금속 재활용: 스크랩 금속 처리 종합 가이드

지속 가능성과 자원 보존에 대한 관심이 높아지는 세상에서 스크랩 금속 처리라고도 알려진 금속 재활용은 중요한 산업으로 부상했습니다. 이 과정은 버려진 제품과 재료에서 귀중한 금속을 회수하여 폐기물을 자원으로 효과적으로 전환하는 것을 포함합니다. 이 종합 가이드는 금속 재활용의 복잡성, 글로벌 경제 및 환경에서의 중요성, 관련된 다양한 프로세스 및 이 중요한 부문의 미래를 탐구합니다.

금속 재활용의 중요성

금속 재활용은 몇 가지 주요 영역에서 중추적인 역할을 합니다.

• 자원 보존: 버진 금속을 채굴하는 것은 막대한 양의 에너지와 물을 소비하는 자원 집약적인 과정입니다. 금속 재활용은 이러한 유한 자원에 대한 의존도를 줄여 미래 세대를 위해 보존합니다.
• 환경 보호: 채굴 작업은 서식지 파괴, 수질 오염 및 온실 가스 배출을 포함하여 심각한 환경 영향을 미칠 수 있습니다. 금속 재활용은 이러한 영향을 크게 줄여 더 깨끗하고 건강한 지구에 기여합니다.
• 경제적 이점: 스크랩 금속 산업은 수십억 달러 규모의 글로벌 시장으로, 일자리를 창출하고 경제 활동을 생성합니다. 재활용 금속은 버진 금속보다 저렴한 경우가 많아 제조업체에 비용 절감을 제공합니다.
• 폐기물 감소: 매립지는 버려진 재료로 넘쳐나고 있으며, 그중 다수에는 귀중한 금속이 포함되어 있습니다. 금속 재활용은 이러한 재료를 매립지에서 전환하여 수명을 연장하고 새로운 매립지의 필요성을 줄입니다.
• 에너지 소비 감소: 금속 재활용은 원광에서 생산하는 것보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 합니다. 예를 들어 알루미늄 재활용은 버진 알루미늄 생산에 필요한 에너지의 약 5%만 필요로 합니다.

스크랩 금속의 종류

스크랩 금속은 크게 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다.

철금속

철금속에는 철이 포함되어 있으며 일반적으로 자성을 띕니다. 일반적인 예는 다음과 같습니다.

• 강철: 건설, 제조 및 운송에 널리 사용됩니다.
• 주철: 엔진 블록, 파이프 및 조리기구에서 발견됩니다.
• 연철: 역사적으로 장식용 철물에 사용되었지만 지금은 덜 일반적입니다.
• 스테인리스강: 가전제품, 조리기구 및 수술 기구에 사용되는 철, 크롬 및 기타 금속의 부식 방지 합금입니다.

비철금속

비철금속에는 철이 포함되어 있지 않으며 일반적으로 비자성입니다. 고유한 특성과 응용 분야로 인해 철금속보다 더 가치가 있는 경우가 많습니다. 일반적인 예는 다음과 같습니다.

• 알루미늄: 경량 및 부식 방지 기능이 있으며 포장, 운송 및 건설에 사용됩니다.
• 구리: 전기의 훌륭한 전도체로 배선, 배관 및 전자 제품에 사용됩니다.
• 황동: 배관 설비, 악기 및 장식용 품목에 사용되는 구리와 아연의 합금입니다.
• 청동: 조각품, 베어링 및 해양 하드웨어에 사용되는 구리와 주석의 합금입니다.
• 납: 역사적으로 배관 및 배터리에 사용되었지만 독성으로 인해 현재 제한을 받고 있습니다.
• 아연: 부식을 방지하기 위해 강철을 아연 도금하는 데 사용됩니다.
• 니켈: 합금, 배터리 및 도금에 사용됩니다.
• 티타늄: 강하고 가벼우며 부식 방지 기능이 있어 항공 우주, 의료 임플란트 및 화학 처리에 사용됩니다.
• 귀금속: 금, 은, 백금, 팔라듐 및 로듐은 매우 귀중하며 보석, 전자 제품 및 촉매 변환기에 사용됩니다.

스크랩 금속의 출처

스크랩 금속은 다음과 같은 다양한 출처에서 발생합니다.

• 산업 스크랩: 스탬핑, 가공 및 제조와 같은 제조 과정에서 생성됩니다. 이것은 종종 가장 깨끗하고 가치 있는 유형의 스크랩입니다.
• 구식 제품: 가전제품, 자동차, 전자 제품 및 건축 자재와 같은 수명이 다한 제품.
• 건설 및 철거 잔해: 건물 및 인프라의 건설, 개조 또는 철거 중에 생성된 스크랩 금속.
• 소비자 폐기물: 캔, 용기 및 소비자가 버리는 기타 금속 제품.
• 전자 폐기물: 금, 은, 구리 및 팔라듐을 포함한 다양한 귀중한 금속이 포함된 버려진 전자 장치.

