Tuổi thọ sử dụng của nhôm được xem là một trong những USP (Lợi điểm bán hàng độc nhất) mạnh mẽ nhất của vật liệu đặc biệt này. Rất ít kim loại hoặc vật liệu có thể sánh được với nhôm về độ bền và tính bền vững. Vòng đời của nhôm từng được ẩn dụ với truyền thuyết suối nguồn tươi trẻ (Fountain of Youth) nhờ vào khả năng tái chế tuyệt vời của nó. Điều này giúp nhôm trở thành vật liệu cốt lõi với khả năng đáp ứng đa dạng mọi nhu cầu cũng như thách thức trong cuộc sống. Cùng Karawindows phân tích vòng đời (LCA) của nhôm trong bài viết dưới đây để thấy tại sao nhôm trở thành vật liệu cốt lõi trong xu hướng kiến trúc bền vững hiện nay.
Nhôm - Vật liệu đa năng và bền vững
Nhôm là kim loại nhẹ, linh hoạt, có tính chất hóa học bền vững và không bị ăn mòn. Những đặc tính hóa lý ưu việt này khiến nhôm được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, xây dựng, y tế và đồ dùng gia đình như một phần quan trọng của xã hội hiện đại.
Khả năng tái chế vô tận
Ngoài các đặc tính thẩm mỹ, cực kỳ bền và tiết kiệm năng lượng, nhôm còn mang lại kết quả tuyệt vời về tính bền vững và khả năng tái chế. Không giống như nhiều vật liệu xây dựng khác, nhôm có thể được tái sử dụng mà không mất đi các đặc tính vốn có của nó. Đặc biệt, quá trình tái chế nhôm chỉ tiêu thụ một phần năng lượng không đáng kể để sản xuất nhôm sơ cấp.
Nhôm đóng góp giá trị vào cuộc chiến chống biến đổi khí hậu giảm thải carbon
Việc sử dụng các vật liệu có khả năng tái chế cao như nhôm thay cho vật liệu kém bền vững như khung nhựa trong kiến trúc có thể tác động đáng kể đến việc giảm lượng thải carbon trong các dự án. Cũng nhờ đó, sự tác động đến môi trường cũng được bù đắp đáng kể.
Vòng đời “vĩnh cửu” của nhôm
AluEco - Tổ chức chịu trách nhiệm duy trì chuỗi tái chế nhôm trong thi công mặt dựng nhôm kính cùng các đối tác khác đã thực hiện nghiên cứu vòng đời của nhôm định hình đối với cả xử lý bề mặt sơn tĩnh điện và anodized. Kết quả nghiên cứu cho thấy mặt dựng nhôm kính có tuổi thọ ít nhất 75 năm và có thể tái chế tối thiểu 95%. Như vậy tổng tuổi thọ của mặt dựng nhôm kính lên tới 1500 năm - một con số vô cùng ấn tượng.
>> Có thể bạn quan tâm: Nhôm có thực sự có hại cho sức khỏe hay không?
Vòng đời của nhôm: Từ quặng thô đến vật liệu sử dụng
Phân tích vòng đời của nhôm
Nhôm mà chúng ta đều biết trong cuộc sống hàng ngày đã có một hành trình dài với ban đầu là một chất được chiết xuất từ môi trường tự nhiên. Quá trình sản xuất & tái chế nhôm bao gồm các công đoạn chính dưới đây:
#1. Khai thác quặng bauxite
Việc khai thác quặng bauxite là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất nhôm. Bauxite là nguồn nguyên liệu thô chủ yếu để tạo nên nguyên tố nhôm. Bauxite là một loại quặng màu đỏ, dễ khai thác và chủ yếu được tìm thấy ở khu vực quanh xích đạo với trữ lượng được biết đến ước tính 29 tỷ tấn. Với sản lượng khai thác hàng năm là vào khoảng hơn 300 triệu tấn/năm, trữ lượng này có thể được khai thác trong 100 năm nữa. Tuy nhiên nguồn tài nguyên thiên nhiên khổng lồ chưa được khám phá có thể đáp ứng nhu cầu khai thác trong khoảng 250-340 năm nữa.
Khai thác quặng bauxite
#2 Tinh luyện alumina – oxit nhôm
Alumina - Oxit nhôm nguyên chất là nguyên liệu thô để sản xuất nhôm sơ cấp. Quặng bauxite được tách thành alumina thông qua quá trình hóa học Bayer tại các nhà máy tinh luyện alumina trước khi chuyển thành nhôm sơ cấp bằng phương pháp điện phân. Các bước bao gồm:
1/ Đầu tiên, quặng bauxite được nghiền nát thành bột để dễ thao tác hơn.
2/ Bột bauxite sau đó được hòa tan trong soda đun nóng ở áp suất cao.
3/ Natri aluminat tạo ra được lọc, khử nước và làm mát.
4/ Sản phẩm cuối cùng là ra oxit nhôm (AlsO3), tên gọi khác của alumina dưới dạng bột màu trắng mịn.
Tỷ lệ hiệu suất của quá trình này là 2:1, tức là cần 4 tấn bauxite để sản xuất 2 tấn alumina, từ đó tạo ra 1 tấn nhôm sơ cấp tại lò luyện chính. Các lĩnh vực ứng dụng đòi hỏi các đặc tính khác nhau và do đó các hợp kim nhôm khác nhau.
