Đồng tái chế: từ dây điện cũ tới dây điện mới đạt chuẩn ra sao

Dây điện cũ là một trong những nguồn đồng tái chế quan trọng nhất: vỏ nhựa được bóc bằng máy tuốt hoặc máy nghiền – tách hạt, lõi đồng sạch được nấu lại, và qua điện phân, đồng tái chế đạt độ tinh khiết khoảng 99,99%, ngang đồng từ quặng, đủ chuẩn kéo thành dây điện mới. Đồng được thu gom kỹ vì nó giữ giá trị cao, dẫn điện tốt chỉ sau bạc, và không mất tính chất khi nấu lại. Cách làm sai phổ biến nhất là đốt vỏ dây để lấy đồng: vừa sinh khói độc, vừa làm đồng bị ôxy hoá và mất giá.

Vì sao đồng được thu gom kỹ đến vậy?

Có ba lý do chính khiến đồng phế liệu hiếm khi bị vứt bỏ:

• Giá trị cao: đồng là kim loại màu thông dụng có giá trị cao hơn nhiều so với sắt, nhôm, nên đáng công tháo gỡ từng đoạn dây.
• Dễ nhận: màu đỏ cam đặc trưng, ai cũng nhận ra khi bóc vỏ.
• Tái chế gần như không giới hạn: đồng nấu lại và tinh luyện điện phân trở về độ tinh khiết như đồng mới.

Mặt trái của giá trị cao là nạn trộm cắp cáp điện, cáp viễn thông, dây tiếp địa ở nhiều nơi trên thế giới, gây mất điện, mất liên lạc và nguy hiểm tính mạng cho chính người trộm. Đây là lý do nhiều nước siết quy định về mua bán đồng phế liệu, yêu cầu ghi nhận nguồn gốc.

Dây điện cũ được bóc vỏ thế nào?

Có hai cách chính, chọn theo cỡ dây:

Tuốt vỏ cơ học

Với cáp to (cáp điện lực, cáp ngầm), máy tuốt rạch dọc vỏ nhựa rồi tách lõi đồng ra nguyên sợi. Lõi đồng sạch, sáng bóng là loại phế liệu đồng chất lượng cao nhất, có thể nấu lại trực tiếp mà gần như không cần tinh luyện thêm.

Nghiền – tách hạt

Với dây nhỏ, dây rối, dây điện ô tô, dây trong thiết bị, việc tuốt từng sợi tốn công. Người ta dùng dây chuyền nghiền – tách hạt:

1. Dây được cắt thành đoạn ngắn rồi nghiền nhỏ thành hạt cỡ vài milimét.
2. Hỗn hợp hạt đồng và hạt nhựa đi qua bàn tuyển rung có thổi khí: hạt đồng nặng di chuyển về một phía, hạt nhựa nhẹ trôi về phía kia.
3. Thu được "hạt đồng" sạch và hạt nhựa có thể tái chế tiếp.

Cả hai cách đều không đốt, không sinh khói, và giữ được đồng ở trạng thái sạch nhất.

Vì sao không nên đốt vỏ dây để lấy đồng?

Đốt dây điện là cách làm thủ công phổ biến vì nhanh, không cần máy. Nhưng nó gây hại theo nhiều cách:

Nhiều quốc gia cấm đốt dây cáp ngoài trời. Ở Việt Nam, đốt chất thải ngoài trời gây ô nhiễm là hành vi bị xử lý theo quy định về bảo vệ môi trường.

Đồng tái chế đạt độ tinh khiết bao nhiêu?

Đồng phế liệu được chia theo chất lượng, và mỗi loại đi một đường khác nhau:

• Đồng sáng loại một: lõi dây sạch, không mạ, không ôxy hoá. Có thể nấu lại trực tiếp ở nhà máy đúc cán đồng, ra đồng gần như tinh khiết như ban đầu.
• Đồng loại hai: có mạ thiếc, dính sơn, ôxy hoá nhẹ, ống đồng có hàn. Cần tinh luyện lửa để đốt bớt tạp chất.
• Đồng hợp kim và đồng lẫn: đồng thau, đồng thiếc, linh kiện. Hoặc nấu lại thành hợp kim cùng loại, hoặc đưa về nhà máy luyện đồng để tinh luyện.

