sett till mängd på jorden. Detta på grund av att den besitter egenskaper som hög hållbarhet, låg vikt, korrosionsbeständighet, god elektrisk ledningsförmåga och förmågan att bilda legeringar med de flesta metaller. Dessutom är den icke-magnetisk och lätt att bearbeta.

Återvinning av aluminium

Aluminium, som de flesta metaller, kan återvinnas obegränsat utan att förlora eller försämra några av dess egenskaper. Som ett resultat används återvunnet aluminium i ett stort antal applikationer, inklusive konstruktion, fordonstillverkning, elektroniska apparater och mer:

Uppskattningsvis 75% av allt aluminium som någonsin tillverkats fortsätter att cirkulera till denna dag.
Återvinningen av aluminium använder 95% mindre energi än när det produceras med råvaror.
Att återvinna ett ton aluminium sparar åtta ton rå bauxit och nio ton koldioxidutsläpp.
Att återvinna ett enskilt aluminium kan spara tillräckligt med energi för att driva en 100-watts glödlampa i upp till fyra timmar.
En aluminiumburk skulle kunna återvinnas åtta gånger på ett år, vilket sparar tillräckligt med energi för att kunna tillverka 160 nya burkar.

Bly

Bly är en mycket mjuk, formbar och mycket tät och tung icke-järnhaltig metall med utmärkt korrosionsbeständighet. Blymetall är vanligt vid tillverkning av ammunition, bilbatterier, strålskydd, tunga maskiner och kabelmantling.

Återvinning av bly

Bly är, liksom andra metaller, väl lämpat för en cirkulär ekonomi, som kan återvinnas i det oändliga utan kvalitetsförlust. Denna metall har också en av de högsta återvinningsgraderna i världen – högre än aluminium, koppar eller zink såväl som vanligt återvunna föremål som tidningar eller glas.

Det uppskattas att över hälften av blyet i omlopp idag har använts tidigare i en annan produkt
Cirka 80% av blyet används för bl.a. bilbatterier, med vissa länder som stoltserar med batteriåtervinning på över 95%
Användning av återvunnet och sekundärt bly minskar Co2-utsläppen med 99% jämfört med traditionella processer

Koppar

Koppar är en icke-järnhaltig metall som har använts inom tillverkningsindustrin i över 6000 år, och är än idag en viktig metall inom industrin. Det finns inte i naturen i sin rena form. Därför är smältning och utvinning av malm nödvändig. Koppar har utmärkt värmeledningsförmåga – många köksredskap som grytor och pannor är av koppar – och är till stor del korrosionsbeständig. Vanliga applikationer för koppar inkluderar byggmaterial som tak och beklädnad, transporter som tåg och bilar, mynt, skulpturer och musikinstrument. Jämfört med andra metaller har koppar en hög elektrisk ledningsförmåga – på grund av detta används den stora majoriteten (65%) av koppar i elektriska applikationer, främst i form av kablar, koppartråd och ledare.Trots dess många fördelar ersätts koppar numera vanligtvis med aluminium och plast vid masstillverkning på grund av deras lägre prisnivåer.

Återvinning av koppar

Liksom många andra metaller kan även koppar återvinnas i det oändliga utan att dess prestanda försämras. Koppar av högsta kvalitet bibehåller cirka 95% av sitt värde jämfört med den ursprungliga primärmetallen, vilket har fått ett populärt rykte för sitt betydande återvinningsvärde.

Återvinning av koppar sparar en enorm mängd energi, så mycket som 85% jämfört med att tillverka metallen från grunden
Uppskattningsvis 80% av all koppar som någonsin utvunnits från jorden används fortfarande idag
Användning av kopparskrot minskar de globala CO2-utsläppen med cirka 65%
Ungefär 32% av den koppar som används i Europa kommer från återvunna källor

Zink

Zink är en icke-järnhaltig metall med många tillämpningar inom medicinska och industriella sektorer och är den fjärde mest använda metallen i industrin (efter järn/stål, aluminium och koppar). Zink används ofta i beläggningar för att skydda andra metaller som ett lager utanpå olika föremål. Till exempel är det vanligt att se galvaniserat stål, som i princip bara är stål belagt med zink för att förhindra rost. Zink används också för att tillverka pressgjutgods för el-, hårdvaru- och bilindustrin, men är också vanlig i produkter som batterier, färger, solkräm och mer.

