Valorización del residuo procedente del proceso de la inyección industrial de zámak

Abstract

[EN] In the current economic downturn, any industrial activity should aim to optimize the use of its resources and thus to increase their competitiveness. In this line, Environment's European Reference Directives set their objectives, because there is a pressing need to apply the concepts of circular economy, for which it is intended to minimize waste generation, because this is a waste of the resources.

This research is framed according to this purpose. In this case, it has been identified within a representative and important sector of Valencian Region, such as the toy, childish and leisure product, an industrial process with great potential for improvement. This industrial process is the transformation of non-ferrous metal alloys, such as injection of Zamak (zinc alloy, aluminum, magnesium and copper mainly). Two waste groups have been identified due to this industrial process. The first group is a single metalic fraction and the second one consists in a mixture of metal and polymer fraction.

Regarding the first group, it has been demonstrated the technical feasibility to obtain a great added value byproduct such as zinc oxide with enormous potential for use in many industrial applications.

Regarding the second group, it has been seen the complexity of the valorisation of this type of waste, due to its polymeric and metallic mixture. However, first conclusions have been established to improve in future studies. Furthermore, it has been achieved an important milestone, such as determining a protocol which lets obtain uncataloged waste and provides to generating companies, an alternative and cheaper method of management as non-hazardous waste. Moreover, direct use of these residues (sludge vibrated), it has been validated such as fillers in LDPE formulation, where it has been seen as influencing satisfactorily in the mechanical, thermal and colorimetric properties of the material.

Zinc oxide, obtained by valorization of the first group (only metallic fraction), has been characterized its composition and physical and chemical properties. And this has led to make two successful validations in ceramic applications (frits and dyes synthesis).

To conclude the researching, we can say that there is an important niche to be exploited industrially and which corresponds to the value of many industrial waste currently being landfilled, as the case studied, and therefore resources contained therein are wasted.

[ES] En la actual situación de recesión económica, cualquier actividad industrial debe tender a optimizar el uso de sus recursos y por tanto a incrementar su competitividad. En esta línea se enmarcan los objetivos previstos por las Directivas Marco Europeas en Medio Ambiente, ya que existe una imperiosa necesidad de aplicar los conceptos de la Economía Circular, por los que se pretende minimizar la generación de residuos, ya que esto supone un desaprovechamiento de los recursos.

Siguiendo esta finalidad, se enmarca la presente investigación, en la que se ha identificado dentro de un sector tan representativo e importante de la Comunidad Valenciana, como lo es el juguete, producto infantil y ocio, un proceso industrial con mucho potencial de mejora. Este proceso industrial es la transformación de aleaciones metálicas no férreas, como la inyección de zámak (aleación de zinc, aluminio, magnesio y cobre principalmente). Derivado de este proceso industrial se han identificado dos familias de residuos, una constituida por una única fracción metálica y otra constituida por una mezcla de fracciones metálicas y poliméricas.

Con respecto a la primera familia, se ha demostrado la viabilidad técnica de obtener partiendo de estos residuos, un subproducto de enorme valor añadido como es el óxido de zinc y que tiene un enorme potencial de uso en multitud de aplicaciones industriales.

Con respecto a la segunda familia, se ha visto la complejidad que supone la valorización de esta tipología de residuos, debido a su mezcla polimérica y metálica. No obstante se han establecido las primeras bases para futuros estudios que ahonden en estos residuos. Además, se ha conseguido un hito importante, al definir un protocolo que permite descatalogar esta familia de residuos y que facilita a las empresas que los generen, un modo alternativo de gestión como residuo no peligroso, abaratando por tanto los costes de gestión. Por otra parte se ha validado el uso directo de estos residuos (lodos de vibrado) como cargas en la formulación de LDPE, en donde se ha visto como influyen de manera satisfactoria en las propiedades mecánicas, térmicas y colorimétricas del material.

Del óxido de zinc obtenido por valorización material de los residuos de la primera familia (sólo fracción metálica) se ha caracterizado su composición y propiedades físicas y químicas. Y esto ha llevado a poder realizar dos validaciones satisfactorias en aplicaciones industriales dentro de un sector tan restrictivo como es el sector cerámico y que corresponden a la síntesis de fritas y a la síntesis de colorantes.

Como conclusión de la investigación se puede decir que existe un nicho por explotar industrialmente muy importante y que corresponde a la valoración de muchos residuos industriales que actualmente se están depositando en vertederos de seguridad, como el caso estudiado, y que por tanto se desaprovechan los recursos contenidos en ellos.

[CA] En l'actual situació de recessió econòmica, qualsevol activitat industrial ha de tendir a optimitzar l'ús dels seus recursos i per tant a incrementar la seua competitivitat. En esta línia s'emmarquen els objectius previstos per les Directives Marc Europees en Medi Ambient, ja que hi ha una imperiosa necessitat d'aplicar els conceptes de l'Economia Circular, pels que es pretén minimitzar la generació de residus, ja que açò suposa un desaprofitament dels recursos.

Seguint aquesta finalitat, s'emmarca la present investigació, en la que s'ha identificat dins d'un sector tan representatiu i important de la Comunitat Valenciana, com ho és el joguet, producte infantil i oci, un procés industrial amb molt potencial de millora. Aquest procés industrial és la transformació d'aliatges metàl¿lics no fèrries, com la injecció de zámak (aliatge de zinc, alumini, magnesi i coure principalment). Com a conseqüència d'aquest procés industrial s'han identificat dos famílies de residus, una constituïda per una única fracció metàl¿lica i una altra constituïda per una mescla de fraccions metàl¿liques i poliméricas.

Respecte a la primera família, s'ha demostrat la viabilitat tècnica d'obtindre partint d'aquestos residus, un subproducte d'enorme valor afegit com és l'òxid de zinc i que té un enorme potencial d'ús en multitud d'aplicacions industrials.

Respecte a la segona família, s'ha vist la complexitat que suposa la valorització d'aquesta tipologia de residus, degut a la mescla polimèrica i metàl¿lica. No obstant s'han establit les primeres bases per a futurs estudis que aprofundisquen en aquestos residus. A més, s'ha aconseguit una fita important, al definir un protocol que permet descatalogar aquesta família de residus i que per tant, facilita a les empreses que els generen, una alternativa en la manera de gestió com a residu no perillós, abaratint per tant els costos de gestió. D'altra banda s'ha validat l'ús directe d'aquestos residus (fangs de vibrat) com a càrregues en la formulació de LDPE, on s'ha vist com influïxen de manera satisfactòria en les propietats mecàniques, tèrmiques i colorimètriques del material.

De l'òxid de zinc obtingut per valorització material dels residus de la primera família (només fracció metàl¿lica) s'ha caracteritzat la seua composició i propietats físiques i químiques. I açò ha portat a poder realitzar dos validacions satisfactòries en aplicacions industrials dins d'un sector tan restrictiu com és el sector ceràmic i que corresponen a la síntesi de frites i a la síntesi de colorants.

Com a conclusió de la investigació es pot dir que hi ha un nínxol per explotar industrialment molt important i que correspon a la valorització de molts residus industrials que actualment s'estan depositant en abocadors de seguretat, com el cas estudiat, i que per tant es desaprofiten els recursos continguts en ells.