Metaalafval

1. Beschrijving

1.1. Definitie

Metaalafval is een belangrijke grondstof die na recyclage opnieuw kan ingezet worden. Belangrijke bronnen van metaalafval zijn de industrie, bouwsector, autowrakken en huishoudens. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen ferro en non-ferrometalen. Ferrometalen bestaan hoofdzakelijk uit ijzer en hebben magnetische eigenschappen. Staal (ijzerlegering met koolstof) is wereldwijd een goed gerecycleerd materiaal. In 2008 bedroeg de totale staalproductie 1300 miljoen ton waarvan ca. 500 miljoen ton geproduceerd uit schrootafval (BIR, 2013). De meest voorkomende gerecycleerde producten zijn schroot van industriële processen, end-of-life producten (bv. voertuigen, containers, industriële machines) en bouw materialen. Het gebruik van schrootafval vormt integraal deel uit van de staalproductie. In vergelijking met de extractie van ertsen leidt het gebruik van secundaire ferrometalen tot een beduidende reductie van emissies, water en energieverbruik.

De non-ferrometalen bestaan voornamelijk uit aluminium, koper, lood, zink, nikkel, titanium, kobalt, chroom en edelmetalen. Gelet op hun hoge economische waarde worden deze metalen reeds lang intensief gerecupereerd. De productie van non-ferrometalen op basis van gerecupereerde grondstoffen leidt tot enorme energiebesparingen in vergelijking met de productie op basis van ertsen (Coberec, 2013). De herkomst van non-ferrometalen is zeer verscheiden:

  • afbraak van oude bouwwerken en installaties (bv. dakbedekkingen, afvoerbuizen, waterleidingen, elektriciteitskabels);
  • productieafval, over het algemeen homogeen met een gekende samenstelling;
  • afgedankte autobatterijen, die selectief worden ingezameld;
  • afgedankte gebruiksgoederen, zoals auto’s, computers, huishoudelijke apparaten die in min of meerdere mate non-ferro metalen bevatten;
  • bepaalde afvalverpakkingen, bv. aluminium blikjes. 

1.2. Hoeveelheden

Aan de hand van een statistisch onderbouwde steekproef van bedrijven die hun jaarlijkse afvalstoffenproductie melden via het IMJV werd door de OVAM een schatting gemaakt van de productie van bedrijfsafvalstoffen in Vlaanderen. Hierbij wordt er een onderscheid gemaakt tussen primaire en secundaire bedrijfsafvalstoffen. Primaire bedrijfsafvalstoffen zijn bedrijfsafvalstoffen die ontstaan bij de initiële afvalstoffenproducent. Secundaire bedrijfsafvalstoffen zijn afvalstoffen die ontstaan bij bedrijven die afvalstoffen verwerken (bv. sorteren, recycleren, verbranden). Voor wat betreft metaalafval is de evolutie van het bedrijfsafval tot 2010 volgens deze bron weergegeven in Figuur 1. In 2010 bedroeg het metaalafval in Vlaanderen ca. 4 miljoen ton (primair en secundair).

Figuur 1. Evolutie van metaalafval van bedrijven in Vlaanderen (primaire en secundaire bedrijfsafvalstoffen) (OVAM, 2012).

Een overzicht van beschikbare data en informatie over recyclage van metalen werd opgesteld door het International Panel for Sustainable Resource Management van UNEP (UNEP, 2013). Hierin stelt men dat gezien de voorspelde groei van de vraag naar metalen, de gerecycleerde metalen slechts een deel van deze vraag zullen invullen. Dit komt voornamelijk door drie redenen:

  • de vertraging tussen het op de markt brengen van nieuwe producten en de end-of-life fase waarin deze producten als schroot worden afgedankt;
  • de hoeveelheid metalen die vandaag op de markt worden gebracht is beduidend groter dan in het verleden;
  • de verliezen van metalen die optreden tijdens de recyclageprocessen.

Recyclage van metalen kan in verschillende maten worden uitgedrukt. Een hiervan is de End-of-life recycling efficiency rate (EOL-RR). Dit geeft de fractie weer van de end-of-life producten (schroot) dat succesvol wordt gerecycleerd. Door de complexiteit van het recycleren van metalen is het niet evident om gedetailleerde cijfers hierover te rapporteren. In het rapport van UNEP (2013) worden ranges aangegeven voor de EOL-RR van een zestigtal metalen (Tabel 1). Volgens deze cijfers hebben 18 metalen een waarde >50%, voor 3 metalen is dit tussen 25-50% en voor het grootste deel van de metalen, die overigens technologisch van groot belang zijn, is deze waarde <1%.

Tabel 1. End-of-life recycling rates (EOL-RR) (UNEP, 2013).

Rate

Metals

>50%

aluminium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, niobium, rhodium, palladium, silver, tin, rhenium, platinum, lead

25-50%

magnesium, molybdenum, iridium

10-25%

ruthenium, cadmium, tungsten

1-10%

antimony, mercury

<1%

Lithium, beryllium, boron, scandium, vanadium, gallium, germanium, arsenic, selenium, strontium, yttrium, zirconium, indium, tellurium, barium, hafnium, tantalum, osmium, thallium, bismuth, rare eaths

 

2. Wetgeving

2.1. Vlaamse wetgeving

De regelgeving voor het beheer van metaalafval in Vlaanderen is terug te vinden in het Materialendecreet en het VLAREMA.

