UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAOV

MATERIALE SPECIALE SI RECICLABILEPROIECTRECICLAREA DOZELOR DE ALUMINIUFACULTATEA DESIGN DE PRODUS I MEDIU

Specializare: Design Industrial

Anul:III Prof. coordonator: Student:

Via Maria Gheorghe Rzvan-GabrielCuprins :1. Introducere...............................................................................................................3 XE "gggg" 2. Aluminiul.................................................................................................................42.1 Procedeul primar de obinere a aluminiului.................................................5

2.1.1 Prelucrarea bauxitei................................................................................5

2.1.2 Electroliza aluminei.................................................................................6 2.1.3 Topirea aluminiului..................................................................................6 2.1.4 Turnarea lingourilor.................................................................................7

3. Aliajele Aluminiului.................................................................................................7

4. Proprietaile Aluminiului..........................................................................................9

4.1 Proprietaile fizice.......................................................................................9 4.2 Proprietaile chimice....................................................................................10

5. Producerea dozelor de aluminiu...............................................................................11

6. Reciclarea dozelor de aluminiu................................................................................14

7. Concluzii..................................................................................................................16

8. Bibliografie..............................................................................................................171. INTRODUCERE Reciclarea este un proces de refolosire al materialelor si produselor vechi, pentru crearea unora noi, fr s se foloseasc materii prime. Reciclarea aduce att beneficii planetei ct i economiei. Programele de reciclare bine puse la punct sunt mai ieftine dect colectarea, depozitarea sau incinerare deeurilor.Cu ct se recicleaz mai mult cu att scad i costurile. Asupra mediului inconjurtor reciclarea reduce cantitatea de deeuri ce trebuie depozitata in gropi de gunoi sau incinerat, reduce numrul de agenti poluani din aer si ap, previne distrugerea habitatelor naturale ale animalelor i previne eroziunea solului.

Fa de alte metode ecologice, reciclarea este cea care presupune cel mai mic efort din partea consumatorilor. Deeurile menajere trebuie sortate inainte de a le arunca in containere separate pe tipul de deeu acceptat (plastic, sticla, hartie etc). Deci pentru consumatorul de rand reciclarea presupune doar putina atentie la sortarea deseurilor.

In Romnia, anual, se produc aproximativ 380 de kg de deeuri pe cap de locuitor. Un procent de 99,4% dintre acestea reprezint deeuri nepericuloase iar 0,6% deeuri periculoase.

2. ALUMIUNIUL Aluminiul este cel mai rspndit element metalic din scoara pmntului, a cptat, n secolul nostru, o importan deosebit. Dup fier, a devenit metalul cu cea mai larg ntrebuinare. Datorit proprietilor sale s-ar putea spune c fr aluminiu progresul civilizaiei umane i chiar naterea unor noi domenii de activitate tehnico-industrial, inclusiv zborurile cosmice, ar fi de neconceput. n natur nu se afl n stare liber, ci numai sub form de combinaii chimice ca oxizi sau silico-aluminai. Cel mai utilizat minereu pentru fabricarea aluminiului este bauxita deoarece n compoziia acesteia se gsete aluminiu sub form de hidroxid. Bauxita a fost descoperit pentru prima dat n localitatea Les Baux (Frana), de unde i se trage i numele i unde se gsete n cantitate foarte mare. De asemenea, rezerve importante de bauxit se afl n S.U.A., Australia, Brazilia,India, etc.La noi n ar, bauxita, se gsete la Slatina i se exploateaz din munii Bihorului i Pdurea Craiului. Din punct de vedere al proprietilor fizice se remarca n primul rnd faptul ca este un metal usor , acesta fiind ntrebuinat n cantiti mari, ca metal sau sub forma de aliaj n industria aeronautic i naval. Dintre proprietile fizice deosebite pe care le mai are aluminiul trebuie menionate buna conductibilitate termic i electric iar datorit acestor caliti aluminiul este folosit n industria electrotehnic sub form de srm, nlocuind conductorii electrici din cupru care sunt mai scumpi. Alte proprieti fizice mai importante ale aluminiului sunt: temperatura de topire de 658C, temperatura de fierbere de 2500C i cldura specific, la 20C, de 0,929 J/g. C. Este un metal maleabil i ductil, ale crui proprieti mecanice sunt influent-ate de impuritile pe care le conine, precum i de procedeul de prelucrare la care a fost supus. Ca urmare, poate fi tras sub form de srm sau laminat n foie subiri (0,005 mm grosime), utilizate la ambalarea produselor alimentare, farmaceutice i n alte scopuri. Din punct de vedere tehnologic, aluminiul prezint urmtoarele caracteristici: temperatura de turnare de 710-730C, temperatura de prelucrare la cald de 350-450C i contracie dup turnare de 1,7%.

