A derítőiszap-hamu felhasználása a fémkohászatban

Hasonló dokumentumok
Bio Energy System Technics Europe Ltd

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

A hatóság nézőpontja a hulladékok tüzelőanyagként való felhasználásának engedélyezéséről

Plazma a villám energiájának felhasználása. Bazaltszerü salak - vulkánikus üveg megfelelője.

Európa szintű Hulladékgazdálkodás

VÖRÖSISZAP HASZNOSÍTÁS ROMELT TECHNOLÓGIÁVAL PROJEKT ÖSSZEFOGLALÓ. Feladat. Termékek. Cél. Közreműködők BERUHÁZÁSI TERVEZET

Szennyvíziszap hasznosítás Ausztriában napjainkban. ING. Mag. Wolfgang Spindelberger

Újrahasznosítási logisztika. 1. Bevezetés az újrahasznosításba

Szolár technológia alkalmazása a szennyvíziszap kezelésben. Szilágyi Zsolt szennyvízágazati üzemvezető Kiskunhalas, 2018.December 07.

A GEOSAN Kft. célkitűzése a fenntartható fejlődés alapjainak elősegítése

Az ötvözet a fémek szilárd oldata, ami a következő anyagokból tevődik össze:

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 4. Előadás

Szennyvíziszap termikus hasznosítása Kovács Károly október 8.

Mi a bioszén? Hogyan helyettesíthetjük a foszfor tartalmú műtrágyákat

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Szennyvíziszap + kommunális hulladék zöld energia. Komposztálás? Lerakás? Vagy netalán égetés?

Mérnöki anyagismeret

TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP HASZNOSÍTÁSÁNAK LEHETİSÉGEI 3.

Stratégia és fejlesztési lehetőségek a biológiailag lebomló hulladékok energetikai hasznosításában

TECHNOLÓGIAI RENDSZEREK 02.

ÉMI TÜV SÜD. Hulladékból előállított tüzelőanyagok minősítése. Magasházy György

Agrár-környezetvédelmi Modul Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

Elgázosító CHP rendszer. Combined Heat & Power

Információtartalom vázlata: Mezőgazdasági hulladékok definíciója. Folyékony, szilárd, iszapszerű mezőgazdasági hulladékok ismertetése

I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N),

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Szennyvíziszapból trágya előállítása. sewage sludge becomes fertiliser

Hulladékok szerepe az energiatermelésben; mintaprojekt kezdeményezése a Kárpát-medencében

ÉRCEK ércnek ércásványok

A SZENNYVÍZISZAPRA VONATKOZÓ HAZAI SZABÁLYOZÁS TERVEZETT VÁLTOZTATÁSAI. Domahidy László György főosztályvezető-helyettes Budapest, május 30.

a NAT /2006 számú akkreditálási ügyirathoz

Készítette: Károvics László Attila

A Lengyelországban bányászott lignitek alkalmazása újraégető tüzelőanyagként

A) Ásványi és nem ásványi elemek: A C, H, O és N kivételével az összes többi esszenciális elemet ásványi elemként szokták említeni.

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

Kémiai összetétel (%) SiO 2 6,0 Al 2 O Fe 2 O 3 3,0 CaO 40,0 MgO 1,5 SO 3 0,4

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

Minták előkészítése MSZ : Ft Mérés elemenként, kül. kivonatokból *

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

Szennyvíziszapártalmatlanítási. életciklus elemzése

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Környezettudományi Kooperációs Kutató Központ, ELTE TTK, Budapest 2. Analitikai Kémiai Tanszék, ELTE TTK, Budapest

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A hulladékégetésre vonatkozó új hazai szabályozás az Ipari Kibocsátás Irányelv tükrében

NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

Olvasztár Olvasztár

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

Természet és környezetvédelem. Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Kis települések szennyvízkezelésének megoldása az üzemeltetési szempontok figyelembevételével. Böcskey Zsolt műszaki igazgató

1. feladat Összesen 10 pont. 2. feladat Összesen 10 pont

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

a NAT /2006 számú akkreditálási ügyirathoz

MECHATRONIKAI MÉRNÖKI ALAPSZAK. Hulladékégetők füstgáztisztítása

Indokolt-e határértékek szigorítása a szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásánál?

