Ce document est créé à partir de la publication CDA UK du même nom.
Valeur de la ferraille
Depuis des milliers d’années, le cuivre et les alliages de cuivre sont recyclés. C’est une pratique économique normale, même si certains la regrettent. L’une des merveilles de l’ancien monde, le colosse de Rhodes, une statue enjambant l’entrée du port de Rhodes, aurait été fabriquée en cuivre. Il n’en reste aucune trace depuis qu’il a été recyclé pour fabriquer des artefacts utiles.
Au Moyen Âge, il était courant qu’après une guerre, les canons en bronze soient fondus pour fabriquer des objets plus utiles. En temps de guerre, même les cloches des églises étaient utilisées pour produire des canons.
L’ensemble de l’économie de l’industrie du cuivre et des alliages de cuivre dépend du recyclage économique de tout produit excédentaire. Il existe une large gamme de matériaux à base de cuivre fabriqués pour une grande variété d’applications. Utiliser la matière première la plus adaptée et la moins chère pour fabriquer des composants donne le prix de revient le plus économique pour le matériau.
Valeur des déchets – Cuivre
Les fournitures commerciales habituelles de cuivre pur sont utilisées pour les applications électriques les plus critiques telles que la production de fils émaillés fins et super fins. Il est essentiel que la pureté soit maintenue de manière reproductible afin d’assurer une conductivité élevée, une recuisson constante et l’absence de cassures pendant la production des barres et le tréfilage ultérieur des fils. Comme les couches d’émail appliquées sont minces mais doivent résister à la tension, elles ne doivent présenter aucun défaut de surface ; par conséquent, le fil de cuivre de base doit avoir une excellente qualité de surface. Le cuivre primaire de la meilleure qualité est utilisé pour produire la barre pour ce travail. On peut également utiliser des déchets de traitement recyclés non contaminés et d’autres déchets qui ont été raffinés par électrolyse pour retrouver une qualité de catégorie « A ».
Le cuivre utilisé pour les câbles électriques est également tiré d’une tige à haute conductivité, mais à une taille plus épaisse que les fils fins. Les exigences de qualité sont donc légèrement moins strictes. La présence de toute impureté indésirable peut causer des problèmes tels que la brièveté à chaud qui donne des défaillances coûteuses lors de la coulée et du laminage à chaud. Pour la même raison, les déchets contenant de telles impuretés ne peuvent être utilisés à cette fin que s’ils sont bien dilués avec du cuivre de bonne qualité.
Pour des usages non électriques, le cuivre est également utilisé pour fabriquer de grandes quantités de tubes de plomberie, de tôles de toiture et d’échangeurs de chaleur. Une conductivité électrique élevée n’est pas obligatoire et les autres exigences de qualité ne sont pas si onéreuses. Le cuivre secondaire peut être utilisé pour la fabrication de ces matériaux, tout en restant dans les limites de qualité stipulées pour les impuretés.
Lorsque les déchets de cuivre sont associés à d’autres matériaux, par exemple après avoir été étamés ou soudés, il sera souvent plus économique de profiter de cette contamination que d’essayer de l’éliminer par affinage. De nombreuses spécifications pour les métaux à canon et les bronzes requièrent la présence d’étain et de plomb, ce qui fait de ce type de déchets une matière première idéale. Normalement, elle est refondue et coulée en lingots d’analyse certifiée avant d’être utilisée dans une fonderie. Les déchets de ce type commandent un prix inférieur à celui du cuivre non contaminé.
Valeur des déchets – laitons
Le recyclage des déchets de laiton est un élément essentiel de l’économie de l’industrie. Le laiton pour l’extrusion et l’estampage à chaud est normalement fabriqué à partir d’une fonte de base de ferraille de composition similaire ajustée par l’ajout de cuivre ou de zinc vierge selon les besoins pour répondre à la spécification avant la coulée. L’utilisation de déchets de laiton achetés à un prix nettement inférieur au prix du mélange métallique signifie que le coût du laiton fabriqué est considérablement inférieur à ce qu’il pourrait être autrement.
La présence dans le laiton de certains autres éléments tels que le plomb est souvent nécessaire pour améliorer l’usinabilité, de sorte que ces déchets sont fréquemment acceptables. Outre les laitons courants d’usinage libre, il en existe beaucoup d’autres fabriqués à des fins spéciales, dont les propriétés ont été modifiées pour donner une force, une dureté, une résistance à la corrosion ou d’autres attributs supplémentaires, de sorte qu’une ségrégation stricte des déchets est essentielle.
Les déchets de laiton provenant d’opérations d’usinage peuvent être refondus de manière économique mais doivent être sensiblement exempts d’excès de lubrifiant, en particulier ceux comprenant des composés organiques qui provoquent des fumées inacceptables pendant la refonte.
Lorsque le laiton est refondu, il y a généralement un certain dégagement de zinc, plus volatil. Celui-ci est compensé dans le bain de fusion pour le ramener dans les spécifications. Le zinc se dégage sous forme d’oxyde qui est extrait et piégé dans un dépoussiéreur à sacs et recyclé pour la fabrication d’autres produits.
