Questo documento è tratto dall’omonima pubblicazione di CDA UK.
Valore del rottame
Per migliaia di anni, il rame e le sue leghe sono stati riciclati. Questa è stata una pratica economica normale, anche se deplorata da alcuni. Una delle meraviglie del vecchio mondo, il Colosso di Rodi, una statua che sovrasta l’entrata del porto di Rodi, si dice sia stata fatta di rame. Non ne rimane traccia da quando è stato riciclato per fare manufatti utili.
Nel Medioevo era comune che dopo una guerra i cannoni di bronzo fossero fusi per fare oggetti più utili. In tempi di guerra anche le campane delle chiese venivano usate per produrre cannoni.
L’intera economia dell’industria del rame e delle leghe di rame dipende dal riciclaggio economico dei prodotti in eccesso. Esiste una vasta gamma di materiali a base di rame realizzati per una grande varietà di applicazioni. Usare la materia prima più adatta e più economica per fare i componenti dà il prezzo di costo più economico per il materiale.
Valore del rottame – rame
Le forniture commerciali abituali di rame puro sono usate per le applicazioni elettriche più critiche come la produzione di fili smaltati fini e superfini. È essenziale che la purezza sia mantenuta in modo riproducibile per garantire un’elevata conducibilità, una ricottura costante e l’assenza di rotture durante la produzione di barre e la successiva trafilatura. Poiché gli strati di smalto applicati sono sottili ma devono resistere alla tensione, non devono avere difetti di superficie; di conseguenza il filo di rame di base deve avere una qualità superficiale eccellente. Il rame primario della migliore qualità è usato per produrre la barra per questo lavoro. Possono essere utilizzati anche rottami di processo riciclati non contaminati e altri rottami che sono stati raffinati elettroliticamente fino alla qualità ‘A’.
Il rame utilizzato per i cavi elettrici è anche ricavato da barre ad alta conduttività, ma in dimensioni più spesse rispetto ai fili sottili. I requisiti di qualità sono quindi leggermente meno severi. La presenza di qualsiasi impurità indesiderabile può causare problemi come l’accorciamento a caldo che provoca guasti costosi durante la fusione e la laminazione a caldo. Per lo stesso motivo, i rottami contenenti tali impurità possono essere utilizzati per questo scopo solo se ben diluiti con rame di buona qualità.
Per scopi non elettrici, il rame è anche usato per fare grandi quantità di tubi idraulici, lastre di copertura e scambiatori di calore. L’alta conducibilità elettrica non è obbligatoria e altri requisiti di qualità non sono così onerosi. Il rame secondario può essere usato per la fabbricazione di questi materiali, anche se sempre entro i limiti di qualità stabiliti per le impurità.
Se il rame di scarto è associato ad altri materiali, per esempio dopo essere stato stagnato o saldato, sarà spesso più economico sfruttare tale contaminazione piuttosto che cercare di rimuoverla con la raffinazione. Molte specifiche per i metalli da sparo e i bronzi richiedono la presenza di stagno e piombo, quindi questo tipo di rottame è la materia prima ideale. Normalmente viene rifuso e fuso in lingotti di analisi certificata prima dell’uso in fonderia. Il rottame di questo tipo ha un prezzo più basso del rame non contaminato.
Valore del rottame – Ottone
Il riciclaggio del rottame di ottone è un elemento essenziale dell’economia dell’industria. L’ottone per l’estrusione e lo stampaggio a caldo è normalmente fatto da una fusione di base di rottami di composizione simile regolata dall’aggiunta di rame o zinco vergine come richiesto per soddisfare le specifiche prima della colata. L’uso di rottami di ottone acquistati ad un prezzo significativamente più basso del prezzo della miscela metallica significa che il costo dell’ottone fabbricato è considerevolmente inferiore a quello che potrebbe essere altrimenti.
La presenza nell’ottone di alcuni altri elementi come il piombo è spesso richiesta per migliorare la lavorabilità, quindi tali rottami sono spesso accettabili. Oltre ai comuni ottoni da lavorazione libera, ce ne sono molti altri fatti per scopi speciali con proprietà modificate per dare maggiore forza, durezza, resistenza alla corrosione o altri attributi, quindi è essenziale una rigorosa segregazione dei rottami.
I rottami di ottone derivanti da operazioni di lavorazione possono essere rifusi economicamente ma dovrebbero essere sostanzialmente privi di lubrificante in eccesso, specialmente quelli che includono composti organici che causano fumi inaccettabili durante la rifusione.
Quando l’ottone viene rifuso, c’è solitamente una certa evoluzione del più volatile zinco. Questo viene recuperato nella fusione per riportarlo entro le specifiche. Lo zinco si evolve sotto forma di ossido che viene estratto e intrappolato in un deposito e riciclato per la fabbricazione di altri prodotti.
