تفکیک ضایعات آلومینیوم TRIMET در آلمان با فناوری LIBS

تفکیک ضایعات آلومینیوم توسط تجهیزات فشرده‌سازی به بسته‌هایی تبدیل می‌شوند که حمل‌ونقل و ورود مجدد آن‌ها به فرآیند ذوب را ساده‌تر می‌کند.

شرکت آلمانی TRIMET Aluminium در حال توسعه یک مرکز جدید برای تفکیک، فرآوری و لجستیک ضایعات آلومینیوم در شهر هام آلمان است؛ پروژه‌ای که می‌تواند نقش مهمی در افزایش استفاده از آلومینیوم ثانویه و کنترل بهتر مواد اولیه بازیافتی این شرکت داشته باشد.

این مرکز با ظرفیت حدود ۴۰ هزار تن ضایعات آلومینیوم در سال طراحی شده و طبق برنامه، در اکتبر ۲۰۲۶ وارد مدار خواهد شد. مهم‌ترین ویژگی این مجموعه، استفاده از فناوری LIBS برای شناسایی سریع ترکیب شیمیایی ضایعات و تفکیک آن‌ها بر اساس نوع آلیاژ است.

TRIMET اعلام کرده است که با این سرمایه‌گذاری، بخشی از فرآیندهایی که پیش از این عمدتاً توسط شرکای خارجی انجام می‌شد، در داخل شبکه خود شرکت انجام خواهد شد. هدف، افزایش امنیت تأمین مواد اولیه، کنترل بهتر ترکیب آلیاژها و کاهش وابستگی به آلومینیوم اولیه است.

فناوری LIBS چیست و چرا برای ضایعات آلومینیوم مهم است؟

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های صنعت بازیافت آلومینیوم، اختلاف ترکیب شیمیایی ضایعات است.

ضایعات آلومینیوم الزاماً یک ماده همگن نیستند. در یک محموله ممکن است قطعاتی از آلیاژهای مختلف ۵۰۰۰، ۶۰۰۰ یا سایر سری‌ها وجود داشته باشد و هرکدام مقادیر متفاوتی از عناصری مانند سیلیسیم، مس، آهن و منیزیم داشته باشند.

اگر این مواد بدون تفکیک مناسب وارد فرآیند ذوب شوند، کنترل ترکیب شیمیایی محصول نهایی دشوارتر خواهد شد.

اینجاست که فناوری LIBS یا Laser-Induced Breakdown Spectroscopy اهمیت پیدا می‌کند.

در این روش، لیزر سطح قطعه را تحریک کرده و طیف حاصل از آن برای شناسایی عناصر موجود در فلز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، سیستم می‌تواند «اثر انگشت متالورژیکی» هر قطعه را شناسایی کرده و آن را در گروه مناسب قرار دهد. سیستم LIBS قادر است تا حدود ۱۵۰ قطعه ضایعات در ثانیه را از نظر ترکیب عناصر آلیاژی بررسی کند. عناصری مانند سیلیسیم، مس، آهن و منیزیم از جمله عناصر قابل شناسایی هستند.

از شناسایی آلیاژ تا تفکیک خودکار

فرآیند تنها به شناسایی ترکیب شیمیایی محدود نمی‌شود.

پس از تحلیل ضایعات، سیستم به‌صورت خودکار مواد را به بخش‌های مختلف هدایت می‌کند. در این فرآیند از پالس‌های هوای هدفمند برای انتقال قطعات به دسته‌بندی مناسب استفاده می‌شود.

پس از تفکیک نیز ضایعات توسط تجهیزات فشرده‌سازی به بسته‌هایی تبدیل می‌شوند که حمل‌ونقل و ورود مجدد آن‌ها به فرآیند ذوب را ساده‌تر می‌کند.

در واقع، فناوری جدید سه مرحله مهم را به یک زنجیره متصل می‌کند:

شناسایی ترکیب → تفکیک آلیاژی → آماده‌سازی برای ذوب

همین موضوع می‌تواند کیفیت خوراک واحدهای ذوب و تولید آلیاژهای ثانویه را افزایش دهد.

ظرفیت ۴۰ هزار تن در سال؛ چرا مهم است؟

مرکز هام برای پردازش حدود ۴۰ هزار تن ضایعات آلومینیوم در سال طراحی شده است.

