Tämä asiakirja on luotu CDA UK:n samannimisestä julkaisusta.
Scrap Value
Kuparia ja kupariseoksia on kierrätetty tuhansia vuosia. Tämä on ollut normaali taloudellinen käytäntö, vaikka jotkut ovatkin pahoitelleet sitä. Yhden vanhan maailman ihmeistä, Rodoksen kolossin, Rodoksen sataman sisäänkäynnin kattavan patsaan, sanotaan olleen kuparista tehty. Siitä ei ole jäljellä jälkeäkään, koska se kierrätettiin käyttökelpoisten esineiden valmistamiseksi.
Keskiajalla oli tavallista, että sodan jälkeen pronssitykit sulatettiin käyttökelpoisempien esineiden valmistamiseksi. Sota-aikoina jopa kirkonkelloja käytettiin tykkien valmistukseen.
Koko kupari- ja kupariseosteollisuuden talous on riippuvainen ylijäämätuotteiden taloudellisesta kierrätyksestä. On olemassa laaja valikoima kuparipohjaisia materiaaleja, joita valmistetaan monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Sopivimman ja halvimman raaka-aineen käyttäminen komponenttien valmistukseen antaa materiaalille taloudellisimman omakustannushinnan.
Romun arvo – kupari
Puhtaan kuparin tavanomaisia kaupallisia toimituksia käytetään kaikkein kriittisimpiin sähkösovelluksiin, kuten hienojen ja hienojakoisten emaloitujen lankojen valmistukseen. On olennaisen tärkeää, että puhtaus säilyy toistuvasti, jotta varmistetaan korkea johtavuus, johdonmukainen hehkutettavuus ja murtumattomuus tangonvalmistuksen ja sen jälkeisen langanvedon aikana. Koska levitetyt emalikerrokset ovat ohuita, mutta niiden on kestettävä jännitettä, niissä ei saa olla pintavirheitä; näin ollen peruskuparilangan pinnanlaadun on oltava erinomainen. Tässä työssä käytettävän tangon valmistukseen käytetään parasta laatua olevaa primäärikuparia. Myös saastumatonta kierrätysromua ja muuta romua, joka on elektrolyyttisesti puhdistettu takaisin A-luokan laatuun, voidaan käyttää.
Voimakaapeleissa käytettävä kupari vedetään myös hyvin johtavasta tangosta, mutta se on paksumpaa kuin hienolangat. Laatuvaatimukset ovat sen vuoksi hieman lievemmät. Epätoivottujen epäpuhtauksien esiintyminen voi aiheuttaa ongelmia, kuten kuumalyhyyttä, joka aiheuttaa kalliita vikoja valussa ja kuumavalssauksessa. Samasta syystä tällaisia epäpuhtauksia sisältävää romua voidaan käyttää tähän tarkoitukseen vain, jos se on hyvin laimennettu hyvälaatuisella kuparilla.
Muihin kuin sähköteknisiin tarkoituksiin kuparia käytetään myös suurten määrien putkien, kattopeltien ja lämmönvaihtimien valmistukseen. Korkea sähkönjohtavuus ei ole pakollinen, eivätkä muut laatuvaatimukset ole niin tiukkoja. Sekundaarikuparia voidaan käyttää näiden materiaalien valmistukseen, vaikkakin epäpuhtauksia koskevien laatuvaatimusten rajoissa.
Jos kuparijätteen mukana on muita materiaaleja, esimerkiksi tinattu tai juotettu kupari, on usein taloudellisempaa hyödyntää tällainen epäpuhtaus kuin pyrkiä poistamaan se puhdistamalla. Monissa asemetallien ja pronssien spesifikaatioissa edellytetään sekä tinan että lyijyn esiintymistä, joten tämäntyyppinen romu on ihanteellista raaka-ainetta. Tavallisesti se sulatetaan uudelleen ja valetaan varmennetun analyysin mukaisiksi harkoiksi ennen käyttöä valimossa. Tämäntyyppisestä romusta maksetaan alhaisempi hinta kuin saastumattomasta kuparista.
