Quali tipi di tecnologie di riciclaggio hanno il maggiore impatto?

Punti chiave

• Il riciclaggio meccanico riutilizza i materiali attraverso processi fisici ma produce sottoprodotti di qualità inferiore. È più economico ma compromette l'integrità dei materiali riciclabili.
• Il riciclaggio chimico scompone i rifiuti in singoli monomeri e accoglie una gamma più ampia di rifiuti. Pirolisi, gassificazione e solvolisi sono tipi di riciclaggio chimico.
• I distributori automatici e i programmi di incentivi incoraggiano il riciclaggio, ma sono limitati dai materiali riciclabili che accettano. Anche la termovalorizzazione e il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio hanno un potenziale.

I tassi di riciclaggio in tutto il mondo si stanno stabilizzando nonostante le organizzazioni no-profit (NPO) e gli ambientalisti abbiano sensibilizzato l’opinione pubblica. Nelle stesse discariche finiscono ancora tipologie diverse di rifiuti. Sebbene diversi fattori contribuiscano a una cattiva gestione dei rifiuti, la colpa è principalmente dei processi di riciclaggio e raccolta incoerenti. Molti paesi utilizzano ancora sistemi economici ma obsoleti.

Quindi, con l’avanzare delle tecnologie di riciclaggio, quali tipi di tecnologie di riciclaggio hanno l’impatto maggiore?

1. Riciclaggio meccanico

Il riciclaggio meccanico riutilizza i materiali raccolti attraverso vari processi fisici, come la triturazione, la fusione e il riformamento. Mantiene la struttura chimica dei materiali riciclabili, il che significa che non è possibile mescolare materiali diversi. Le autorità competenti utilizzano spesso questo processo per riutilizzare carta, vetro, metallo e articoli in plastica.

Molti settori pubblici e privati ​​si affidano ai processi di riciclaggio meccanico perché sono più economici rispetto ad altre tecnologie di riciclaggio. Gli amanti del fai-da-te costruiscono persino installazioni improvvisate che macinano, fondono e modellano materiali riciclabili.

Tuttavia, uno svantaggio del riciclaggio meccanico è che generalmente produce sottoprodotti di qualità inferiore rispetto ad altri sistemi. Processi fisici gravosi compromettono l’integrità strutturale dei materiali riciclabili. Ad esempio, potresti notare che i sacchetti di carta e le bottiglie di plastica realizzate con materiali riciclati al 100% sembrano fragili.

2. Riciclaggio chimico

Il riciclaggio chimico scompone i rifiuti nei suoi elementi costitutivi di base. Produce singoli monomeri e li riutilizza in nuovi prodotti: i materiali riciclabili non mantengono più la loro forma originale. In effetti, adottano uno stato della materia completamente diverso.

Il più grande vantaggio del riciclaggio chimico è che accoglie una gamma molto più ampia di rifiuti. I processi meccanici non possono riciclare oggetti "sporchi". La maggior parte degli impianti di gestione dei rifiuti invia materiali riciclabili corrosi, sporchi o contaminati (ad esempio bottiglie di plastica con residui di succo e confezioni di carne cruda) alle discariche.

IL OCSE riferisce addirittura che solo il 9% dei rifiuti di plastica viene riciclato. Attualmente esistono tre tipi di riciclaggio chimico.

Pirolisi

La pirolisi riscalda i materiali riciclabili in una decomposizione termica ad alta temperatura e senza ossigeno che varia da 752 a 1.472 gradi Fahrenheit. È comune nella gestione di plastiche complesse. Il processo li scompone a livello molecolare e li converte in sottoprodotti di bioolio riciclato, gas di sintesi o carbone. I sottoprodotti della pirolisi hanno quasi la stessa qualità dei materiali vergini. Questo video mostra un'eccellente dimostrazione di come il riciclo chimico, a differenza dei processi meccanici, mantenga la qualità.

IL FHWA afferma che gli automobilisti americani scartano più di 280 milioni di pneumatici ogni anno, ma i produttori non possono utilizzare con noncuranza gomma riciclata sostenibile ma non sicura. Big Atom Tire Recycling risolve questo problema attraverso la pirolisi. Il suo team scompone chimicamente gli pneumatici di scarto in petrolio greggio e plastica, che potrebbero servire come materie prime per pneumatici stradali nuovi di zecca e affidabili.

Gassificazione

La gassificazione è un processo di riciclaggio termochimico che riscalda i materiali riciclabili a una temperatura compresa tra 1.472 e 2.192 gradi Fahrenheit con ossigeno limitato. Decompone la plastica usata, la biomassa e i rifiuti organici. Ma a differenza della pirolisi, questo sistema complesso richiede una temperatura molto più elevata per creare calore, elettricità e gas di sintesi (syngas). La gassificazione rappresenta anche un modo efficiente per generare energia pulita da materiali riciclabili scartati. Il consumo di combustibili fossili diminuirebbe in tutto il mondo se le persone ricavassero energia dai pannelli solari e dai rifiuti riciclati.

Solvolisi

La solvolisi è un processo termochimico a bassa temperatura che dissolve i materiali riciclabili in un solvente speciale a una temperatura compresa tra 212 e 572 gradi Fahrenheit. È un modo efficiente per riciclare poliesteri o poliuretani. Gli impianti di gestione dei rifiuti in genere inviano questi tipi di rifiuti plastici misti alle discariche poiché non possono sopportare il riciclaggio meccanico.

