ZESZYT 4 CAŁA PRAWDA O ODPADACHzonk.recykling.org.pl/imgturysta/files/metal.pdf · Patrycja...

1

CAŁA PRAWDA O ODPADACH

| metal

ZESZYT 4

www.recykling.org.pl

2

Wydawca: Fundacja EkoRozwoju, ul. Białoskórnicza 26, 50-134 Wrocław www.fer.org.plPrawa autorskie do Zeszytów:Stowarzyszenie Ekologiczne Eko-Unia, ul. Białoskórnicza 26, 50-134 Wrocław www.eko-unia.org.pl

Publikacja została przygotowana w ramach projektu Zamień Odpady na Kulturalne Wypady realizowanego przez Fundację EkoRozwoju FER, dofinansowany przez Naro-dowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz Wojewódzki Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej we Wrocławiu

Autorzy tekstów: Helena DuszekOlga GawlikMariusz SołtysikAndrzej Szambelanoraz nauczyciele dolnośląskich placówek oświatowych

Zespół redakcyjny:Anna GrzybowskaVioletta SołtysikPatrycja Szambelan

Konsultacja metodyczna: Małgorzata Purgał-Szczepanik

Opracowanie graficzne: Krzysztof Filipczyk

3

WPROWADZENIE

Jeszcze sto lat temu większość świata nie znała terminu odpady. Produkty

powstawały na bazie naturalnych surow-ców i jeśli przestawały być użyteczne dla człowieka, w sposób naturalny wkompo-nowywały się w obieg przyrody, ulegając stosunkowo szybkiemu rozkładowi. Odpa-dy nie stanowiły większego problemu.

Sytuacja zaczęła zmieniać się pod wpły-wem masowej produkcji i konsumpcji. Do go-spodarki wprowadzono, często jednorazowe, syntetyczne produkty i opakowania, które wcześniej nie występowały w przyrodzie i któ-rych środowisko naturalne nie było w stanie szybko wchłonąć i rozłożyć.

Ziemia w różnych miejscach, głównie w W Unii Europejskiej, gdzie koordynacja polityki ekologicznej jest jednym z najważniejszych wspól-nych zadań, powstało szereg dyrektyw, które zobo-wiązują państwa członkowskie do działania. Dyrek-tywy przewidują obowiązek wspierania przez rządy przedsięwzięć na rzecz:

– minimalizacji odpadów już na etapie projekto-wania nowych produktów czy też opakowań, wycho-

dząc z założenia, że najskuteczniejsza jest likwida

Ziemia w różnych miejscach, głównie w państwach o wysokim poziomie maso-wej produkcji i konsumpcji, zaczęła być zasypywana wielką ilością odpadów. Niemcy, wrażliwi na ochronę środowiska, ukuli nawet termin określający to zjawisko – „cywilizacja jednorazowego użytku” (Ein-

wegwerfzivilisation).

państ Obecny model gospodarczy świata powoduje, że problemem stały się tak-że rosnące ilości odpadów, powstałe z produktów na bazie naturalnych su-rowców, takie jak: szkło, zużyty papier i tektura, opakowania metalowe, odpady organiczne (kompostowe) etc. Wszystkie te surowce, wymieszane i zanieczyszczone

4

Ziemi z powodu metanu, który powstaje podczas fermentacji odpadów organicz-

nych. Jeśli dodamy do tego zjawiska nie-legalnych wysypisk w lasach i na brzegach

rzek i strumieni, zrozumiemy, dlaczego wie-le państw próbuje zmierzyć się z tym na-rastającym problemem.

W Unii Europejskiej, gdzie koordynacja polityki ekologicznej jest jednym z naj-ważniejszych wspólnych zadań, powsta-ło szereg dyrektyw, które zobowiązują

państwa członkowskie do działania. Dy-rektywy przewidują obowiązek wspierania

przez rządy przedsięwzięć na rzecz:

– minimalizacji odpadów już na etapie projektowania nowych pro-duktów czy też opakowań, wycho-dząc z założenia, że najskutecz-niejsza jest likwidacja problemu u źródła,

– podziału (segregacji) powstają-cych odpadów na frakcje, które sta-nowią surowce wtórne,

– zawrócenia wysegregowanych odpadów do obiegu gospodarczego (odzysk i recykling).

w koszach gospodarstw domowych i na wysypiskach, stanowią coraz większy pro-blem współczesnej cywilizacji. Tworzone w różnych miejscach globu coraz to nowe składowiska zajmują nieskażone tereny przyrodnicze, zanieczyszczają wody pod-ziemne toksycznymi odciekami. Często też przyczyniają się do ocieplenia atmosfery

5

Projekt Cała prawda o odpadach odpo-wiada na potrzebę stworzenia komplekso-wych materiałów począwszy od zagrożeń dla środowiska, poprzez możliwości recy-klingu, po ich zagospodarowanie. Pro-jekt ten stawia sobie za cel podniesie-nie świadomości nauczycieli i uczniów, a poprzez uczniów – także rodziców.

Głównym działaniem pozwalającym na osiągnięcie tego celu jest opracowa-nie i dostarczenie nauczycielom mate-riałów szkoleniowych w postaci pakietu złożonego z kilku zeszytów, poświęco-

nych kolejno: papierowi, szkłu, odpadom niebezpiecznym, metalom, tworzywom

sztucznym, kompostowi oraz sprzętowi elek-trycznemu i elektronicznemu.

Każdy zeszyt stanowi zbiór gotowych do wykorzystania konspektów lekcyjnych, po-zytywnie zaopiniowanych przez metodyka

i sprawdzonych merytorycznie przez fa-chowców w dziedzinie gospodarki odpada-

mi – największe polskie organizacje odzysku: Reba, Recal, a także przez Forum Opakowań Szklanych.

Celem tych działań jest powrót do gospo-darki bezodpadowej albo do takiego zamyka-

nia obiegu gospodarczego, aby nie trzeba było tworzyć nowych wysypisk. W idealnym modelu gospodarczym wszystkie odpady są segregowane i nie trafiają na składo-wiska, ale ponownie do gospodarki. Taki model nie będzie możliwy bez aktywnych i świadomych obywateli. Dlatego powstał nasz projekt Cała prawda o odpadach.

6

Wierzymy, że materiały te będą pomocne w szerzeniu edukacji ekologicznej wśród mło-dzieży. To od niej będzie bowiem zależało, czy uda nam się w XXI wieku wrócić do przyjaznej naturze gospodarki, w której słowo odpad znik-nie lub zostanie zastąpione słowem surowiec.

Zespół redakcyjny

Przygotowane materiały szkoleniowe mogą służyć do przeprowadzenia działań szkolenio-wych i konsultacji z nauczycielami. Materiały te mogą być wykorzystywane przez nauczycieli podczas lekcji biologii, przyrody, geografii, go-dzin wychowawczych. Z przyjemnością oddaje-my do Państwa rąk trzecie już wydanie pakietu edukacyjnego Cała prawda o odpadach.

7

SPIS TREŚCI1. Historia puszki aluminiowej2. Drugie życie puszki – czysty zysk3. Co do recyklingu? – praktyczne porady4. Aluminium i jego wykorzystanie5. Dwie drogi – produkcja aluminium6. Stal i jej wykorzystanie7. Złom – co to takiego8. Metale szlachetnie i ich wykorzystanie

8

1 Historia puszki aluminiowej

Scenariusz do wykorzystania na lekcjach przyrody, biologii, geografii, godzinie wychowawczej, w trakcie realizacji ścieżek międzyprzedmiotowych.

:• Uczeń poznaje historię odkrycia i produkcji aluminium

Cele kształcenia w kategoriach operacyjnych:Uczeń zapamiętuje:

• ważne daty z punktu widzenia odkrycia i produkcji aluminium oraz łączy je z odpowiednimi obszarami na mapie świata

Uczeń rozumie:• przebieg produkcji aluminium

Uczeń umie:• uzasadnić potrzebę ograniczenia pozyskiwania aluminium z boksytu na korzyść recyklingu• prześledzić światową drogę ekspansji aluminium• selekcjonować i grupować zdobyte wiadomości• dostrzegać obciążenia środowiska naturalnego przy produkcji aluminium pierwotnego• wyjaśnić podstawowe pojęcia związane z produkcją aluminium

Uczeń:

Uczeń• jest wrażliwy na problemy środowiska naturalnego• w sposób umiejętny prowadzi dyskusję oraz wypowiada własne zdanie• rozwija umiejętność pracy w zespole

Cele:

Postawy:

9

Metody i formy pracy:• pokaz, pogadanka o toku poszukiwawczym, dyskusja na temat historii aluminium, praca z mapą fizyczną świa- ta/globusem, praca w grupie, praca indywidualna

• przedmioty wykonane z aluminium, np. puszka po napoju, garnek, łyżeczka, chochelka do zupy, • mapa fizyczna świata lub odpowiednio duży globus• komplet samoprzylepnych strzałek papierowych• komplety układanki (układanka składa się z dwóch ro- dzajów karteczek: na jednych zapisane są daty, na dru- gich związane z nimi wydarzenia dotyczące historii aluminium)

Nauczyciel pokazuje przyniesione przez siebie przedmioty, opowiadając o ich przeznaczeniu, pyta uczniów, co łączy owe przedmioty, z czego są wykonane? Po uzyskaniu właści-wej odpowiedzi wprowadza uczniów w temat, rozpoczynając dyskusję.

Dyskusja z uczniami na temat historii aluminium. Przykładowe pytania:• Skąd człowiek pozyskuje takie przedmioty? (można podać różne opcje, np. są darami natury jak owoce i warzywa, pochodzą z wykopalisk, są tworzone przez człowieka itp.).• Z czego wytwarzamy aluminium, czy może znajduje się w przyrodzie w czystej postaci, a nasza praca polega jedynie na nadaniu przedmiotom odpowiedniej formy?• Od kiedy człowiek wykorzystuje aluminium?• Czy od początku człowiek znał aluminium w formie metalicznej?

Materiały potrzebne do realizacji lekcji:

Przebieg zajęć:

1

2

10

• W jakiej postaci i do czego człowiek pierwotny wykorzystywał związki glinu?• Kiedy przypuszczalnie pojawiło się aluminium w formie metalicznej?• Czy uczniowie mają jakiś pomysł na „wytwarzanie” alu-minium?