Una din cele mai importante proprieti chimice ale aluminiului este rezistena la coroziune, datorit formrii unei pojghie protectoare de oxid. Este, de asemena, rezistent la aciunea chimic a acidului sulfuric i a acidului azotic, diluai sau concentrate

2.1 Procedeul primar de obinere a aluminiului

Procedeul primar de obinere a aluminiului include i procesele de extracie i prelucrare a bauxitei, procese de obinere i electroliza aluminei topirea aluminiului i turnarea lingourilor de aluminiu.2.1.1 Prelucrarea bauxite

Minereul de bauxit reprezint principala materie prim pentru obinerea aluminiului deoarece acesta este cu preponderen obinut din bauxit. Minereurile de bauxit apar n general la adncimi cuprinse ntre 0 i 180 m sub scoara terestr cu o medie a grosimii stratului de bauxit de 24 m. Acest tip de minereu este exploatat n carier prin decopertarea materialului existent deasupra minereului. Materialul decopertat este stocat n vederea reabilitrii zonei dup extragerea bauxitei.Depozitul de bauxit poate fi afectat din cauza explozivilor utilizai la care contribuie i duritatea bauxitei dar i condiiile locale. n unele cazuri bauxita extras este supus unui proces de mcinare prevzut cu echipamente de control a emisiilor de praf i opional cu o faz de tratare cu ap pentru ndeprtarea impuritilor naintea expedierii. n cazul tratrii bauxite xu ap aceasta va fi ulterior uscat naintea introducerii n rafinrii. Apa uzat rezultat n urma tratrii bauxita este de obicei captat ntr-un iaz i apoi reciclat pentru utilizarea sa ulterioar n acelai proces. Procesul de prelucrare a bauxitei ncepe cu extracia i prelucrarea acesteia din minereu i se ncheie cu introducerea bauxitei tratate n procesul de producere a aluminei.Operaiunile asociate acestui proces const n:

- extracia mineralelor bogate n bauxit on-situ;

- activiti de mbuntire a bauxitei cum ar fi lefuirea, splarea cu ap i uscarea acesteia;

- tratarea reziduurilor i deeurilor rmase n carier;

- activiti de restaurare a zonei. 2.1.2 Electroliza aluminei

Electroliza aluminei se face ntr-o instalaie format, n principal, din mai multe vase, de o construcie special, numite celule pentru electroliza aluminei. Acestea au form paralepipedic i sunt cptuite n interior cu blocuri presate din crbune amorf care sunt legate la catodul unei surse de curent. Anozii sunt confecionai din carbon i sunt cufundai n baia de alumin i criolit.

Operaiile asociate acestui proces sunt:

- recuperarea anozilor uzai;

- confecionarea anozilor sub form de brichete sau blocuri;

- ntreinerea i repararea echipamentelor;

- tratarea apei i aerului uzat. 2.1.3 Topirea Aluminiului

Electroliza aluminei se face ntr-o instalaie format, n principal, din mai multe vase, de o construcie special, numite celule pentru electroliza aluminei. Acestea au form paralepipedic i sunt cptuite n interior cu blocuri presate din crbune amorf care sunt legate la catodul unei surse de curent. Anozii sunt confecionai din carbon i sunt cufundai n baia de alumin i criolit.

Operaiile asociate acestui proces sunt:

- recuperarea anozilor uzai;

- confecionarea anozilor sub form de brichete sau blocuri;

- ntreinerea i repararea echipamentelor;

- tratarea apei i aerului uzat.2.1.4 Turnarea lingourilor Aluminiul topit este mai apoi transportat spre matriele de turnare a acestuia sub form de lingouri. ns nainte de a lua form de lingou aluminiul topit este supus unor proceduri de ajustare a aliajului dup cerinele clientului. La momentul n care aliajul a ajuns la standardele cerute de client mai trece printr-o etap de ndeprtare a impuritilor i de reducere a coninutului de gaz.