스크랩 금속 처리 주기

스크랩 금속 처리 주기는 일반적으로 다음 단계를 포함합니다.

1. 수집

스크랩 금속은 산업 시설, 철거 현장, 스크랩 야드 및 소비자 하차 센터를 포함한 다양한 출처에서 수집됩니다. 수집 방법은 스크랩의 유형과 양에 따라 다릅니다. 일부 국가에서는 비공식 스크랩 수집가가 중요한 역할을 하여 주거 지역에서 소량의 금속을 수집합니다.

2. 분류 및 분리

스크랩 금속은 유형, 크기 및 품질별로 분류 및 분리됩니다. 다양한 금속에는 다른 처리 기술이 필요하므로 이는 중요한 단계입니다. 분류는 수동으로, 자석을 사용하거나 와전류 분리기 및 X선 형광(XRF) 분석기와 같은 자동 분류 장비를 사용하여 수행할 수 있습니다.

예: 인도 뭄바이의 스크랩 야드에서는 수동 노동자를 고용하여 혼합 스크랩 금속을 분류하고 철금속과 비철금속을 분리할 수 있습니다. 더 고급 시설에서는 자기 분리기를 사용하여 혼합 재료 스트림에서 강철을 빠르게 제거할 수 있습니다.

3. 처리

일단 분류되면 스크랩 금속은 용융 및 정제를 위해 준비하기 위해 다양한 처리 단계를 거칩니다. 이러한 단계에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 전단: 유압 전단을 사용하여 큰 스크랩 금속 조각을 더 작고 관리하기 쉬운 크기로 자릅니다.
• 파쇄: 산업용 파쇄기를 사용하여 스크랩 금속을 작고 균일한 조각으로 줄입니다. 이것은 용융 및 정제를 위한 표면적을 증가시킵니다.
• 압축: 효율적인 보관 및 운송을 위해 스크랩 금속을 빽빽한 베일로 압축합니다.
• 분쇄: 부피를 줄이기 위해 차량 및 기타 부피가 큰 품목을 압축합니다.
• 청소: 다양한 청소 방법을 사용하여 먼지, 기름 및 페인트와 같은 오염 물질을 제거합니다.
• 해체: 다양한 재료를 분리하기 위해 전자 제품 및 자동차와 같은 복잡한 품목을 분해합니다.

4. 용융 및 정제

처리된 스크랩 금속은 불순물을 제거하고 고품질 금속을 생산하기 위해 용융 및 정제됩니다. 용융은 일반적으로 전기로(EAF) 또는 유도 용해로에서 수행됩니다. 정제 공정은 금속의 유형과 원하는 순도에 따라 다릅니다. 전기 분해는 종종 구리 및 기타 비철금속을 정제하는 데 사용됩니다. 귀금속의 경우 화학 추출 공정이 사용됩니다.

예: 독일의 제철소에서는 전기로를 사용하여 파쇄된 강철 스크랩을 용융하고 특정 등급의 강철을 생산하는 데 필요한 합금을 추가합니다. 용융된 강철은 추가 처리를 위해 빌릿, 블룸 또는 슬래브로 주조됩니다.

5. 제조

정제된 금속은 재활용 루프를 완료하는 새로운 제품을 제조하는 데 사용됩니다. 재활용 금속은 음료 캔과 자동차 부품에서 건축 자재 및 전자 부품에 이르기까지 광범위한 품목을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

금속 재활용에 사용되는 기술

금속 재활용 산업은 스크랩 금속을 효율적으로 처리하기 위해 다양한 기술을 사용합니다. 이러한 기술에는 다음이 포함됩니다.

• 와전류 분리기: 전기 전도도를 기준으로 혼합 폐기물 스트림에서 비철금속을 분리하는 데 사용됩니다.
• X선 형광(XRF) 분석기: 스크랩 금속의 원소 구성을 식별하고 분석하는 데 사용되어 정확한 분류 및 등급 매기기가 가능합니다.
• 유도 용해로: 전자기 유도를 사용하여 스크랩 금속을 빠르고 효율적으로 용융하는 데 사용됩니다.
• 전기로(EAF): 전기 아크를 사용하여 대량의 스크랩 금속을 용융하는 데 사용됩니다.
• 습식 제련: 수용액을 사용하여 광석, 정광 및 재활용 재료에서 금속을 추출하는 데 사용되는 화학 공정입니다.
• 건식 제련: 열 및 화학 반응을 사용하여 광석 및 정광에서 금속을 추출하는 데 사용되는 고온 공정입니다.
• 센서 기반 분류: 고급 센서를 사용하여 색상, 모양 및 구성을 기준으로 다양한 유형의 스크랩 금속을 식별하고 분류합니다.
• 로봇 공학: 효율성과 안전성을 개선하기 위해 분류 및 해체 작업에 점점 더 많이 사용됩니다.