Zadania dla uczniów: • Nauczyciel dzieli klasę na grupy 4–5–osobowe. Każda z grup dostaje układankę złożoną z dwóch rodzajów karteczek: na jednych są daty, a na innych odpowiadające datom wydarzenia z historii aluminium. Zadaniem każdej z grup jest dopasowanie karteczek i chronologiczne uło- żenie karteczek. Zadanie kończy się wspólnym rozwiąza- niem układanki.• Uczniowie dostają do rozwiązania krzyżówkę z hasłem – nazwisko duńskiego fizyka, który jako pierwszy otrzymał metaliczne aluminium (H.Ch. Oerstedt)

3

4

2

Nauczyciel systematyzuje i uzupełnia informacje pozyskane od uczniów w czasie dyskusji. Swój wykład popiera wskazaniem i zaznaczeniem na mapie/globusie odpowiedniego regionu świata. Przejścia pomiędzy kolejnymi miejscami łączy się strzał-kami, zgodnie z chronologią wydarzeń. W ten sposób po skoń-czonym wykładzie otrzyma się drogę aluminium od czasów pierwotnych do dnia dzisiejszego. Odpowiednie miejsca na mapie/globusie może zaznaczać uczeń.

11

HASŁA KRZYŻÓWKI1) np. pusta puszka po napoju (odpad)2) przetwarzanie surowców wtórnych (recykling)3) polska fundacja organizująca odzysk aluminiowych puszek po napojach (recal)4) miejscowość, w której powstała pierwsza polska huta alu-minium (Skawina)5) złom aluminiowy to surowiec... (wtórny)6) aluminium, miedź, stal (metale)7) reduktor używany podczas produkcji aluminium (sód)8)ruda aluminium (boksyt)

O

E

R

S

T

E

D

T

12

Związki glinu używane były od wielu tysięcy lat. Już człowiek pierwotny wykorzystywał związki glinu do wykonywania ma-lowideł naskalnych, malowania twarzy podczas rytualnych obrzędów, jak również do wyrobu i barwienia ozdób, stano-wiących pewnego rodzaju ówczesną biżuterię. Na przełomie wieków człowiek wykorzystywał związki glinu również w wielu innych dziedzinach:

Materiał dla nauczyciela: ?

•budownictwie (ramy okienne, drzwi, pokrycia elewacji i dachów, profile aluminiowe)• jubilerstwie (szafiry i rubiny)• chemii (aparatura chemiczna)• elektryce (przewody elektryczne)• metalurgii (produkcja blach)• kosmetyce (składnik pudru)• farmaceutyce (składniki niektórych leków, np. altacet)• przemyśle żywnościowym (dodatki stosowane w piekar- nictwie mleczarstwie)• przemyśle opakowaniowym (puszki na napoje, tacki aluminiowe)• gospodarstwie domowym (aluminiowa folia spożywcza, części urządzeń domowego użytku, np. lodówek, okucia, klamki)

Kolebką tego pierwiastka jest Dania.Aluminium w formie metalicznej znane jest dopiero od 1825 roku, w którym to duński fizyk H.Ch. Oerstedt otrzymał drob-ne ilości tego metalu przez redukcję chlorku glinu potasem. Uzyskanie metalicznego glinu, zwanego aluminium, jest trud-ne ze względu na fakt, iż glin odznacza się większym powino-wactwem z tlenem niż większość domieszek wchodzących w skład rud glinu. W związku z tym aluminium nie można

13

uzyskać przez bezpośrednią redukcję rudy, ponieważ inne domieszki rud redukują się szybciej niż sam glin. Ponieważ aluminium odznacza się licznymi cechami bardzo korzystny-mi dla wielu gałęzi przemysłu, pilnie pracowano nad ulep-szeniem technologii jego produkcji. W roku 1854 jako reduk-tor zastosowano sód (Na). Rozpoczęto wówczas produkcję tego metalu na szerszą skalę. Aluminium jednak nadal było uważane za metal półszlachetny i jego cena przekraczała cenę złota. Przez wiele lat trwały prace nad obniżeniem kosztów produkcji. W roku 1886 opatentowana została me-toda elektrolitycznego otrzymywania aluminium. Proces ten opracowany został równocześnie w USA (przez Charlesa Martina Halla) i we Francji (przez Paula Heroulta). Odkrycie to miało ogromne znaczenie dla ludzkości. Dzięki temu moż-na było obniżyć koszty i równocześnie zwiększyć produkcję aluminium. Krótko potem wybudowano pierwszy zakład pro-dukcji aluminium. Sposób otrzymywania aluminium metodą elektrolityczną wykorzystywany jest do dziś.

Wiek XIX to czas, kiedy ten niezwykły metal podbił świat. Prężną produkcję aluminium rozpoczęły wtedy: Szwajcaria, Wielka Brytania, Niemcy oraz Austria. Niebawem dołączyły do nich kolejne wysoko uprzemysłowione i jednocześnie bo-gate w źródła energii elektrycznej (hydroelektrownie) kraje, takie jak: Norwegia, USA, Kanada, Rosja. Z każdym dniem ilość wyprodukowanego aluminium znacznie się zwiększała. W roku 1889 produkowano 93 tony aluminium, a w 1999 roku tylko w Europie 37 200 000 ton aluminium. Globalna produk-cja tego metalu tuż pod koniec XIX wieku wynosiła 6000 ton na rok. Wiek XX przyniósł kolejne zwiększenie produkcji aluminium, która średnio co 10 lat rosła dwukrotnie. Wkrótce przemysł ten zaczął stosować energię produkowaną w elek-trowniach pracujących z zastosowaniem ropy, gazu ziem-nego i węgla brunatnego jako paliwa.

14

W Polsce przemysł aluminiowy zaczął się energicznie rozwi-jać dopiero po II wojnie światowej, gdyż wcześniejsze plany sięgające 1939 roku zostały pokrzyżowane wydarzeniami wojennymi. Idea produkcji aluminium w naszym kraju prze-żywała swój renesans w Skawinie. 20 lipca 1954 roku odlano pierwszą gąskę (czyli sztabkę) aluminium. Kolejnym bardzo istotnym dla naszego przemysłu aluminiowego wydarzeniem było otrzymanie w 1969 roku w skawińskiej hucie pierwszych syntetycznych korundów, czyli twardych odpowiedników minerałów w postaci monokryształów, stanowiących tlenek glinu. Polska posiada korzystne warunki rozwoju produkcji alu-minium ze względu na tanią i w dostatecznej ilości energię, jaką daje węgiel brunatny. Położenie geograficzne naszego kraju pozwala na dynamiczny rozwój produkcji. Jedynym problemem był brak surowca podstawowego – boksytów. Niemniej jednak produkcja hutniczego aluminium w Polsce z importowanego tlenku jest w pełni ekonomicznie uzasad-niona. W ten sposób huta w Koninie produkuje w ciągu roku około 60 tys. ton aluminium.

Głównymi przyczynami tak dynamicznego rozwoju produk-cji aluminium są jego doskonałe właściwości, do których zaliczyć możemy: dużą wytrzymałość mechaniczną, małą gęstość, bardzo dobrą odporność na korozję, świetną prze-wodność elektryczną i cieplną oraz łatwość przeróbki pla-stycznej.

Dwuczęściowe puszki aluminiowe po raz pierwszy pojawi-ły się na rynku w 1960 roku. Obecnie roczne spożycie na-pojów puszkowanych w skali światowej wynosi około 221,5 miliardów sztuk. W Europie zużywa się rocznie ponad 40 miliardów puszek, z czego 65% stanowią puszki aluminio-we. Statystyczny mieszkaniec Wielkiej Brytani wypija rocznie napoje z ok. 130 puszek aluminiowych. Trzy fabryki puszek działające w Polsce: Ball Packaging Europe Radomsko Sp. z o.o. w Radomsku oraz Can Pack w Brzesku i Bydgoszczy

15

mają zdolność produkcyjną na poziomie blisko 4 miliardów puszek rocznie. Roczne zużycie puszek w Polsce osiągnęło poziom 2,6 miliarda sztuk. Nadwyżka krajowej produkcji jest eksportowana. Aluminium dzięki swym bogatym właściwościom odgrywa ogromną rolę w przemyśle, a jego znaczenie w stale rozwijających się technologiach wciąż wzrasta. Metal ten przoduje wśród innych, gdyż jego rola w gospodarce światowej jest niezastąpiona.

Dodatkowe źródła informacji:• Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Alu-miniowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• Materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekeodukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL • strona Organizacji Odzysku „Recan” – www.recan.com• płyta edukacyjna DVD Nowe życie puszki, wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Aluminiowych Puszek po Napojach RECAL

16

Drugie życie puszki – czysty zysk


2

:• Uczeń poznaje zasadność selektywnej zbiórki odpadów


• zużycie surowców i energii w czasie procesu produkcji aluminium z boksytów i podczas recyklingu• definicję recyklingu i jego znaczenie dla przyrody

Uczeń rozumie:• wyższość odzyskiwania aluminium podczas recyklingu nad jego produkcją z boksytów

Uczeń umie:• wyciągać wnioski z ćwiczenia• wykazać za pomocą prostych ćwiczeń rachunkowych, że aluminium z recyklingu jest tańsze Postawy:

Uczeń:• staje się odpowiedzialny za swoje postępowanie, widzi związek pomiędzy swoim zachowaniem a obciążeniami środowiska naturalnego• wyrabia sobie świadomość ekologiczną i umiejętność ekonomicznego myślenia

Cele:

Postawy:

17

1

2

Metody i formy pracy:

Przebieg zajęć:


• opis, pokaz, pogadanka, analiza matematyczna, praca samodzielna, praca w grupach

• przyniesione przez uczniów i nauczycieli puszki aluminiowe (tydzień wcześniej należy uczniów poinformo- wać o konieczności zbierania puszek)• waga• kalkulatory

Każdy z uczniów waży przyniesione przez siebie puszki, wynik zapisuje w zeszycie i na tablicy. Wszystkie wyniki na tablicy zostają zsumowane i pomnożone przez 52 (liczba tygodni w roku) – jeśli puszki były zbierane przez tydzień, w innym przypadku należy zastosować inny przelicznik – w ten sposób uzyskujemy potencjalne zużycie puszek aluminiowych przez uczniów w ciągu roku.

Nauczyciel zaznajamia uczniów z pojęciem recyklingu oraz wyższością pozyskiwania aluminium w procesie recyklingu nad technologią wytapiania go z rudy aluminium.

18

Rozwiązywanie zadań rachunkowych mających na celu wykazanie bezpośrednich oszczędności wynikających z re-cyklingu puszek aluminiowych. Podczas zajęć uczniowie pracują samodzielnie, a do rachunków i analizy wykorzystują potencjalne roczne zużycie puszek. Jako zadanie domowe zaleca się przeprowadzenie podobnej analizy i opisanie wniosków dla indywidualnych wyników. Przykładowe za-dania w materiale dla nauczyciela.

