I. Thu gom và Phân loại (Collection and Sorting):
- Thu gom: Kim loại phế liệu được thu gom từ nhiều nguồn khác nhau:
- Hộ gia đình và thương mại: Đồ dùng gia đình cũ (lon nước, vỏ hộp), thiết bị điện tử hỏng, phế liệu từ các hoạt động xây dựng và phá dỡ.
- Công nghiệp: Phế liệu từ quá trình sản xuất (bavia, vụn kim loại), thiết bị máy móc cũ, linh kiện điện tử lỗi thời.
- Bãi phế liệu: Các cơ sở chuyên thu gom và xử lý phế liệu kim loại.
- Phân loại sơ bộ: Tại các điểm thu gom hoặc bãi phế liệu, kim loại thường được phân loại sơ bộ theo loại (sắt, thép, nhôm, đồng, chì, kẽm, v.v.) bằng mắt thường hoặc sử dụng các thiết bị đơn giản như nam châm (để tách kim loại từ tính).
- Vận chuyển: Phế liệu kim loại đã phân loại sơ bộ được vận chuyển đến các nhà máy hoặc cơ sở tái chế chuyên nghiệp.
II. Xử lý và Chuẩn bị (Processing and Preparation):
- Phân loại chi tiết: Tại nhà máy tái chế, phế liệu kim loại được phân loại kỹ lưỡng hơn để loại bỏ các vật liệu không phải kim loại (nhựa, cao su, thủy tinh, v.v.) và tách các loại kim loại khác nhau một cách chính xác. Các phương pháp phân loại có thể bao gồm:
- Phân loại bằng tay: Đối với các vật liệu lớn hoặc phức tạp.
- Sử dụng nam châm điện: Tách kim loại từ tính (sắt, thép).
- Sử dụng dòng điện xoáy (Eddy current separator): Tách kim loại không từ tính (nhôm, đồng).
- Phân tích quang phổ (Spectroscopy): Xác định thành phần kim loại chính xác.
- Phân loại theo tỷ trọng: Sử dụng nước hoặc không khí để tách các kim loại có khối lượng riêng khác nhau.
- Làm sạch: Loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ, sơn, lớp phủ và các chất ô nhiễm khác bám trên bề mặt kim loại phế liệu. Các phương pháp làm sạch bao gồm rửa bằng hóa chất, đốt, hoặc mài cơ học.
- Giảm kích thước: Phế liệu kim loại kích thước lớn được cắt, nghiền, hoặc ép thành các mảnh nhỏ hơn để tăng diện tích bề mặt, giúp quá trình nấu chảy diễn ra nhanh hơn và hiệu quả hơn. Các thiết bị thường dùng là máy cắt thủy lực, máy nghiền búa, máy ép kiện.
III. Nấu chảy (Melting):
- Kim loại phế liệu đã được xử lý và chuẩn bị được đưa vào các lò nấu chảy chuyên dụng. Loại lò và nhiệt độ nấu chảy sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại kim loại:
- Lò điện hồ quang (Electric Arc Furnace - EAF): Thường dùng cho sắt và thép.
- Lò cảm ứng (Induction Furnace): Thường dùng cho nhôm, đồng và các kim loại màu khác.
- Lò cao (Blast Furnace): Trong một số trường hợp, phế liệu sắt và thép có thể được đưa vào lò cao cùng với quặng sắt.
- Trong quá trình nấu chảy, các tạp chất còn sót lại có thể được loại bỏ bằng cách thêm các chất trợ dung (flux) để tạo xỉ (slag), lớp xỉ này sẽ nổi lên trên bề mặt kim loại nóng chảy và được gạt bỏ.
IV. Tinh luyện và Đúc (Refining and Casting):
- Tinh luyện: Kim loại nóng chảy có thể được tinh luyện để loại bỏ các tạp chất còn lại và điều chỉnh thành phần hóa học theo yêu cầu của sản phẩm cuối cùng. Các phương pháp tinh luyện bao gồm thổi khí (oxy, argon), thêm các chất phản ứng hóa học.
- Đúc: Kim loại nóng chảy sau khi tinh luyện được đổ vào các khuôn đúc để tạo thành các sản phẩm bán thành phẩm có hình dạng tiêu chuẩn, chẳng hạn như thỏi (ingot), phôi (billet, bloom, slab), hoặc các hình dạng khác tùy thuộc vào mục đích sử dụng tiếp theo.
V. Gia công và Sản xuất (Fabrication and Manufacturing):
- Các sản phẩm bán thành phẩm từ kim loại tái chế (thỏi, phôi) được chuyển đến các nhà máy sản xuất để trải qua các quá trình gia công tiếp theo như cán, kéo, rèn, dập, cắt, gọt để tạo ra các sản phẩm kim loại hoàn chỉnh phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau (xây dựng, ô tô, điện tử, đồ gia dụng, v.v.).