Alumina dưới dạng bột trắng
#3 Sản xuất nhôm sơ cấp
Nhôm sơ cấp được sản xuất bằng phương pháp điện phân. Cụ thể, nhôm sơ cấp được chiết xuất từ alumina trong các nhà máy khử hoặc lò luyện kim, bao gồm các công đoạn sau:
1/ Bột alumina được đổ vào bể criolit ở nhiệt độ rất cao.
2/ Quá trình khử alumina thành nhôm lỏng được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 950 độ C trong bể chứa fluor dưới dòng điện cường độ cao.
3/ Quá trình điện phân diễn ra, các nguyên tố khác nhau của hỗn hợp được tách ra theo điện tích của các phân tử
4/ Nhôm sơ cấp được lắng đọng ở đáy bể.
5/ Nhôm được lấy ra và chuyển đến nhà máy đúc, hợp kim hóa trong lò nung bằng cách bổ sung các kim loại khác và sau đó được đúc thành thỏi.
Độ tinh khiết của nhôm sơ cấp được sản xuất là khoảng 99,5%. Quá trình điện phân, được sử dụng để sản xuất nhôm sơ cấp, cực kỳ tiêu tốn điện năng nhưng lại mang lại sản lượng tuyệt vời từ quặng bauxite.
#4 Chế tạo nhôm
Nhôm thành phẩm được tạo thành theo 3 quy trình sau: Đùn nhôm, cán nhôm và đúc nhôm.
Đùn nhôm
Quy trình đùn nhôm bao gồm việc phôi nhôm hình trụ nóng được đẩy qua khuôn định hình có sẵn (profile) hoặc được thiết kế riêng. Thành phẩm có thể sử dụng theo chiều dài hoặc cắt thành các phần ngắn để sử dụng trong các công trình, linh kiện. Ngoài ra, sản phẩm đùn nhôm được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu cho các sản phẩm ép đùn và rèn nguội.
Các sản phẩm nhôm đùn chiếm hơn 50% thị trường sản phẩm nhôm Châu Âu, trong đó xây dựng là ngành tiêu thụ phần lớn. Nhôm đùn được ứng dụng trong các tòa nhà thương mại, nhà ở ở hạng mục cửa sổ, cửa đi,...
Đùn nhôm
Cán nhôm
Giấy bạc được sử dụng nhà bếp là một ví dụ điển hình cho sản phẩm nhôm cán. Với đặc tính dễ uốn, nhôm có thể được cán mỏng với độ dày từ 60cm đến 2 mm hay thậm chí 0.006 mm mà vẫn giữ được các tính chất như chắn sáng, chắn mùi và vị.
Đúc nhôm
Quá trình đúc nhôm được phân loại là đúc phôi hoặc đúc khuôn. Trong quá trình thứ nhất, phôi sơ cấp hoặc nhôm được đúc thành phôi cán (tấm), phôi đùn (phôi) và phôi thanh dây, sau đó được chuyển thành bán thành phẩm và thành phẩm.
Quy trình thứ hai được sử dụng trong các xưởng đúc để sản xuất các sản phẩm đúc. Đây là phương pháp lâu đời nhất và đơn giản nhất để sản xuất các bộ phận có hình dạng.
Kỹ thuật đúc nhôm rất mạnh mẽ và linh hoạt để sản xuất các sản phẩm bán hoặc thành phẩm có hình dạng phức tạp. Những kỹ thuật đó liên tục được cải tiến và phát triển để đáp ứng nhu cầu của người dùng và thâm nhập các thị trường mới.
Nhôm đúc
#5 Tái chế nhôm
Việc tái chế nhôm chỉ sử dụng 5% năng lượng cần thiết so với việc sản xuất nhôm mới. Ngoài ra, nhôm hoàn toàn không bị suy giảm chất lượng khi tái chế và khoảng 75% tổng số nhôm đã sản xuất vẫn đang được sử dụng. Nhôm phế liệu sẽ được tái sinh và đứa trở lại thị trường để bắt đầu vòng đời mới. Chúng có thể là nhôm từ các dự án xây dựng bị phá hủy, lon đựng thức ăn và đồ uống, thậm chí là ô tô.
"Tái chế 1 tấn nhôm giúp tiết kiệm 6 tấn bauxite và giảm 9 tấn khí thải carbon. Trên toàn cầu, việc tái chế nhôm tiết kiệm hơn 100 triệu tấn khí carbon mỗi năm."
>> Có thể bạn quan tâm: Sản phẩm nhôm tái chế Hydro CIRCAL 75R- HUECK
Sản phẩm nhôm tái chế của Hydro (Hueck)
Karawindows hưởng ứng phong trào bền vững với sản phẩm nhôm nhập khẩu Châu Âu
Việc tái chế nhôm có ý nghĩa rất lớn đối với cả môi trường và sự phát triển bền vững của nền kinh tế. Hưởng ứng tích cực định hướng phát triển bền vững và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn, Karawindows luôn lựa chọn những đối tác quốc tế có chung hệ tư tưởng và mục tiêu bền vững, bảo vệ môi trường, khí hậu và con người.
Đối tác chiến lược của Karawindows - Hueck, cũng là thành viên sáng lập AUF (Tổ chức tái chế nhôm tại Đức) và thành viên của GDA (Hiệp hội nhôm Đức), HUECK đảm bảo tỷ lệ nguyên liệu nhôm tái chế ở mức cao nhất có thể (tiệm cận 100%). Đặc biệt, việc sử dụng năng lượng tái tạo và liên tục cải tiến các phương pháp sản xuất Hueck để đạt mục tiêu trung hòa lượng carbon trong vòng đời của nhôm.
