آن‌چه روزگاری با نام ضایعات شناخته می‌شد، امروزه در چرخه‌ی بازیافت صنعتی، جایگاه ویژه‌ای دارد. یکی از مهم‌ترین نمونه‌های پسماند در صنعت فولاد، موادی به نام «خرسک» و «شلاکه آهن» است. این دو، در ظاهر، ضایعاتی حاصل از فرآیند ذوب و تولید فلزات به ویژه آهن و فولاد هستند، اما در حقیقت، منابعی بالقوه برای بازیافت و بهره‌برداری مجدد به‌شمار می‌روند. در این مقاله از فولادینو، به‌صورتی جامع و دقیق به معرفی، بررسی، مقایسه، کاربرد، نحوه‌ی تولید و بازیافت خرسک و شلاکه می‌پردازیم. همچنین، قیمت روز و جایگاه این مواد را در اقتصاد چرخشی بررسی می‌کنیم.
فهرست این مطلب
خرسک چیست؟ (iron skull scrap)
خرسک، یکی از پسماندهای حاصل از فرآیند ذوب آهن و فولاد است. به‌طور دقیق، خرسک، توده‌ای از آهن است که در اثر تماس با دیواره‌ی کوره یا کف آن به وجود می‌آید. این ماده معمولاً در مراحل نهایی ذوب و تخلیه‌ی فلز مذاب، و در نتیجه‌ی سرد شدن ناگهانی باقی‌مانده‌ی آهن تشکیل می‌شود. خرسک، معمولاً حاوی درصد بالایی از آهن است (حتی گاهی بالای ۹۰٪)، اما به دلیل شکل نامنظم و ناخالصی‌های همراه، مستقیماً قابل استفاده در تولید محصول نهایی نیست. از این‌رو، به‌عنوان ضایعه‌ی ارزشمند به واحدهای فرآوری ثانویه یا بازیافت انتقال داده می‌شود.
ویژگی‌های خرسک:
- رنگ خاکستری یا سیاه
- ساختار توده‌ای و ناهمگن
- درصد بالای آهن
بیشتر بخوانید: ضایعات چیست و به چند دسته تقسیم می‌شوند؟
شلاکه آهن چیست؟ (Slag)
شلاکه یا همان سرباره آهن، برخلاف خرسک، پسماندی سرباره‌ای شکل است که در اثر واکنش‌های شیمیایی، بین ناخالصی‌های سنگ‌آهن و مواد افزودنی مانند آهک و اکسیژن، به‌وجود می‌آید. شلاکه ترکیبی از سیلیکات، آلومینات، اکسیدهای منیزیم و کلسیم و سایر مواد معدنی است که به‌صورت مذاب روی سطح آهن مذاب شناور می‌شود و پس از سرد شدن، به‌شکل جامد در می‌آید.
ویژگی‌های شلاکه:
- رنگ سبز یا خاکستری مایل به سبز
- چگالی کمتر از خرسک
- ساختار اسفنجی یا کریستالی
- درصد ناچیز آهن
شلاکه بسته به نوع کوره (بلند یا قوس الکتریکی)، مواد اولیه و نوع فولاد تولید شده، ویژگی‌های متفاوتی دارد. درصد آهن آن پایین است، اما در صنایع دیگر (مثلاً سیمان)، کاربرد دارد.
تفاوت خرسک و شلاکه
در این بخش به مقایسه دقیق این دو ماده می‌پردازیم؛ چراکه در ظاهر ممکن است مشابه به‌نظر برسند، اما ماهیت، کاربرد و ارزش آن‌ها بسیار متفاوت است.
| ماهیت | موارد استفاده | درصد آهن | قیمت | |
| خرسک | توده‌ی فلزی سرد شده | بازیافت در صنعت فولاد | درصد بالا | بالا |
| شلاکه | سرباره‌ی معدنی | مصالح ساختمانی و راه‌سازی | محتوای ناچیز | متوسط |
کاربردهای خرسک و شلاکه آهن
صنایع مختلف چگونه از این مواد استفاده می‌کنند؛ گاهی برای بازیافت فلز، گاهی برای ساخت‌وساز و حتی در کشاورزی از این پسماندهای باارزش استفاده می‌شود:
کاربردهای خرسک
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خرسک، بسته به نوع فولاد و فرآیند تولید، متفاوت است. بااین‌حال، بسیاری از واحدهای صنعتی آن را به‌عنوان ماده اولیه برای بازیافت یا ساخت برخی مصالح مورد استفاده قرار می‌دهند.
- بازیابی آهن و فولاد: از خرسک به‌عنوان ماده‌ی اولیه در کارخانه‌های احیای مجدد آهن استفاده می‌شود.
- مصارف ریخته‌گری: برخی واحدهای ریخته‌گری، خرسک را در فرآیند ذوب مجدد به کار می‌برند.
- تولید آهن اسفنجی: در صورت دارا بودن درصد مناسب از آهن، خرسک می‌تواند در کوره‌های احیای مستقیم به کار رود.
کاربردهای شلاکه
شلاکه آهن نه‌تنها مزاحم و دورریختنی نیست، بلکه به‌واسطه خواص فیزیکی و معدنی خود، در صنایعی همچون تولید سیمان، جاده‌سازی، کشاورزی، و صنایع ساختمانی کاربرد فراوانی دارد.