Wraz z rozwojem gospodarki światowej i konsumpcyjnym stylem życia wzrosła ilość wytwarzanych przez ludzkość odpadów. Wśród ogółu odpadów znajdują się także te pożyteczne, które stwarzają możliwość recyklingu.

Wyjście przed szkołę i wyrzucenie zebranych puszek do właściwego pojemnika (zakładając, że taki stoi w okolicy szkoły) bądź, przy większej ilości puszek, oddanie ich do najbliższego punktu skupu. Może się okazać, że gmina nie ma takiego punktu i pojemników. To dobry pretekst do lekcji obywatelskiego działania – zwrócenia się uczniów z pomocą nauczyciela z listem – zapytaniem do wójta, bur-mistrza gminy (miasta), co mają zrobić z wysegregowanymi odpadami i czy gmina nie powinna podjąć się zadania recyklingu odpadów.

3

5

4

Zebranie i podsumowanie wyników. Wnioski powinny zostać zapisane na tablicy w formie punktów.Recykling odpadów aluminiowych w porównaniu z produkcją aluminium z boksytów powoduje:– oszczędność energii elektrycznej,– oszczędność złóż boksytu,– oszczędność ropy naftowej.

Materiał dla nauczyciela:

19

Przykładem takich pożytecznych odpadów jest złom aluminiowy. Okazało się bowiem, że można go ponownie przetworzyć i wykorzystać. Ponadto złom aluminiowy ma pewną przewagę nad innymi odpadami – jego recykling można powtarzać w nieskończoność! Właściwości mecha-niczne aluminium otrzymanego w procesie recyklingu ni-czym się nie różnią od właściwości aluminium uzyskanego z boksytu. W trakcie przetopu nie zmienia ono także swoich cech chemicznych. Odzyskany metal zachowuje więc takie same cechy jak surowiec pierwotny i całkowicie nadaje się do użytku.

W świecie odzyskuje się obecnie ponad 55% aluminium z puszek, w Europie 48% (2004). W Polsce w 2005 roku odzys-kano ok. 70–80% puszkowego aluminium. Dla porównania – w Szwajcarii odzyskuje się 91%. Bardzo duże ilości złomu aluminiowego odzyskuje się w takich sektorach gospodarki, jak budownictwo, energetyka i transport.

Recykling nie tylko zmniejsza ilość odpadów, ale również przynosi wiele innych korzyści dla środowiska i gospodar-ki człowieka: pozwala zaoszczędzić energię, zmniejszyć zużycie surowców oraz zanieczyszczenie środowiska.Produkcja aluminium ze złomu w porównaniu z produkcją aluminium z boksytu przynosi istotne korzyści poprzez:

• obniżenie o 95% emisji substancji chemicznych (np. fluorku aluminium) podczas procesów elektrolizy• oszczędność o około 95% energii elektrycznej• oszczędność złóż boksytu – 1 tona złomu to oszczędność 4 ton rudy• oszczędność ropy naftowej – przy produkcji 1 tony alu-minium z recyklingu oszczędza się 700 kg ropy naftowej

ZUŻYCIE I ODZYSK ALUMINIUM

KORZYŚCI RECYKLINGU

20

Zebrane puszki trafiają do punktu skupu, gdzie są sortowane i zgniatane. W postaci sprasowanych kostek wędrują do huty. Tam zostają przetopione na aluminium.

KORZYŚCI RECYKLINGU

JAK PRZYGOTOWAĆ PUSZKI DO RECYKLINGU? Puszki powinny być puste, tzn. nie wolno oddawać do punktu skupu puszek zamkniętych z ich zawartością.

Puszki nie muszą być myte – jest to niepotrzebny nakład energii i zużycie wody; i tak są one doczyszczane w procesie technologicznym.

Puszki powinny być zgniecione.

Puste i zgniecione puszki powinny zostać wyrzucone do odpowiedniego pojemnika do selektywnej zbiórki tworzyw sztucznych i metali w kolorze żółtym.

W pojemnikach zasadniczo powinny się znaleźć jedynie puszki aluminiowe, dopuszczalne jest jednak wrzucanie puszek wykonanych z ocynkowanych blach stalowych, ponieważ zostają one bez trudu oddzielone za pomocą magnesów (magnesy nie przyciągają aluminium)

Na każdym pojemniku do selektywnej zbiórki powinna być zamieszczona dokładna informacja określająca, jakiego rodzaju odpady mogą do niej trafiać. Sprawdź tę informację przed wyrzuceniem odpadu.

21

Recykling to taki odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu substancji lub materiałów zawartych w odpa-dach w procesie produkcyjnym w celu uzyskania substancji lub materiału o przeznaczeniu pierwotnym lub o innym przeznaczeniu, w tym też recykling organiczny, z wyjątkiem odzysku energii.

ZADANIE 1Ile energii potrzebne było do wyprodukowania naszego po-tencjalnego rocznego zużycia puszek (RZP), jeśli do wyprodu-kowania 1 kg metalu potrzebne jest ok. 20 kWh, przy założeniu, że zostały one otrzymane metodą elektrolityczną?

Założenie: potencjalne roczne zużycie puszek (RZP) wynosiło 780 kg (15 kg przyniesionych puszek × 52 ilość tygodni w roku)1 kg metalu – 20 kWh780 kg – xx = 780×20x = 15 600 [kWh]Do wyprodukowania 780 kg aluminium zużyto 15 600 kWh energii.

ZADANIE 2Jaki był koszt zużytej energii podczas elektrolitycznej me-tody produkcji naszego potencjalnego zużycia puszek, przy założeniu, że 1 kWh kosztuje 0,17 zł?

Ilość zużytej energii przy produkcji RZP została wyliczona w zadaniu 1(15 600 kWh)

POJĘCIE RECYKLINGU WG USTAWY O ODPADACH Z 27 KWIETNIA 2001 ROKU.

PRZYKŁADOWE ZADANIA:

22

1kWh – 0,17 zł15 600 kWh – xx = 15 600 × 0,17x = 2652 zł

Za energię zużytą podczas produkcji naszego potencjal-nego zużycia puszek należałoby zapłacić 2652 zł.

ZADANIE 3Jaki będzie koszt energii elektrycznej podczas otrzymania tych samych puszek w procesie recyklingu, jeśli oszczędność energii elektrycznej w procesie recyklingu w stosunku do metody elektrolitycznej wynosi 95%? Do wyprodukowania 780 kg aluminium zużyto 15 600 kWh energii wyliczone w zadaniu 1

15 600 kWh – 100%x – 5% 15 600 × 5x = —————— 100

x = 780 [kWh]780 × 0,17 [zł] = 133 [zł]

Koszt energii elektrycznej poniesionej w wyniku produkcji puszek w procesie recyklingu wynosi 133 zł.

ZADANIE 4Uczniowie w ciągu 10 kolejnych lat zużyją 7800 kg puszek powstających w procesie recyklingu. Jaka jest oszczędność ropy w porównaniu do produkcji puszek otrzymywanych podczas metody elektrolitycznej, jeśli wiadomo, że 1 tona aluminium z recyklingu pozwala na oszczędność 700 kg ropy?

23

7800 kg = 7,8 t7,8 t – x1 t – 700 kgx = 700 × 7,8x = 5460 [kg]

Podczas produkcji puszek ze złomu aluminiowego zaoszczędzono 5460 kg ropy naftowej.

ZADANIE 5Uczniowie w ciągu 10 kolejnych lat zużyją 7800 kg puszek powstających w procesie recyklingu. Jaka jest oszczędność rudy aluminium w porównaniu do produkcji puszek otrzy-mywanych podczas metody elektrolitycznej, jeśli wiadomo, że 1 tona złomu aluminium pozwala na oszczędność 4 ton rudy?

7800 kg = 7,8 t7,8 t – x1t – 4 tx = 31 t

Podczas produkcji puszek ze złomu aluminiowego zaoszczędzono 31 ton złóż rudy aluminium.

24

Co do recyklingu? – praktyczne porady3

Cele:• Uczniowie poznają najbliższy ich szkole punkt skupu

metali


•odpady metalowe nadające się w całości do recyklingu• sposoby prowadzenia ewidencji odpadów w punkcie skupu• Ustawę o odpadach z 27 kwietnia 2001 roku jako główne źródło regulacji prawnych w zakresie gospodarki odpadami• rodzaje metali przyjmowanych w punktach skupu

Uczeń rozumie:• dlaczego prowadzona jest ewidencja odpadów• podstawowe zapisy Ustawy o odpadach z 27 kwietnia 2001 roku• swoją rolę w przyrodzie

Uczeń umie:• segregować odpady• przygotować do recyklingu poszczególne odpady metalowe

Lekcja ma charakter wycieczkowo-informacyjny.

25

• uczeń w sposób właściwy segreguje odpady metalowe

Postawy:


Przebieg zajęć:


• wycieczka do punktu skupu, opis, pokaz, pogadanka, praca zbiorowa, praca samodzielna

• przyniesione przez uczniów i nauczyciela wyseg- regowane odpady metalowe (puszki aluminiowe, puszki z blachy stalowej ocynkowanej, reszki drutów, zużyte gwoździe, itp.). Uczniowie powinni zbierać te odpady przez około 1 miesiąc.

Lekcja ma charakter wycieczkowo-informacyjny. Powinna odbyć się w najbliższym punkcie skupu metali kolorowych. Około miesiąca wcześniej, zapowiadając tę lekcję, należy uprzedzić uczniów o konieczności zbierania odpadów me-talowych, a także zaznajomić ich z zasadami segregacji.

Każdy rodzaj metalu zbieramy osobno.

Puszki powinny być puste, tzn. nie wolno oddawać do punk-tu skupu puszek zamkniętych z ich zawartością.

ZASADY SEGREGACJI:

12

26

Puszki powinny być zgniecione.

Nauczyciel może przygotować na kartkach zasady segre-gacji w formie instrukcji, powielić i rozdać wśród uczniów. Zaleca się również zawieszenie kopii instrukcji w miejscu ogólnodostępnym, np. na gazetce ściennej lub szkolnej tablicy ogłoszeń. Podczas wycieczki w punkcie skupu ucz-niowie powinni zostać zapoznani z zasadami ewidencji od-padów. Jako zadanie domowe nauczyciel zaleca uczniom sporządzenie krótkiej notki na temat zasadności ewidencji odpadów.