Odat ajuns sub form de lingouri aluminiul poate fi utilizat pentru obinerea diferitelor obiecte din aluminiu

.Operaiile ce sunt asociate acestui proces sunt:

- pretratarea metalului inclzit;

- recuperarea i manipularea resturilor de metal din proces;

- tratarea si topirea metalului pentru turnarea sub form de lingouri;

- ntreinerea i repararea echipamentelor;

- tratarea apei i aerului uzat. 3 ALIAJELE ALUMINIULUI Principalele elemente de aliere ale aluminiului sunt Cu, Mg si Zn, la care se adaug MN, Ni, Cr, Fe, alierea avnd ca principiusi mbunttirea caracteristicilor de rezistent mecanice ale acestuia.

Cele mairspndite siutilizatealiajesuntaliajele din sistemele Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Mn, Al-Mg-Si, Al-Zn-Mg-Cu.

Clasificarea aliajelor pe baz de aluminiu

Aliaje pe baz de aluminiu se impart n:1) aliaje deformabile;

2) aliaje pentru turntorie;

3) aliajeobtinuteprinmetalurgiapulberilor. Aliajele deformabile se mpart n aliaje deformabile nedurificabile prin tratament termic si aliaje deformabile durificabile prin tratament termic.

Aliaje de aluminiu deformabile, nedurificabile prin tratament termicn aceast categorie sunt cuprinse aliajele din sistemele Al-Mg, Al-Mn, Al-Mg-Mn, Al-Mn-Cu, Al-Ni-Fe, Al-Sn-Ni-Cu.

Aliajele Al-Mg ce contin mai mult de 1,4% Mg au n alctuire structural solutie solid si compusul Al8Mg5. Aliajele deformabile contin pn la 7% Mg; dintre acestea, cele ce contin pn la 5% Mg nu se durific prin tratament termic, iar cele ce contin peste 5% Mg pot fi durificate prin tratament termic ns efectul durificrii este foarte mic. Avnd n vedere faptul c aliajele din acest sistem contin o serie de impuritti, structura lor este alcatuit din solutie solid, compusul Al8Mg5si alte faze intermediare, care se dispun de obicei la limitele grauntilor de solutie solid.

Aliajele Al-Mg au o rezistent mecanic ridicat asociat cu o bun plasticitate, ele putndu-se deforma plastic la rece foarte usor, au rezistent la coroziune ridicat si o bun sudabilitate. Propriettile mecanice si caracteristicile tehnologice ale aliajelor Al-Mg pot fi modificate prin alierea, cu diferite elemente ca: Ti, B, Mn, Cr, Cu, Fe, Zr, Be, Li. Titanul si borul actioneaz asupra mrimii de graunte finisnd granulatia, manganul si cromul mresc rezistenta mecanic si rezistenta la coroziune, siliciul mreste fluiditatea, cuprul mpiedic susceptibilitatea la coroziunepitting, fierul si zirconiul mresc temperatura de recristalizare, beriliu si litiu reduc gradul de oxidare al magneziului la elaborare.

Aliajele Al-Mg avnd rezistenta mecanic ridicat n comparatie cu aluminiul au o larg utilizare n constructii metalice, n industria constructoare de masini, n transporturi, n aviatie si n industria de armament.

Aliajele Al-Mn contin de obicei 1-1,7% Mn. Deoarece solubilitatea compusului Al6Mn n aluminiu este variabil cu temperatura, teoretic aceste aliaje pot fi durificate prin tratament termic. Aliajele Al-Mn au aceleasi utilizari ca si aliejele Al-Mg. Aliajele deformabile nedurificabile, prin tratament termic din sistemul Al-Mn-Mg contin pn la 3% Mg si 1-1,5% Mn; sunt caracterizate prin rezistent mecanic ridicat, plasticitate bun, rezistent la coroziune mare si sunt usor sudabile.

Aliajele deformabile nedurificabile prin tratament termic din sistemul Al-Ni-Fe contin circa 1% Ni si 0,6% Fe; au rezistent bun la coroziune, n ap la temperaturi si presiuni ridicate si sunt utilizate n energetica nuclear.

