Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Утилизация упаковки. Учебно-методическое пособие
.pdf
51
4. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТАРЫ
Металлическая тара широко применяется для упаковывания
различных видов продукции. Такая упаковка надежно предохраняет содержимое от воздействия воздуха, газов, света, воды и других агрессивных факторов окружающей среды. Металлическая тара представлена
различными конструкциями (в зависимости от ее назначения и использования) и широко применяется для упаковывания в разных отраслях
пищевой, химической и медицинской промышленности.
Для изготовления жесткой тары чаще всего используется листовой металл толщиной 0,5–1,25 мм (для расфасовки консервированных
продуктов: мясных, рыбных, плодоовощных; пива; изготовления аэрозольных упаковок и крышек для укупорки стеклянных банок и бутылок); для изготовления полужестких упаковок – материал из алюминиевого сплава толщиной 0,02–0,11 мм (для расфасовки косметической и
фармацевтической продукции); гибкий материал с использованием
фольги толщиной 0,005–0,05 мм (для упаковки пищевых продуктов), а
также алюминиевая фольга толщиной от 0,02 мм в составе комбинированных материалов (для упаковывания пищевых продуктов).
Основными видами металлической тары являются банки, бочки,
барабаны, канистры, бидоны, контейнеры, тубы и фляги. Также фольга
используется в составе комбинированных материалов для изготовления
устойчивых пакетов для фруктовых соков и других напитков (Tetra
Pak), упаковок типа дой-пак из ламинатов. Кроме того, производственная тара, которая в ряде случаев выполняет функции транспортной
тары, изготавливается из металла и применяется для перемещения и
хранения продукции внутри предприятий.
Значительную часть в упаковочных отходах занимают упаковки, изготавливаемые из белой жести. Из нее изготавливают банки
для овощных, фруктовых, мясных, рыбных и молочных консервов, кронен-пробки, используемые в бутылках для пива и других напитков, винтовые крышки стеклянных бутылок, а также боковые и нижние грани
жестяных банок напитков. Большинство банок и крышек для бутылок
после формования белой жести в емкости и перед заполнением изнутри
лакируются, чтобы избежать коррозии и исключить влияние металла на
вкусовые качества продукта.
Схема вторичной переработки отходов металлической упаковки
приведена на рис. 4.1. При вторичной переработке любого вида металли-
ческой упаковки основными технологическими операциями являются:
52
– сбор отходов металлической упаковки;
– сортировка, разделение металлов для последующей переработки;
– пакетирование отсортированных отходов;
– измельчение;
– переплавка;
– изготовление слитков;
– прокатка;
– изготовление продукции из переработанных материалов.
Рис. 4.1. Схема вторичной переработки отходов металлической
упаковки
Использованные упаковки из белой жести до поступления на
вторичную переработку должны быть отсортированы, измельчены и
очищены от загрязнения. Отходы крошатся в специальных дробилках,
затем струей воздуха под давлением отделяются неметаллические отходы. В качестве основной технологической операции при сортировке
используется процесс магнитной сепарации, который отделяет цветные
металлы от черных. Белая жесть как ферромагнитный материал сначала
намагничивается, а затем удаляется с помощью магнитов с конвейерной
ленты, по которой движутся отходы.
53
Белая жесть относится к оловосодержащим отходам. Переработка оловосодержащих отходов включает, как правило, следующие
операции.
1. Обезалюминирование. Для выщелачивания алюминия из лома
жестяной консервной тары используется горячий гидроксид натрия.
При контакте с ним происходит отделение раствора алюмината натрия
от остатка скрапа. Алюминат натрия подается на очистку для извлечения растворимого олова.
2. Приготовление шихты представляет собой механическую
операцию, состоящую в смешивании материалов, шлаков и шламов со
значительным содержанием олова.
3. Удаление олова с отходов жести может проводиться с исполь-
зованием следующих основных способов:
– способы, основанные на применении высокой температуры;
– механические способы;
– способы, основанные на применении хлора;
– гидрометаллургические способы с применением кислых или
щелочных растворов;
– электролитические способы с применением кислых или ще-
лочных растворов.
