La vie infinie de la ferraille : Solutions de recyclage durables

Pourquoi la ferraille triée ne finit pas à la décharge

La ferraille est récupérée et réutilisée depuis les premiers âges de la métallurgie. D'un point de vue environnemental et économique, le recyclage des métaux est extrêmement efficace. Les métaux comme l'acier, le fer, l'aluminium et le cuivre peuvent être recyclés un nombre infini de fois, car leurs propriétés métalliques ne se dégradent pas par les fusions et coulées répétées. Avec le recyclage du plastique et du verre bien plus difficile, il est important de se rappeler que le métal recyclé est une base traditionnelle de beaucoup de métallurgie.

L'industrie du recyclage des métaux se spécialise dans la récupération de métal d'objets obsolètes pour que la ferraille ne finisse pas en décharge. Elle est convertie en matières premières pour de nouveaux produits.

Les fonderies comptent sur le recyclage des métaux pour une source durable et rentable de matière première. Selon l'American Foundry Society, le prix de la coulée augmenterait de 20–40 % sans matériaux recyclés.

Types de ferraille

Trois catégories principales décrites par l'American Iron and Steel Institute (AISI).

Ferraille interne (Home scrap)

Désigne les chutes, métal en lingots, et rebuts générés pendant la production en aciérie ou fonderie. Ce type a des propriétés chimiques connues, et est facilement combiné avec d'autres matières premières et retraité sur site.

Ferraille prompte (Prompt scrap)

Générée pendant la fabrication de produits métalliques. Comme la ferraille interne, les propriétés chimiques sont connues, et rapidement retournée à l'aciérie pour retraitement.

Ferraille obsolète (Obsolete scrap)

Récupérée de sources comme véhicules en fin de vie, appareils, équipements agricoles, structures métalliques, navires. Les propriétés chimiques sont largement inconnues — les matériaux sources peuvent avoir été en service pendant des décennies, ou déjà recyclés et mélangés. La ferraille obsolète doit être triée et traitée avant utilisation.

Séparation des métaux

L'industrie du recyclage raffine la ferraille obsolète et prompte non traitée en matière de qualité marchandise. La ferraille obsolète collectée chez les ferrailleurs, casses auto, fabricants industriels est généralement envoyée vers de grandes installations de recyclage. Une fois sur place, la ferraille est criblée pour la radioactivité, chargée sur convoyeur d'alimentation, et déchiquetée en morceaux de la taille d'un poing.

La ferraille doit alors être séparée en matériaux ferreux, non ferreux, et non métalliques. Cela nécessite de la déchiqueter en petits morceaux pour une séparation efficace et complète. La ferraille surdimensionnée — trop grande pour être déchiquetée — est dimensionnée et triée manuellement. L'Institute for Scrap Recycling Industries (ISRI) a développé des spécifications standard pour les marchandises de ferraille afin d'aider acheteurs et vendeurs à évaluer précisément la ferraille traitée.

Métaux ferreux

Les alliages ferreux contiennent du fer. Alliages ferreux courants : acier, fer malléable, fonte grise. Le fer a des propriétés magnétiques, donc l'attraction magnétique est couramment utilisée pour identifier les alliages ferreux. La ferraille ferreuse est généralement séparée du matériel non ferreux par électroaimant.

La ferraille ferreuse est largement utilisée en aciéries et en produits de fonte et acier de coulée par les fonderies. Selon un rapport sur les taux de récupération et recyclage de l'acier, le fer et l'acier représentent environ 90 % de la masse de tous les métaux consommés aux US et globalement. Le taux de consommation élevé de l'acier le rend économiquement viable à recycler. Résultat : l'acier est le matériau le plus recyclé au monde.