Romun arvo – messinki
Messinkijätteen kierrätys on olennainen osa teollisuuden taloutta. Puristamiseen ja kuumapuristamiseen tarkoitettu messinki valmistetaan tavallisesti koostumukseltaan samankaltaisesta romun perussulatteesta, jota muokataan lisäämällä siihen neitseellistä kuparia tai sinkkiä tarpeen mukaan, jotta se täyttäisi spesifikaation ennen valua. Kun käytetään messinkijätettä, joka ostetaan huomattavasti alhaisemmalla hinnalla kuin metalliseoksen hinta, valmistetun messingin kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin ne muutoin saattaisivat olla.
Joitakin muita elementtejä, kuten lyijyä, tarvitaan usein messinkiin työstettävyyden parantamiseksi, joten tällainen romu on usein hyväksyttävää. Yleisten vapaasti työstettävien messinkien lisäksi on olemassa monia muita erityistarkoituksiin valmistettuja messinkiä, joiden ominaisuuksia on muutettu lujuuden, kovuuden, korroosionkestävyyden tai muiden ominaisuuksien lisäämiseksi, joten romun tiukka erottelu on välttämätöntä.
Koneistuksessa syntyvä messinkijäte voidaan sulattaa taloudellisesti uudelleen, mutta sen tulisi olla olennaisesti vapaata liiallisesta voiteluaineesta, erityisesti sellaisista, jotka sisältävät orgaanisia yhdisteitä, jotka synnyttävät uudelleensulatuksen aikana huurtumista, joka ei ole hyväksyttävää.
Messinkiä uudelleensulatettaessa muodostuu tavallisesti jonkin verran haihtuvampaa sinkkiä. Tämä kompensoidaan sulassa, jotta se saadaan takaisin spesifikaation mukaiseksi. Sinkki kehittyy oksidina, joka vedetään pois ja vangitaan pussikoteloon ja kierrätetään muiden tuotteiden valmistukseen.
Levyiksi, nauhoiksi tai langoiksi valmistettavan messingin on oltava huomattavan vapaata haitallisista epäpuhtauksista, jotta se säilyy kylmänä sitkeänä. Se voidaan sitten valssata, vetää, syvävetää, puristaa, niitata, kehrätä tai muulla tavoin kylmämuotoilla. Tämän vuoksi on tavallista, että se valmistetaan pääosin neitseellisestä kuparista ja sinkistä sekä käsittelyssä syntyvästä prosessijätteestä, joka on pidetty puhtaana, huolellisesti eroteltuna ja yksilöitynä.
Romun arvo – Muut kupariseokset
Kupariseokset, kuten fosforipronssit, ruudinkestävät metallit, lyijypronssit ja alumiinipronssit valmistetaan tavallisesti tarkoin valvottujen spesifikaatioiden mukaisesti sen varmistamiseksi, että se soveltuu vaativaan käyttöön. Ne valmistetaan tavallisesti taatun koostumuksen omaavista valanteista sekä samaa koostumusta olevasta prosessijätteestä, joka on pidetty huolellisesti erillään. Jos romu on sekoittunut tai sen koostumus on tuntematon, harkonvalmistaja sulattaa sen ensin uudelleen ja analysoi sen, jotta koostumusta voidaan sopivasti säätää seoksen laatuluokan mukaiseksi.
Hyvälaatuinen, hyvin johtava kupari voidaan kierrättää yksinkertaisella sulatuksella ja tarkistusanalyysillä ennen valua joko valmiiseen muotoon tai myöhempää valmistusta varten. Tämä koskee kuitenkin yleensä vain kuparitehtaalla syntyvää prosessijätettä. Jos kupari on saastunut ja se on tarpeen puhdistaa uudelleen, se yleensä sulatetaan uudelleen ja valetaan anodin muotoon, jotta se voidaan puhdistaa elektrolyyttisesti. Jos valetun anodin epäpuhtauksien määrä on kuitenkin huomattava, on epätodennäköistä, että tuotettu katodi täyttää hienojen lankojen valmistuksessa käytettävältä A-luokan kuparilta vaadittavat erittäin korkeat vaatimukset.