BOROK EREDETVIZSGÁLATÁRA HASZNÁLATOS ANALITIKAI KÉMIAI MÓDSZEREK ÁTTEKINTÉSE

ÖSSZEFOGLALÓ. A BREF alkalmazási területe

Biogáz konferencia Renexpo

Hulladékból Energia Helyszín: Csíksomlyó Előadó: Major László Klaszter Elnök

a NAT /2010 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok. Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

SZENNYVÍZ ISZAP KELETKEZÉSE,

a NAT /2013 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Cementgyártás ki- és bemenet. Bocskay Balázs alternatív energia menedzser

*, && #+& %-& %)%% & * &% + $ % !" #!$"" #%& $!#!'(!!"$!"%#)!!!*

Hulladék-e a szennyvíziszap? ISZAPHASZNOSÍTÁS EGY ÚJSZERŰ ELJÁRÁSSAL

Hamburger Hungária Kft. ÖSSZEFOGLALÓ JELENTÉS 2018.

a NAT /2008 számú akkreditálási ügyirathoz

a réz(ii)-ion klorokomplexének előállítása...

Csermák Mihály: Kémia 8. Panoráma sorozat

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Dr. Köhler Mihály előadása

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Mérsékelten meleg aszfaltok alkalmazásának előnyei

TÖNKRETESSZÜK-E VEGYSZEREKKEL A TALAJAINKAT?

Azbeszt. Pekár Mihály BME- VBK

A foglalkozás-egészégügyi orvos munkahigiénés feladatai. Dr.Balogh Sándor PhD c.egyetemi docens

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok

tapasztalatai Experiences with the Reconstruction and to- Energy Plant

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Természetes vizek szennyezettségének vizsgálata

4. Felszíni vizek veszélyeztetetts ége

Hagyományos és modern energiaforrások

Baby Gold malactápszer

fémes magnézium hatóerejének meghatározása

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Előadó: Dr. Haller Gábor Szám: 12164/2002. Tárgy: Poly-Feed műtrágya család forgalomba hozatali és felhasználási engedélye

Dioxin/furán leválasztás (PCDD/PCDF) dr. Örvös Mária

MAGYARORSZÁG GEOKÉMIAI ATLASZA. Északi-középhegység

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

Átírás:

KÖRNYEZETRE ÁRTALMAS HULLADÉKOK ÉS MELLÉKTERMÉKEK 7.5 A derítőiszap-hamu felhasználása a fémkohászatban Tárgyszavak: derítőiszap; mennyiség; összetétel; szinterezési eljárás; foszfor-szinter; nyersvasgyártás; gazdaságosság. A derítőiszap környezetkímélő módon történő felhasználása évtizedek óta vita tárgya. A mezőgazdaságban trágyaként alkalmazását néhány évvel ezelőtt, amikor még tiszta trágya-derítőiszapról volt szó, veszélytelennek tartották, de a mai ismeretek alapján a gyógyszerek, antibiotikumok, kórokozók és nehézfémek jelenléte miatt már tiszta lelkiismerettel nem javasolható a mezőgazdasági célú alkalmazásuk. A derítőiszap összetétele és sűrűsége (ellentétben a hagyományos szerves trágyával) a talajszerkezet változásához is vezet, ezért a felelősségük tudatában levő mezőgazdászok a derítőiszapot trágyaként nem alkalmazzák. A talaj komplex ökológiai rendszerrel rendelkező, természetes elem, amely pufferként hat a környezeti hatásokkal és a káros anyagokkal szemben. A derítőiszap napjainkban a háztartásokból, vendéglőkből, szállodákból, gyárakból és üzletekből származó, meghatározhatatlan összetételű hulladékkeverék. Öszszetétele függ a származási helyétől és keletkezésének körülményeitől. Elégetése kiemelt jelentőségű, mert az égetés során megszűnik az iszap okozta veszély, hasznosul az iszap energiatartalma, és csökken a mennyisége. A különböző típusú kemencékben elégetett derítőiszap után a nem illó anyagokat tartalmazó derítőiszap-hamu (KSA, Klärschlammasche) marad vissza. Az önmagában történő elégetés mellett a derítőiszapot hulladékégető berendezésben, széntüzelésű erőművekben, cementégetőkben is elégetik. Napjainkban a KSA legnagyobb részét a bányászatban tömedékanyagként, illetve a földmunkák során használják fel, ami ökológiailag és az anyaghasznosítás szempontjából nem optimális megoldás. A KSA változó összetétele miatt általános értékesítési lehetőség nem határozható meg. A Németországban keletkező derítőiszap-hamu felhasználása a keletkezett mennyiségtől, az összetételtől, a szállítási költségektől és a rendelkezésre álló feldolgozóipartól függ. A derítőiszap kezelési eljárásai között kiemelt jelentőségű az elégetés.