금속 재활용의 환경적 이점

금속 재활용은 다음과 같은 수많은 환경적 이점을 제공합니다.

• 온실 가스 배출 감소: 금속 재활용은 버진 광석에서 생산하는 것보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 하므로 온실 가스 배출량이 줄어듭니다. 예를 들어 알루미늄 재활용은 버진 알루미늄 생산에 필요한 에너지의 최대 95%를 절약합니다.
• 물 소비 감소: 버진 금속의 채굴 및 가공에는 막대한 양의 물이 소비됩니다. 금속 재활용은 물 자원에 대한 수요를 줄입니다.
• 대기 오염 감소: 채굴 및 제련 작업은 유해한 대기 오염 물질을 방출할 수 있습니다. 금속 재활용은 이러한 공정의 필요성을 없애 대기 오염을 줄입니다.
• 매립 폐기물 감소: 금속 재활용은 스크랩 금속을 매립지에서 전환하여 수명을 연장하고 새로운 매립지의 필요성을 줄입니다.
• 천연 자원 보존: 버진 금속에 대한 수요를 줄임으로써 금속 재활용은 천연 자원을 보존하고 생태계를 보호하는 데 도움이 됩니다.

금속 재활용의 경제적 이점

금속 재활용 산업은 다음과 같은 상당한 경제적 이점을 창출합니다.

• 일자리 창출: 스크랩 금속 산업은 수집, 처리 및 제조 분야에서 전 세계적으로 수백만 명의 사람들을 고용합니다.
• 비용 절감: 재활용 금속은 버진 금속보다 저렴한 경우가 많아 제조업체에 비용 절감을 제공합니다.
• 수익 창출: 스크랩 금속 판매는 기업과 개인에게 수익을 창출합니다.
• 수입 의존도 감소: 금속 재활용은 국가의 수입 금속에 대한 의존도를 줄여 무역 수지를 개선할 수 있습니다.
• 경쟁력 향상: 저렴한 재활용 금속에 대한 접근성은 국내 산업의 경쟁력을 향상시킬 수 있습니다.

금속 재활용 산업이 직면한 과제

많은 이점에도 불구하고 금속 재활용 산업은 다음과 같은 여러 가지 과제에 직면해 있습니다.

• 오염: 스크랩 금속은 납, 수은 및 석면과 같은 유해 물질로 오염될 수 있으며, 이러한 물질은 신중하게 처리해야 합니다.
• 가격 변동: 스크랩 금속의 가격은 크게 변동할 수 있으므로 기업이 계획하고 투자하기 어렵습니다.
• 불법 행위: 스크랩 금속 절도는 많은 국가에서 증가하는 문제로, 상당한 경제적 손실을 초래합니다.
• 인프라 부족: 일부 지역에서는 스크랩 금속을 수집하고 처리하기 위한 적절한 인프라가 부족합니다.
• 환경 규정: 금속 재활용 산업은 엄격한 환경 규정의 적용을 받으며, 이를 준수하는 데 비용이 많이 들 수 있습니다.
• 전자 폐기물의 복잡성: 전자 폐기물 재활용은 복잡한 재료 혼합과 유해 물질의 존재로 인해 특히 어렵습니다.
• 물류 및 운송: 다양한 위치에서 스크랩 금속을 효율적으로 수집하고 운송하는 것은 물류적으로 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다.

글로벌 스크랩 금속 시장

스크랩 금속 시장은 글로벌 산업이며 국가 간에 상당한 무역 흐름이 있습니다. 스크랩 금속 시장의 주요 플레이어는 다음과 같습니다.

• 중국: 제조 산업에 연료를 공급하기 위해 막대한 양을 수입하는 세계 최대의 스크랩 금속 소비국입니다.
• 미국: 잘 발달된 재활용 인프라를 갖춘 주요 스크랩 금속 수출국입니다.
• 유럽: 엄격한 환경 규정을 갖춘 중요한 스크랩 금속 처리 산업의 본거지입니다.
• 일본: 높은 금속 회수율을 가진 재활용 기술의 선두 주자입니다.
• 인도: 경제 확장에 힘입어 스크랩 금속 소비가 증가하고 있습니다.

