Metal Dünyası

Giriş
Covid-19 salgın sürecinde, Uluslararası Alüminyum Birliği’nin (International Aluminium Association, IAI), Kasım 2020’de ICSOBA’da yaptığı bir sunumda (1) üç temel noktaya dikkat çekildi:

1. Çevreye ve dolayısıyla halk ve işçi sağlığına daha saygılı üretim yapmak,

2. Üretimin toplumun hayat kalitesini, ekonomik büyümeyi ve zenginliği arttıracak şekilde tasarlanması ve çevresel zararın olabildiğince azaltılması,

3. Metal üretimi sırasında depolanan enerjinin, ürün kullanım ömrünü doldurduktan sonra geridönüşüm ya da enerji üretimi ile yeniden sisteme katılması, 

Yine aynı çalışmada da referans gösterilen, 2018 de hazırlanmış OECD nin Global Material Resources Outlook to 2060 (2) raporuna göre önümüzdeki 40 yıl içinde:

• İkincil metal üretimi, birincil üretim ile daha fazla rekabet halinde olacak,
• Ancak, hem ikincil hem de birincil metal talebi ortalama aynı hızda artacak,

Gerisönüşüm endüstrisinin -madencilik 2.6 kat büyürken, 3.7 kat büyüyeceği- ve metal talebinin 3.9 kat artacağı koşullarda, alüminyum talebine ilişkin IAI’nın güncel çalışmasında görülmektedir ki, 2020 yılında toplam alüminyum talebinin 1/3’ü ikincil kaynaklardan karşılanırken, bu oran 2050 yılında aşağı yukarı toplam talebin yarısını karşılamaya doğru gidecektir.

IAI’nın bu öngörüsünü destekleyen diğer bir çalışma ise Wood Mackenzie’nin çalışmasıdır (3). Bu çalışmaya göre birincil alüminyum tüketimi 2028 yılında en yüksek noktaya ulaşacak ve 2040 yılında ikincil alüminyum tüketimi, toplam tüketimin yarısına yakınını karşılayacaktır.

Bütün bu tahminler ve öngörüler göstermektedir ki, ikincil alüminyum üretiminin önü açıktır ve büyümeye devam edecektir. Bu noktada temel itici güç, sera gazı salınımlarının azaltılması ile birlikte, özellikle geleneksel araçlarda, emisyon limitlerini karşılayabilmek için daha fazla alüminyum kullanılarak hafifleşmeye gidilmesi, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji yatırımları olacaktır.

Temel Tanımlar Alüminyum Geridönüşüm Türleri
Alüminyum hurda sadece yeniden değerlendirilebilir oluşundan ötürü değil, aynı zamanda ekonomik olarak değer taşıdığı için de oldukça önemlidir. Alüminyum malzemelerin yeniden değerlendirilebilirlik oranının arttırılması ve ikincil alüminyumun daha çok kullanılması ile yeniden değerlendirme döngüsü kapatılabilir ve böylece daha önce de sıralanan daha az sera gazı üretimi ve böylece küresel ısınma riskinin azaltılması ve enerji tasarrufu sağlanabilir.

Kapalı döngüde, hurda aynı orjinal maç için kullanılırken, açık döngü de farklı alüminyum ürünlerin üretimi için kullanılır. Doğal olarak ideal olan kapalı döngüdür. Yüksek kaliteli işlem alaşımları çok büyük oranda kapalı döngüye dahil olurken, döküm alaşımları genellikle açık döngü içinde üretilir. Kapalı döngünün uygulanabilirliği arttıkça, ideal kalite, miktar ve maliyet ile yeniden değerlendirme yapabilmek olanaklı olacaktır. Ancak alüminyum endüstrisi, ürünlerin farklı kullanım ömürleri ve düzenli bulunabilirlik sorunu nedeni ile genellikle açık döngü çalışır.

Malzemelerin küresel olarak, yeniden değerlendirilebilme oranlarına bakıldığında, yaygın alüminyum kullanımına sahip taşımacılıkta kullanılan ürünlerin % 95’e kadar, inşaatta kullanılan ürünler % 98’e kadar ve içecek kutuları % 65-70 oranında üretime geri dönebilmektedir.