Aliajele deformebile nedurificabile structural din sistemul Al-Sn-Ni-Cu au proprietti antifrictiune foarte bune fiind utilizate la confectionarea lagrelor n industria automobilelor.4 PROPRIETILE ALUMINIULUI4.1 Proprietile fizice: metal uor, cu Z = 13, A = 27 aflat n grupa a III-a, perioada a 3 a a sistemului periodic, folosit pe scar ntins n industrie i n tehnic.

metal solid alb argintiu, cu o densitate sczut de 2,7-103 kg/m3 i se topete la 660 C;

este bun conductor de cldur i electricitate;

este un metal moale, maleabil i ductil; se dizolv n topitura altor metale, formnd aliaje uoare;

duraluminiul, cel mai cunoscut aliaj, format prin alierea aluminiului cu cupru, siliciu, magneziu i mangan, are o densitate mai mic i o duritate mai mare dect aluminiul.4.2 Proprietile chimice: se combin cu nemetale, acizi i sruri i formeaz sruri;

-reacia cu nemetale:2Al + 3Cl2= 2AlCl3aluminiu clor clorura de aluminiu

4Al + 3O2= 2Al2O3aluminiu oxigen oxid de aluminiu

- reacia cu acizii:2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2

aluminiu acid clorhidric clorura de aluminiu hidrogen

- reacia cu sruri:2Al + Fe2O3= Al2O3+ 2Fe

aluminiu oxid de fier - oxid de aluminiu fier

prin reaciile aluminiului cu apa, cu oxizii metalici sau cu oxizii nemetalici se obine oxidul de aluminiu.

Utilizrile aluminiului: cabluri de nalt tensiune;

cisterne cu acid azotic;

oglinzi pentru telescoape;

tuburi;

vase de buctrie, aliaje uoare, etc.

5 PRODUCEREA DOZELOR DE ALUMINIU Dozele, indiferent de butura ambalat, continu s dein o pondere nsemnat n domeniul ambalajelor, datorit mbuntirii calitii materialelor folosite la confecionarea lor precum i a tehnologiilor de ambalare.

Procesul de realizare a dozelor din aluminiu const n:

semifabricatul pentru dozele din aluminiu este tabla din aluminiu nfurat pe o bobin. ntr-o pres se face tanarea i ambutisarea joas. Obiectele obinute au diametrul mai mare dect al dozelor finite;

Fig.1. tanarea semifabricatelor i ambutisarea

dozele sunt transportate apoi de la pres la o main de formare prin ambutisare. Pentru deformarea plastic presa folosete un poanson de oel de diametru egal cu diametrul interior al dozei finite. Acest utilaj apas semifabricatul prin patru inele de oel care au diametrele descresctoare n trepte. n acest mod pereii dozei se trag la lungimea prescris simultan cu subierea lor la 1/3 din grosimea iniial a tablei. Dup aceea dozele se preseaz cu un poanson care d forma bombat spre interior al fundului dozei; dozele sunt tiate la nlimea prescris, dup care sunt curate de lubrifiant i sunt uscate. Se pregtete tratamentul de suprafa.

Fig.2. Tierea la lungime (a), Acoperirea exterioar (b) dozele sunt transportate la o main care le acoper pe suprafaa exterioar cun un strat de grund sau lac, care constituie baza pentru desenul imprimat ulterior. Toate lacurile folosite sunt pe baz de ap.

desenul de pe exteriorul dozei se relizeaz la o main de imprimat care prin metoda offset umed succesiv a fiecrei culori pe forma de pe cilindrul de transfer, dup care se face imprimarea pe doz, simultan a 6 culori.

Fig.3. Imprimarea dozelor prin offset dup uscarea dozelor urmeaz protejarea suprafeei interioare prin pulverizare cu un lac pe baz de ap cu o instalaie de acoperire. Rolul lacului este de a separa butura de contactul direct cu metalul, pstrnd calitatea produsului nealterat.

Fig.4. Lcuirea suprafeei interioare(a), Gtuirea i rsfrngerea marginii dozei(b)

partea superioar a dozei este supus unui nou proces de deformare, cu micorarea diametrului i rsfrngerii marginii pentru nchiderea cu capac dup umplere.

ultima etap a procesului de formare este testul de lumin, n timpul cruia dozele sunt verificate la gurire i fisurare.

Fig.5. Capacul dozei din aluminiu nchiderea dozelor se face prin fluirea unui capac de aluminiu realizndu-se i etapa de tanare, linia pentru deschidere rapid i i se ataeaz prin nituire un inel de tragere sau o prghie ce permite deschiderea orificiului de golire a coninutului dozei. Dispozitivul a fost introdus la mijlocul anilor 60 i a determinat o cretere considerabil a consumului de bere i sucuri carbogazoase prezentate n astfel de ambalaje deoarece a eliminat necesitatea perforrii capacului cu alt dispozitiv.6 RECICLAREA DOZELOR DE ALUMINIU Reciclarea presupune reprocesarea cutiilor, pentru a crea alte cutii, cu acelai material. n felul acesta, aluminiul poate fi reutilizat, cantitatea real de deeuri fiind mult redus.

