Hliník – třídění, recyklace a využití hliníkového odpadu

Hliník patří mezi významné druhy kovového odpadu vznikajícího v domácnostech i průmyslu. Setkáváme se s ním zejména u nápojových plechovek, obalových fólií, nádobí nebo stavebních prvků. Správné třídění hliníku umožňuje jeho opakované využití a výrazně snižuje energetickou náročnost výroby nového kovu.

Hliníku se říká hliník proto, že se v přírodě běžně vyskytuje v horninách a půdách – tedy v „hlíně“. Jeho latinské označení aluminium vychází z názvu kamence (alumen), sloučeniny známé už od starověku. Oxid hlinitý v kamenci popsal v polovině 18. století německý chemik Andreas Marggraf. Samotný kov se však podařilo izolovat až později – roku 1827 jej německý chemik Friedrich Wöhler připravil redukcí bezvodého chloridu hlinitého draslíkem. Tak vznikl hliník, kov, který dnes patří mezi nejpoužívanější materiály moderní civilizace. Toliko rodný list aluminia.

HLINÍKOVÉ OBALY, KTERÉ JE MOŽNÉ TŘÍDIT

nápojové plechovky
plechovky od potravin (konzervy)
hliníkové misky od potravin (pokud nejsou silně znečištěné)
hliníkové nádobí nebo drobné hliníkové předměty
kapsle od kávy
víčka
alobal

JAKÝ HLINÍK NETŘÍDIT

obaly, kde je hliník pevně spojen s jiným materiálem (např. kombinované obaly typu papír–plast–hliník)
silně znečištěné hliníkové obaly
obaly od žvýkaček, másla či cigaret, pokud jde o vícevrstvé materiály
tlakové nádoby a aerosoly (deodoranty, spreje apod.)

„V počátcích měl čistý hliník dokonce větší cenu než zlato“

JAK SE RECYKLUJE HLINÍK

Kam patří hliníkový odpad

Obalový hliník nebo drobné hliníkové předměty vhazujte do kontejnerů na drobný kovový odpad (šedivé).
Popřípadě odvážejte do sběrného dvora.
V některých lokalitách lze hliníkové obaly (a kovové) vyhazovat v rámci tzv. multikomoditního sběru.
Doma můžete hliník shromažďovat třeba v plastové tašce.

„Hliník je prakticky 100 % recyklovatelný“

Proč se používají obaly z hlíníku

Obalový průmysl využívá hliník často v kombinaci s jinými materiály. Důvodem je především ochrana potravin před světlem, kyslíkem, vlhkostí nebo mikroorganismy. Typickým příkladem jsou vícevrstvé obaly (např. nápojové kartony nebo některé potravinové obaly), kde tenká vrstva hliníku plní bariérovou funkci.

Někdy může být obtížné rozeznat skutečný hliník od jeho imitace — například některá víčka nebo fólie mohou být plastová s metalickou vrstvou. Jednoduché orientační pomůcky:

hliník nereaguje na magnet (železo ano),
dá se snadno zmáčknout a zůstane deformovaný,
při trhání klade malý odpor a neláme se jako plast.

Překážkou recyklace hliníku může být silné znečištění obalu zbytky potravin nebo chemikálií. Obaly proto není nutné důkladně vymývat — stačí odstranit větší zbytky obsahu. Nadměrné mytí by zbytečně zatěžovalo spotřebu vody a zanáší kanalizaci.

Vlastnosti a schopnosti hlíníku

Z chemického pohledu vyniká hliník především odolností proti korozi. Na jeho povrchu se totiž okamžitě vytváří tenká vrstva oxidu hlinitého, která kov chrání před dalším rozpadem. Je lehký, dobře kujný, poměrně pevný a snadno tvarovatelný.

Oblíbený byl i pro svou dobrou elektrickou vodivost. V elektrotechnice ho nahradila měď, která vede elektrický proud lépe, nicméně díky nízké hmotnosti a ceně se hliník dodnes používá například v energetických rozvodech.

Zdravotní rizika hliníku

Hliník bývá někdy spojován s možnými zdravotními riziky. Diskutuje se například jeho vztah k některým neurologickým onemocněním, včetně Alzheimerovy choroby, nebo k dalším zdravotním problémům. Dosavadní výzkumy však nepřinesly jednoznačné důkazy o přímé příčinné souvislosti, takže tyto hypotézy zůstávají spíše předmětem odborné diskuse.

Ponecháme-li stranou průmyslový hliník — tedy materiál používaný v dopravě, stavebnictví nebo elektrotechnice — zbývá hliník z předmětů denní potřeby a obalového průmyslu. Ten se obvykle rozlišuje podle tloušťky na tzv. tlustostěnný a tenkostěnný hliník.

