スクラップメタルの無限の命：持続可能なリサイクルソリューション

選別済みスクラップメタルが埋立地に捨てられない理由

スクラップメタルは金属加工の初期から回収・再利用されてきました。環境的にも経済的にも、金属リサイクルは極めて効果的です。鋼、鉄、アルミニウム、銅などの金属は、繰り返し溶解・鋳造しても金属特性が劣化しないため、無限回リサイクル可能です。プラスチックやガラスのリサイクルがはるかに困難な中、リサイクル金属が多くの金属加工の伝統的基盤であることを忘れてはなりません。

金属リサイクル業界は、廃棄物となった物体から金属を回収し、スクラップメタルが埋立地に行かないよう専門的に取り組んでいます。代わりに、新製品の原材料へと変換されます。

鋳造所は、持続可能でコスト効率の良い原材料源として金属リサイクルに依存しています。米国鋳造協会（AFS）によると、リサイクル材料なしでは鋳造価格が20〜40%上昇するとされています。

スクラップメタルの種類

米国鉄鋼協会（AISI）により、スクラップメタルは主に3カテゴリーに分類されます。

自家発生スクラップ（ホームスクラップ）

工場や鋳造所の生産工程で発生するトリミング屑、銑鉄塊、不合格品を指します。このタイプのスクラップは化学的特性が既知で、他の原材料と容易に混合・再処理が可能です。

工場発生スクラップ（プロンプトスクラップ）

金属製品の製造工程で発生するスクラップです。ホームスクラップと同様、化学的特性が既知で、速やかに工場へ戻され再処理されます。

市中スクラップ（オブソリートスクラップ）

使用済み自動車、家電、農機具、構造用金属、船舶などから回収されます。市中スクラップの化学的特性は largely unknown（ほぼ不明）です。素材が数十年使用されていたり、以前にリサイクルされて他材料と混合されていたりするためです。市中スクラップは選別・処理を経てから使用可能になります。

金属の分離

スクラップメタルリサイクル業界は、未処理の市中スクラップと工場発生スクラップを商品グレード材料へ精製します。スクラップメタルディーラー、自動車解体場、産業メーカーから回収された市中スクラップは、通常大規模リサイクル施設へ送られ処理されます。リサイクル施設到着後、スクラップメタルは放射線スクリーニングを受け、投入コンベアに載せられ、拳大の破片にシュレッダーで破砕されます。

その後、スクラップメタルを鉄系、非鉄系、非金属材料に分離する必要があります。このプロセスにはスクラップを小片に破砕し、効率的かつ完全に分離することが必要です。過大スクラップ（破砕不能な大型スクラップ）は手作業でサイズ調整・選別されます。スクラップリサイクル産業協会（ISRI）は、スクラップ商品の標準規格を策定し、買い手と売り手が処理済み金属スクラップを正確に評価できるよう支援しています。

鉄系金属

鉄系金属合金は鉄を含みます。一般的な鉄系合金には鋼、可鍛鋳鉄、普通鋳鉄があります。鉄には磁性があるため、磁力吸引で鉄系合金を識別するのが一般的です。鉄系スクラップは通常、電磁石で非鉄系材料から分離されます。

鉄系スクラップは製鋼所と鋳造所の鋳鉄・鋳鋼製品で広く使用されます。鋼回収・リサイクル率報告書によると、鉄と鋼は米国および世界全体で消費される全金属質量の約90%を占めます。鋼の高い消費率により、経済的にリサイクルが成立し、結果として鋼は世界で最もリサイクルされている材料です。

非鉄系金属

鉄を含まない金属を非鉄系と呼びます。銅系合金などの非鉄系合金は非磁性で耐食性があります。また非金属材料より重いという特性があり、これは分離プロセスで重要な要素です。強力な真空やサイクロンセパレーターで小さな非金属片を効果的に吸い取り、非鉄系合金を残留させます。磁選ドラムやサイクロンで正しく分離できなかった問題片は、有人「ハンドピック」ラインで回収されます。この時点で鉄系金属は圧縮梱包され製鋼所と鋳造所へ出荷され、残りの材料は非鉄系分離プロセスへ進みます。

非鉄系分離では、渦電流選別、誘導選別、追加ハンドピックを用いて、アルミニウムと銅を中心にさまざまな合金を選別します。いわゆる「特殊金属」と呼ばれる一部非鉄系金属は、微量使用やコンピュータチップ等の複雑用途が多いため、滅多にリサイクルされません。その価値と相対的量では、分離・リサイクルコストを正当化できないためです。

非金属材料

分離プロセス末端で残った非金属材料は埋立地へ送られます。金属リサイクル業界は、これらの材料をより効率的に分離・活用する新たな方法を見つけ、廃棄物削減に取り組んでいます。

精製と純化

分離後、スクラップメタルは二次精製を受けます。リサイクル施設では市中スクラップを大まかなカテゴリーに分類しますが、正確な化学的特性は謎のままです。既知の仕様を満たす使用可能な原材料になるには、スクラップを純化する必要があります。

類似特性のスクラップ片を大型炉に投入し、当該金属に適した溶解温度まで加熱します。精製プロセスではスラグが形成され、溶湯表面に浮上します。スラグは精製時に金属から分離される石状の廃棄物です。溶湯を試験し、所望の品質基準を満たすまでさらに精製します。タップアウトと湯注ぎ直前、スラグと酸化不純物を除去して金属を純化します。溶湯が必要な特性を達成したら、冷却容器、インゴット型、または直接型へ注いで凝固させます。

製造

スクラップメタルは世界中の工場と鋳造所へ出荷されます。年間数億トンのスクラップメタルが消費され、新製品へ変換されて新たなサイクルが始まります。

鋳造所は、バージンメタルサプライヤーよりもスクラップヤードと回収デポから多くの原材料を調達しています。AFSによると、鉄系鋳造業者は30〜50%を社内スクラップ、40〜50%を外部スクラップ源から調達しています。これにはリサイクル自動車、家電、他製造工程からのスクラップ鋼が含まれます。これらの数字は、金属業界における金属リサイクルへの驚異的なコミットメントを示しています。

スクラップメタルリサイクル

市中スクラップメタルは使用済み自動車、家電、船舶などから発生します。動画で自動車業界由来の市中金属を専門とするリサイクル施設をご覧ください。

持続可能性

スクラップメタルリサイクルは金属生産の環境影響を低減します。2016年、国際リサイクル連盟（BIR）は、製鋼原料として使用された市中スクラップ鋼が2億3500万トンに達したと報告しました。これは埋立地に行かなかった2億3500万トンの廃棄物です。

金属リサイクルプロセスは、新規金属合金製造より少ない排出ガスで、著しく少ないエネルギーで済みます。ISRIの鉄鋼ファクトシートによると、鋼リサイクルには鉄鉱石からの製鋼より56%少ないエネルギーで済みます。さらに、バージン材料ではなく鉄系スクラップを鉄鋼生産に使用することで、CO2排出量を最大58%削減できます。

リサイクル金属が市場で入手可能になると、バージン鉱石採掘の需要が減少します。金属リサイクルは廃棄物を有用な資源に変え、エネルギーを節約し、採掘活動とそれに伴う環境影響を減らします。

情報源

• Steelworks「鋼リサイクル」
• Institute for Scrap Recycling Industries「鉄系スクラップ」