Németországban, ahol Európában a legtöbb szennyvizet kezelik, évente 2,5 3,2 M t derítőiszap (az EU-tagországokban keletkező iszap 40%-a) keletkezik. Ennek 11 23%-a (300 E 740 E t) elégetésre, 50%-a lerakóhelyen elhelyezésre kerül, a fennmaradó részt a mezőgazdaságban, illetve a földmunkák során használják fel. A derítőiszapot önmagában 16 kommunális és 7 ipari égetőberendezésben égetik el, amelyek Észak-Rajna-Vesztfáliában és a dél-német térségben találhatók. A német derítőiszap 5%-a hulladékégető berendezésekben, 23%-a erőművekben más anyagokkal együtt kerül elégetésre. A derítőiszap elégetése során 35 55% (105 E 415 E t/év) hamu keletkezik, amelynek értékesítése, illetve ártalmatlanítása aktuálisan jelentkező probléma. A KSA kémiai alkotórészei a szilícium-oxidok, az alumínium, a vas, a kalcium és a foszfor, valamint nyomelemek (Ca, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn). A különböző égetőberendezésekben vett KSA minták összetétele jelentősen eltérő. Két típusú KSA definiálható: nagy SiO 2 Fe 2 O 3 P 2 O 5 tartalmú és CaO-szegény nagy SiO 2 CaO P 2 O 5 tartalmú és Fe 2 O 3 -szegény KSA. Az Al 2 O 3 -tartalom a nagy vastartalmú KSA-ban a legkisebb. Az összetételbeli különbségek a derítőkben használt különböző kondicionáló anyagokra (szerves polimerek, mész, Fe- vagy Al-sók, ásványi anyagok) vezethetők viszsza. E cikkben a nagy vas- és foszfortartalmú KSA felhasználhatóságának a vizsgálatára kerül sor. Német vasipari vállalatok kutatómunkát folytattak annak érdekében, hogy a nagy foszfortartalmú KSA-ból, valamint a vas- és acélgyártásban, illetve egyes vegyipari folyamatokban keletkező hulladékokból készíthető-e ún. foszfor-szinter (szinter = zsugorított anyag) és ebből a szinterből nagyolvasztóban előállítható-e nagy foszfortartalmú nyersvas? A nyersvasat kohóban vas-oxid redukciójával állítják elő. A 8 kg-os tömbökben előállított nyersvasból készül az öntöttvas. A nagyolvasztóban vasércet vagy másodlagos nyersanyagokból kinyert vastartalmú szintert használnak fel. A speciális célokra alkalmazott, nagy foszfortartalmú nyersvas iránti igény korlátozott. A foszfor az öntöttvas olvasztása során csökkenti a viszkozitást. A nagy foszfortartalmú nyersvasat vékony falú öntvények, valamint az alumíniumgyártásban alkalmazott acél- és a grafitelektródok közötti elektromosan vezető érintkezők előállítására használják. Még nagyobb foszfortartalmú öntöttvas szükséges a különlegesen kemény foszfid eutektikum előállításához, amelyet a vasúti sínek fékezőtalpainál használnak fel. A Berlini Vízművek ruhlebeni telepének derítőjében évente 11 12 E t KSA keletkezik, amelyet jelenleg bányák tömedékanyagaként használnak fel. A Vízművek anyagilag támogatta 100 150 t KSA, a DK Duisburg társaság által végzett ásványtani, kémiai és anyagszerkezeti vizsgálatát, valamint a KSA nagy foszfortartalmú vas előállítása során adalékanyagként történő felhasználását.

A vizsgálatok végrehajtása A vizsgálatok során 100 t KSA-t vastartalmú hulladékkal, a szinterezés során alkalmazott adalékanyagokkal (SiO 2, CaO) és a foszfor-szinter előállításához használt darakoksszal együtt használták fel. A feldolgozandó nyersanyag előkészítése során a KSA részarányát a nyersvasban szükséges Fe/P arány kialakításához határozták meg. A KSA összetételét röntgenfluoreszcenciás vizsgálattal határozták meg. A KSA 11% vasat és több mint 7% foszfort tartalmazott. Ez a két komponens a szinterezést követően a nagyolvasztóban a nyersvas előállítása során adalékanyagként felhasználható. A Si, Al, Ca, Mg és a Na oxidált formában az olvasztás során keletkező salakba kerülnek. A keverék szinterré történő feldolgozását ún. DK-eljárással hajtották végre. A feldolgozás folyamata a szinterező berendezésben az 1. ábrán látható. Az anyagkeverékeket az előállítandó szintertermékeknek megfelelő összetételben állították össze. 1. ábra A szinter előállításának folyamatábrája