Ogólne zasady ewidencji odpadów metalowych reguluje Ustawa o odpadach z 27 kwietnia 2001 roku.

Art. 43a Posiadacz odpadów prowadzący punkt zbierania od-padów metali jest obowiązany, przy przyjmowaniu tych od-padów od osób fizycznych niebędących przedsiębiorcami, do wypełnienia formularza przyjęcia odpadów metali w dwóch egzemplarzach, po jednym egzemplarzu dla przekazującego i dla przyjmującego odpady.

4

5

Puszki nie muszą być myte – jest to niepotrzebny nakład energii i zużycie wody; i tak są doczyszczane w procesie technologicznym.

Puste i zgniecione puszki powinny zostać odstawione do punktu skupu lub wyrzucone do odpowiedniego pojemnika do selektywnej zbiórki tworzyw sztucznych i metali w kolorze żółtym.

3


27

Formularz, o którym mowa w ust. 1, powinien zawierać w szczególności:1) określenie rodzaju odpadów, rodzaju produktu, z którego powstał odpad, oraz jego źródło pochodzenia,2) imię i nazwisko, adres zamieszkania oraz numer do-wodu osobistego lub innego dokumentu stwierdzającego tożsamość osoby przekazującej odpady.

Osoba przekazująca odpady metali jest obowiązana do okazania dokumentu, o którym mowa w ust. 2 pkt 2, w celu potwierdzenia jej tożsamości.

Posiadacz odpadów prowadzący punkt zbierania odpadów metali jest obowiązany odmówić przyjęcia odpadów metali w przypadku, gdy osoba przekazująca te odpady odmawia okazania dokumentu, o którym mowa w ust. 2 pkt 2.

Posiadacz odpadów prowadzący punkt zbierania odpadów metali jest obowiązany przechowywać wypełnione formu-larze przez 5 lat, licząc od końca roku kalendarzowego, w którym je sporządzono.

Posiadacz odpadów prowadzący punkt zbierania odpadów metali jest obowiązany przedstawić przechowywane formu-larze na żądanie organów przeprowadzających kontrolę, policji, straży miejskiej i służb ochrony kolei.Przepisy ust. 1-6 nie dotyczą metalowych odpadów opako-waniowych po produktach żywnościowych. Minister właściwy do spraw środowiska określi, w drodze rozporządzenia, wzór formularza, o którym mowa w ust. 1, kierując się potrzebą ujednolicenia tego dokumentu, zapewnienia właściwej kontroli obrotu odpadami metali oraz zapobiegania kradzieży i dewastacji w szczególności urządzeń telekomunikacyjnych, elektroenergetycznych, kolejowych i wodno-kanalizacyjnych.

28

Dodatkowe źródła informacji:• Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Alu-miniowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• Materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekoedukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• strona Organizacji Odzysku „recan” – www.recan.com• płyta edukacyjna DVD Nowe życie puszki wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Aluminiowych Puszek po Napojach RECAL

29

Dwie drogi – produkcja aluminium4

Cele:• Uczeń poznaje proces recyklingu puszek aluminiowych jako alternatywę produkcji aluminium z boksytu


• etapy produkcji aluminium• położenie największych złóż boksytu na świecie

Uczeń rozumie:• konieczność zbierania i recyklingu puszek aluminiowych

Uczeń umie:• wyjaśnić pojęcia odpady, segregacja odpadów, surowce wtórne, recykling, odzysk, gospodarowanie odpadami• pracować z mapą

Uczeń:• zyskuje przekonanie o odpowiedzialnym korzystaniu z zaso- bów przyrody• wyrabia w sobie świadomość ekologiczną i umiejętność ekonomicznego myślenia• kształtuje w sobie postawę segregacji odpadów domowych i zbiórkę surowców wtórnych

Postawy:

Scenariusz do wykorzystania na lekcjach przyrody, biologii, geografii, godzinie wychowawczej.

30



• pogadanka, praca z mapą/globusem, opis, pokaz, praca z literaturą pomocniczą, praca w grupach, praca samodzielna

• mapa fizyczna świata/globus• komplety układanki (układanka składa się z karteczek, na których wypisane są poszczególne procesy produkcji aluminium oraz inne, niezwiązane z tematem; zadaniem ucznia jest wybranie właściwych procesów i ułożenie ich w odpowiedniej kolejności, zgodnej z procesem technologicznym)• przedmioty wykonane z aluminium, np. puszka po napoju, garnek, łyżeczka, chochelka do zupy, folia aluminiowa• kolorowe znaczniki• plastelina, nożyczki, wełna, koraliki, klej, druciki, papier kolorowy• tablice dydaktyczne• literatura pomocnicza – słowniki ekologiczne, czaso- pisma poświęcone gospodarce odpadami, recyklingowi (np. „Aura”, „Recykling”, „Eko i my”, „Eko-forum”, ustawa o odpadach z 27 kwietnia 2001 roku z późn.zm.

Przebieg zajęć:Nauczyciel pokazuje przyniesione przez siebie przedmio-ty, opowiadając o ich przeznaczeniu, pyta uczniów, co łączy owe przedmioty, z czego są wykonane? Po uzyska-niu właściwej odpowiedzi wprowadza uczniów w temat, rozpoczynając dyskusję.

1

31

2

3

Dyskusja z uczniami na temat produkcji aluminium. Przykładowe pytania:• Skąd człowiek pozyskuje takie przedmioty (można podać różne opcje, np. są darami natury jak owoce i warzywa, pochodzą z wykopalisk, są tworzone przez człowieka itp.)?• Z czego wytwarzamy aluminium, czy może znajduje się w przyrodzie w czystej formie, a nasza praca polega jedynie na nadaniu przedmiotom odpowiedniej formy?• W jakiej formie aluminium występuje w przyrodzie?• Czy uczniowie mają jakiś pomysł na „wytwarzanie” alu-minium?• Jakie procesy na pewno występują podczas produkcji aluminium?• Jakie są konsekwencje dla środowiska naturalnego ta-kiego sposobu produkcji aluminium?• Czy istnieje jakaś alternatywa dla produkcji aluminium z rudy?• Jakie są obciążenia dla środowiska naturalnego podczas recyklingu puszek?

Nauczyciel systematyzuje i uzupełnia informacje pozyskane od uczniów w czasie dyskusji. Swój wykład opiera również na pracy z mapą/ globusem, zaznaczając kolorowymi znac-znikami miejsca, o których mówi. Zaznaczenie na mapie/globusie może wykonać uczeń.

32

4

PRZYKŁADOWE ZADANIA DLA UCZNIÓW

• Układanka składa się z karteczek, na których wypisane są poszczególne procesy produkcji aluminium, jak również inne, niezwiązane z tematem.Zadaniem każdej z grup jest wybranie właściwych pro-cesów i ułożenie ich w odpowiedniej kolejności, zgodnej z procesem technologicznym. Zadanie kończy się wspólnym rozwiązaniem układanki i zapisaniem jej do zeszytu w formie notatki.

• Przy użyciu literatury pomocniczej uczniowie uzupełniają schematy (powstają na arkuszach papieru zawieszonych na tablicy przy użyciu kolorowych pisaków).

SCHEMAT 1Korzyści ze zbierania puszek aluminiowych i ich recyklingu:• użycie jednej tony aluminium z odzysku pozwala zaoszczędzić ............ (4) tony boksytów i ........... (700) kg ropy naftowej • odzyskując aluminium ze złomu, oszczędza się ............... (95%) energii potrzebnej na wyprodukowanie go z rudy• recykling obniża zanieczyszczenia powietrza o ............. (95%) i wody o ............. (97%) w porównaniu z produkcją aluminium z rudy – ogranicza emisję ..................................... (fluoru i benzopirenu)• produkcja wtórnego aluminium kosztuje o ............. (60%) mniej niż z boksytu

33

SCHEMAT 2Oszczędzamy aluminium przez:• segregację domowych odpadów• odzysk opakowań aluminiowych

SCHEMAT 3Powody, dla których warto zbierać puszki:• zmniejsza się liczbę odpadów wywożonych na wysy-pisko• są lekkie i łatwe w transporcie• łatwo je zgnieść• można zarobić pieniądze na swoje potrzeby• przyczynia się do oszczędzania surowców i zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska• Poproś uczniów o ułożenie haseł propagujących recykling puszek aluminiowych• Zachęć uczniów do wykonania czegoś użytecznego ze zużytej puszki. W czasie prac uczniowie mają do wykorzys-tania: puste puszki, plastelinę, nożyczki, druciki, wełnę, ko-raliki, kolorowy papier... itd. Przykładowe prace: nawilżacz powietrza zawieszany na kaloryferze, pojemnik na ołówkii długopisy, wazonik.

Materiał dla nauczyciela:PRODUKCJA ALUMINIUM Z RUDYSurowcem do produkcji aluminium, czyli metalicznego gli-nu, jest boksyt (ruda aluminium). Wzór chemiczny boksytu to: FeO(OH) × Al2O3 × 2H2O. Głównym jego składnikiem są uwodnione tlenki glinu z domieszką krzemionki i tlenków żelaza. Boksyt ma kolor czerwony lub brązowy.

34

Na świecie duże złoża boksytu występują tylko w niewielu państwach. Największe ilości boksytów wydobywa się w Aus-tralii (32 mln ton), Gwinei (10 mln ton) i na Jamajce (12 mln ton). W Polsce złoża boksytów są bardzo małe i zawierają od 20 do 40% Al2O3. Występują na Dolnym Śląsku, jednak się ich nie wydobywa. Produkcja aluminium z boksytu opiera się na procesie elektrolizy. Elektroliza jest procesem chemicznym zachodzącym w elektrolizerze pod wpływem przepływu prądu. Podczas tego procesu substancja stanowiąca elektrolit „rozpada się” na kationy i aniony. Kationy dążą do katody (elektrody ujemnej), gdzie pobierają elektrony i wydzielają się w postaci zredukowanej. Natomiast aniony dążą do elektrody dodatniej (anody). Oddając jej elekt-rony, ulegają procesowi utleniania.