Dozele din aluminiu sunt de obicei reciclate conform urmtorilor pai:1. ntr-o prim faz dozele sunt separate de deeurile municipale printr-un separator cu cureni turbionari, iar mai apoi pentru micorarea volumului sunt mrunite cu ajutorul unui concasor.

2. Dozele sunt mai apoi supuse unei tratri chimice sau mecanice n vederea evitrii oxidrii aluminiului la contactul cu oxigenul.

3. Dozele mrunite sunt mai apoi introduse n cuptoare i nclzite la temperaturi de pn la 7500C pentru a rezulta mai apoi aluminiul topit.

4. Zgura este ndeprtat i hidrogenul dizolvat este degazat (aluminiu turnat disociaz uor pe baz de hidrogen din vapori de ap i hidrocarburi ca i contaminani). Acest lucru se face de obicei cu gaz de clor i azot. Sunt folosite n mod normal ca surs pentru clor comprimatele hexacloretanului. Poate fi folosit de asemenea i percloratul de amoniu care se descompune n principal n clor, azot i dac este nclzit i n oxigen.

5. Sunt prelevate probe pentru analiz spectroscopic. n funcie de produsul final dorit: aluminiu de puritate ridicat sau aliaje se adaug cupru, zinc, mangan, siliciu i/sau magneziu pentru a modifica compoziia topiturii conform specificaiilor aliajelor. n primele 5 aliaje din alumniu se ncadreaz urmtoarele:

- 6061 precipiat ntrit din aliaj de aluminiu, coninnd magneziu i siliciu ca elemente principale ale aliajului;

- 7075 aliaj de aluminiu cu zinc ca i element principal al aliajului;

- 6063 aliaj de aluminiu cu elemente principale magneziu i siliciu;

- 2024 aliaj de aluminiu cu elemente principale cupru i magneziu;

- 1100 ;

6. Cuptorul este exploatat, aluminiul topit revrsat, iar procesul se repet din nou pentru lotul urmtor. n funcie de produsul final poate fi turnat n lingouri, blocuri sau tije, formate n lespezi mari de rulare, atomizat n praf, trimis la un extruder, sau transportat n stare topit la instaliile de fabricaie pentru o prelucrare ulterioar7. CONCLUZII n momentul de fa cutia de aluminiu este unul dintre cele mai reciclate ambalaje din lume datorit caracteristicii de baz a aluminiului, versatilitatea, care permite metalului i aliajelor sale utilizarea ntr-o gam larg de sectoare, de la transport la construcii, electronic, ambalaje, mobilier i instalaii industriale. Cu excepia ambalajelor, pentru toate celelalte finaliti aluminiul este folosit n producia de bunuri durabile. Din perspectiva reciclrii, aluminiul i aliajele sale sunt materiale ideale, ntruct numrul reciclrilor fr deteriorri semnificative ale calitii este unul indefinit. n condiiile n care datele oficiale ne arat c pentru fabricarea unui produs se economisete ntre 74% i 95% din energia necesar realizrii aceluiai produs din resurse primare, retopirea aluminiului ne ajut s reducem cu 95% mai puin energie dect producia primar a metalului, adic procentul-maxim. Cu alte cuvinte, reciclarea aluminiului nu poate dect s aduc beneficii imense societii scznd costul de producie pentru un numr imens de produse pe care le folosim zi de zi. Poate c oamenii ar fi ncurajai s reutilizeze acest material dac ar cunoate cteva date statistice de baz:

O cutie de aluminiu dispare natural n 100 de ani, dar prin reciclarea sa am putea economisi energie pentru producerea a 20 de doze reciclate;

minereul din care se obine aluminiul este bauxita - rezervele actuale de bauxit sunt suficiente pentru nc 400 de ani, dar reciclnd 1 kg de aluminiu am putea salva 8 kg de bauxit, 4 kg de chimicale i 14 kw/h de electricitate;8. BIBLIOGRAFIE

http://www.colectareferoase.ro

www.wikipedia.org

European Aluminium Association (EAA)-Packaging Group

http://xa.yimg.com/kq/groups/18915674/1231652075/name/Amb6.pdf

www.earth911.com

www.livestrong.com

www.world-aluminium.org

_1450266637.unknown