L’ottone da realizzare in forma di foglio, nastro o filo deve essere significativamente privo di impurità nocive per mantenere la duttilità a freddo. Può quindi essere laminato, imbutito, imbutito, giuntato, rivettato, filato o altrimenti formato a freddo. E’ normale quindi produrlo sostanzialmente da rame e zinco vergini, insieme a scarti di lavorazione derivanti dalla lavorazione che sono stati tenuti puliti, accuratamente segregati e identificati.
Valore del rottame – Altre leghe di rame
Le leghe di rame come i bronzi al fosforo, i gunmetal, i bronzi al piombo e i bronzi all’alluminio sono normalmente prodotte secondo specifiche strettamente controllate al fine di garantire l’idoneità al servizio impegnativo. Sono normalmente fatti da lingotti di composizione garantita insieme a rottami di processo della stessa composizione che sono stati tenuti accuratamente separati. Dove il rottame si è mischiato, o è di composizione sconosciuta, viene prima rifuso da un produttore di lingotti e analizzato in modo che la composizione possa essere opportunamente regolata per portarlo entro il grado di una lega.
Il rame di buona qualità ad alta conducibilità può essere riciclato mediante semplice fusione e analisi di controllo prima della fusione, sia in forma finita che per una successiva fabbricazione. Tuttavia, questo si applica normalmente solo agli scarti di processo che sorgono all’interno di una fabbrica di rame. Quando il rame è stato contaminato ed è necessario raffinarlo nuovamente, viene normalmente rifuso e fuso in forma di anodo in modo che possa essere raffinato elettroliticamente. Se, tuttavia, il livello di impurità nell’anodo fuso è significativo, è improbabile che il catodo prodotto soddisfi gli standard molto elevati richiesti dal rame di grado ‘A’ utilizzato per la produzione di fili sottili.
Se gli scarti di rame e leghe di rame sono molto contaminati e inadatti alla semplice rifusione, possono essere riciclati con altri mezzi per recuperare il rame o come metallo o per dare alcuni dei molti composti di rame essenziali per l’uso nell’industria e in agricoltura. Questa è la pratica abituale per il recupero del rame utilizzabile nelle scorie, scorie o scaglie di laminazione derivanti da processi di produzione o da assemblaggi scaduti di componenti contenenti quantità utili di rame.
Considerazioni ambientali
Il rame è un oligoelemento essenziale necessario per lo sviluppo sano della maggior parte delle piante, degli animali e degli esseri umani. In generale, quantità moderate di rame in eccesso non sono note per causare problemi. Ogni cura è presa per evitare lo spreco di rame e viene riciclato dove possibile. Non si permette che il rame in eccesso fuoriesca nell’atmosfera come fumo, né che venga scaricato nell’acqua di raffreddamento del processo, che viene generalmente trattata per rimanere entro i limiti concordati.
Gli altri metalli associati alle leghe di rame non sono generalmente in forma pericolosa. Tuttavia, quando si generano fumi, per esempio dalla fusione o dalla saldatura, può essere necessario utilizzare un’attrezzatura per l’estrazione dei fumi. Il berillio è talvolta usato come elemento di lega nel rame per fare alcune delle più forti leghe di rame conosciute, essendo prezioso per la produzione di molle pesanti. Quando è in lega con il rame e allo stato solido non presenta rischi per la salute. Tuttavia, se presente nell’atmosfera, il berillio può causare un pericolo per la salute e dovrebbe essere controllato. La pubblicazione 104 del CDA dà consigli sui requisiti di salute e sicurezza per i fumi nell’aria associati al rame-berillio.
Valore del prodotto
Se il rottame è rame puro e non è stato contaminato da nulla di indesiderabile, è possibile ricavarne un prodotto di alta qualità. Allo stesso modo, se il rottame consiste solo di una composizione di lega, è più facile rifondere per ottenere un prodotto di buona qualità, anche se potrebbe essere necessario un certo aggiustamento della composizione durante la rifusione.
Se il rottame è misto, contaminato o include altri materiali come la saldatura, allora, quando viene rifuso, sarà più difficile regolare la composizione entro i limiti di una specifica scelta. Se sono stati inclusi piombo o stagno, ma non impurità dannose, è solitamente possibile regolare la composizione aggiungendo più piombo o stagno per ottenere bronzi al piombo. Per alcuni rottami contaminati da impurità indesiderabili è talvolta possibile diluirli durante la fusione in modo che il livello di impurità rientri in una specifica accettabile. Tutte queste tecniche conservano gran parte del valore del rottame. Il modo in cui le leghe possono essere fatte da rottami è mostrato in forma schematica semplificata nella figura.
Se i rottami sono stati contaminati oltre i limiti accettabili, è necessario raffinarli nuovamente in rame puro usando tecniche convenzionali di raffinazione secondaria dei metalli che forniscono un utile supplemento alle forniture di rame primario.