Proces elektrolizy boksytu składa się z dwóch części. Pierwszy etap polega na otrzymywaniu czystego tlenku glinu, który następnie redukuje się. Elektrolizę tlenu glinu przeprowad-za się w stalowych wannach elektrolitycznych wyłożonych płytami grafitowymi – będącymi katodami. Jako anody używa się bloków węglowych. Czysty tlenek glinu ma wysoką temperaturę topnienia (powyżej 2000°C). Aby elektroliza mogła przebiegać w niższej temperaturze (do 1300°C), tle-nek glinu należy rozpuścić w kryolicie. Kryolit (kriolit), Na3(AlF6), to podwójny fluorek glinu i sodu, z wyglądu podobny do lodu. W przyrodzie kryolit występuje w formie zanieczyszc-zonej, dlatego do procesu elektrolizy boksytu wykorzystuje się kryolit uzyskany syntetycznie z fluorytu (CaF2).Przed rozpoczęciem procesu elektrolizy na dno wanny wsypuje się zmielony koks, a na dno elektrolizera opusz-cza się węglowe anody. Następnie włącza się prąd stały. Po nagrzaniu wanny powoli wrzuca się do niej kryolit, który roztapiając się, unosi anody stopniowo w górę. Po otrzy-maniu warstwy odpowiedniej grubości (około 25 cm) do-sypuje się tlenek glinu. Rozpuszczony w elektrolicie tlenek

35

glinu pod wpływem wysokiej temperatury ścian wanny (około 1300°C) topi się i równocześnie ulega redukcji. Ciężar właściwy powstałego płynnego aluminium jest większy niż ciężar właściwy elektrolitu. W związku z tym zbiera się ono na dnie wanny pod elektrolitem, który na powierzchni wan-ny krzepnie, tworząc zastygłą skorupę. Gdy cały tlenek gli-nu zredukuje się (poznać to można po wzroście napięcia prądu z 5V do 30-60V), ponownie dodaje się porcję tlenku na skorupę elektrolitu. Proces powtarza się. Gdy warstwa metalicznego aluminium na dnie wanny osiągnie grubość około 10 cm, spuszcza się go przez otwór spustowy do kadzi. Usuwanie z wanny płynnego metalu odbywa się po upływie 3 do 4 dni trwania całego procesu elektrolizy. Otrzymane w ten sposób aluminium zawiera dużo zanieczyszczeń, które obniżają jego jakość. Aby otrzymać aluminium o czystości powyżej 99,9%, poddaje się go tzw. elektrolizie trójwarst-wowej.Podczas produkcji metalicznego glinu potrzeba dużej ilości energii elektrycznej. Na 1 kg uzyskanego metalu zużywa się około 20 kWh. Z tego powodu największymi producenta-mi są kraje mające bogate złoża boksytu i tanią energię elektryczną. Prawie połowa produkcji światowej należy do USA. Pozostałe kraje to: Rosja, Kanada, Niemcy, Japon-ia, Francja, Norwegia,Wielka Brytania. Jedyna w Polsce huta produkująca pierwotne aluminium w procesie elek-trolizy znajduje się w Koninie. Huta aluminium w Kątach to odlewnia przetwarzająca aluminium wyprodukowane przez inne huty, a także aluminium z odzysku. W Polsce istnieje ponadto kilka odlewni przetwarzających wyłącznie odzys-kane aluminium.

Wraz z rozwojem gospodarki światowej wzrosła nie tylko liczba opakowań aluminiowych, będących dla wie-lu miarą postępu cywilizacji, lecz również ilość śmieci

RECYKLING PUSZEK

36

Odzyskany metal zachowuje więc takie same cechy jak surowiec pierwotny i całkowicie nadaje się do użytku w przemyśle spożywczym, nie zagrażając zdrowiu człowieka. Proces ten można powtarzać w nieskończoność! Bard-zo duże ilości złomu aluminiowego odzyskuje się w tak-ich sektorach gospodarki, jak budownictwo, energetyka i transport.

Reasumując, produkcja aluminium ze złomu w porównaniu z produkcją aluminium z boksytu przynosi istotne korzyści poprzez:– obniżenie o 95% emisji substancji chemicznych (np. fluorku aluminium) podczas procesów elektrolizy,

– oszczędność o ok. 95% energii elektrycznej,

– oszczędność złóż boksytu – 1 tona złomu to oszczędność 4 ton rudy,

– oszczędność ropy naftowej – przy produkcji 1 tony alu-minium z recyklingu oszczędza się 700 kg ropy naftowej.

Puszki odzyskiwane w Polsce przetapia się obecnie w wyspec-jalizowanych zakładach (np. w hucie aluminium w Koninie). Na świecie odzyskuje się ponad 55% aluminium z puszek, a w Europie 48% (2004). W Polsce w 2004 roku odzyskano ok. 46% puszkowego aluminium. Dla porównania – w Szwajcarii odzyskuje się 88%.

w środowisku naturalnym. Okazało się jednak, że złom aluminiowy jest jednym z tych odpadów, które można ponownie przetworzyć i wykorzystać! Zebrane puszki trafiają do punktu skupu, gdzie są sortowane i zgniatane. W post-aci sprasowanych kostek wędrują do huty. Tam przetapia się je na aluminium. Właściwości mechaniczne aluminium otrzymanego w procesie recyklingu niczym się nie różnią od właściwości aluminium uzyskanego z boksytu. W trakcie przetopu nie zmienia ono także swoich cech chemicznych.

37

Odzysk puszek aluminiowych w 2004 rokuw wybranych krajach europejskich

DEFINICJA POJĘĆ według Ustawy o odpadach z 27 kwietnia 2001 roku z późn. zm.

Kraj ProcentUSA 65Australia 67Ameryka Południowa 75–85Japonia 55Chiny ponad 90Niemcy 72Grecja 36Francja 19Szwecja 90Szwajcaria 90Wielka Brytania 36POLSKA 44

ODPADY – każda substancja lub przedmiot należący do jednej z kategorii, określonych w załączniku nr 1 (m.in. pozostałości z produkcji lub konsumpcji, produkty nieodpowiadające wymaganiom jakościowym, produkty, których termin przydatności do właściwego użycia upłynął, substancje, które nie spełniają już należycie swojej funkcji, pozostałości z procesów przemysłowych), których posia-dacz pozbywa się, zamierza się pozbyć lub do ich pozbycia się jest obowiązany.

38

GOSPODAROWANIE ODPADAMI – zbieranie, transport, od-zysk i unieszkodliwianie odpadów, w tym również nadzór nad takimi działaniami oraz miejscami unieszkodliwiania odpadów.ODZYSK - wszelkie działania, niestwarzające zagrożenia dla życia, zdrowia ludzi lub środowiska, polegające na wykorzy-staniu odpadów w całości lub części lub prowadzące do odzyskania z odpadów substancji, materiałów lub energii i ich wykorzystania (określone w załączniku nr 5 do usta-wy). RECYKLING - taki odzysk, który polega na powtórnym prze-twarzaniu substancji lub materiałów zawartych w odpa-dach w procesie produkcyjnym w celu uzyskania substan-cji lub materiału o przeznaczeniu pierwotnym lub o innym przeznaczeniu, w tym też recykling organiczny, z wyjątkiem odzysku energii.

Dodatkowe źródła informacji:• Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Alu-miniowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• Materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekeodukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL • strona Organizacji Odzysku „Recan” – www.recan.com• płyta edukacyjna DVD Nowe życie puszki, wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Aluminiowych Puszek po Napojach RECAL

39

Stal i jej wykorzystanie4

Cele:• Uczeń poznaje właściwości i zastosowanie stali


• właściwości fizykochemiczne stali• zastosowanie stali

Uczeń rozumie:• powiązanie pomiędzy cechami materiału a jego wyko- rzystaniem

Uczeń umie:• wykazać podstawowe właściwości fizykochemiczne stali• selekcjonować i grupować zdobyte informacje• posługiwać się układem okresowym pierwiastków

Uczeń:• wszystkie czynności w pomiarach i ćwiczeniach laborat- ryjnych będzie wykonywał dokładnie, starannie i systema- tycznie• w sposób kulturalny potrafi prezentować swoje poglądy

Postawy:


40

• praca z układem okresowym pierwiastków, pogadanka, burza mózgów, ćwiczenia laboratoryjne, praca samodzielna

• układ okresowy pierwiastków• tabele chemiczne• przedmioty ze stali (przyniesione przez nauczyciela i uczniów)• zestawy laboratoryjne• instrukcja wykonania ćwiczenia dla uczniów (dołączona do materiałów dla nauczyciela)



Przebieg zajęć:Nauczyciel dokonuje prezentacji przyniesionych przedmio-tów, zwracając uwagę na ich zastosowanie. Uczniowie zastanawiają się, jakie właściwości fizykochemiczne odpo-wiadają za kolejne zastosowania aluminium. Nauczyciel aktywizuje uczniów poprzez zadawanie pytań, np.: Na ile plastyczna jest stal? Czy przewodzi prąd? Czy jest dobrym izolatorem? Czy jest odporna na promienie słoneczne? itp. Swoje spostrzeżenia uczniowie zapisują w zeszytach w for-mie tabeli, złożonej z dwóch kolumn: właściwości stali i za-stosowanie stali.

1

Uczniowie otrzymują instrukcje do wykonania ćwiczenia oraz karty pracy, w których zapisują wyniki. Przed rozpoczęciem ćwiczeń przypominamy o przestrzeganiu przepisów BHP.

2

41

Uczniowie prezentują swoje tabele, wymieniają się spostrzeżeniami i uwagami. Na tablicy w tym czasie pow-staje wzorcowa tabela, którą uczniowie wykorzystują do ostatecznego uzupełnienia swoich w zeszytach.

Praca samodzielna uczniów. Każdy z uczniów opracowuje samodzielnie tabelę: właściwości fizykochemiczne i zasto-sowanie stali.

Nauczyciel przeprowadza krótki wykład na temat zastosow-ania stali, wykorzystując materiały dla nauczyciela. Wykład nauczyciela wiąże bezpośrednio zastosowanie materiału z jego właściwościami fizykochemicznymi. W części dotyczącej właściwości chemicznych opiera swój wykład na pracy z układem okresowym pierwiastków – wyjaśnia umiejscowienie glinu oraz wskazuje sposób zapisu niektórych właściwości chemicznych w układzie.

