스크랩 금속의 끝없는 삶: 지속가능한 재활용 솔루션

분류된 스크랩 금속이 매립지에 버려지지 않는 이유

스크랩 금속은 금속 가공 초기부터 회수·재사용되어 왔습니다. 환경적·경제적 관점 모두에서 금속 재활용은 극도로 효과적입니다. 강철, 철, 알루미늄, 구리 같은 금속은 반복적 용해와 주조로 금속 특성이 저하되지 않아 무한히 재활용 가능합니다. 플라스틱과 유리 재활용이 훨씬 어려운 점을 감안하면, 재활용 금속이 많은 금속 가공의 전통적 기반임을 기억해야 합니다.

금속 재활용 산업은 폐기된 물체에서 금속을 회수해 스크랩 금속이 매립지로 가지 않게 전문화되어 있습니다. 대신 신제품 원자재로 전환됩니다.

주조소는 지속가능하고 비용 효율적인 원자재 공급원으로 금속 재활용에 의존합니다. 미국주조학회(AFS)에 따르면 재활용 소재 없으면 주조 비용이 20~40% 증가합니다.

스크랩 금속 유형

미국철강협회(AISI)가 설명하는 스크랩 금속 세 주요 범주:

홈 스크랩(Home Scrap)

홈 스크랩은 제강소나 주조소 생산 중 발생하는 트리밍, 주괴화 금속, 불합격품. 이 스크랩은 화학적 특성이 알려져 있으며 다른 원자재와 쉽게 결합해 현장에서 재처리 가능.

프롬프트 스크랩(Prompt Scrap)

프롬프트 스크랩은 금속 제품 제조 중 발생. 홈 스크랩처럼 화학적 특성 알려져 있고 빠르게 제강소로 반환돼 재처리.

구형 스크랩(Obsolete Scrap)

구형 스크랩은 수명 다한 자동차, 가전제품, 농기계, 구조용 금속, 선박 등에서 회수. 구형 스크랩 화학적 특성은 대체로 미지수. 소재가 수십 년 사용되었거나 이전에 재활용되며 다른 소재와 혼합되었을 수 있음. 사용 전 선별·가공 필요.

금속 분리

스크랩 금속 재활용 산업은 미가공 구형·프롬프트 스크랩을 상품 등급 소재로 정제합니다. 스크랩 딜러, 자동차 폐차장, 산업 제조사에서 수집된 구형 스크랩은 대형 재활용 시설로 보내져 처리됩니다. 재활용 시설 도착 시 방사선 선별, 인피드 컨베이어 적재, 주먹 크기 조각으로 파쇄.

스크랩 금속을 철계, 비철계, 비금속으로 분리해야 합니다. 이 과정은 스크랩을 작은 조각으로 파쇄해 효율적·완전한 분리가 가능하게 합니다. 과대 스크랩(파쇄 불가능한 큰 조각)은 수동으로 크기 조정·선별. 스크랩 재활용 산업 협회(ISRI)는 구매자와 판매자가 가공 스크랩을 정확하게 평가하도록 표준 사양 개발.

철계 금속(Ferrous Metals)

철계 합금은 철 함유. 일반적인 철계 합금: 강철, 가단 철, 회주철. 철은 자성 있으므로 자석 흡착으로 철계 합금 식별 일반적. 철계 스크랩은 전자석으로 비철계 물질과 분리.

철계 스크랩은 제강소와 주조소의 주철·주강 제품에 널리 사용. 철강 회수·재활용율 보고서에 따르면 철과 강철은 미국과 전 세계에서 소비되는 전체 금속 질량의 약 90% 차지. 높은 강철 소비율로 경제적 재활용 가능. 결과적으로 강철은 세계에서 가장 많이 재활용되는 소재.

