يُعد الزنك من أهم المعادن غير الحديدية المتداولة عالميًا، ويدخل في مجموعة واسعة من الصناعات، من بينها الإنشاءات والتصنيع والهندسة وحماية المعادن من التآكل. ويرمز إليه كيميائيًا بـ Zn ويحمل العدد الذري 30.

ولا تقتصر القيمة التجارية للزنك على المعدن النقي فقط؛ إذ يوجد في العديد من الصور والمنتجات، مثل سبائك الزنك، وسبائك زاماك، وألواح الزنك، ومخلفات عمليات الصب، والأنودات المستهلكة، وكذلك الصلب المجلفن والمخلفات الناتجة عن عمليات الجلفنة.

وتختلف القيمة الاقتصادية ومسارات إعادة التدوير باختلاف نوع المادة ونسبة الزنك ونظافتها ودرجة التلوث وطريقة المعالجة المطلوبة.

شراء وبيع الزنك والخردة

يعتمد تداول خردة الزنك بصورة أساسية على تحديد نوع المادة ومواصفاتها بدقة، وليس الاكتفاء بوصفها بأنها "خردة معادن".

ويحتاج المشتري عادةً إلى معرفة:

نوع المادة ودرجة السبيكة.
الكمية المتاحة.
نسبة الزنك أو نتيجة التحليل الكيميائي.
الحالة الفيزيائية للمادة.
مستوى التلوث والمواد الغريبة.
موقع الخردة.
طريقة التعبئة والتحميل.
ما إذا كان التوريد لمرة واحدة أو بصورة دورية.

وتزداد فرص الحصول على سعر تنافسي عندما تكون الخردة نظيفة ومفروزة ومصحوبة بمعلومات واضحة عن مصدرها وتركيبها.

سبائك الزنك

سبائك الزنك هي مواد معدنية يتم فيها دمج الزنك مع عناصر أخرى مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس بهدف تحسين القوة والصلابة وقابلية الصب والاستقرار في الأبعاد ومقاومة التآكل.

ومن أشهر عائلات سبائك الزنك المستخدمة صناعيًا:

ZAMAK.
ZA-8.
ZA-12.
ZA-27.

كما يدخل الزنك في تكوين النحاس الأصفر، إلا أن النحاس الأصفر يُعامل تجاريًا باعتباره سبيكة من النحاس والزنك، وليس خردة زنك خالصة.

لذلك فإن فصل أنواع السبائك المختلفة يساهم في رفع قيمتها وتحسين إمكانية إعادة استخدامها كمادة خام ثانوية.

زاماك ZAMAK

زاماك هي مجموعة من سبائك الزنك المستخدمة بصورة واسعة في عمليات الصب بالقوالب. وتتكون بصورة أساسية من الزنك والألومنيوم، مع إضافات محددة من المغنيسيوم والنحاس حسب نوع السبيكة.

ومن أشهر درجات زاماك:

ZAMAK 3: من أكثر الدرجات استخدامًا، وتتميز بقابلية جيدة للصب والثبات في الأبعاد.
ZAMAK 5: تحتوي على نسبة من النحاس، وتتميز بقوة وصلابة أعلى مقارنة بـ ZAMAK 3.
ZAMAK 7: تتميز بسيولة جيدة وتناسب الأجزاء الرقيقة والتفاصيل الدقيقة.

أما سبائك ZA فتحتوي على نسب أعلى من الألومنيوم، ولذلك تختلف عن عائلة زاماك التقليدية.

وتُعد مخلفات إنتاج زاماك، مثل القطع المرفوضة والزوائد وممرات الصب، من الخامات المهمة لإعادة التدوير عندما تكون مفروزة ومعروفة التركيب.

درجة انصهار الزنك

تبلغ درجة انصهار الزنك النقي حوالي 419.5 درجة مئوية، أي ما يقارب 787 درجة فهرنهايت.

وتساعد درجة الانصهار المنخفضة نسبيًا على استخدام الزنك في عمليات الصب وإعادة الصهر. إلا أن سبائك الزنك لا تتصرف حراريًا بنفس طريقة الزنك النقي، بسبب اختلاف نسب العناصر المضافة إليها.

كثافة الزنك

تبلغ كثافة الزنك النقي حوالي 7.13 جم/سم³، أو نحو 7,130 كجم/م³ عند درجة حرارة الغرفة.