Zásadní roli hraje právě tloušťka materiálu. Silnější hliníkové výrobky, jako je nádobí, stavební prvky nebo konstrukční komponenty, lze poměrně snadno recyklovat a běžně se vracejí do výroby.

„Z jednorázových obalových materiálů je z environmentálního hlediska nově vyráběný hliník jedním z nejméně vhodných“.

U velmi tenkých hliníkových fólií a obalů je recyklace složitější. Drobné fólie se při tavení mohou oxidovat a část materiálu se ztratí. Problematické jsou také vícevrstvé obaly, kde je hliník spojen s plastem nebo papírem.

Přesto se i tenkostěnný hliník recykluje. Plechovky, alobal nebo víčka se třídí, lisují do balíků a následně taví. V některých případech se využívá i drcení a výroba hliníkového prášku nebo separace jednotlivých vrstev u kompozitních materiálů.

Drobný hliníkový odpad vhodný pro speciální technologie však často pochází spíše z průmyslu než z komunálního odpadu, protože tam je jeho kvalita i množství stabilnější.

„Hliník je jedním z nejpoužívanějších materiálů v průmyslu“

Hliník jako odpad na trhu

Dostupnost hliníku pro tzv. druhotné využití je relativně omezená – mají dlouhou životnost (např. ve stavebnictví či dopravě), a proto se na trh jako odpad vrací pomalu.

Odhaduje se, že podíl recyklovaného hliníku na pokrytí poptávky se globálně pohybuje kolem 35–40 %. Nejvyšší míru recyklace vykazuje stavebnictví, kde se díky vysoké hodnotě materiálu a dlouhodobým sběrovým systémům recykluje přibližně až 90 % hliníkových prvků.

HLINÍK V ČÍSLECH

Na výrobu 1 tuny hliníku připadá přibližně 1,5–2,5 tuny vedlejších odpadů (zejména tzv. červeného kalu z Bayerova procesu).
1 tuna hliníku se získá asi ze 4–5 tun bauxitu – závisí to na kvalitě rudy a technologii zpracování.
Mezi největší producenty bauxitu dlouhodobě patří Austrálie, Guinea, Čína, Brazílie a Indie (historicky také Jamajka).

Jak se vyrábí hliník

Hliník se vyrábí především z bauxitu. Název této rudy pochází z francouzské obce Les Baux-de-Provence, kde byla v 19. století poprvé systematicky těžena. Z bauxitu se nejprve chemickou cestou získává oxid hlinitý (alumina). Ten se následně elektrolýzou redukuje na čistý hliník.

Samotná elektrolýza probíhá ve speciálních elektrolytických pecích (elektrolyzérech). Dno vany tvoří uhlíková katoda, shora zasahují uhlíkové anody. Elektrolytem je roztavený kryolit s přídavkem oxidu hlinitého při teplotě okolo 950–970 °C. Elektrický proud způsobí rozklad oxidu hlinitého — vzniká kapalný hliník, který se hromadí na dně vany, a kyslík reagující s uhlíkovými anodami za vzniku oxidu uhličitého. Anody se proto během procesu postupně spotřebovávají.

Výroba hliníku je extrémně energeticky náročná a spotřebuje výrazně více energie než výroba většiny běžných materiálů, včetně plastů nebo skla. Z tohoto důvodu je recyklace hliníku energeticky i ekonomicky velmi významná.

Při výrobě vzniká velké množství vedlejšího produktu — tzv. červený kal. Jde o silně alkalický odpad obsahující oxidy železa, hliníku, titanu a další minerální složky. Celosvětově vznikají každoročně desítky milionů tun tohoto odpadu a jeho skladování představuje dlouhodobý ekologický problém.

„V bauxitové rudě je hliník zastoupen mezi 20 – 35 procenty“

Hliník používaný při výrobě letadel

Hliník a jeho slitiny jsou klíčovým konstrukčním materiálem leteckého průmyslu díky nízké hmotnosti a vysoké pevnosti. Proto vznikla i specializovaná organizace AFRA (Aircraft Fleet Recycling Association), která sdružuje firmy zabývající se ekologickou demontáží vyřazených letadel.

Každoročně je z provozu vyřazeno několik stovek letadel a značná část jejich konstrukčních materiálů — zejména hliník — se vrací zpět do oběhu. Recyklace letadel je technologicky náročný proces zahrnující demontáž, třídění materiálů a jejich další zpracování.

Nápojové plechovky

Nápojová plechovka je skvělý obalový materiál. Dokonale chrání obsah. Je lehká. Recyklovatelná (pokud se k recyklaci dostane). Ale je i jednoúčelová. To znamená obal na jedno použití, po kterém se stává odpadem. Při výrobě nápojových plechovek se hojně využívá recyklát. O nápojových plechovkách více ZDE.