Återvinning av zink

Zink är lätt att återvinna och används oftast som en del av viktiga legeringar som mässing, med 50% slutanvändning i galvaniseringsprocesser. En genomsnittlig bil innehåller upp till 10 kg zink i sina galvaniserade karossdelar. När bilen kasseras kan dessa zinkhaltiga paneler helt återvinnas och förvandlas till delar av samma kvalitet.

Tillverkning av zink genom återvinning använder 76% mindre energi än genom primära utvinningsprocesser
Över 90% av världens zinkproduktion kommer från blandade malmer som innehåller andra värdefulla metaller som bly och koppar
Mellan 30% och 40% av världens zinkförsörjning kommer från gammalt skrot (1,4 miljoner ton) och nytt skrot/rester (1,5 miljoner ton)
Nästan 70% av zinken i förbrukade produkter återvinns
Tillverkning av mässing och brons, som bland annat innehåller koppar och zink, står för 17% av zinks slutanvändning

Tenn

Tenn är en mjuk och formbar icke-järnhaltig metall som ofta används som ett legeringselement för att tillverka brons (1/8 tenn, 7/8 koppar) och andra legeringar.

Återvinning av tenn

Tennskrot är en annan viktig källa till metall i olika industrier, med återvinningsgrad och teknik som sprider sig snabbt. Den stora majoriteten av tenn används vid plätering och lödning, samt återanvänds i legeringar som mässing och brons. Med en relativt låg återvinningsgrad över hela världen – på endast 8 % – finns det fortfarande mycket utrymme för förbättringar med denna metall.

Återvinning av tenn sparar i genomsnitt 2 600 kWh energi per ton
Ett ton återvunnet tenn förhindrar brytning av cirka 1,5 ton tennmalm
Jämfört med att skapa det från grunden, använder återvinning av tenn cirka 99% mindre energi

Mässing

Mässing är en icke-järnhaltig legering av koppar och zink. Olika mängder koppar och zink kan uppnå olika mekaniska och elektriska egenskaper. Mängden koppar och zink justeras för att producera en mängd olika varianter av mässing. Vanliga applikationer för mässing inkluderar musikinstrument, patroner, radiatorer, rör, skruvar och dekorativa föremål.

Återvinning av mässing

Materialegenskaperna hos mässing förblir opåverkade av processen av återvinning, och mässingsskrot erbjuder 100% återvinningsbarhet i kombination med högt restvärde – stål må vara världens mest återvunna material sett till volym, men mässingsskrot behåller mer av
sitt värde.

Återvinningsprocessen för mässing är mindre energiintensiv i jämförelse med aluminium och stål och resulterar i ett mindre miljöavtryck
Mässing kan återvinnas ett obegränsat antal gånger utan att tappa kvalitet
Återvinning av mässing använder enbart 10% av energin som krävs för att bryta kopparmalm
De flesta produkter av mässing på marknaden är tillverkade med >90% återvunnet mässing

Hur tillverkas metall?

Metallproduktion syftar till alla processer som är involverade i omvandlingen av en råvara, såsom en mineralmalm, till en slutlig form där metallen kan användas för något kommersiellt eller industriellt ändamål. Inom det periodiska systemet finns ett 90-tal grundämnen som kan beskrivas som metaller. I vissa fall innefattar metallproduktionen relativt få steg eftersom metallen redan förekommer i elementär form i naturen. Så är fallet med guld, silver, platina och andra så kallade ädelmetaller. Dessa metaller förekommer normalt i naturen okombinerade med andra grundämnen och kan därför användas till viss kommersiell användning med jämförelsevis lite ytterligare behandling.