Пирометаллургические способы снятия олова с жестяных отхо-
дов заключаются в применении нагрева отходов жести до температуры
оплавления слоя олова с последующим удалением оплавленного слоя
встряхиванием и перемешиванием отходов с абразивными материалами
(песок, селикагель и т. д.) во вращающихся барабанах. При этом оплавление следует вести в восстановительной атмосфере во избежание окисления мельчайших крупинок оплавленного олова. Такой способ регенерации олова может быть рентабелен только при высоком содержании
последнего в отходах.
При использовании механических способов олово снимается с
поверхности жести при помощи пескоструйных или вращающихся барабанов со смесью песка. Полученная смесь подвергается дальнейшей
обработке для выделения олова.
Применяемый в промышленности хлорный способ заключается
в обработке отходов жести газообразным хлором в башенных аппаратах
при высокой температуре с предварительной промывкой и сушкой отходов. При хлорировании образуется четыреххлорное олово, которое
находит непосредственное применение в промышленности, а также может быть переработано на двухлористое или восстановлено до металла.
54
К гидрометаллургическим способам относится щелочной способ извлечения олова, который основан на обработке растворами едкой
щелочи в присутствии окислителей, например селитры, что ускоряет
растворение олова в виде станнатов. Окись олова осаждают из полученных растворов карбонизацией, а содовый раствор после каустификации
известью подают в оборот. Из окиси олова может быть выплавлено металлическое олово.
Наибольшее промышленное распространение получили элек-
тролитические способы регенерации олова из отходов луженой жести
и лома (рис. 4.2). Электролитические способы снятия олова предусматривают удаление продольного паяного шва консервной банки, содержащего большое количество свинца, присутствие которого в электролитических установках по получению вторичного олова недопустимо.
В последнее время наибольшее распространение получила технология применения щелочных растворов по совмещенной схеме, позволяющая в одном агрегате проводить анодное растворение олова и
электролитическое восстановление его в щелочном растворе в присутствии окислителя. Технологическая (совмещенная) схема регенерации
олова из отходов жести и лома консервных банок приведена на рис. 8.
Отходы луженой жести и лом консервных банок затаривают в
стальные перфорированные анодные корзины с помощью магнитной
шайбы или грейферного крана. Затаренные корзины устанавливают в
электролизные ванны и подключают аноды, катодами служат стальные
полосы. Электролиз ведут при составе электролита, г/л: 20–40 едкого
натра, 5–10 метанитробензойной кислоты, 5‒15 олова. Температура
электролита 90‒95 °С, катодную плотность тока поддерживают на
уровне 400‒500 А/м, анодную – около 5 А/м2. Продолжительность процесса составляет 3‒5 ч в зависимости от содержания олова в исходном
сырье. По окончании процесса корзину с железным скрапом вынимают
из электролизной ванны и направляют в ванну промывки. Промытый
обезлуженый скрап пакетируют и отправляют на заводы черной металлургии.
Плавку катодного олова производят в электропечах щелевого
типа при температуре 300‒350 °С под слоем канифоли и древесного
угля. Олово подвергают рафинированию от железа – расплав пропускают через фильтр, затем олово разливают в изложницы, а слитки маркируют.
55
Рис. 4.2. Технологическая схема регенерации олова (совмещенная)
56
4. Осаждение и фильтрация через пластинчатый фильтр приме-
няются для очистки раствора станната натрия, получаемого при гидрометаллургическом способе. В результате испарения станнат натрия,
находящийся в очищенном растворе, концентрируется, кристаллизация
станната натрия и его извлечение осуществляются центрифугированием.
5. Электролитическое рафинирование заключается в пропускании раствора станната натрия через электролизеры, удалении катодов
после осаждения олова и снятии его с катодов.
6. Подкисление и фильтрация. Из очищенного раствора стан-
ната натрия получают гидроксид олова, который может быть либо обработан для получения безводной окиси, либо расплавлен с выходом
элементарного олова. Гидроксид нейтрализуется серной кислотой и
фильтруется.
7. Огневое рафинирование. Из катодного олова получают очи-
щенное. Исходный материал расплавляют, примеси в виде шлака и окалины удаляют. Из чистого металла делают слитки.
8. Плавка используется, когда электролитическая очистка невозможна. Олово получают из гидроксида олова восстановлением. Шлаки
снимаются, расплавленный металл разливается в формы.
9. Обжиг. По ходу этого процесса гидроокись олова превраща-
ется в безводную окись олова. Гидрат прокаливается, окись олова отделяется и упаковывается.