Tinh luyện lửa và điện phân

Đồng nóng chảy ở khoảng 1.085 °C. Trong lò tinh luyện lửa, đồng lỏng được thổi khí để ôxy hoá tạp chất như sắt, kẽm, chì, lưu huỳnh đi vào xỉ, rồi khử bớt ôxy dư, đúc thành tấm anốt.

Tấm anốt được treo trong bể dung dịch đồng sunfat cùng tấm catốt mỏng. Khi có dòng điện, đồng tan khỏi anốt và bám lên catốt thành lớp đồng tinh khiết, thường khoảng 99,99%. Tạp chất không tan rơi xuống đáy bể thành bùn anốt, nơi có thể chứa bạc, vàng và các kim loại khác. Catốt đồng từ phế liệu và từ quặng sau điện phân là như nhau, không phân biệt được.

Từ catốt đồng tới dây điện mới diễn ra thế nào?

Catốt đồng được nấu chảy trong lò đứng hoặc lò cảm ứng, đúc liên tục rồi cán ngay thành dây đồng tròn cỡ khoảng 8 mm (gọi là đồng thanh tròn cuộn). Từ đó, nhà máy dây cáp kéo qua nhiều khuôn kéo nhỏ dần, ủ mềm, xoắn sợi, bọc cách điện thành dây điện các cỡ.

Dây điện dân dụng đòi đồng có độ dẫn điện cao, nên tạp chất phải rất thấp: chỉ một lượng nhỏ phốt pho, sắt, asen cũng làm độ dẫn điện giảm rõ. Đó là lý do đồng tái chế muốn quay lại làm dây điện phải qua điện phân, hoặc phải là phế liệu sạch loại một.

Đồng tái chế chiếm bao nhiêu trong nguồn cung đồng?

Theo các tổ chức ngành đồng quốc tế, đồng tái chế đóng góp khoảng một phần ba nguồn cung đồng toàn cầu mỗi năm, tính cả phế liệu từ nhà máy và phế liệu sau sử dụng. Tỷ lệ này khó tăng nhanh vì phần lớn đồng đang nằm trong công trình, lưới điện, máy móc còn dùng hàng chục năm. Trong khi đó, nhu cầu đồng tăng vì xe điện, năng lượng tái tạo, lưới điện mới đều dùng nhiều đồng.

Số liệu cụ thể từng năm có thể tra trong báo cáo của Nhóm Nghiên cứu Đồng Quốc tế (ICSG) và Cục Địa chất Hoa Kỳ (USGS).

Ngoài dây điện, đồng phế liệu còn đến từ đâu?

Dây điện chỉ là một nguồn. Đồng phế liệu còn đến từ nhiều thứ quen thuộc khác, mỗi loại cần cách xử lý riêng:

• Ống đồng điều hoà, tủ lạnh: đồng khá sạch nhưng thường dính mối hàn bạc hoặc hàn thiếc, có khi còn dầu máy nén. Môi chất lạnh phải được thu hồi bằng thiết bị chuyên dụng trước khi cắt ống.
• Cuộn dây mô-tơ, máy biến áp: dây đồng phủ lớp sơn cách điện mỏng (dây êmay), quấn quanh lõi thép kỹ thuật điện. Phải tách lõi thép ra, còn lớp sơn được xử lý trong lò có kiểm soát khí thải.
• Tản nhiệt két nước, dàn ngưng: đồng ghép nhôm hoặc đồng thau, cần tách theo từng kim loại.
• Phế liệu nhà máy: đầu mẩu, phoi, dây hỏng trong quá trình kéo, thường sạch nhất và quay về lò nấu ngay trong nhà máy.

Dù đến từ đâu, nguyên tắc chung vẫn là: tách sạch, không đốt, để đồng vào đúng dòng phế liệu của nó.

Góc nhìn hôm nay: giữ đồng trong vòng tuần hoàn

Khi sửa nhà, thay dây điện, hãy giữ dây cũ nguyên vẹn, không đốt, và bán cho cơ sở thu mua có máy tuốt hoặc máy tách hạt. Tách riêng dây đồng với dây nhôm (cáp nhôm vặn xoắn ngoài trời, một số dây đời cũ). Không tự tháo dây đang có điện, không lấy cáp, dây tiếp địa ở công trình công cộng.

Người muốn hiểu thêm về đồng có thể đọc bài về đồng trong danh mục "Kim loại quanh ta" của wiki này, chương tinh luyện điện phân trong sách giáo khoa Hoá học 12, và báo cáo thường niên của ICSG về thị trường đồng.