I de flesta fall förekommer emellertid metaller i naturen som föreningar, såsom oxider eller sulfider, och måste först omvandlas till deras elementära tillstånd. De kan sedan behandlas på en mängd olika sätt för att göra dem användbara för specifika praktiska tillämpningar.

Processen för att tillverka metall från malm består av tre steg – brytning av malmen, rening och reduktion.

Brytning

Det första steget i metallproduktion innebär alltid någon form av gruvdrift. Gruvdrift hänvisar till processen att avlägnsa metallen i dess fria eller kombinerade tillstånd från jordens yta. De två vanligaste formerna av gruvdrift är gruvdrift på ytan och under ytan. I det förstnämnda fallet kan metallen eller dess malm avlägsnas från det övre lagret av jordens yta. Mycket av världens koppar bryts till exempel från enorma dagbrottsgruvor. Gruvbrytning under ytan används för att samla in metallmalmer som befinner sig på större djup under jordens yta.

Ett fåtal metaller kan erhållas från havsvatten, till exempel magnesium. Varje kubikmil havsvatten innehåller cirka sex miljoner ton magnesium, främst i form av magnesiumklorid.

Rening

I de flesta fall förekommer metaller och deras malmer i marken som en del av komplexa blandningar som också innehåller stenar, sand, lera och andra föroreningar. För att kunna tillverka metall för kommersiellt bruk måste malmen separeras från det avfallsmaterial de förekommer med. Termen malm används för att beskriva en förening av en metall som innehåller tillräckligt mycket av den metallen för att göra det ekonomiskt praktiskt att extrahera metallen från föreningen.

Ett exempel på hur en malm kan renas är skumflotationsmetoden (froth flotation method) som används för malmer av bland annat koppar och zink. I denna metod mals oren malm som tagits från marken först till ett pulver och blandas sedan med vatten och ett skummedel såsom tallolja. Därefter blåses en luftström genom blandningen, vilket får den att bubbla och

skumma. I processen blöts föroreningar som sand och sten av vattnet för att få dem att sjunka till botten av behållaren. Metallmalmen adsorberar inte vattnet, men adsorberar talloljan. Den oljebelagda malmen flyter till toppen av blandningen, där den kan skummas av.

Reduktion

Metaller förekommer alltid i oxiderat tillstånd i malmer, ofta som metallens oxid eller sulfid. För att omvandla en malm till dess elementära tillstånd måste den därför reduceras. Metaller kan reduceras på en mängd olika sätt.

Med t.ex. järnmalmer kan reduktion åstadkommas genom att reagera järnoxider med kol och kolmonoxid. En av de vanligaste anordningarna som används för detta ändamål är masugnen. Masugnen är ett högt cylindriskt kärl som matas med järnmalm (bestående av järnoxider), koks (nästan rent kol) och kalksten. Temperaturen i masugnen höjs sedan till mer än 1 000°C. Vid denna temperatur reagerar kol med syre för att bilda kolmonoxid, som i sin tur reagerar med oxider av järn för att bilda ren järnmetall. Kalkstenen i den ursprungliga blandningen som läggs till masugnen reagerar med och tar bort kiseldioxid (sand), en förorening som vanligtvis finns i järnmalm.

Vissa metalloxider kräver andra metoder istället för kemiska reduktionsreaktioner som de i masugnsprocessen. Reduktionen av aluminiumoxid till aluminiummetall är ett exempel. I det första steget i denna process separeras aluminiumoxid från andra oxider (såsom järnoxider) genom Bayerprocessen. I Bayerprocessen tillsätts den naturligt förekommande oxidblandningen till natriumhydroxid, som löser upp aluminiumoxid och lämnar kvar andra oxider. Aluminiumoxiden löses sedan i ett mineral som kallas kryolit (natriumaluminiumfluorid) och placeras i en elektrolytisk cell. När elektrisk ström passerar genom cellen bildas smält aluminiummetall, som sjunker till botten av cellen och kan dras av från cellen.