10. Рафинирование в котле представляет собой горячую
очистку чернового металла. Операция включает в себя загрузку материала в предварительно подогретый котел; осушку окалины для удаления примеси в виде шлака и штейна; флюсование серой, чтобы удалить
медь как штейн; флюсование алюминием для устранения сурьмы и литье расплавленного металла в формы.
После снятия олова стальную основу прессуют и отправляют на
заводы черной металлургии для переплавки.
На предприятиях для переплавки подготовленного лома черных
металлов используют плавильные агрегаты: пламенные (отражательные печи, газовые, коксовые вагранки и др.) или электрические (индук-
ционные тигельные печи и дуговые печи постоянного или переменного
тока). Плавку черных металлов выполняют с соблюдением определенных температурных и временных режимов, добавлением шихтовых материалов, коррекцией химического состава и свойств расплава. Готовый металл поступает на производственные предприятия для повторного использования.
57
В настоящее время одним из путей замены белой жести в упа-
ковочном производстве является широкое применение алюминия и его
сплавов (преимущественно с магнием и марганцем). Широкое применение алюминиевых материалов связано с развитием асептического
консервирования, увеличением выпуска замороженных пищевых продуктов, возрастающими требованиями к увеличению сроков хранения
продукции. К основным видам консервной тары из алюминиевых сплавов относятся жесткая алюминиевая тара (для расфасовки консервированных продуктов мясных, рыбных, плодоовощных, пива и прохладительных напитков, аэрозольные баллоны); полужесткая тара из комбинированных материалов в форме устойчивых пакетов типа дой-пак (для
упаковывания соусов, майонезов, джемов, бакалейной продукции, а
также для продуктов, стерилизуемых в упаковке), а также гибкие материалы и мягкая тара, изготавливаемые с использованием алюминиевой
фольги. Доля перерабатываемых упаковочных отходов, содержащих
алюминий и его сплавы, растет с каждым годом. Корпус, крышка и
ключ алюминиевых банок изготавливаются из различных сплавов.
Согласно ГОСТ Р 54564-2011 «Лом и отходы цветных металлов
и сплавов» упаковочные отходы алюминия и его сплавов, входящие в
состав алюминиевого скрапа и лома, относятся к следующим группам:
А30 – пакеты или брикеты из алюминиевых банок (марки сплавов: АД0,
АМг2); А37 – лом банок из-под напитков с покрытием бумагой, без
наличия остатков, грязи и прочих примесей (марки сплавов: АМг2,
АМг, АД31, АД0).
Обычно алюминиевые банки поступают на переплавку в виде
брикетов, удобных для транспортировки, но непригодных для прямой
загрузки в печь для переплавки в материалы, которые пойдут на изготовление новых банок. Поэтому перед переплавкой брикеты подвергают измельчению при помощи шредера и последующей сортировке.
Отсортированный непакетированный скрап измельчается в дробилках
или молотковых мельницах. Раздробленный материал проходит вибрационные грохоты, с помощью которых устраняются мелкие фракции и
мусор.
В процессе сортировки измельченный лом проходит через маг-
нитный сепаратор, который удаляет магнитные стальные примеси.
Чаще всего сортировка алюминиевых упаковок осуществляется с помощью электродинамических (вихревых) сепараторов. Электродинамические сепараторы состоят из транспортной (конвейерной) ленты, вокруг
которой по управляющим кольцам вращаются магниты, создающие в
58
алюминиевых частях упаковки вихревой электрический ток. Этот ток
создает магнитное поле с направлением, противоположным направлению магнитного поля сепаратора. Вследствие этого в конце сортировочной ленты алюминиевые части отходов выталкиваются и перекидываются через разделительную стенку. Для повышения качества сортировки вихревые сепараторы устанавливают не только на основном сортировочном потоке, но и в потоке, используемом для сортировки остатков, что позволяет отделить малоразмерные составные части алюминиевой упаковки, которые прошли через барабанное сито (барабанный
грохот). Рассмотренные сепараторы наряду с чистым алюминием захватывают также алюминийсодержащие многослойные материалы.