  • Metaalafval is een van de bedrijfsafvalstoffen die gescheiden moet worden aangeboden door de afvalstoffenproducent en afzonderlijk moet worden gehouden bij de ophaling of inzameling (VLAREMA, artikel 4.3.2).
  • VLAREMA artikel 4.3.1.: Metaalafval is ook een van de huishoudelijke afvalstoffen die gescheiden moet worden aangeboden en verder afzonderlijk wordt gehouden bij de ophaling of inzameling, of, indien aantoonbaar niet mogelijk, naderhand uitgesorteerd moet worden.
  • Recyclage/terugwinning van metalen en metaalverbindingen is één van de handelingen die worden verstaan onder de nuttige toepassing van afvalstoffen (VLAREMA, artikel 4.2.2).

Heel wat metalen die gerecycleerd worden zijn afkomstig van een aantal end-of-life producten, zoals afgedankte voertuigen of afgedankte elektrische en elektronische apparatuur. Voor een aantal van deze producten geldt er een aanvaardingsplicht en zijn er afvalstofspecifieke bepalingen opgenomen in VLAREMA. Zo stelt één van deze bepalingen dat de verwerking van afgedankte elektrische en elektronische apparatuur ertoe moet leiden dat bij de verwerking 95% van het ferro- en non-ferrometaal moet worden gehaald voor hergebruik en recyclage (VLAREMA, artikel 3.4.4.5). Voor de wetgeving over het beheer van deze specifieke afvalstoffen verwijzen we naar de bijhorende afvalstroomfiches. 

2.2. Europese wetgeving

Een beleidskader om de grondstoffenefficiëntie te verhogen is een van de doelstellingen van de  Kaderrichtlijn Afvalstoffen (2008/98/EC). Voor wat betreft metalen zijn meer bepaald de volgende artikels van toepassing:

  • Artikel 6 – einde-afvalfase. Voor metaal moeten specifieke criteria voor de „einde-afvalfase” worden overwogen.
  • Artikel 11 – hergebruik en recycling. Voor metaal wordt tegen 2015 een gescheiden inzameling ingevoerd. Tegen 2020 wordt de voorbereiding voor hergebruik en recycling van metaal uit huishoudens en eventueel uit andere bronnen, voor zover deze afvalstromen vergelijkbaar zijn met die van huishoudelijk afval, verhoogd tot minimaal in totaal 50 gewichtsprocent.
  • Er zijn ook reeds twee metaalspecifieke EoW-verordeningen gepubliceerd. Het gaat om de verordening 333/2011 met betrekking tot ijzer- en aluminiumschroot (van toepassing op 9/10/11) en verordening 715/2013 met betrekking tot koperschroot (van toepassing op 1/1/14).

3. Inzameling, verwerking en recyclage

Recyclage van metalen is een keten van activiteiten. Het volume en de kwaliteit van de gerecycleerde metalen wordt bepaald door de combinatie van de verschillende activiteiten en processen. Het uiteindelijke resultaat wordt dan ook voornamelijk beïnvloed door de minst efficiënte schakel in de keten (UNEP, 2013). Zowel de inzameling, voorbehandeling als de verwerking zijn cruciale stappen bij de recyclage van metalen. De sector van metaalrecyclage bestaat uit een groot aantal kleine bedrijven die het metaalafval inzamelen en transporteren naar een kleiner aantal grote bedrijven die instaan voor de verdere verwerking van de metalen.

3.1. Inzameling

Metaalafval moet in Vlaanderen gescheiden worden aangeboden. Het kan bij containerparken worden ingeleverd of kan door een inzamelaar worden opgehaald en vervoerd. ­Alleen handelaars en bedrijven die een registratie als inzamelaar, afvalstoffenhandelaar- of makelaar (IHM) hebben van de OVAM mogen schroot ophalen. IHM’s zijn te vinden via de website van de OVAM.

3.2. Voorbehandeling en verwerking

De voorbehandeling en verwerking van metaalafval (ferro en non-ferro) voor recyclage bestaat uit een combinatie van of uit elk van de volgende stappen.

Om het metaalafval geschikt te maken voor verdere verwerking moet het soms tot een bepaalde afmeting verkleind worden. Industriële scharen laten toe schroot te snijden met een dikte variërend van 4 mm tot enkele cm. Dit is geschikt om afbraakschroot (bv. wagons, rails, machines) tot de vereiste afmetingen te knippen De capaciteit is in functie van de input, het volume en de dikte van de materialen. Echt massieve stukken worden met een snijbrander versneden. Op deze manier worden lege tanks, afgedankte investeringsgoederen of zeer zwaar plaatijzer bewerkt (Coberec, 2013).