Naturalmente, la solvolisi accoglie anche la biomateria e i rifiuti organici. I sottoprodotti più comuni della solvolisi includono carburante, oligomeri e monomeri. Questi materiali riciclati sono versatili; i produttori possono utilizzarli per produrre prodotti in plastica di qualità, alcol etilico e lubrificanti.

Sebbene la pirolisi, la gassificazione e la solvolisi siano superiori ai sistemi di riciclaggio meccanico, solo pochi impianti di gestione dei rifiuti possono investire in essi. Sfortunatamente, sono costosi da acquistare e mantenere. Potrebbero volerci decenni prima che diventino le tecnologie di riciclaggio standard in tutto il mondo.

3. Distributori automatici inversi

I distributori automatici inversi (RVM) promuovono il riciclaggio incoraggiando le persone a depositare materiali riciclabili (ad esempio contenitori di vetro vuoti, bottiglie di plastica e lattine di alluminio) in cambio di premi. Di solito distribuiscono coupon, carte sconto o contanti. Basta inserire i tuoi rifiuti riciclabili nella macchina, raccogliere i tuoi premi e lei separerà automaticamente i tuoi rifiuti per te. Il limite più grande degli RVM è che sono selettivi con i materiali riciclabili che accettano. Poiché la maggior parte degli impianti di gestione dei rifiuti utilizza ancora processi meccanici, non possono rischiare di ottenere materiali riciclabili contaminati che potrebbero finire in discarica.

I marchi di vendita al dettaglio imitano lo stesso concetto incentivando i consumatori a riciclare articoli specifici. Prendere Il processo di riciclaggio di Apple come esempio. Incoraggia gli utenti a depositare i loro vecchi gadget Apple in cambio di promozioni e sconti speciali.

4. Termovalorizzazione (WtE)

La termovalorizzazione ricicla i rifiuti urbani, industriali e agricoli attraverso una combustione controllata ad alta temperatura. Produce sottoprodotti di energia pulita (ad esempio calore ed elettricità). Su scala più ampia, le tecnologie WtE potrebbero contribuire a rendere le risorse energetiche alternative più ampiamente accessibili.

Sebbene il WtE e la gassificazione seguano lo stesso processo e producano gli stessi sottoprodotti, va notato che utilizzano tecnologie diverse. La gassificazione riscalda i rifiuti in condizioni di ossigeno limitato, mentre il WtE incenerisce direttamente i materiali riciclabili. Inoltre, il WtE non può produrre gas di sintesi.

5. Riciclaggio delle batterie agli ioni di litio

Con la crescente dipendenza della società dai dispositivi elettrici come smartphone, scooter e... auto elettrica, la domanda di batterie agli ioni di litio è in costante aumento.

IEA riferisce che la domanda di veicoli elettrici è aumentata da 330 a 550 GWh nel 2022. E mentre le batterie agli ioni di litio sono probabilmente meno dannose dei combustibili fossili, la loro produzione in serie avvierà inavvertitamente più progetti minerari.

L’approccio migliore è seguire sistemi di riciclaggio più sostenibili. Gli impianti di smaltimento e riciclaggio delle batterie dovrebbero eseguire questi processi in modo che i produttori di batterie agli ioni di litio possano smettere di fare affidamento su materiali vergini.

La pirometallurgia rientra nella pirolisi. Implica il riscaldamento delle batterie riciclate in spazi controllati, ad alta temperatura con poco o nessun ossigeno. Gli impianti di riciclaggio possono estrarre vari metalli terrosi dopo la decomposizione. Lo svantaggio principale della pirometallurgia è che emette ossido di azoto e zolfo durante il processo di riscaldamento e le strutture dovrebbero controllare queste emissioni.

L'idrometallurgia è l'opposto della pirometallurgia. È un processo a bassa temperatura che dissolve le batterie riciclate in una soluzione speciale. Gli impianti di riciclaggio estraggono anche i metalli terrosi dopo la decomposizione. Il problema più grande con l’idrometallurgia è che produce acque reflue, che le strutture devono smaltire in modo sicuro e attento.

Riciclaggio diretto

Il riciclaggio diretto è un processo meccanico in cui le batterie scariche vengono riciclate e rigenerate. È un sistema economico e accessibile. Tieni presente che le batterie ricondizionate non sono più adatte alla funzione prevista originariamente: puoi utilizzarle solo come fonte di alimentazione di riserva.

Fai la tua parte sapere come smaltire le batterie scariche. C&EN riferisce che solo il 5% delle batterie agli ioni di litio viene riciclato perché consumatori e produttori seguono metodi di smaltimento poco attenti.

I progressi tecnologici continueranno a razionalizzare i sistemi di riciclaggio

I tassi di riciclaggio in tutto il mondo non miglioreranno dall’oggi al domani. Le famiglie, gli enti privati, le organizzazioni non profit e gli enti governativi devono lavorare per utilizzare tecnologie di riciclaggio efficienti e provare a integrarle nelle politiche locali di gestione dei rifiuti. Troppi sistemi di smistamento avanzati sono ancora sottoutilizzati. Basta notare che sistemi di riciclaggio efficienti non fanno altro che mitigare i danni del crescente problema dei rifiuti nella società. Tutti dovrebbero comunque concentrarsi sull’eliminazione dei prodotti di plastica monouso.