I vissa fall behandlas en malm för att ändra dess kemiska tillstånd innan den reduceras. De vanligaste malmerna av till exempel zink är sulfiderna. Dessa föreningar rostas först i ett överskott av luft och omvandlar zinksulfid till zinkoxid. Zinkoxiden reduceras sedan antingen genom att reagera den med koks (som i fallet med järn) eller genom att elektrolysera den (som i fallet med aluminium).

Bearbetning av metaller

Metaller bearbetas på olika sätt för att skapa metaller och legeringar med önskade egenskaper. Ibland måste de kombineras för att bygga en mer komplex produkt. Bearbetning av metall består huvudsakligen av fyra typer:

Gjutning – flytande metall hälls i en form som får härda utan yttre tryck
Formning – stelnad metall formas under tryck
Skärning – metall avlägsnas för att ta fram den önskade formen
Sammanfogning – olika delar sammanfogas på olika sätt.

Gjutning

Flytande metall hälls i en form med den önskade formen på produkten som sedan får stelna. Den stelnade delen bryts ut ur formen för att slutföra processen. Metallgjutning används främst när:

(a) produkten är stor och/eller har komplexa former
(b) särskild metall har låg duktilitet (metallens förmåga att utsättas för plastisk deformation utan att sprickbildning uppstår).

Olika gjuttekniker inkluderar: sand-, press-, precisions- och stränggjutning.

Forming

En metallbit utsätts för yttre tryck (som överstiger materialets sträckgräns) för att forma den till en önskad form. Detta består i grunden två typer:

Kallformning – metallen deformeras vid låga temperaturer för att forma och stärka metallen. Denna förstärkning uppstår på grund av dislokationsrörelser och dislokationsgenerering inom materialets kristallstruktur. Många icke-spröda metaller med en hög smältpunkt kan förstärkas på detta sätt. Legeringar som inte är mottagliga för varmformning, inklusive stål med låg kolhalt, är ofta kallformade. Vissa material kan inte härdas vid låga temperaturer, såsom indium, men andra kan endast förstärkas genom kallformning, såsom ren koppar och aluminium.
Varmformning – metallen deformeras vid höga temperaturer för att forma och stärka metallen. Varmformning avser olika processer där metaller formas plastiskt över deras omkristallisationstemperatur – detta tillåter metallen att omkristalliseras under deformation. Detta är viktigt eftersom omkristallisering hindrar materialen från att töjningshärdas, vilket i slutändan håller sträckgränsen och hårdheten låg och duktiliteten hög.

De vanligaste formningsteknikerna inkluderar smidning, rullning, extrudering och dragning.

Bearbetning av metaller

Skärande bearbetning syftar till olika processer för att ta bort oönskat material från ett arbetsstycke för att uppnå den önskade formen. Det används för att skapa former med hög dimensionstolerans, god ytfinish och komplex geometri. Skärande bearbetning omfattar ett flertal processer inklusive:

Skärning – involverar skärverktyg med en eller flera punkter
Traditionella metoder – svarvning, fräsning, Borrning
Icke-traditionella metoder – elektrisk urladdningsbearbetning, CNC-bearbetning, vattenskärning

Sammanfogning

Sammanfogning syftar till olika processer för att sammanfoga flera metaller genom att antingen värma dem till lämpliga temperaturer med eller utan applicering av tryck eller genom applicering av enbart tryck, eller genom att tillföra material. Typer av sammanfogande bearbetning:

Svetsning förenar metaller genom att använda hög värme för att smälta samman delarna och låta dem svalna.
Lödning förenar metaller genom att använda hög värme för att värme upp delarna som ska sammanfogas och smältning av ett tillsatsmedel, kallat lod eller slaglod.
Nitning förenar metaller genom att en nit av metall slås igenom ett förborrat hål i de olika delarna.