Een sortering kan vervolgens aangewezen zijn om metalen te scheiden van onzuiverheden zoals papier of kunststoffen. Met een manuele scheiding kan reeds een eerste sortering worden uitgevoerd. Aan de hand van magneten kunnen ferrometalen makkelijk gescheiden worden van de andere materialen.

Het scheiden van ferro- en non-ferrometalen aan de hand van magneten gebeurt ook in shredderinstallaties. De shredder laat de scheiding van ferrometalen toe en produceert enerzijds, een schrootsoort (ferro) van hoogwaardige kwaliteit, met een uitstekende dichtheid en anderzijds, een mengsel van niet metalen en non-ferro bestanddelen. Bij de meeste shredders wordt dit mengsel verwerkt in een lineaire motor met continue inductie, die toelaat de non-ferro fractie tot een zuiverheid van 95 % te brengen.

Een verdere scheiding van metalen is vaak vereist en kan aan de hand van verschillende technieken worden uitgevoerd (bv. voor complexe samengestelde partijen). De meest toegepaste technieken zijn (Coberec, 2013):

  • wervelstroomscheiden (Eddy Current Magneet): deze installatie geleidt de te scheiden deeltjes door een bewegend magnetisch veld, waardoor een scheiding optreedt tussen de geleidende deeltjes die verplaatst worden, en de niet geleidende deeltjes die niet verplaatst worden (zo is het ook mogelijk deeltjes met verschillende elektrische geleidbaarheid te scheiden);
  • tril-, schud-, of blaastechnieken: de lichtere non-ferro’s worden opwaarts geworpen of weggeblazen;
  • flotatie: deze techniek, waarbij de densiteit van water wordt gewijzigd, laat toe non-ferro metalen te scheiden in functie van hun soortelijk gewicht.

De uiteindelijke ijzer- en staal producten en non-ferrometalen worden in balen gecompacteerd om transport ervan te vergemakkelijken.

Om (edel)metalen te recycleren uit complexe samenstellingen wordt er gebruik gemaakt van een smelter-refinery proces. Hierbij worden de materialen in een oven gesmolten en op basis van metallurgische processen kunnen metalen gerecupereerd worden. Het smelten wordt ook toegepast om een bepaalde vorm te geven aan de gerecycleerde metalen zodat deze, afhankelijk van de toepassing, makkelijker te bewerken zijn.

3.3. Recyclage

Metalen kunnen in principe gerecycleerd worden met weinig of geen verlies van hun fysische eigenschappen. Er zijn dan ook tal van toepassingen voor elk gerecycleerd metaal of voor combinaties van gerecycleerde metalen (BIR, 2013).

Staal is perfect recycleerbaar zonder dat de inherente fysische eigenschappen verminderen. Het is 100% recycleerbaar en kan dan ook in dezelfde toepassingen worden ingezet als het oorspronkelijke materiaal (bv. spoorwegen, infrastructuur, gebouwen, containers, voertuigen, hardware). Algemeen bestaat ongeveer 40% van de wereldwijde staalproductie uit schroot. Bovendien schat men dat er door het recycleren van staal 75% minder energie wordt verbruikt in vergelijking met de productie van staal uit primaire grondstoffen (BIR, 2013).

Aluminium heeft een groot potentieel voor recyclage. Gerecycleerd aluminium kan voor dezelfde toepassingen ingezet als het oorspronkelijke materiaal. Door de flexibiliteit, sterkte en gewicht is het uitermate geschikt voor toepassingen in verpakking, elektriciteit (high-voltage transmissie), raamconstructies, transport (vliegtuigen, voertuigen, boten).

Na zilver, heeft koper de beste elektrische conductiviteit van alle elementen. Het is bovendien een uitstekende thermische geleider en kan legeringen vormen met andere metalen (bv. lood, tin, zink) voor allerlei toepassingen. Enkele veel voorkomende zijn: elektrische toepassingen (draden, elektromagneten), roofings, buizen, huishoudelijke apparaten (kookgerei).

Het grootste deel van het gerecycleerde lood wordt gebruikt in (auto)batterijen. Andere mogelijke toepassingen zijn als bescherming tegen X-stralen of in de keramische industrie (minder gebruikelijk). Zink komt voor in muntstukken, maar heeft ook belangrijke toepassingen zoals batterijen, messing en galvanisatie processen. Met uitzondering van de edelmetalen is tin een van de duurste non-ferro metalen. Tin recycleren is dan ook van groot belang en wordt onder andere toegepast in blikken, productie van voertuigen, tin oxide coatings voor glas (BIR, 2013). 

4. Referenties en contactpersonen

  • BIR, 2013. Bureau of International Recycling. www.bir.org, geraadpleegd in december 2013.
  • Coberec, 2013. Confederatie van de Belgische Recuperatie. www.coberec.be, geraadpleegd in december 2013.
  • OVAM, 2012. Bedrijfsafvalstoffen productiejaar 2004-2010 (uitgave 2012).
  • UNEP, 2013. Metal Recycling: Opportunities, Limits, Infrastructure, A Report of the Working Group on the Global Metal Flows to the International Resource Panel. Reuter, M. A.; Hudson, C.; van Schaik, A.; Heiskanen, K.; Meskers, C.; Hagelüken, C.