5

3

4

42

Materiał dla nauczyciela:Stal towarzyszy człowiekowi we wszystkich dziedzinach ży-cia. Jak żaden inny materiał, daje możliwość różnorodnej obróbki przy niskich kosztach wytwarzania. Ponad 2000 od-mian stali znajduje zastosowanie w zależności od swych właściwości – twardości i elastyczności. Stal poddaje się wielu procesom technologicznym, jak cięcie, walcowanie, rozciąganie, prasowanie, klejenie. Niewątpliwą zaletą pro-duktów stalowych jest ich twardość oraz łatwość powtór-nego przerobu wyeksploatowanego materiału. Po około 20 latach aż 70% wszystkich produktów stalowych powraca do obiegu wtórnego.Dzięki doskonale zorganizowanemu globalnemu systemowi recyklingu co druga tona stali wytworzona na świecie po-chodzi ze złomu. Ścisła międzynarodowa współpraca firm recyklingowych i wytwórców stali umożliwia każdego roku ponowne wykorzystanie około 400 mln ton złomu. Obec-nie przemysł stalowy uczestniczy w innowacyjnych pracach rozwojowych nad uzyskaniem surowca łatwiej poddające-go się recyklingowi. Recykling – choć powszechnie uznawa-ny za kluczowy instrument ochrony środowiska – napotyka wiele barier w różnych gałęziach przemysłu. Wyjątkiem jest przemysł hutniczy. Recykling stali ma długą tradycję. Złom stalowy, poddawany wielokrotnej obróbce, nie traci swych właściwości. W wyniku wielokrotnego przetopu uzyskuje się wysokowartościowy materiał. Stal, dzięki swym unikatowym właściwościom magnetycznym, pozostaje wciąż najefek-tywniej wykorzystywanym materiałem konstrukcyjnym.

43

Wraz z rozwojem globalnej gospodarki rynkowej weszliśmy w „erę recyklingu”. Odzysk stał się jej integralną częścią. Obecnie przemysł złomowy i hutniczy działają na skalę mię-dzynarodową i wraz z rozszerzającym się zasięgiem wspólnie ponoszą odpowiedzialność za zagospodarowanie zużytych produktów stalowych, wprowadzanych do obrotu oraz za pozyskiwanie złomu, surowca wtórnego do produkcji. Mię-dzynarodowy rynek surowców wtórnych zyskuje na znacze-niu w obliczu topniejących zasobów naturalnych, staje się kluczowym partnerem w obszarze ochrony środowiska. Fir-my złomowe stanowią podstawowe ogniwo w łańcuchu recyklingu złomu, gdyż są odpowiedzialne za zbiórkę, skup, magazynowanie, odzysk i dostarczanie surowca do odbior-ców. To dzięki ich działalności zużyte produkty stalowe z go-spodarstw domowych, zdemontowane instalacje produk-cyjne czy też karoserie samochodowe zostają poddawane odzyskowi i transportowane do hut w celu wytworzenia ko-lejnych półproduktów lub gotowych wyrobów.

PRODUKCJA STALI ZE ZŁOMU OGRANICZA ILOŚĆ: ● zużycia surowców pierwotnych o 90%: 1134 kg rudy żelaza, 453,5 kg węgla i 18 kg wapienia ● odpadów górniczych o 97%, ● energii o 74%: dla innych metali oszczędności te wynoszą: aluminium 95%, miedzi 85%, cynku 60%, ołowiu 65% ● zużycia wody o 40%, ● ścieków przemysłowych o 76%, ● zanieczyszczeń powietrza o 86%.

44

Proces recyklingu stali pozwala zmniejszyć emisję zanieczysz-czeń do atmosfery nawet do 86% w porównaniu do emisji przy produkcji z rudy. Przetworzenie 1 tony złomu pozwala zaoszczędzić 1,5 tony rudy, 0,5 tony koksu i innych materia-łów, redukuje się także ilość zużytej wody i odprowadzanych ścieków. Natomiast 1 tona aluminium pochodząca z recy-klingu pozwala zaoszczędzić 4 tony boksytów i 700 kg pali-wa, uniknąć emisji do powietrza 35 kg fluorków aluminium.

Dodatkowe źródła informacji: • Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Alumi-niowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• Materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekoedukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL

45

Złom – co to takiego?5

Cele:• Uczeń poznaje definicję złomu


• definicję złomu• podział złomu ze względu na różne aspekty

Uczeń umie:• powiązanie pomiędzy cechami materiału a jego wyko- rzystaniem

Uczeń umie:• wykazać podstawowe właściwości fizykochemiczne metali nieżelaznych• selekcjonować i grupować zdobyte informacje• posługiwać się układem okresowym pierwiastków

Uczeń:• wszystkie czynności w pomiarach i ćwiczeniach laborato- ryjnych będzie wykonywał dokładnie, starannie i systema- tycznie• w sposób kulturalny potrafi prezentować swoje poglądy

Postawy:

Scenariusz do wykorzystania na lekcjach przyrody, biologii, geografii, godzinie wychowawczej.Temat realizowany na dwóch jednostkach lekcyjnych.

Cele:

46

• praca z układem okresowym pierwiastków, pogadanka, burza mózgów, ćwiczenia laboratoryjne, praca samodzielna

• układ okresowy pierwiastków• tabele chemiczne• zestawy laboratoryjne• instrukcja wykonania ćwiczenia dla uczniów (dołączona do materiałów dla nauczyciela)



Przebieg zajęć:Nauczyciel dokonuje prezentacji przyniesionych przedmio-tów, zwracając uwagę na ich zastosowanie. Uczniowie zastanawiają się, jakie właściwości fizykochemiczne od-powiadają za kolejne zastosowania metali nieżelaznych. Nauczyciel aktywizuje uczniów poprzez zadawanie pytań, np.: Na ile plastyczne są metale nieżelazne? Czy przewo-dzą prąd? Czy są dobrym izolatorem? Czy są odporne na promienie słoneczne? itp. Swoje spostrzeżenia uczniowie zapisują w zeszytach w formie tabeli, złożonej z dwóch ko-lumn: właściwości metali nieżelaznych i zastosowanie metali nieżelaznych.

1


2

47

Nauczyciel przeprowadza krótki wykład na temat zasto-sowania metali nieżelaznych, wykorzystując materiały dla nauczyciela. Wykład nauczyciela wiąże bezpośrednio za-stosowanie materiału z jego właściwościami fizykochemicz-nymi. W części dotyczącej właściwości chemicznych opiera swój wykład na pracy z układem okresowym pierwiastków – wyjaśnia umiejscowienie metali nieżelaznych oraz wska-zuje sposób zapisu niektórych właściwości chemicznych w układzie.

Uczniowie prezentują swoje tabele, wymieniają się swoimi spostrzeżeniami i uwagami. Na tablicy w tym czasie powsta-je wzorcowa tabela, którą uczniowie wykorzystują do osta-tecznego uzupełnienia w swoich zeszytach.

Złom – w metalurgii nazwa przedmiotów metalowych prze-znaczonych do wykorzystania w procesie recyklingu przez ich ponowne przetopienie. Do złomu należą np. metalowe odpady produkcyjne, wyroby metalowe nienadające się do naprawy, elementy konstrukcji pochodzące z rozbiór-ki, odpady komunalne z metalu, wyeksploatowane samo-chody, maszyny, urządzenia i ich części, konstrukcje stalowe uszkodzone mechanicznie lub skorodowane itp.

3

4

Praca samodzielna uczniów. Każdy z uczniów opracowuje samodzielnie tabelę: właściwości fizykochemiczne i zasto-sowanie metali nieżelaznych.

4


48

PODZIAŁ ZŁOMU:

ZŁOM STALOWY DZIELI SIĘ NA 3 GŁÓWNE GATUNKI:

ZŁOM METALI NIEŻELAZNYCH OBEJMUJE:

• Złom wsadowy – nadający się do bezpośredniego prze- topienia. Obejmuje przedmioty metalowe o grubości od 6 mm wzwyż, których żaden z 3 wymiarów nie przekracza 120 cm.• Złom ciężki – wymagający przed przetopieniem pocię- cia na krótsze kawałki, grubości 6mm i powyżej.• Złom lekki – o grubości poniżej 6 mm.

– aluminium, w tym puszki aluminiowe– cynk– miedź– ołówSTOPY METALI:– mosiądz– znal– kajner

Złom stalowy jest podstawowym surowcem dla hut i odlewni. Wykorzystanie złomu w procesie wytapiania stali jest istotne ze względów energetycznych, ekonomicznych i ekologicz-nych. W wielu krajach jego nadwyżki są przedmiotem opła-calnego eksportu. Koniunktura w hutnictwie napędza rynek złomu. W roku 2010 światowa produkcja stali przekroczyła miliard ton. W ślad za wzrostem produkcji stali, zapoczątko-wanym przez inwestycje w Chinach, wzrosło zapotrzebowa-nie na złom stalowy. Światowy rynek złomu kształtuje się dziś na poziomie 450 mln ton w skali roku.

Ze względu na materiał złom dzieli się na złom stalowy i złom metali nieżelaznych (kolorowych).

49

„W ciągu ostatnich lat znacząco zmieniła się w Polsce struk-tura produkcji stali ze względu na procesy wytapiania” – oce-nia Bogdan Rębiasz, adiunkt na Wydziale Zarządzania Aka-demii Górniczo-Hutniczej. „Obecna jest zbliżona do struktury światowej. Obserwuje się systematyczny wzrost udziału stali wytapianej w procesie konwertorowo-tlenowym i w proce-sie elektrycznym. Oznacza to większe zapotrzebowanie na złom, zważywszy, że w procesie elektrycznym w Polsce wsad metaliczny jest w stu procentach złomem stalowym”.Zdaniem Jana Sztobryna z Agencji Rozwoju Przemysłu, oce-niając polski rynek złomu, warto zwrócić uwagę na male-jący udział złomu obiegowego w krajowym rynku złomu. Wynika to z poprawy uzysków w krajowym hutnictwie.

„Złom odgrywa znaczącą rolę w produkcji stali” – podkreśla Ireneusz Nalewajko, dyrektor Przedsiębiorstwa Przerobu Zło-mu Metali „Centrozłom” Wrocław. „Blisko 75% pozyskiwane-go złomu eksportujemy do niemieckich hut, produkujących wyroby wysokiej jakości, w tym blachy specjalne. Wysyłamy złom o najlepszych parametrach jakościowych. Niestety, polskie huty w niewielkim stopniu korzystają ze złomu dobrej jakości. Wolą kupować tańszy surowiec. Jednak im tańszy złom, tym w efekcie droższa produkcja”.

Według danych Izby Przemysłowo-Handlowej Gospodarki Złomem (IPHGZ) pozysk złomu z rynku krajowego bez złomu obiegowego ocenia się na ok. 6,5 mln ton rocznie. Eksport złomu za dziewięć miesięcy roku 2004 wyniósł 1,4 mln ton, natomiast import kształtował się na poziomie 187 tys. ton. W związku ze zmianą struktury wytapiania stali huty będą musiały bazować na złomie. Zużycie złomu przez Mittal Steel Poland SA, największego producenta stali w Polsce, w 2004 roku wynosiło 1 mln 615 tys. ton, z czego 855 tys. ton to złom handlowy (zewnętrzny). Reszta zużywanego złomu to suro-wiec wewnętrzny. Główni dostawcy złomu do Mittal Steel Poland SA to HK Cutiron i Złomex SA.

