Timur Ulucak, Metalurji Yük.Müh.
Alüminyum
ambalaj atıkları günlük hayatımızda sigara paketi yaldızı, uzun
ömürlü süt ambalajı, çeşitli çikolata, hazır gıda, vb paketlenmiş ürünlerin
kullanımı sonunda "çöp" kutularında birikir.
Avrupa'da her sene yaklaşık bir milyon ton alüminyum ambalaj sektöründe
kullanılıyor. Bu miktarın %60'ını meşrubat kutusu (can) ve kaplar gibi
sert veya yarı-sert ambalajlar oluştururken, %40'ını da ensnek (flexible)
ambalaj olarak tanımlayabileceğimiz, alüminyum folyo ile kağıt veya plastik
folyonun birleşiminden oluşan ambalaj tipi oluşturuyor.
Ambalaj atıkları iki yol ile ekonomiye geri kazandırılabilir : 1) Geri
Dönüşüm (recycling), veya 2) Enerji kaynağı olarak kullanmak.
Geri Dönüşüm, sert ve yarı-sert alüminyum ambalaj atıklarının (meşrubat
kutusu, kaplar vb.) geri kazanılmasında kullanılıyor. Tüm evsel atıklar
inkinerasyon ile yakıldığında, yakılma sonrasında, atıklar arasında
bulunabilecek alüminyum "eddy-akım"
metodu ile diğer atıklardan ayrılarak, Geri Dönüşüm prosesi için
ayrılıyor.
Esnek (flexible) ambalajlar ise, "enerji kaynağı", bir başka
deyişle "yakıt" olarak ekonomiye geri kazandırılıyor.Alüminyumun
kolay okside olması "inkenerasyon" işlemi sonucunda yüksek enerji
eldesi sağlamaktadır.
Alüminyum eldesinde (birincil alüminyum), alüminyum oksidin
indirgenerek alüminyuma dönüştürülmesi için elektrik enerjisi kullanılır:
2(Al2O3)+3C+Elektrik enerjisi=4Al+3(CO2)
Bu proseste, elde edilen alüminyumun her bir kg.da, gizli kimyasal enerji
adı verilen yaklaşık 31 MJ enerji depolanır. (Ağaç,kömür ve petrolde, güneşin
fotokimyasal enerjisinin depolandığı gibi)
Alüminyum inkinerasyon tesisinde yakıldığında, alüminyum ile oksijen
birleşir ve bu sırada, gizli kimyasal enerji ısı olarak açığa çıkar:
2Al+3/2(O2)=Al203+Isı
Alüminyum oksit, katı bir kül (ergime sıcaklığı 2050 santigrat C)
halindedir. Reaksiyon sonucunda, her bir kg. alüminyum için 31 MJ enerji açığa
çıkar.
Evsel katı atıkların inkinerasyonunda, 6-20 mikron kalınlığında alüminyum
folyo içeren esnek alüminyum ambalaj atıklarının tamamı okside olur.
Bazı malzemelerin kalorifik değerleri (yandıklarında açığa çıkan
ısı enerjisi) ek'teki
Sekil'de verilmiştir. Tabloda görüldüğü gibi, 1 kg alüminyumun
oksidasyonu ile elde edilen ısı enerjisi, 1 kg. kömür veya 0.8
kg.fuel-oil'in yandığı zaman verdiği enerjiye eşittir.
Tipik evsel katı atıklar (çöpler) ortalama olarak %1-1,5 alüminyum içerirler.
Bunun da %40'ı esnek (flexible) plastik+alüminyum malzemedeki, 6-20 mikron kalınlığında
olan folyo halindeki alüminyumdur. İyi işletilen bir inkinerasyon tesisinde
bu folyo alüminyumun tamamı yanar (okside olur) ve ısı enerjisini verir.
Evsel katı atıkların yakıldığı inkenerasyon tesislerinde yanmanın verimli olması Türbulans, Sıcaklık ve Süre (TSS) parametrelerine bağlıdır.
Turbulans: Atıkların hava ile iyi teması ve karışımı için gereklidir.
Sıcaklık: En az 850 santigrat derece olmalıdır.
Süre: Atıkların yakılma sıcaklığında kaldıkları süre olup, alüminyumun
tam okside olmasını sağlayacak kadar uzun olmalıdır. İnkinerasyon fırınının
atmosferi "oksitleyici" özellikte olmalıdır, bunun için atık baca
gazında en az %6 oksijen bulunmalıdır.
Bazı durumlarda, alüminyumun ısı transfer yüzeylerini kaplayarak ısı
transferini engellediği görülmektedir. Bunun sebebi, TSS şartları uygun
olmadığından okside "olamayan" alüminyumun, toz ve kül ile
birlikte ısı tranfer yüzeylerinde birikmesidir. Bu durumun görülmemesi için,
TSS şartlarını sağlayacak şekilde dizayn edilmiş ve çalıştırılan
inkinerasyon tesisleri kullanılır. İnkinerasyon tesisinden yayılan emisyon
değerleri, Avrupa Topluluğu'nca hazırlanan 89/368/EEC numaralı talimata
uygun olmalıdır.
Bazı ülkelerde esnek (flexible) alüminyum ambalaj atıkları, çimento
üretiminde yakıt yerine kullanılmaktadır. Bunun bir faydası da, yanma
sonucunda okside olan alüminyumun (kül), çimento hammaddesine karıştırılan
alüminyum oksitin (Boksit) miktarını azaltmasıdır.
Faydalanılan Kaynak: Energy Recovery From Aluminium Used Packaging And Packaging Waste, EAA European Aluminium Association, January 1999