예: 많은 선진국들이 전자 폐기물을 가나와 나이지리아와 같은 개발 도상국으로 수출하고 있으며, 그곳에서 종종 비공식적이고 환경적으로 해로운 방식으로 처리됩니다. 이러한 관행은 전 세계적으로 책임감 있는 전자 폐기물 관리의 필요성을 강조합니다.

금속 재활용의 미래

금속 재활용의 미래는 밝으며 지속 가능성에 대한 우려와 경제적 요인에 힘입어 재활용 금속에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 업계의 미래를 형성하는 주요 트렌드는 다음과 같습니다.

• 기술 발전: 금속 재활용 공정의 효율성과 효과를 개선하기 위해 새로운 기술이 개발되고 있습니다.
• 생산자 책임 확대(EPR): 많은 국가에서 EPR 제도가 시행되어 제조업체가 제품의 수명 종료 관리에 대한 책임을 지고 있습니다.
• 순환 경제 이니셔티브: 정부와 기업은 폐기물을 최소화하고 자원 활용도를 극대화하는 것을 목표로 하는 순환 경제 개념을 점점 더 많이 수용하고 있습니다.
• 대중의 인식 증가: 금속 재활용의 환경적 및 경제적 이점에 대한 대중의 인식이 높아짐에 따라 재활용 금속에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
• 전자 폐기물 재활용에 대한 집중: 전자 폐기물 재활용의 증가하는 문제에 대처하는 것은 업계의 주요 우선 순위가 될 것입니다.
• 도시 광업: 철거 잔해 및 도시 고형 폐기물을 포함한 도시 폐기물 흐름에서 귀중한 재료를 추출하는 것이 점점 더 중요해질 것입니다.
• 블록체인 기술: 공급망 전체에서 스크랩 금속을 추적하고 추적하여 투명성을 개선하고 불법 행위를 방지하기 위해 블록체인을 사용합니다.

성공적인 금속 재활용 프로그램의 예

몇몇 국가와 지역에서 다른 국가와 지역에 대한 모델 역할을 하는 성공적인 금속 재활용 프로그램을 시행했습니다.

• 독일의 포장 조례: 이 법률은 제조업체가 금속 포장을 포함한 포장 폐기물을 회수하고 재활용하도록 요구합니다.
• 일본의 가정용 기기 재활용법: 이 법은 소비자가 기기 재활용에 대한 수수료를 지불하도록 요구하고 제조업체는 이를 수집하고 재활용할 책임이 있습니다.
• 유럽 연합의 폐전기전자제품(WEEE) 지침: 이 지침은 전자 폐기물의 수집, 처리 및 재활용에 대한 목표를 설정합니다.
• 한국의 보증금 환불 시스템: 이 시스템은 소비자가 음료 용기를 재활용을 위해 반환하는 데 대한 재정적 인센티브를 제공합니다.
• 미국의 슈퍼펀드 프로그램: 이 프로그램은 스크랩 금속을 포함하는 버려진 유해 폐기물 현장을 처리합니다.

개인 및 기업이 금속 재활용을 장려하기 위한 팁

개인과 기업은 다음과 같은 방법으로 금속 재활용을 장려하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

• 금속 제품 재활용: 금속 제품을 다른 폐기물과 분리하여 재활용 센터로 가져갑니다.
• 재활용 금속으로 만든 제품 구매: 제품에 재활용 금속을 사용하는 제조업체를 지원합니다.
• 전자 폐기물을 적절하게 폐기: 전자 장치를 지정된 전자 폐기물 수거 장소로 가져갑니다.
• 지역 스크랩 금속 사업체 지원: 지역 스크랩 금속 야드 및 프로세서를 사용합니다.
• 폐기물 감소 프로그램 구현: 가정과 사업체에서 발생하는 폐기물 양을 줄입니다.
• 다른 사람 교육: 금속 재활용의 이점에 대한 인식을 높입니다.
• 재활용 인프라에 투자: 재활용 인프라 및 기술에 대한 투자를 지원합니다.
• 환경 규정 준수: 스크랩 금속 처리와 관련된 모든 해당 환경 규정을 준수합니다.

결론

금속 재활용은 자원 보존, 환경 보호 및 경제 발전에 중요한 역할을 하는 필수 산업입니다. 금속 재활용의 공정, 기술 및 이점을 이해함으로써 개인, 기업 및 정부는 함께 협력하여 보다 지속 가능하고 순환적인 경제를 촉진할 수 있습니다. 세계 인구가 증가하고 자원에 대한 수요가 증가함에 따라 금속 재활용의 중요성은 계속 커질 것입니다.

혁신을 수용하고, 협력을 장려하고, 책임감 있는 관행을 채택하는 것은 금속 재활용의 잠재력을 최대한 발휘하고 모두를 위해 보다 지속 가능한 미래를 구축하는 데 핵심이 될 것입니다.