Bearbetning av metaller

Metall har en relativt hög återvinningspotential i jämförelse med andra material där de flesta typerna av metall kan återvinnas ett oändligt antal gånger, och mängden energi som kan sparas via återvinning gentemot att tillverka ny metall är enorm. Den globala ekonomin förväntas att fyrdubblas och användningen av metall att mer än dubblas till 2060; som tur är förväntas även återvinningen att öka, till och med i en högre grad än gruvindustrin. Men det finns stor förbättringspotential inom alla områden, från brytning av metallmalm och produktionen av metallprodukter till metallåtervinning, och det finns ett ökat behov av att etablera en effektiv cirkulär ekonomi för användningen av metaller.

Skrotåtervinning idag

Enligt en rapport från IEA har basmetaller som används i stora volymer, såsom koppar, nickel och aluminium, uppnått höga återvinningsgrader. Ädelmetaller som platina, palladium och guld har också uppnått höga återvinningsgrader på grund av mycket höga globala priser som uppmuntrar både insamling och produktåtervinning. Litium och sällsynta element (REEs) har dock nästan inga globala återvinningsförmågor, delvis på grund av begränsad insamling och tekniska begränsningar. Det finns också regionala variationer: cirka 50% av den totala basmetallproduktionen i EU tillhandahålls via sekundärproduktion, genom att använda återvunna metaller, jämfört med 18% i resten av världen.

Men enligt OECD ligger återvinningsgraden för många metaller idag fortfarande under deras tekniska och ekonomiska potential. Aluminium hade till exempel en global återvinningsgrad på 42 % 2022, medan stål ligger på omkring 80 % – båda två metaller med 100 % återvinningsbarhet.

Hur ökar vi återvinningsgraden av metaller?

För att öka återvinningsgraden för metaller kan länder, städer och företag:

främja produktdesign som gör demontering och materialseparering enklare
förbättra avfallshantering och återvinningsinfrastruktur för komplexa uttjänta produkter i utvecklingsländer och tillväxtekonomier
ta itu med faktumet att att många metallhaltiga produkter i industriländer hamnar alltför ofta i soptunnor och inte återvinns
säkerställa att den pågående förbättringen av återvinningsteknik och insamlingssystem håller jämna steg med allt mer komplexa produkter skapade med ett alltmer varierande utbud av metaller och legeringar.

Hur går skrotåtervinning till?

Insamling. Insamlingsprocessen för metaller skiljer sig från den för andra material på grund av ett högre skrotvärde. Som sådan är det mer sannolikt att det säljs som skrot än skickas till soptippen. En av de största källorna till skrot av metall är från skrotfordon. Andra källor inkluderar stora stålkonstruktioner, järnvägsspår, fartyg, jordbruksutrustning och naturligtvis skrot från konsumenter i form av konservburkar, aluminiumfolie och liknande. Spill som skapas i samband med tillverkning av nya produkter utgör också en stor del av utbudet av metallskrot.
Sortering. Sortering innebär att metaller separeras från den metallskrotströmmar eller den blandade avfallsströmmen. I automatiserade återvinningsoperationer används magneter och sensorer för att underlätta separeringen av metaller från varandra och andra material.
Bearbetning. För att möjliggöra vidare bearbetning rivs/klipps metallerna ned i mindre storlekar. Strimling görs för att främja smältningsprocessen för att minska energiåtkomsten. Normalt omvandlas aluminium till små plåtar och stål omvandlas till stålblock.
Smältning. Metallskrot smälts i en stor ugn. Varje metall tas till en specifik ugn som är utformad för att smälta just den metallen. En betydande mängd energi går åt i detta steg. Ändå är energin som krävs för att smälta och återvinna metaller mycket mindre än den energi som behövs för att producera metaller med nya råvaror.
Rening. Rening görs för att säkerställa att slutprodukten är av hög kvalitet och fri från föroreningar. En av de vanligaste metoderna som används för rening är elektrolys.
Stelning. Efter rening hälls smältan ned i former för att stelna till tackor eller liknande som lätt kan användas för tillverkning av olika metallprodukter.
Transport av sekundärmetaller. När metallerna har kylts och stelnat är de redo att användas. De transporteras vidare till olika fabriker där de används som råvara för tillverkning av nya produkter.