Jos kupari- ja kupariseosromu on erittäin saastunutta eikä sovellu pelkkään uudelleensulatukseen, se voidaan kierrättää muulla tavoin kuparin talteenottamiseksi joko metallina tai joksikin lukuisista kupariyhdisteistä, jotka ovat välttämättömiä käytettäväksi teollisuudessa ja maataloudessa. Tämä on tavanomainen käytäntö käyttökelpoisen kuparin talteenotossa tuotantoprosesseissa syntyvästä kuonasta, kuonasta tai valssihilseestä tai käyttökelpoisia määriä kuparia sisältävien komponenttien elinkaarensa päättäneistä kokoonpanoista.
Ympäristönäkökohtia
Kupari on välttämätön hivenaine, jota tarvitaan useimpien kasvien, eläinten ja ihmisten terveen kehityksen kannalta. Yleensä kuparin kohtuullisten ylimäärien ei tiedetä aiheuttavan ongelmia. Kuparin tuhlausta vältetään kaikin tavoin, ja se kierrätetään mahdollisuuksien mukaan. Ylimääräistä kuparia ei päästetä savuna ilmakehään eikä prosessin jäähdytysveteen, joka yleensä käsitellään siten, että se pysyy sovituissa rajoissa.
Muut kupariseoksiin liittyvät metallit eivät yleensä ole vaarallisessa muodossa. Jos huuruja kuitenkin syntyy esimerkiksi sulatuksessa tai hitsauksessa, voi olla tarpeen käyttää huurunpoistolaitteita. Berylliumia käytetään toisinaan kuparin seosaineena, jolloin saadaan eräitä tunnetuista vahvimmista kupariseoksista, jotka ovat korvaamattomia raskaiden jousien valmistuksessa. Kuparin kanssa seostettuna ja kiinteässä tilassa se ei aiheuta vaaraa terveydelle. Jos beryllium kuitenkin esiintyy ilmakehässä, se voi aiheuttaa terveysriskin, ja sitä olisi valvottava. CDA:n julkaisussa 104 annetaan neuvoja kupari-berylliumiin liittyvien ilmassa kulkeutuvien huurujen terveys- ja turvallisuusvaatimuksista.
Tuotteen arvo
Jos romu on puhdasta kuparia eikä siihen ole lisätty mitään ei-toivottua, siitä voidaan valmistaa korkealaatuinen tuote. Vastaavasti, jos romu koostuu vain yhdestä seoskoostumuksesta, se on helpompi sulattaa uudelleen hyvälaatuiseksi tuotteeksi, vaikka koostumusta voidaan joutua säätämään jonkin verran uudelleen sulatettaessa.
Jos romu on sekoittunutta, saastunutta tai jos se sisältää muita materiaaleja, kuten juotetta, uudelleen sulatettaessa koostumuksen säätäminen valitun spesifikaation rajoissa on vaikeampaa. Jos romussa on lyijyä tai tinaa, mutta ei haitallisia epäpuhtauksia, on yleensä mahdollista säätää koostumusta lisäämällä lisää lyijyä tai tinaa lyijypronssin valmistamiseksi. Joitakin ei-toivottuja epäpuhtauksia sisältävää romua on joskus mahdollista laimentaa sulatuksen yhteydessä niin, että epäpuhtaustaso on hyväksyttävän spesifikaation mukainen. Kaikki nämä tekniikat säilyttävät suuren osan romun arvosta. Tapa, jolla seoksia voidaan valmistaa romusta, on esitetty yksinkertaistetussa kaaviomuodossa kuvassa.
Jos romu on saastunut yli hyväksyttävien rajojen, se on tarpeen puhdistaa uudelleen puhtaaksi kupariksi käyttäen tavanomaisia sekundäärimetallien jalostustekniikoita, jotka täydentävät hyödyllisellä tavalla primaarikuparin tarjontaa.