비철계 금속(Non-ferrous Metals)

철을 함유하지 않은 모든 금속을 비철계라 함. 구리계 합금 등 비철 합금은 비자성이며 내식성. 비금속 금속보다 무거움: 분리 공정 중요 요소. 강력한 진공이나 사이클론으로 작은 비금속 조각을 효과적으로 빨아들이고 비철 합금은 남겨둠. 자석 드럼이나 사이클론으로 올바르게 분리되지 않은 문제 조각은 사람이 직접 선별하는 '핸드픽' 라인에서 회수. 이 시점에서 철계 금속은 압축돼 제강소와 주조소로 출하, 나머지 물질은 비철 분리 공정으로 이동.

비철 분리는 와전류, 유도 선별, 추가 핸드픽으로 알루미늄과 구리 위주 다양한 합금 선별. 일부 비철 금속은 '특수 금속(specialty metals)'이라 불리며 극소량 사용이나 컴퓨터 칩 등 복잡한 용도로 쓰여 재활용 드묾. 가치와 상대적 양이 분리·재활용 비용을 정당화하지 못함.

비금속 물질(Non-metallic Material)

분리 공정 마지막에 남은 비금속 물질은 매립지로 갑니다. 금속 재활용 산업은 이 물질들을 더 효율적으로 분리·활용해 폐기물 줄이는 새 방법 모색 중.

정제와 정련

분리 후 스크랩 금속은 2차 정련 거침. 재활용 시설은 구형 스크랩을 대략적 범주로 분류하나 정확한 화학적 특성은 미지수. 사용 가능한 원자재가 되려면 알려진 사양 충족 수준까지 정제 필요.

유사 특성 스크랩 조각들을 대형 용해로에 넣고 금속에 적합한 용해 온도로 가열. 정련 공정에서 슬래그가 용융 금속 표면으로 뜹니다. 슬래그는 정련 중 금속에서 분리된 돌 같은 폐기물. 용융 금속 테스트 후 원하는 품질 기준 충족까지 추가 정련. 탭아웃(tap out)과 주입 직전 슬래그와 산화 불순물 제거해 금속 정화. 용융 금속이 필요 특성 달성하면 냉각 용기, 주괴 다이, 또는 직접 몰드에 부어 고체화.

제조

스크랩 금속은 전 세계 제강소와 주조소로 출하. 연간 수억 톤 스크랩 금속 소비되며 새로운 제품으로 변환돼 새 사이클 시작.

주조소는 원자재를 버진 메탈 공급처보다 스크랩 야드와 수거 창고에서 더 많이 조달. AFS에 따르면 철계 주조업체는 내부 스크랩 30~50%, 외부 소스 스크랩 40~50% 사용. 여기에는 재활용 자동차, 가전제품, 타 제조 공정 스크랩 강철 포함. 이 수치는 금속 산업 내 금속 재활용에 대한 놀라운 헌신을 보여줍니다.

스크랩 금속 재활용

구형 스크랩 금속은 수명 다한 자동차, 가전제품, 선박 등에서 나옵니다. 자동차 산업 전문 구형 금속 재활용 시설을 영상으로 확인하세요.

지속가능성

스크랩 금속 재활용은 금속 생산 환경 영향 감소. 2016년 국제재활용협회(BIR) 보고에 따르면 제강 원료로 사용된 구형 강철이 2억 3,500만 톤, 즉 2억 3,500만 톤 폐기물이 매립지 진입 안 함.

금속 재활용 공정은 신규 합금 생산보다 배출량 적고 에너지 훨씬 적게 소모. ISRI 철강 팩트시트에 따르면 강철 재활용은 철광석 제강 대비 56% 에너지 절약. 또한 버진 소재 대신 페로우스 스크랩 사용으로 철강 생산 시 CO2 배출 최대 58% 감소.

재활용 금속이 시장에 공급되면 버진 광석 채굴 수요 감소. 금속 재활용은 폐기물을 유용한 자원으로 전환, 에너지 절약, 채굴 활동 및 환경 영향 감소.

참고문헌

• Steelworks. "Steel recycling".

• Institute for Scrap Recycling Industries. "Ferrous Scrap".