TANIEJ, CZYLI DROŻEJ

50

O cenach złomu decydują warunki rynkowe w danym re-gionie. Cen nie dyktuje już państwo, lecz rynek. A świato-wy rynek pochłania dziś coraz więcej złomu żelaza i me-tali kolorowych. Koniunkturę nakręca gospodarka chińska. „Dynamiczny wzrost produkcji stali na świecie w ostatnich dwóch latach spowodował gwałtowny wzrost cen złomu” – dodaje B. Rębiasz. „W ślad za cenami złomu na świato-wym rynku zmieniały się także krajowe ceny złomu. W Pol-sce, w porównaniu choćby z latem 2003 roku, ceny skupu złomu wzrosły dwukrotnie”. Im większa produkcja stali, tym większe zapotrzebowanie na złom. W 2003 krajowe huty wy-produkowały 10,6 mln ton stali surowej i 7,5 mln ton wyro-bów walcowanych. Huty zapowiadają kolejne inwestycje, a to oznaczać będzie większe zapotrzebowanie na złom w przyszłości. „Moim zdaniem za kilka lat w Polsce zabrak-nie złomu do produkcji” – ocenia I. Nalewajko. Import nie jest prostą sprawą, zważywszy na to, że nie ma w pobli-żu zasobów złomu. Może się okazać, że najbliższe skupiska znajdują się np. w Murmańsku, gdzie znajduje się baza okrętów atomowych. Trzeba też mieć na względzie, że Ukraina i Rosja wprowadziły cła wywozowe na złom, co nie pozosta-nie bez wpływu na koszty.

ZABRAKNIE... ALBO NIE

Zdaniem J. Sztobryna w Polsce są bar-dzo duże rezerwy pozyskania złomu uwarunkowane sprawnością systemu odzysku złomu poamortyzacyjnego. Sprawność ta w znacznej mierze zależy jednak od organizacji zbiórki i przerobu złomu. Sieć skupu złomu jest – zdaniem Sztobryna – niedostatecznie rozwinięta i nierównomiernie zlokalizowana. Nie odpowiada ona zarówno potrzebom, jak i możliwościom pozyskiwania złomu stalo-wego.

51

Dodatkowe źródła informacji: • Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – bro-szura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opa-kowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekoedukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL

52

Metale szlachetne i ich wykorzystanie5

Cele:• Uczeń poznaje właściwości i zastosowanie metali szlachetnych


• właściwości fizykochemiczne metali szlachetnych• zastosowanie metali szlachetnych

Uczeń umie:• powiązanie pomiędzy cechami materiału a jego wyko- rzystaniem

Uczeń umie:• wykazać podstawowe właściwości fizykochemiczne metali szlachetnych• selekcjonować i grupować zdobyte informacje• posługiwać się układem okresowym pierwiastków

Uczeń:• wszystkie czynności w pomiarach i ćwiczeniach labora- toryjnych będzie wykonywał dokładnie, starannie i sys- tematycznie• w sposób kulturalny potrafi prezentować swoje poglądy

Postawy:

Scenariusz do wykorzystania na lekcjach przyrody, biologii, geografii, godzinie wychowawczej, w trakcie realizacji ścieżek międzyprzedmiotowych.Temat realizowanz na dwóch jednostkach lekcyjnych.

53

• praca z układem okresowym pierwiastków, pogadanka, burza mózgów, ćwiczenia laboratoryjne, praca samodzielna

• układ okresowy pierwiastków• tabele chemiczne• przedmioty z metali szlachetnych (przyniesione przez nauczyciela i uczniów)• zestawy laboratoryjne• instrukcja wykonania ćwiczenia dla uczniów (dołączona do materiałów dla nauczyciela)



Przebieg zajęć: Nauczyciel dokonuje prezentacji przyniesionych przed-miotów, zwracając uwagę na ich zastosowanie. Uczniowie zastanawiają się, jakie właściwości fizykochemiczne od-powiadają za kolejne zastosowania metali szlachetnych. Nauczyciel aktywizuje uczniów poprzez zadawanie pytań, np.: Na ile plastyczne są metale szlachetne? Czy przewo-dzą prąd? Czy są dobrym izolatorem? Czy są odporne na promienie słoneczne? itp. Swoje spostrzeżenia uczniowie zapisują w zeszytach w formie tabeli, złożonej z dwóch ko-lumn: właściwości metali szlachetnych i zastosowanie metali szlachetnych.

1


2

54

Nauczyciel przeprowadza krótki wykład na temat zasto-sowania metali szlachetnych, wykorzystując materiały dla nauczyciela. Wykład nauczyciela wiąże bezpośrednio za-stosowanie materiału z jego właściwościami fizykochemicz-nymi. W części dotyczącej właściwości chemicznych opiera swój wykład na pracy z układem okresowym pierwiastków – wyjaśnia umiejscowienie metali szlachetnych oraz wska-zuje sposób zapisu niektórych właściwości chemicznych w układzie.

RECYKLING METALI SZLACHETNYCHRecykling metali szlachetnych przynosi wymierne korzy-ści ekologiczne. Należą do nich: ograniczanie ilości skła-dowanych odpadów, oszczędzanie rzadkich zasobów naturalnych, zmniejszenie nakładów energii oraz emisji zanieczyszczeń podczas procesu odzysku w porównaniu z wydobywaniem w kopalniach. Może to być także proces opłacalny ekonomicznie. Metale szlachetne, do których zaliczamy platynowce (m.in. platyna, pallad, rod) oraz sre-bro i złoto, stanowią szczególną grupę wśród metali nie-żelaznych. Natomiast stal i żeliwa należą do grupy metali żelaznych, których cechą charakterystyczną – z punktu wi-dzenia odzysku – jest możliwość ich oddzielania na drodze magnetycznej. Metale żelazne jako pierwsze poddawane były procesowi odzysku, a wskaźniki ich odzysku oscylują

Praca samodzielna uczniów. Każdy z uczniów opracowuje samodzielnie tabelę właściwości fizykochemiczne i zastoso-wanie metali szlachetnych.

Uczniowie prezentują swoje tabele, wymieniają się swoimi spostrzeżeniami i uwagami. Na tablicy w tym czasie po-wstaje wzorcowa tabela, którą uczniowie wykorzystują do ostatecznego uzupełnienia w swoich zeszytach.

3

4

5


55

w granicach 100%. Do metali nieżelaznych zaliczamy z ko-lei wszystkie metale, z wyjątkiem żelaza w postaci czystej lub stopów żelaza z niewielką domieszką (poniżej 10%). Naj-częściej spotykane metale nieżelazne to aluminium, miedź, cynk, ołów, nikiel, ołów i chrom, spośród których największy wskaźnik odzysku ma aluminium (ok. 90%). Dlatego istotne jest opracowanie odpowiednich technologii segregacji i odzysku metali szlachetnych. Odzysk należących do tej grupy metali, podobnie jak wszystkich metali nieżela-znych, zależy od prawidłowego działania stacji demon-tażu i funkcjonowania specjalistycznych zakładów recy-klingu, przy czym bardzo ważny jest problem sortowania gatunków metali.

MOTORYZACJA I JUBILERSTWOPlatyna, pallad i rod są wykorzystywane przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji reaktorów katali-tycznych, potocznie nazywanych katalizatorami. W Stanach Zjednoczonych zużywa się w tym celu 48% całości zasobów platyny wykorzystywanej w przemyśle. Jeszcze większe za-potrzebowanie w tej branży jest na pallad i rod – odpowied-nio 86 i 90% całkowitej produkcji tych metali (tab. 1). Na po-trzeby jubilerstwa, drugiego odbiorcy platyny, przeznacza się 17% podaży tego surowca. Co więcej, w najbliższych la-tach zapotrzebowanie na metale szlachetne, generowane przez producentów samochodów, będzie rosło ze względu na powszechne stosowanie reaktorów katalitycznych oraz sukcesywny wzrost liczby produkowanych samochodów. Mimo prowadzonych na szeroką skalę badań nad zamianą metali szlachetnych na inne związki chemiczne, o zbliżonej efektywności działania katalitycznego, nie znaleziono – jak na razie – skuteczniejszych rozwiązań ograniczania emisji szkodliwych składników spalin.

56

Tabela 1. Zapotrzebowanie na platynę i pallad do celów przemysłowych w USA w 2002 roku

Zastosowanie Ilość zużywanej platyny [kg] Udział [%]

Reaktory katalityczne 24 994 48 Jubilerstwo 8 839 17Elektronika 3 759 7Przemysł chemiczny 3 150 6Przemysł monetarny 1 422 3Przemysł paliwowy 1 219 2Produkcja szkła 914 2Inne 7 925 15

Suma 52 222 100

Zastosowanie Ilość zużywanego palladu [kg] Udział [%]

Reaktory katalityczne 75 489 86Przemysł dentystyczny 5 994 7Elektronika 2 845 3Przemysł chemiczny 2 337 3Jubilerstwo 305 0Inne 508 1

Suma 87 478 100

57

ZAGROŻENIA ŚRODOWISKAOd początku stosowania reaktorów katalitycznych zwraca się uwagę na zagrożenie powodowane emisją metali szla-chetnych do atmosfery oraz zwiększone wydobycie tych rzadkich metali. Na odcinku pierwszych kilkuset kilometrów eksploatacji reaktor katalityczny emituje do atmosfery i do gleby ok. 30% metali szlachetnych zużytych do jego pro-dukcji. Jest to problem szczególnie istotny ze względu na brak danych dotyczących wpływu rosnącego stężenia tych metali w glebie na ludzkie zdrowie. Problem stanowią także ograniczone zasoby platynowców. Kosztowny proces wydobycia i rzadkość występowania tych metali, a także rosnący popyt ze strony przemysłu motoryzacyjnego po-wodują, że ich cena rynkowa jest wysoka. Kolejnym argu-mentem przemawiającym za odzyskiem platynowców jest energochłonność wydobycia tych metali i odpady gene-rowane w tym procesie. Uzyskanie 1 kg platyny wymaga wydobycia ok. 150 ton rudy z głębokości 1000 m. Wydoby-ta ruda, oprócz platynowców, zawiera dużo miedzi i niklu oraz znaczne ilości innych metali, takich jak chrom, żelazo, kobalt, bizmut, arsen, selen czy tellur, w postaci związków siarki. W sumie podczas procesu wydobycia (nie produkcji) platyny powstaje 400 ton odpadów i żużlu, które muszą być składowane i są bezużyteczne. Proces ten jest dodatkowo bardzo energochłonny i powoduje szkody w środowisku na-turalnym.W porównaniu z procesem wydobycia zawartość platyny w reaktorze katalitycznym jest dosyć wysoka, ponieważ z dwóch ton reaktorów odzyskuje się ok. 1 kg platyny. Dlat-ego zagrożenie środowiska oraz zapotrzebowanie ener-getyczne jest znacznie niższe niż przy pierwotnej produkcji surowca.