Endüstriyel Hammadde Olarak Alüminyum
Birincil hammade :  Boksit cevherlerinden Bayer işlemi ile metalurjik kalite alümina (Al2O3 ) ve alüminadan Hall-Herault ergimiş tuz elektrolizi yöntemi ile metalik alüminyum üretim süreci sonunda elde edilen, metal saflığı % 99.0 ile % 99.8 arasında olan işlenmemiş, ham alüminyumdur. Birincil hammaddeler genellikle –kimyasal anlamda uniform olmasalar da- tanımlanabilir ve belirli kimyasal bileşimde ya da kombinasyondadır.

İkincil hammadde:  İkincil kaynaklardan elde edilen yani kullanım ömrünü doldurmuş alüminyum malzemeler (eski hurda) ve çeşitli alüminyum işleme süreçlerinde oluşan işlem artıkları ve ister birincil ister ikincil alüminyumun ergitilmesi ve rafinasyonu sırasında oluşan curufun içerdiği metalik alüminyumdur. İkincil alüminyum ürünler genellikle tanımlanabilen malzemeler değildirler ve kendileri dışında bir çok diğer malzemelerle ve kirliliklerle beraber bulunurlar. Bu nedenle toplandıktan sonra proses edilmeleri gerekir. Yani toplanırlar, gruplanırlar, ayrılırlar, çeşitli hazırlama işlemlerine tutulurlar ve ergitilirler.

İkincil alüminyum hammaddeler ise kendi içerisinde 3 sınıfta incelenebilir:

1. Eski hurda, kullanım ömrünü doldurmuş alüminyum malzemelerdir,

2. Yeni hurda, alüminyum üretim süreçlerinde oluşan işlem artıklarıdır.

3. Curuf, alüminyum ergitme,rafinasyon ve transfer süreçlerinde oluşan metalik alüminyum ve oksit karışımlarıdır.

Aynı zamanda, eski  ya da yeni hurdalar, ergitilerek külçe ya da büyük külçe (sow) formunda da ikincil tesislere hammadde olarak verilir. Levha kenar kesmeleri, talaş ve kırpıntılar, kablo, tel ve filmaşin artıkları yeni hurda sınıfına girerken, kullanım ömrünü doldurmuş otomobil parçaları, kapı ve pencereler, dış cephe kaplamaları, içecek kutuları ve ambalaj malzemeleri eski hurda olarak tanımlanır.

Alüminyum Tesislerinin Sınıflandırılması
Alüminyum tesislerini 4 ana grupta inceleyebiliriz:

1- Birincil alüminyum tesisleri, boksit cevherinden elde edilmiş alüminadan elektroliz yöntemi ile alüminyum üreten tesisler (primary aluminium smelter), 

2- İkincil alüminyum tesisleri, % 100 hurda, ikincil külçe ve curuf kullanarak alüminyum döküm alaşımları ve deoksidant üreten tesisler (refiner),

3- Haddehane ve billet dökümhaneleri, kısmen kendi proses hurdalarını ya da dışarıdan alınan hurdayı ya da ikincil külçeyi, birincil külçe ya da sıvı metal ile birlikte kullanan tesisler (remelter).
 

4- Dökümhaneler, birincil ve ikincil tesislerden gelen alüminyum malzeme ile döküm son ürün ya da billet, slab, levha ya da filmaşin gibi işlem alaşımları ya da döküm alaşımları yarı-ürün üreten tesislerdir.

İkincil Alüminyum Tesisleri
İkincil alüminyum endüstrisi içinde iki tesis grubu değerlendirilebilir:

1. Tamamen hurda kullanarak ağırlıklı olarak döküm için alaşımlı külçe ve çelik sanayii için deoksidant üreten tesisler,

2. Kısmen ve temiz hurda kullanarak billet, slab ve dökme levha üreten dökümhaneler.

Kaynaklar:

1. Bayliss, Bertram, Nunez, Tsesmelis%Wu, presented by: Chris Bayliss, Long Term Sustainability of the Aluminium Sector (2020-2050), International Aluminium Institute , ICSOBA Virtual Conference, 16-18 November 2020
 

2. OECD, Global Material Resources Outlook to 2060, Economics Drivers and Environmental Consequences, 2018

3. Uday Apetal, Carl Firman, Aluminium Market Outlook Across the Value Chain, Wood Mackenzie, ICSOBA Virtual Conference, 16-18 November 2020

4. Erman Car, Alüminyum Üretim Süreçleri, TMMOB Metalurji ve Malzeme Mühendisleri Odası Yayını, 2011