Métaux non ferreux

Tout métal ne contenant pas de fer est non ferreux. Alliages non ferreux, comme les alliages à base de cuivre, sont non magnétiques et résistants à la corrosion. Ils sont aussi plus lourds que les matériaux non métalliques — facteur important pour la séparation. Un vide puissant ou cyclone aspire efficacement les petits morceaux non métalliques, laissant les alliages non ferreux en place. Les pièces problématiques non correctement séparées par le tambour magnétique ou le cyclone sont récupérées à une ligne de « tri manuel » opérée par l'homme. À ce stade, les métaux ferreux sont compactés et expédiés aux aciéries et fonderies, et le reste passe au processus de séparation non ferreux.

La séparation non ferreuse utilise courants de Foucault, tri par induction, et tri manuel additionnel pour séparer divers alliages, avec focus sur aluminium et cuivre. Certains métaux non ferreux, dits « métaux de spécialité », sont rarement recyclés car utilisés en infimes quantités ou applications complexes (puces informatiques). Leur valeur et volume relatif ne justifient pas le coût de séparation et recyclage.

Matériaux non métalliques

Tout matériau non métallique restant à la fin de la séparation est envoyé en décharge. L'industrie du recyclage travaille à trouver de nouvelles façons de séparer et utiliser plus de ces matériaux pour réduire les déchets.

Raffinage et purification

Après séparation, les ferrailles subissent un raffinage secondaire. Les installations trient la ferraille obsolète en catégories grossières. Mais les propriétés chimiques exactes restent un mystère. Pour devenir matière première utilisable, la ferraille doit être purifiée jusqu'à rencontrer des spécifications connues.

Des morceaux de ferraille aux propriétés similaires sont chargés dans un grand four et chauffés à la température de fusion appropriée. Dans le raffinage, la laitier se forme et flotte au sommet du métal en fusion. La laitier est la matière pierreuse résiduelle séparée des métaux pendant le raffinage. Le métal en fusion est alors testé et raffiné davantage pour rencontrer les standards de qualité désirés. Immédiatement avant la vidange et la coulée, la laitier et les impuretés oxydées sont éliminées pour purifier le métal. Une fois le métal en fusion atteignant les caractéristiques nécessaires, il est transféré vers un récipient de refroidissement, moule à lingot, ou coulé directement dans un moule pour solidification.

Fabrication

La ferraille est expédiée dans le monde pour utilisation en aciéries et fonderies. Des centaines de millions de tonnes sont consommées chaque année, se transformant en nouveaux produits pour commencer un nouveau cycle.

Les fonderies s'approvisionnent plus en matières premières chez les ferrailleurs et dépôts de collecte que chez les fournisseurs de métal vierge. Selon l'AFS, les fondeurs ferreux utilisent 30–50 % de ferraille interne, et 40–50 % de ferraille externe. Cela inclut le matériel ferreux de voitures, appareils, et ferraille d'acier d'autres opérations de fabrication. Ces chiffres montrent l'engagement incroyable au recyclage des métaux dans l'industrie.

Recyclage de la ferraille

La ferraille obsolète vient de sources comme véhicules en fin de vie, appareils, navires. Regardez la vidéo pour voir une installation de recyclage spécialisée dans le métal obsolète de l'industrie automobile.

Durabilité

Le recyclage de la ferraille réduit l'impact environnemental de la production métallique. En 2016, le Bureau of International Recycling (BIR) a rapporté que l'acier obsolète utilisé comme matière première en aciérie a atteint 235 millions de tonnes — soit 235 millions de tonnes de déchets qui n'ont pas entré en décharge.

Le processus de recyclage produit moins d'émissions et nécessite significativement moins d'énergie que la production de nouveaux alliages. La fiche ISRI pour fer et acier montre que recycler l'acier demande 56 % moins d'énergie que produire l'acier du minerai de fer. En outre, en utilisant ferraille ferreuse plutôt que matériaux vierges pour la production de fer et acier, les émissions de CO2 sont réduites jusqu'à 58 %.

Quand le métal recyclé est disponible sur le marché, la demande d'extraction de minerai vierge diminue. Le recyclage transforme le déchet en ressource utile, économise l'énergie, et diminue l'activité d'extraction et ses impacts environnementaux.

Sources

• Steelworks. « Steel recycling ».

• Institute for Scrap Recycling Industries. « Ferrous Scrap ».