„Z 1 kg hliníku lze získat přes 70 metrů hliníkové fólie (tzv. alobal)“

Podle údajů International Aluminium Institute se v průmyslově vyspělých regionech recykluje více než 70 % hliníku, přičemž vysoký podíl pochází zejména z průmyslových a stavebních aplikací. Recyklace hliníku je tak dlouhodobě úspěšnější než u většiny jiných obalových materiálů.

Zdroje, časopis Odpady, Institut Veronica, Alutherm, *Svět balení, Ústav chemie a ochrany prostředí

KOLIK SE VYROBÍ NA SVĚTĚ HLINÍKU

Současná celosvětová výroba hliníku se pohybuje přibližně kolem 70 milionů tun ročně.
Ročně se vytěží zhruba 350–400 milionů tun bauxitu, tedy základní suroviny pro jeho výrobu.
Při výrobě hliníku vzniká každoročně asi 120–150 milionů tun tzv. červeného kalu – jednoho z největších průmyslových odpadů na světě.

Odkazy

Zpracovatelská linka na hliníkové plechovky. Více ZDE.
Poněkud kritičtější článek na téma nápojových plechovek je ukryt ZDE.

RECYKLACE HLINÍKU ŠETŘÍ AŽ 95 % ENERGIE OPROTI VÝROBĚ NOVÉHO HLINÍKU Z BAUXITU

Pohled na recyklační místo z ptačí perspektivy.

Jak se recykluje hliník
(metody recyklace a využití)

Recyklace hliníku patří mezi nejefektivnější materiálové recyklační procesy vůbec. Hliník lze totiž recyklovat opakovaně bez zásadní ztráty kvality a přitom se spotřebuje přibližně o 90–95 % méně energie než při výrobě primárního hliníku z bauxitu.
Proto má jeho sběr zásadní ekonomický význam.

Jak a kde se hliník sbírá

Hliník pochází ze dvou hlavních zdrojů:

obalový hliník – nápojové plechovky, alobal, víčka, konzervy, obaly,
technický a stavební hliník – profily, konstrukce, kabely, autodíly nebo elektroodpad.

Sběr probíhá prostřednictvím kontejnerů na kovy, multikomoditních sběrů, výkupen druhotných surovin a sběrných dvorů.

Velká část hliníku k recyklaci pochází z průmyslu, kde je materiál relativně čistý a snadno využitelný.

Technologie recyklace hliníku

Proces recyklace je technologicky poměrně jednoduchý:

Dotřídění a separace – oddělení hliníku od ostatních kovů pomocí magnetů, vířivých proudů (oddělují neželezné kovy) nebo optických separátorů. Někdy se používají optické nebo rentgenové separátory pro jemné dotřídění.
Drcení a lisování – vytříděný hliník se drtí nebo lisuje do balíků kvůli snadnější manipulaci. (Důležité u plechovek, kdy se zmenší jejich objem.)
Odstranění nečistot – laky, plasty nebo zbytky obsahu se spalují v pecích.
Tavení – hliník se taví při teplotě kolem 660 °C. (Rotační bubnové pece, reverbační pece a indukční pece.) Roztavený hliník se dále upravuje. Jde o odplynění (dusík, argon).
Odlévání polotovarů – vznikají ingoty, plechy nebo slitiny pro další výrobu.

Problém s tzv. obalovým hliníkem

U tenkostěnného hliníku – myslí se tenké fólie používané v potravinářství – dochází při tavení k vysoké oxidaci. Problémem jsou příměsi plastů nebo papíru (nevhodný design výrobce). Poslední je ekonomcký aspekt. A sice nízká hmotnost oproti velkému objemu.

„Zhruba 75 % všeho vyrobeného hliníku je stále v oběhu“

Velkou výhodou je, že recyklát má vlastnosti srovnatelné s primárním kovem a lze ho znovu použít například na výrobu obalů, stavebních prvků, dopravních prostředků nebo elektrozařízení.

Kde se recykluje hliník

Recyklační hutě fungují prakticky ve všech průmyslově vyspělých regionech:

Evropa (Německo, Francie, Itálie, Španělsko, Skandinávie),
Severní Amerika,
Čína a další asijské státy.

V ČR se hliník většinou předtřídí a lisuje a následně putuje do evropských hliníkáren k přetavení. Samostatné velké hliníkové hutě zde dnes prakticky nejsou, ale existují zpracovatelské firmy připravující kov k recyklaci.

KOLIK HLINÍKU SE ZRECYKLUJE

V globálním měřítku

je míra recyklace obalového hliníku přibližně kolem 50–60 %,
ve stavebnictví a průmyslu může dosahovat i 80–90 %.

V České republice

se recyklace hliníkových obalů se odhaduje přibližně na 40–60 % (regionálně se liší),