Многослойные алюминийсодержащие материалы на предвари-
тельной стадии их переработки должны быть обязательно очищены от
лаков, полимерных материалов или бумаги. Обычно это достигается
применением метода пиролиза при температуре около 500 °С. Твердый
остаток пиролиза – пиролизный кокс – отделяют от алюминия с помощью сит. После магнитного сепаратора лом проходит воздушный нож,
на котором отделяются материалы, которые тяжелее алюминия (свинец, цинк и нержавеющая сталь). После операции измельчения и сортировки измельченные и отсортированные алюминиевые банки (или то,
что от них осталось) поступают на оборудование для удаления лака для
проведения делакирования.
Делакирование лома алюминиевых банок может проводиться
следующими способами:
– при непрерывном движении алюминиевого лома через камеру
конвейерной печи при температуре около 520 °С;
– при применении роторной печи со сложной системой рециркуляции продуктов сгорания с температурой последней стадии около
615 °С.
Разделение горячего делакированного алюминиевого лома про-
исходит в термомеханической камере-сепараторе. Процесс разделения
основан на том, что под воздействием узкого интервала температуры и
легкого механического воздействия размягчаются только границы зерен, состоящих из разных сплавов алюминия. В результате мелкие
фрагменты крышек и ключей непрерывно отсеиваются и направляются
в печь для переплавки крышек, а оставшийся алюминиевый лом – в печь
для переплавки корпусов банок.
59
Плавление алюминиевого лома осуществляется в специальных
печах. При плавлении сверху расплава образуется значительное количество шлака, т. е. смеси металла, оксидов и других загрязнений, которая удаляется и отправляется на восстановление из нее металла. Из спе-
циальной печи расплав передают в непрерывную плавильную печь, в
которую дополнительно загружают крупный алюминиевый лом и первичный нелегированный алюминий для получения нужного объема и
приблизительного химического состава заданного сплава.
Подшихтовка расплава производится в печи-миксере. В процессе операции делаются необходимые добавки металлов и лигатур для
получения заданного химического состава сплава и дополнительная обработка расплава, например продувка инертным газом для удаления нежелательных неметаллических включений.
Предварительно пройдя через фильтр, чистый и с нужным химическим составом расплав разливается в слитки. Переработанный металл поступает на операции прокатки и изготовления изделий.
59
60
5. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ДЕРЕВЯННОЙ ТАРЫ
Деревянные упаковочные материалы используют, как правило,
для изготовления транспортной тары. Отличительными особенностями деревянных материалов являются их экологичность и способность длительное время сохранять свои свойства. Ассортимент деревянной тары представлен в виде ящиков, поддонов, бочек, барабанов, бочонков, корзин.
С точки зрения утилизации и уничтожения отходов деревянная
тара, изготовленная из природного материала, наиболее технологична.
Пришедшая в негодность деревянная тара может утилизироваться следующими способами:
– в составе ТБО предприятиями по утилизации мусора (сжигание, захоронение);
– при раздельном сборе в мусоросжигательных печах с получением тепло- и энергоносителей;
– вторично перерабатываться.
Наиболее правильным вариантом обращения с отходами деревянной тары является снижение их количества, в том числе благодаря
созданию многооборотной тары. В качестве многооборотной тары могут использоваться ящики, поддоны, бочки, барабаны, корзины.
Оборот тары включает приемку, вскрытие, хранение и возврат.
Тара, поступившая с товаром, должна быть принята в соответствии с
условиями договора так же, как и товар. При приемке необходимо обращать внимание на маркировку, при отсутствии маркировки тара принимается как тароматериал.
При приемке проверяют целостность, наличие всех деталей,
внешний вид. Обращают внимание на дефекты: наличие повреждений,
загрязнения, почернения и т. д. Оприходование тары производится по
фактическому состоянию в соответствии с составленными актами.
Вскрытие тары должно производиться специальными инструментами, чтобы сохранить ее качество. Деревянные ящики вскрывают
со стороны крышки, извлекая гвозди или шурупы сначала с торца (головки), а затем кругом по всей крышке. В ящиках с крышками, вдвинутыми в пазы, крышку вынимают после снятия замка и крепления, имеющиеся металлические крепления должны быть перерезаны. Деревянные бочки вскрывают только со стороны укупорочного дна. При вскрытии бочек с жидкостями пробку (втулку) вынимают без ударов молотком или топором. Торговые предприятия, получающие и вскрывающие
тару, должны быть оснащены набором инструментов для ее вскрытия
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]