58

RECYKLING METALI SZLACHETNYCHZe względu na skutki emisji, rzadkość surowców i energo-chłonność ich wydobycia recykling stał się koniecznością z punktu widzenia zarówno ekologii, jak i ekonomii. Proces recyklingu jest istotnym źródłem pozyskiwania metali szla-chetnych, przez co przyczynia się do ochrony zasobów na-turalnych oraz stabilizacji cen metali szlachetnych. W prak-tyce metale szlachetne odzyskuje się wyłącznie z reaktorów katalitycznych. Największa część metali z odzysku pochodzi z rynku Stanów Zjednoczonych i Japonii. W Stanach Zjedno-czonych odzysk wynosi ok. 47% platyny oraz ok. 8% palladu stosowanych do produkcji katalizatorów, czyli odpowiednio ok. 22 i 7% całkowitego wykorzystania tych metali w przemy-śle. Recykling w poszczególnych krajach jest zróżnicowany i zależy od rynku materiałów wtórnych, regulacji prawnych, kosztów pracy, opłat za deponowanie na składowiskach, stosowanych technologii przetwarzania, a także poziomu jakości oraz profesjonalizmu systemu zbiórki i demontażu. Po amerykańskich drogach, w związku z bardzo wcześnie wprowadzonymi regulacjami dotyczącymi norm emisji spa-lin, porusza się stosunkowo najwięcej samochodów wypo-sażonych w reaktory katalityczne, więc odzysk metali szla-chetnych jest tam najwyższy. Dzięki temu – z uwagi na dużą podaż odpowiedniego złomu – odzysk ten był i jest opłacal-ny. Sytuacja ta zmienia się obecnie na korzyść krajów Unii Europejskiej. Wynika to z wprowadzenia ostrych uregulowań prawnych dotyczących obowiązku uzyskania określonych wskaźników odzysku pojazdów wycofanych z eksploatacji i obowiązkowego wymontowywania reaktorów katalitycz-nych, stanowiących odpady przeznaczone do dalszej se-gregacji i przerobu.

59

Recykling pozwala ograniczyć wzrost cen metali, wywołany rosnącym popytem ze strony przemysłu. Odzyskany mate-riał w procesie recyklingu jest „czysty” i jego ponowne wyko-rzystanie nie wymaga dużych nakładów finansowych. Duże zasoby metali, możliwe do odzyskania w ten sposób, spra-wiają, że odzysk metali szlachetnych ze złomu jest opłacal-ny. Jednak warunkiem opłacalności odzysku i efektywności całego procesu recyklingu jest odpowiednio wysoka podaż złomu. W tym celu należy zorganizować sieć skupu zużytych reaktorów katalitycznych. Trzeba również stworzyć sieć logi-styczną pomiędzy stacjami demontażu i innymi miejscami, stanowiącymi źródła skupu metali szlachetnych, a odpo-wiednimi wyspecjalizowanymi zakładami zajmującymi się recyklingiem tych surowców.

W praktyce istnieją dwa modele skupu, różniące się sposo-bem wyceny złomu – system „telquel” oraz system oparty na analizie zawartości metali szlachetnych.System „telquel” występuje w trzech odmianach: „cena za sztukę”, „cena za tonę” i „cena po rozdzieleniu”. Najogólniej polega on na skupie reaktorów katalitycznych za cenę zry-czałtowaną za sztukę lub jednostkę masy. Przy skupie „cena za sztukę” zakłady odzysku dysponują cennikiem zużytych reaktorów katalitycznych, z podziałem na markę pojazdu i dodatkowo na kategorie wielkości (mały, średni, duży). Ze względu na dość zróżnicowany rynek reaktorów dalszy podział jest niemożliwy. Jednak podstawowe znaczenie ma tutaj aktualna cena poszczególnych metali szlachetnych na rynku. Przy większych partiach, gdy sortowanie czy liczenie jest zbyt pracochłonne, stosuje się metodę „cena za tonę”.

Aby skuteczność odzyskiwania zużytych materiałów w pro-cesie recyklingu była wysoka, konieczne są ponadto: od-powiednio zaprojektowany i wykonany proces recyklingu, możliwie wysoka efektywność rozdzielania poszczególnych elementów (nośnik + warstwa pośrednia + metale szlachet-ne) oraz optymalna segregacja części składowych katali-zatorów.MODELE SKUPU

60

Innym sposobem jest rozliczanie według systemu „ceny po rozdzieleniu”, w którym dostarczone reaktory katalityczne są roz-bierane, a uzyskane w ten sposób nośni-ki katalityczne są ważone, przy czym za-płata obejmuje cenę za kilogram metali, katalizatorów, nośników katalitycznych. Drugi system, oparty na analizie zawarto-ści metali szlachetnych, zakłada faktycz-ną wycenę zawartości metali szlachetnych w dostarczonym złomie. Przy stosowaniu tego modelu konieczne jest przeprowadzenie demonta-żu określonej liczby wycofanych z eksploatacji reaktorów katalitycznych. Następnie uzyskane nośniki katalityczne rozdrabnia się i pobiera próbki otrzymanego półfabrykatu. W wyspecjalizowanych laboratoriach próbki te poddawa-ne są badaniom na zawartość metali szlachetnych. W taki sposób można dokładnie określić wartość rynkową dostar-czonej partii reaktorów katalitycznych. Model ten znajduje zastosowanie przy większej partii dostarczanych nośników katalitycznych, poddanych wcześniej procesowi demonta-żu reaktorów. W przypadku dostawy całych reaktorów ka-talitycznych system jest rzadziej stosowany z uwagi na duży koszt separacji ich poszczególnych składowych (tab. 2).

Tabela 2. Warunki wysokiej efektywności odzysku metali szlachet-nych z reaktorów katalitycznych i przyczyny jej obniżenia

Warunki wysokiej Przyczyny obniżania efektywności odzysku efektywności

Skup zużytych reaktorów – Niepoddawanie procesowi odzysku katalitycznych samochodów wycofanych z eksploatacji – Eksport samochodów na obszar nie objęty systemem recyklingu – Niezdemontowane reaktory katalityczne

61

– Przekazanie elementów zdemonto- wanego reaktora nieodpowiedniej jednostce (np. hucie stali) – Demontaż zużytego reaktora na części zamienne – Straty spowodowane niesumienno- ścią pracowników – Błędy sortowania zdemontowanych elementów reaktora

Stan zużytych reaktorówkatalitycznych

Wysoka efektywnośćodzysku metali szlachetnych

– Niewłaściwa eksploatacja reaktora katalitycznego– Nieprawidłowy demontaż reatorów– Uszkodzenie nośników podczas transportu

– Niewłaściwa technologia odzysku

ODZYSK KATALIZATORÓW W POLSCEDotychczas w Polsce metale szlachetne były odzyskiwane w niewielkim zakresie, ze względu na brak specjalistycznych zakładów recyklingu oraz niską jakość procesu demontażu pojazdów, wynikającą przede wszystkim z funkcjonowania tzw. szarej strefy. Wprowadzona w 2005 roku ustawa o re-cyklingu pojazdów wycofanych z eksploatacji (DzU 2005, nr 25, poz. 202) narzuciła bezwzględny obowiązek przetwar-zania wszystkich pojazdów wycofanych z użytku w stacjach demontażu posiadających odpowiednie uprawnienia. W rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie wykazu przedmiotów wyposażenia i części wymontowanych z po-jazdów, których ponowne użycie zagraża bezpieczeństwu ruchu drogowego lub negatywnie wpływa na środowisko (DzU 2005, nr 201, poz. 1666), reaktory katalityczne za-kwalifikowano do grupy odpadów, których nie można

62

wymontowywać w celu dalszej odsprzedaży, tylko trzeba poddawać odzyskowi. Należy się spodziewać, że reaktory katalityczne i zawarte w nich metale szlachetne zaczną być poddawane odzyskowi w większym niż dotychczas zakresie. Niestety, problemem jest niska podaż reaktorów katality-cznych, spowodowana tym, że zdecydowana większość wycofywanych w Polsce z użytku samochodów nie jest wyposażona w katalizatory. Fakt ten oczywiście zniechęca do otwierania specjalistycznych zakładów odzysku. W Polsce działa kilka firm, które zajmują się skupem zużytych katal-izatorów. Firmy te następnie wysyłają zebrane odpady do przerobu za granicę, głównie do Niemiec, gdzie istnieje odpowiednia infrastruktura odzysku. Podobne rozwiązanie stosują niektóre stacje demontażu, głównie z zachodniej części Polski.

Pomimo niewielkiego jeszcze zainteresowania odzyski-em metali szlachetnych, rynek odzysku tych metali jest z pewnością rynkiem przyszłościowym i warto w niego zainwestować.

Dodatkowe źródła informacji: • Zbierz, zgnieć, sprzedaj, czyli jak się zbiera puszki we Wrocławiu – bro-szura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL• wikipedia• strona Fundacji na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL – www.recal.pl• strona Organizacji Odzysku KOBA – www.koba.com.pl• Materiały dla nauczyciela wydane przez Fundację na rzecz Odzysku Opa-kowań Aluminiowych RECAL• serwisy: www.ekoedukacja.pl, www.naszaziemia.pl, www.recykling.pl• Lekcja selekcja – scenariusze zajęć lekcyjnych – broszura wydana przez Fundację na rzecz Odzysku Opakowań Aluminiowych RECAL

63

www.recykling.org.pl

ZESZYT 4 CAŁA PRAWDA O ODPADACHzonk.recykling.org.pl/imgturysta/files/metal.pdf · Patrycja...

Documents

Transcript of ZESZYT 4 CAŁA PRAWDA O ODPADACHzonk.recykling.org.pl/imgturysta/files/metal.pdf · Patrycja...