این عدد در نگاه اول ممکن است در مقیاس صنعت جهانی آلومینیوم چندان بزرگ به نظر نرسد، اما اهمیت پروژه صرفاً به ظرفیت اسمی آن محدود نمی‌شود.

موضوع مهم‌تر، کیفیت و تفکیک‌شدگی ضایعات ورودی است.

هرچه ضایعات دقیق‌تر بر اساس ترکیب آلیاژی تفکیک شوند، امکان استفاده مجدد از آن‌ها برای تولید محصولات با مشخصات فنی مشخص افزایش پیدا می‌کند.

به عبارت دیگر، ارزش ضایعات فقط به میزان آلومینیوم موجود در آن‌ها وابسته نیست؛ بلکه کیفیت تفکیک و قابلیت بازگشت آن‌ها به چرخه تولید نیز اهمیت بسیار زیادی دارد.

حرکت از «ضایعات» به «ماده اولیه استراتژیک»

یکی از مهم‌ترین پیام‌های این سرمایه‌گذاری، تغییر نگاه صنعت به ضایعات آلومینیوم است.

در اقتصاد چرخشی، ضایعات آلومینیوم دیگر صرفاً یک ماده دورریز نیستند؛ بلکه می‌توانند به‌عنوان یک منبع تأمین ماده اولیه برای تولید آلیاژ مورد استفاده قرار گیرند.

TRIMET نیز اعلام کرده است که توسعه این زیرساخت‌ها به افزایش امنیت تأمین مواد اولیه، کاهش وابستگی به مواد اولیه اولیه و بهبود ردپای کربنی محصولات کمک می‌کند.

این رویکرد به‌خصوص در شرایطی اهمیت پیدا می‌کند که صنایع خودروسازی، ساختمان، بسته‌بندی، تجهیزات صنعتی و حمل‌ونقل به سمت استفاده بیشتر از مواد بازیافتی حرکت می‌کنند.

ارتباط مستقیم پروژه با صنعت خودرو

صنعت خودرو یکی از مهم‌ترین مصرف‌کنندگان آلومینیوم و همچنین یکی از منابع بزرگ تولید ضایعات آلومینیومی است.

قطعات بدنه، رینگ‌ها، قطعات ریختگی، اجزای سیستم انتقال قدرت، قطعات ساختاری و بسیاری از اجزای خودرو پس از پایان عمر خودرو می‌توانند دوباره وارد چرخه بازیافت شوند.

اما برای استفاده باکیفیت از این ضایعات، شناسایی دقیق آلیاژ اهمیت زیادی دارد.

برای مثال، ترکیب یک محموله ضایعاتی از چند آلیاژ متفاوت می‌تواند کنترل ترکیب شیمیایی مذاب را دشوار کند؛ در حالی که تفکیک دقیق می‌تواند خوراکی با ترکیب قابل پیش‌بینی‌تر برای واحد ذوب فراهم کند.

این موضوع در آینده می‌تواند به تولید آلیاژهای ثانویه با کیفیت بالاتر و درصد بیشتری از مواد بازیافتی کمک کند.

توسعه ظرفیت بازیافت TRIMET در آلمان

پروژه هام بخشی از برنامه بزرگ‌تر TRIMET برای توسعه فعالیت‌های بازیافت است.

این شرکت در سال‌های اخیر ظرفیت کارخانه بازیافت خود در Gelsenkirchen را افزایش داده است. TRIMET در سال ۲۰۲۴ اعلام کرده بود که ظرفیت این مجموعه به ۸۰ هزار تن آلومینیوم بازیافتی در سال رسیده است.

همچنین TRIMET در محصولات خود امکان استفاده از درصد بالایی از مواد بازیافتی را دنبال می‌کند و در حال توسعه زنجیره‌های بازگشت ضایعات بر اساس نوع آلیاژ است.

بنابراین مرکز هام را می‌توان بخشی از یک استراتژی گسترده‌تر دانست؛ استراتژی‌ای که در آن جمع‌آوری، تفکیک، فرآوری، ذوب و تولید آلیاژ بیش از گذشته به یک زنجیره یکپارچه تبدیل می‌شوند.

صرفه‌جویی انرژی؛ مزیت مهم بازیافت آلومینیوم

یکی از مهم‌ترین مزیت‌های اقتصادی و زیست‌محیطی بازیافت آلومینیوم، کاهش قابل‌توجه انرژی مورد نیاز نسبت به تولید آلومینیوم اولیه است.