Le laiton destiné à être transformé en feuilles, bandes ou fils doit être sensiblement exempt d’impuretés nocives afin de conserver sa ductilité à froid. Il peut alors être laminé, étiré, embouti, matricé, riveté, filé ou autrement formé à froid. Il est donc normal de le fabriquer essentiellement à partir de cuivre et de zinc vierges, ainsi que de déchets de traitement provenant de la transformation qui ont été maintenus propres, soigneusement séparés et identifiés.
Valeur de la ferraille – Autres alliages de cuivre
Les alliages de cuivre tels que les bronzes phosphorés, les gunmétaux, les bronzes plombés et les bronzes d’aluminium sont normalement fabriqués selon des spécifications étroitement contrôlées afin d’assurer l’aptitude à un service exigeant. Ils sont normalement fabriqués à partir de lingots de composition garantie et de déchets de traitement de même composition qui ont été soigneusement séparés. Lorsque la ferraille s’est mélangée ou est de composition inconnue, elle est d’abord refondue par un lingottier et analysée afin que la composition puisse être ajustée de manière appropriée pour l’amener dans la catégorie d’un alliage.
Le cuivre de bonne qualité à haute conductivité peut être recyclé par simple fusion et analyse de contrôle avant la coulée, soit à la forme finie, soit pour une fabrication ultérieure. Cependant, cela ne s’applique normalement qu’aux déchets de traitement provenant d’une usine de cuivre. Lorsque le cuivre a été contaminé et qu’il est nécessaire de le réaffiner, il est normalement refondu et coulé en forme d’anode afin de pouvoir être raffiné par électrolyse. Si, toutefois, le niveau d’impuretés dans l’anode coulée est important, il est peu probable que la cathode produite réponde alors aux normes très élevées requises pour le cuivre de qualité « A » utilisé pour la production de fils fins.
Lorsque les déchets de cuivre et d’alliages de cuivre sont très contaminés et ne conviennent pas à une simple refonte, ils peuvent être recyclés par d’autres moyens pour récupérer le cuivre, soit comme métal, soit pour donner certains des nombreux composés de cuivre essentiels à l’industrie et à l’agriculture. C’est la pratique habituelle pour la récupération du cuivre utilisable dans les scories, les crasses ou les écailles de laminoir provenant des processus de production ou des assemblages de composants périmés contenant des quantités utiles de cuivre.
Considérations environnementales
Le cuivre est un oligo-élément essentiel nécessaire au bon développement de la plupart des plantes, des animaux et des êtres humains. En général, des quantités modérément excessives de cuivre ne sont pas connues pour causer des problèmes. Toutes les précautions sont prises pour éviter de gaspiller le cuivre et il est recyclé dans la mesure du possible. L’excès de cuivre n’est pas autorisé à s’échapper dans l’atmosphère sous forme de fumées, ni dans l’eau de refroidissement du processus déversée, qui est généralement traitée pour rester dans les limites convenues.
Les autres métaux associés aux alliages de cuivre ne sont généralement pas sous une forme dangereuse. Cependant, lorsque des fumées sont générées, par exemple par la fusion ou le soudage, il peut être nécessaire d’utiliser un équipement d’extraction des fumées. Le béryllium est parfois utilisé comme élément d’alliage du cuivre pour fabriquer certains des alliages de cuivre les plus résistants connus, ce qui est inestimable pour la production de ressorts à usage intensif. Lorsqu’il est allié au cuivre et à l’état solide, il ne présente aucun danger pour la santé. Cependant, s’il est présent dans l’atmosphère, le béryllium peut présenter un risque pour la santé et doit être contrôlé. La publication 104 de la CDA donne des conseils sur les exigences de santé et de sécurité pour les fumées en suspension dans l’air associées au cuivre-béryllium.
Valeur du produit
Si la ferraille est du cuivre pur et n’a pas été contaminée par quoi que ce soit d’indésirable, un produit de haute qualité peut en être fait. De même, si les ferrailles ne sont constituées que d’une seule composition d’alliage, il est plus facile de les refondre pour obtenir un produit de bonne qualité, bien qu’il puisse être nécessaire d’ajuster la composition lors de la refonte.
Si les ferrailles sont mélangées, contaminées ou comprennent d’autres matériaux tels que de la soudure, alors, lors de la refonte, il sera plus difficile d’ajuster la composition dans les limites d’une spécification choisie. Lorsque du plomb ou de l’étain ont été inclus, mais pas d’impuretés nocives, il est généralement possible d’ajuster la composition en ajoutant plus de plomb ou d’étain pour fabriquer des bronzes au plomb. Pour certaines ferrailles contaminées par des impuretés indésirables, il est parfois possible de les diluer lors de la fusion afin que le taux d’impureté entre dans une spécification acceptable. Toutes ces techniques permettent de conserver une grande partie de la valeur de la ferraille. La façon dont les alliages peuvent être fabriqués à partir de la ferraille est illustrée sous forme de schéma simplifié dans la figure.
Lorsque la ferraille a été contaminée au-delà des limites acceptables, il est nécessaire de la réaffiner en cuivre pur en utilisant les techniques conventionnelles d’affinage des métaux secondaires qui fournissent un complément utile aux approvisionnements en cuivre primaire.