وتجعل هذه الكثافة الزنك أثقل بصورة واضحة من الألومنيوم عند مقارنة أحجام متساوية. ويمكن الاستفادة من الكثافة كوسيلة أولية للمساعدة في التعرف على المادة، لكنها لا تكفي وحدها لتحديد نوع السبيكة أو تركيبها.

هل الزنك مغناطيسي؟

الزنك النقي ليس معدنًا حديديًا مغناطيسيًا، ولذلك لا يلتصق به المغناطيس العادي بقوة كما يحدث مع الحديد أو الصلب الكربوني.

ويمكن استخدام اختبار المغناطيس كوسيلة أولية للفرز. فإذا انجذب جزء يحمل مظهر الزنك إلى المغناطيس بقوة، فقد يكون عبارة عن صلب مطلي بالزنك، مثل الصلب المجلفن، وليس قطعة من الزنك الصلب.

وفي العمليات التجارية، يظل التحليل الكيميائي ومصدر المادة والمواصفات الفنية أكثر دقة من الاعتماد على اختبار المغناطيس وحده.

استخدامات الزنك

يتميز الزنك بتعدد استخداماته الصناعية، ومن أبرزها:

حماية الصلب من التآكل من خلال الجلفنة.
تصنيع مكونات الصب بالقوالب.
إنتاج سبائك النحاس الأصفر.
تصنيع ألواح الزنك المستخدمة في الأسقف والواجهات.
إنتاج الأنودات التضحية المستخدمة للحماية من التآكل.
تصنيع مجموعة واسعة من المركبات الكيميائية.
استخدامه في بعض التطبيقات الهندسية والصناعية المتخصصة.

وتؤدي هذه الاستخدامات المتنوعة إلى إنتاج أنواع مختلفة من مخلفات الزنك، ولكل منها طريقة مختلفة في الجمع والفرز وإعادة التدوير.

خصائص الزنك

من أهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزنك:

الرمز الكيميائي: Zn.
العدد الذري: 30.
الكتلة الذرية: حوالي 65.38.
المظهر: أبيض مائل إلى الزرقة ولامع عند تعرض السطح حديثًا.
التركيب البلوري: سداسي محكم الرص.
درجة الانصهار: حوالي 419.5°C.
درجة الغليان: حوالي 907°C.
الكثافة: حوالي 7.13 جم/سم³.
مقاومة جيدة للتآكل نتيجة تكوّن طبقة واقية على السطح.

ويتميز الزنك كذلك بخصائص ميكانيكية تتغير مع درجة الحرارة، إذ يكون أكثر هشاشة في درجات الحرارة العادية ويمكن أن يصبح أكثر قابلية للتشكيل عند درجات حرارة معينة.

طلاء الزنك

يُستخدم طلاء الزنك لحماية المعادن، وخاصة الصلب، من التآكل.

ومن أهم طرق طلاء الزنك:

الجلفنة بالغمس الساخن.
الجلفنة المستمرة للصفائح واللفائف.
الطلاء الكهربائي بالزنك.
الرش الحراري.
الطلاءات الغنية بالزنك.

وتختلف سماكة الطلاء وتركيبه وطريقة تطبيقه بحسب التقنية المستخدمة والغرض من المنتج.

الصلب المجلفن

الصلب المجلفن هو صلب تمت تغطيته بطبقة من الزنك بهدف تحسين مقاومته للتآكل.

ويُستخدم على نطاق واسع في:

قطاع الإنشاءات.
مكونات السيارات.
الصفائح المعدنية.
الأسوار.
مجاري الهواء.
المنتجات والهياكل المعرضة للعوامل الجوية.

وعند إعادة تدويره، يُعامل المنتج في الأساس باعتباره خردة صلب، وليس كمية من الزنك تساوي وزن المنتج بالكامل.

ويُمكن أن يتركز الزنك الناتج عن معالجة الصلب المجلفن في مخلفات عمليات صناعة الصلب، حيث يمكن استخلاصه من بعض هذه المخلفات باستخدام تقنيات متخصصة.

الطلاء الكهربائي بالزنك

يتم الطلاء الكهربائي بالزنك من خلال ترسيب طبقة رقيقة من الزنك على سطح موصل، وغالبًا ما يكون من الصلب.