- تولید سیمان: شلاکه آسیاب‌شده، در تولید سیمان پوزولانی استفاده می‌شود.
- مصالح راه‌سازی: شلاکه در ساخت بستر جاده، پرکننده‌ی فضاهای خالی و اصلاح جاده مصرف می‌شود.
- کشاورزی: برخی از انواع شلاکه، به‌دلیل وجود مواد معدنی، برای بهبود کیفیت خاک به‌کار می‌روند.
- عایق صوتی و حرارتی: ساخت آجر و بلوک‌های سبک.
نحوه تولید و روش‌های بازیافت
هنگام تولید فولاد، مثل هر محصول دیگری، ضایعاتی به جا می ماند. این ضایعات در گذشته، به دغدغه بزرگی تبدیل شده بودند. به همین خاطر آن ها را دوباره ذوب و به خط تولید باز گرداندند. ببینیم فرآیند شکل‌گیری این مواد و بازیافت فلزات چگونه است:
تولید خرسک و مراحل بازیافت
خرسک، عمدتاً از سرد شدن آهن مذابی که در تماس با دیواره یا کف کوره‌ها باقی‌مانده تشکیل می‌شود. پروسه سرد شدن، به‌طور طبیعی یا با استفاده از پاشیدن آب سرد، صورت می‌گیرد. مراحل بازیافت خرسک نیز به این صورت است:
1. خردایش مکانیکی: ابتدا خرسک به تکه‌های کوچک‌تر خرد می‌شود.
2. جداسازی مغناطیسی: بخش‌های فلزی توسط آهنربا جدا می‌شود.
3. ارسال به کوره‌های احیا یا ذوب مجدد: بخش‌های جدا شده برای ذوب مجدد به کوره ارسال می‌شود.
تولید شلاکه و مراحل بازیافت
شلاکه، حاصل واکنش ترکیبات آهکی و ناخالصی‌ها با اکسیژن، حین ذوب آهن است. پس از ذوب، این مواد روی سطح مذاب شناور شده، به‌صورت جداگانه تخلیه و در محوطه‌هایی به‌نام حوضچه‌ی سرباره سرد می‌شوند. مراحل بازیافت شلاکه آهن نیز به این صورت است:
1. خردایش: شلاکه به ذرات ریزتری شکسته می‌شود.
2. سرند کردن: مواد قابل‌استفاده جدا می‌شوند.
2. جداسازی فلزات احتمالی
3. آسیاب
4. تبدیل به پودر جهت مصرف در سیمان یا دیگر صنایع
قیمت روز شلاکه آهن و خرسک
قیمت خرسک و شلاکه، بسته به عوامل زیر متفاوت است:
- درصد فلز موجود (به‌ویژه در خرسک)
- محل تحویل یا بارگیری
- اندازه و دانه‌بندی
- تقاضای بازار؛ در صنایع بازیافتی یا راه‌سازی
میانگین قیمت این محصولات در زمان نگارش به این صورت است که، قیمت خرسک آهن بین ۵ تا ۱۵ هزار تومان به ازای هر کیلوگرم (بسته به درصد آهن) و قیمت شلاکه آهن بین ۸۰۰ تا ۲۵۰۰ تومان به ازای هر کیلوگرم. ذکر این نکته حائز اهمیت است که قیمت‌ها دائماً تحت‌تأثیر نوسانات بازار آهن، قیمت انرژی، سیاست‌های صادراتی و حجم پروژه‌های عمرانی قرار می‌گیرند.
اهمیت بازیافت خرسک و شلاکه
استفاده‌ی مجدد از این پسماندها، نمادی از اقتصاد چرخشی است؛ وقتی هر ضایعه، تبدیل به منبعی نو می‌شود. بازیافت و بازگشت این پسماندها به چرخه‌ی تولید، فواید زیر را دارد:
- کاهش مصرف منابع طبیعی
- صرفه‌جویی ارزی در واردات مواد اولیه
- ایجاد اشتغال در بخش بازیافت
- کاهش آلایندگی محیط‌زیست
چالش‌های زیست‌محیطی خرسک و شلاکه
اگرچه این مواد، کاربردهای زیادی دارند، اما نگهداری غیراصولی آن‌ها می‌تواند باعث آلودگی خاک، منابع آب و هوا شود. به همین دلیل، بسیاری از کشورها استانداردهای سخت‌گیرانه‌ای برای انباشت و فرآوری این مواد تدوین کرده‌اند. خرسک و شلاکه آهن، اگرچه در نگاه نخست، ضایعات صنایع فولاد هستند، اما در واقع، ثروتی خاموش برای توسعه‌ی پایدار و بهره‌برداری ثانویه محسوب می‌شوند. خرسک، با محتوای بالای آهن، ماده‌ای با ارزش برای بازیافت فلزات است؛ و شلاکه، با خاصیت‌های فیزیکی و شیمیایی خود، در ساخت‌وساز و صنعت سیمان جایگاه ویژه خود را دارد.
درک صحیح از تفاوت‌ها، ارزش‌ها و کاربردهای این دو ماده، راه را برای استفاده‌ی هوشمندانه‌تر از منابع و کاهش پسماندهای صنعتی باز می‌کند. آینده‌ی فولاد، با شناخت و استفاده‌ی درستِ خرسک و شلاکه، مطمئن‌تر خواهد بود.