نظرًا لارتفاع تكلفة ألياف الكربون وأدائها الشامل الجيد، تُستخدم غالبًا في المجالات العسكرية والمدنية أو الخاصة عالية المستوى، وإجراءات التخلص من منتجاتها صارمة، لذا من غير المحتمل إعادة استخدامها أو إعادة استخدامها، لأن نسبة الكربون فيها تزيد عن 90% أو من غير المحتمل، وتكلفة تصنيعها أعلى بكثير من الألياف التقليدية، مثل استخدام الحرق المباشر في الهواء الطلق أو تصنيع الأسمنت وطريقة حرق غير مباشرة أخرى للتعامل معها، ليس فقط تلوثًا خطيرًا وغير اقتصادي للغاية، أي أن الفوائد الاجتماعية والاقتصادية ضعيفة، ويُستخدم التحلل المائي الكيميائي في الغالب في الهيكل الأساسي لإعادة تدوير النفايات المركبة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم طريقة الدفن المباشر منخفضة التكلفة بشكل شائع في التخلص المبكر من النفايات، والتي لا تتعفن أبدًا في نفس الوقت لسنوات عديدة لاستخراج المواد السامة، ومن ثم تلوث أنظمة التربة والمياه الجوفية على المدى الطويل، مما سيؤدي إلى حظر البيئة واللوائح الأخرى ذات الصلة تدريجيًا. باختصار، الطرق الممكنة للتخلص من نفايات مواد ألياف الكربون المركبة هي طريقة إعادة تدوير المواد الميكانيكية، وإعادة تدوير المواد، وطريقة استعادة الطاقة نوعان. ومع ذلك، في التحليل المقارن اللاحق، لا تزال طريقة استعادة الطاقة وحرقها، مثل تصنيع الأسمنت، مدرجة في نطاق المناقشة.
الذهب الأسود
ألياف الكربون (CF) هي ألياف بوليمرية سوداء غير عضوية مصنوعة من عناصر الكربون، بتركيب جزيئي يشبه الحد الفاصل بين الجرافيت والماس. تتميز بخصائص التوصيل الحراري، والتوصيل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الاحتكاك، ومقاومة التآكل، وغيرها. تُستخدم بشكل رئيسي في تعزيز الراتنجات والمعادن والسيراميك والأسمنت وغيرها من المواد الأساسية، كمواد هيكلية متطورة، وتُستخدم على نطاق واسع في جميع مناحي الحياة. عُرف ظهور ألياف الكربون وموادها المركبة مؤخرًا باسم "ثورة القرن الحادي والعشرين".
قيمة وأهمية استعادة نفايات ألياف الكربون
كما هو الحال مع كل شيء ذي وجهين، فإن ألياف الكربون لها حدودها الخاصة وخصائصها الفائقة، التي لا تُضاهى بخصائص المواد المُحسّنة الأخرى المذكورة أعلاه. تتجلى حدودها بشكل رئيسي في ثلاثة جوانب: أولاً، ضعف مقاومة الصدمات، وسهولة التلف، وتشابه منحنى علاقة الإجهاد والانفعال مع الخط المستقيم، مما يؤدي إلى هدر قوتها المحورية. ثانياً، سهولة تأكسدها تحت تأثير حمض قوي، مما يؤدي إلى تآكل المعدن المركب، بما في ذلك كربيد المعدن، والتكرير، والتآكل الكهروكيميائي. ثالثاً، صعوبة تقنية الإنتاج، وارتفاع استهلاك الطاقة، والتلوث الخطير، وارتفاع سعر ألياف الزجاج الإلكتروني (من 20 إلى 200 مرة).
خيارات العلاج
تتضمن الطرق الممكنة للتخلص من النفايات المركبة الدفن، وإعادة الاستخدام، وإعادة تدوير المواد الميكانيكية (المعروفة أيضًا باسم طريقة التكسير الفيزيائية)، والحرق، وإعادة تدوير المواد واستعادة الطاقة (المعروفة أيضًا باسم الكيمياء الفيزيائية)، والتحلل الكيميائي، وتصنيع الأسمنت، و7 فئات أخرى.
تفاصيل
وقت النشر: ٢٦ سبتمبر ٢٠١٩