ويُستخدم في المسامير والمثبتات والأجزاء الهندسية والمكونات المعدنية التي تحتاج إلى حماية من التآكل مع الحفاظ على أبعاد دقيقة وسطح جيد.

ويختلف الطلاء الكهربائي عن الجلفنة بالغمس الساخن من حيث طريقة التطبيق وسماكة الطلاء والاستخدامات المستهدفة.

صب الزنك بالقوالب

يُعد صب الزنك بالقوالب من عمليات التصنيع عالية الإنتاجية، حيث يتم دفع الزنك المنصهر أو السبيكة المنصهرة إلى قالب فولاذي لإنتاج أجزاء دقيقة ومعقدة.

وتستخدم هذه التقنية في تصنيع:

المقابض.
الأقفال.
التركيبات.
المكونات الكهربائية.
أجزاء السيارات.
الأغطية والهياكل المعدنية.
المكونات التي تحتاج إلى تشطيب جيد ودقة عالية.

وتوفر هذه الصناعة كميات مهمة من الخردة القابلة لإعادة التدوير، مثل الزوائد وممرات الصب والقطع المرفوضة وبقايا التشغيل.

ألواح الزنك

ألواح الزنك هي منتجات مصنوعة من الزنك المدرفل أو سبائك الزنك، وتستخدم في الأسقف والواجهات والكسوات والمزاريب والتفاصيل المعمارية.

ويجب عدم الخلط بينها وبين الصفائح المجلفنة؛ فالصفائح المجلفنة عبارة عن صلب مغطى بطبقة من الزنك، بينما ألواح الزنك تتكون أساسًا من الزنك أو سبيكة زنك.

وقد تظهر خردة ألواح الزنك في صورة بقايا تصنيع نظيفة أو مواد قديمة ناتجة عن أعمال الهدم والتجديد، وقد تحتوي الخردة القديمة على لحامات أو مثبتات أو مواد عازلة تحتاج إلى فصلها قبل إعادة التدوير.

أنود الزنك

أنود الزنك هو أحد أشكال الحماية الكهروكيميائية من التآكل، حيث يتم تصميم الزنك ليكون أكثر قابلية للتآكل من المعدن الذي تتم حمايته.

وتستخدم الأنودات التضحية المصنوعة من الزنك في السفن والمنشآت البحرية والهياكل المعدنية المعرضة للمياه والبيئات المسببة للتآكل.

وعند إعادة تدوير الأنود المستهلك، يجب تقييم كمية الزنك المتبقية فعليًا، مع مراعاة أي قلوب أو أربطة فولاذية أو مواد أخرى متصلة به.

سعر الزنك

يتأثر سعر الزنك العالمي بحركة أسواق المعادن وتوازن العرض والطلب، إضافة إلى إنتاج المناجم والمصاهر والمخزونات الصناعية والطلب على الصلب المجلفن وتكاليف الطاقة والظروف الاقتصادية العالمية.

ويُستخدم سعر الزنك المكرر في الأسواق الدولية كمؤشر مرجعي لتقييم حركة المعدن، إلا أن هذا السعر لا يمثل بالضرورة سعر خردة الزنك.

سعر الزنك للرطل

يمكن تحويل سعر الزنك من الدولار لكل طن متري إلى الدولار لكل رطل من خلال قسمة سعر الطن المتري على حوالي 2,204.62 رطل.

ويعبر الرقم الناتج عن سعر الزنك المكرر بوحدة الرطل، وليس بالضرورة عن السعر الذي يمكن الحصول عليه عند بيع خردة الزنك.

سبائك الزنك

تُنتج سبائك الزنك في صورة قوالب أو سبائك معدنية جاهزة للتخزين والتداول والتصنيع.

وتختلف قيمة السبيكة بحسب درجة النقاء والتركيب الكيميائي، ولذلك يجب التمييز بين الزنك المكرر عالي النقاء، وسبائك الزنك الثانوية، وسبائك ZAMAK، وغيرها من سبائك الزنك والألومنيوم.

ويحتاج المشتري عادةً إلى معرفة التركيب الكيميائي، والنقاء، والحجم، والوزن الإجمالي، ومصدر السبيكة ومدى ثبات مواصفاتها.