TRIMET نیز در ارتباط با فعالیت‌های بازیافت خود بر کاهش مصرف انرژی و بهبود ردپای زیست‌محیطی مواد تأکید دارد. این شرکت در برخی محصولات خود از درصد بالایی از مواد بازیافتی استفاده می‌کند.

بنابراین هر فناوری که بتواند کیفیت ضایعات ورودی به کارخانه‌های بازیافت را افزایش دهد، می‌تواند به افزایش بهره‌وری کل زنجیره نیز کمک کند.

در این میان، تفکیک دقیق آلیاژی یک حلقه کلیدی است؛ زیرا هرچه خوراک کوره کنترل‌شده‌تر باشد، دستیابی به ترکیب شیمیایی موردنظر آسان‌تر خواهد بود.

تأثیر این فناوری بر بازار ضایعات آلومینیوم

از منظر بازار، پروژه TRIMET یک پیام مهم دارد:

ارزش ضایعات آلومینیوم در آینده بیش از گذشته به قابلیت تفکیک و شناسایی آلیاژی آن وابسته خواهد بود.

ضایعات مخلوط و فاقد مشخصات دقیق ممکن است ارزش پایین‌تری نسبت به ضایعاتی داشته باشند که بر اساس گرید، آلیاژ و ترکیب شیمیایی تفکیک شده‌اند.

این موضوع می‌تواند به ایجاد اختلاف قیمت میان انواع ضایعات منجر شود و اهمیت فرآیندهای جداسازی، کنترل کیفیت و آنالیز متالورژیکی را افزایش دهد.

در چنین بازاری، مجموعه‌هایی که بتوانند ضایعات را جمع‌آوری، دسته‌بندی، آنالیز و تفکیک آلیاژی کنند، می‌توانند جایگاه مهم‌تری در زنجیره تأمین آلومینیوم ثانویه به دست آورند.

آیا فناوری LIBS آینده صنعت بازیافت آلومینیوم است؟

LIBS به‌تنهایی تمام مشکلات صنعت بازیافت را حل نمی‌کند؛ اما ترکیب آن با تجهیزات مکانیکی، سیستم‌های هوای فشرده، پرس ضایعات، هوش مصنوعی و سامانه‌های کنترل کیفیت می‌تواند فرآیند تفکیک را بسیار دقیق‌تر و سریع‌تر کند.

حرکت صنعت به سمت چنین سیستم‌هایی نشان می‌دهد که بازیافت آلومینیوم در حال عبور از مدل سنتی «ذوب ضایعات» به سمت بازیافت مهندسی‌شده و آلیاژمحور است.

در این مدل، هدف صرفاً بازیابی فلز نیست؛ بلکه تلاش می‌شود آلومینیوم با کمترین افت کیفیت ممکن دوباره به چرخه تولید همان خانواده یا کاربردهای مناسب بازگردد.

جمع‌بندی؛ تفکیک ضایعات آلومینیوم

سرمایه‌گذاری TRIMET در هام را باید فراتر از احداث یک مرکز جدید تفکیک ضایعات دید.

این پروژه بخشی از روند بزرگ‌تر صنعت آلومینیوم برای افزایش استفاده از آلومینیوم ثانویه، کاهش وابستگی به مواد اولیه اولیه و توسعه اقتصاد چرخشی است.

مرکز هام با ظرفیت حدود ۴۰ هزار تن در سال و استفاده از فناوری LIBS، امکان شناسایی سریع ترکیب آلیاژی و تفکیک خودکار ضایعات را فراهم می‌کند و قرار است از اکتبر ۲۰۲۶ فعالیت خود را آغاز کند.

از نگاه بازار، مهم‌ترین نکته این است که ضایعات تفکیک‌شده و دارای ترکیب آلیاژی مشخص، به یک ماده اولیه با ارزش بالاتر تبدیل می‌شوند.

این روند می‌تواند در سال‌های آینده بر بازار ضایعات، قیمت‌گذاری قراضه‌های آلیاژی، تولید آلومینیوم ثانویه و حتی استراتژی تأمین مواد اولیه کارخانه‌های تولید آلیاژ تأثیر بگذارد.

برای صنعت آلومینیوم، مسیر آینده تنها «بازیافت بیشتر» نیست؛ بلکه بازیافت دقیق‌تر، تفکیک‌شده‌تر و قابل‌کنترل‌تر است.