سعر خردة الزنك

لا يمكن تحديد سعر موحد لخردة الزنك، لأن السعر الفعلي يعتمد على خصائص كل حمولة.

ومن أهم العوامل المؤثرة:

نسبة الزنك.
نوع السبيكة.
درجة النظافة.
نسبة الأكسدة.
وجود الحديد أو مواد أخرى.
الرطوبة.
تكلفة المعالجة.
كمية الخردة.
الموقع وتكاليف النقل.
إمكانية استرداد الزنك.
أسعار السوق وقت البيع.

ولهذا قد تختلف قيمة ألواح الزنك النظيفة بشكل كبير عن قيمة رماد الزنك أو الخردة المختلطة.

كم تبلغ قيمة الزنك؟

لتحديد قيمة أي كمية من خردة الزنك، يجب أولًا تحديد طبيعة المادة.

ويُفضل توفير البيانات التالية للمشتري:

نوع الخردة.
الوزن أو الكمية المتاحة.
التركيب الكيميائي أو نسبة الزنك.
درجة النظافة.
وجود الطلاءات أو المواد الملتصقة.
الموقع.
نوع التعبئة.
انتظام التوريد.

كلما كانت المعلومات دقيقة والخامة مفروزة ونظيفة، أصبح من الأسهل على المشترين تقييمها وتقديم عروض تنافسية.

أنواع خردة الزنك

تشمل خردة الزنك مجموعة واسعة من المواد، من بينها:

بقايا ألواح الزنك.
مخلفات عمليات التصنيع.
سبائك ZAMAK.
القطع المرفوضة من عمليات الصب.
مخلفات التشغيل.
الأنودات المستهلكة.
زنك الدروس.
رماد الزنك.
الكاشطات والمخلفات المؤكسدة.
بعض المنتجات الزنكّية القديمة.

وتختلف القيمة ومسارات المعالجة بشكل كبير بين هذه الأنواع.

إعادة تدوير الزنك

لا توجد طريقة واحدة لإعادة تدوير جميع أنواع الزنك، إذ تعتمد العملية على شكل الخامة وتركيبها ونسبة الشوائب.

الزنك المعدني النظيف

يمكن فرز الزنك النظيف وتجهيزه وإعادة صهره، مع فحص تركيبه الكيميائي وضبطه قبل استخدامه في إنتاج منتجات جديدة.

سبائك الزنك

يمكن إعادة صهر مخلفات السبائك المعروفة التركيب وإعادتها إلى دورة الإنتاج، بشرط الحفاظ على المواصفات المطلوبة وعدم خلط درجات مختلفة بطريقة تؤثر في التركيب النهائي.

الدروس والرماد والمخلفات المؤكسدة

تحتاج هذه المواد عادةً إلى عمليات معالجة أكثر تعقيدًا، وقد تشمل الفصل الميكانيكي أو المعالجة الحرارية أو العمليات الكيميائية والاستخلاص والتنقية.

وتختلف الجدوى الاقتصادية لهذه العمليات بحسب نسبة الزنك القابل للاسترداد وطبيعة الشوائب وتكلفة المعالجة.

الصلب المجلفن

يتم تدوير الصلب المجلفن أساسًا ضمن دورة إعادة تدوير الصلب، بينما يمكن استرداد الزنك من بعض المخلفات الناتجة عن عمليات صناعة الصلب باستخدام تقنيات متخصصة.

الخلاصة

يمثل الزنك مادة مهمة في الاقتصاد الصناعي الحديث، ليس فقط بسبب استخداماته الواسعة، ولكن أيضًا بسبب إمكانية إعادة تدويره وإعادته إلى دورة الإنتاج.

وتُعد معرفة نوع الخردة وتركيبها ونظافتها وكميتها من أهم العوامل التي تحدد قيمتها التجارية. وكلما أمكن فصل الزنك النظيف وسبائكه عن المواد المختلطة أو المؤكسدة، زادت فرص تحقيق قيمة أفضل وتحسين كفاءة إعادة التدوير.

كما أن إعادة تدوير الزنك تسهم في تقليل الاعتماد على المواد الخام الأولية، وخفض استهلاك الموارد والطاقة، وتحويل المخلفات الصناعية إلى مواد خام يمكن الاستفادة منها مرة أخرى.