A szinterezési folyamatban felülről lefelé levegőt vezettek át az ércen. Egy gázégő által begyújtott, 1400 C-os szűk hőmérsékletzóna haladt végig felülről lefelé az ércen, mialatt az érc a szállítószalagról vízszintes irányban a berendezés felé mozgott. A szinterezési folyamatban a vékony hőmérsékletzóna gyors előrehaladása miatt az ércszemcsék felülete, valamint a salak megolvad. A forró hőmérsékletzóna áthaladása után az ércszemcsék a salak megdermedése miatt összetapadnak, ami által a kezdetben földszerű érc kőszerű porózus anyaggá válik. Ezt követően a szintert összetörik, szitálják és szállítószalagokkal a nagyolvasztóhoz szállítják. A szinterezési folyamat a vastartalmú hulladékok feldolgozása mellett arra szolgál, hogy a nagyolvasztóban egyenletes elgázosítási viszonyok mellett végbemenjen a vas-oxidok lehető legoptimálisabb redukciója. Ennek érdekében a szinterezési folyamatot a szinter minőségének (kémiai összetétel, szilárdság, szemcsenagyság eloszlás) folyamatos ellenőrzésével szabályozzák. A szinterező berendezésből távozó 340 E Nm 3 /óra mennyiségű gázt a jelenleg az egyik legkorszerűbbnek tekinthető, három lépcsős eljárásban tisztítják (pormentesítés elektromos gáztisztítóban, kéntelenítés mésztejjel, majd kokszpor beinjektálása a gázáramba. Ezáltal a szűrőszöveten mész-kokszpor keverék rakódik le, amelyen a dioxinok, furánok és a nehézfémek megkötődnek). 2. ábra A nagyolvasztó működése

A szinterből a nagyolvasztóba kerülő nyersvas megolvad (2. ábra). A nagyolvasztó töltése felülről a szinterrel, koksszal és az adalékanyagokkal automatikusan, szakaszosan történik. Alulról 950 C-os forró levegőt fújnak be folyamatosan az olvasztóba. A levegő oxigénje a kokszot exoterm folyamatban elégeti, biztosítva egyrészt a hőenergiát ahhoz, hogy a vas és a salak a szükséges olvadási hőmérsékletet elérje, másrészt CO keletkezik. A CO a szinterben található vas-oxidot vassá redukálja: Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 FeO Fe A megolvadt vas a salakkal együtt a kohó olvasztóterében összegyűlik, ahonnan folyamatosan lecsapolják. A folyékony vasat analitikai vizsgálat után folyamatosan haladó öntőszalagon 8 kg-os blokkokba öntik. 1. táblázat A DK eljárásban és a KSA adagolásával előállított foszfor-szinter kémiai összetétele Elem Si Ti Al Fe Mg Ca Na P Cr Pb Zn Cu Foszforszinter 4,09 0,121 0,69 55,3 0,42 4,98 0,21 1,364 0,056 0,104 1,846 0,032 KSA adagolásával előállított foszforszinter 3,78 0,067 0,66 53,8 0,34 5,11 0,22 1,324 0,045 0,08 2,03 0,032 A KSA foszfor adalékanyag alkalmazásakor a fenti folyamatlépések azonos módon zajlanak, mint a hagyományos foszfor adalékanyagok alkalmazásakor. Eredmények Az 1. táblázatban a DK eljárásban, illetve a KSA felhasználásával előállított foszfor-szinter kémiai összetétele látható. A táblázatból megállapítható, hogy mindkét szinteranyag közel azonos öszszetételű. A szinter fő alkotórészei a magnetit (Fe 3 O 4 ), a hematit (Fe 2 O 3 ), pórusok, és megfigyelhető egy üveges fázis, amelyben magnetitet, hematitot, wollastonitot (Ca, Fe II, SiO 3 ) és apatitot (CaPO 3 ) mutattak ki. Röntgen-, fény- és elektronmikroszkópos vizsgálatokkal igazolták, hogy a hagyományos módon és a KSA felhasználásával gyártott szinter fázisösszetétele közel azonos volt. Vizsgálták a kétfajta szinter szilárdságát, a kapott eredmények itt is megközelítőleg azonosak voltak.

A derítőiszap-hamu felhasználási lehetősége foszfortartalmú nyersvas előállításánál A vizsgálatok eredményei alapján megállapítható, hogy a KSA mint foszforforrás, foszfor-szinter, majd ezt követően foszfortartalmú nyersvas előállítására technológiai szempontból sikeresen alkalmazható. A bányák tömedékanyagaként történő felhasználáshoz képest a foszfortartalmú vas gyártási adalékanyagaként történő alkalmazás hulladékgazdálkodási és környezetvédelmi szempontból egyaránt kedvezőbb. A salakból a nem eluálható kötések miatt nem mosódnak ki a veszélyes anyagok. Az eljárás üzemszerű alkalmazásához szükséges a KSA szállításának megszervezése. A termelésifolyamat-függő, ciklikus igénnyel szembe kell állítani a folyamatosan keletkező KSA-t, amelyet megfelelő mennyiségben tárolni kell. Gazdasági szempontból a KSA foszfor-adalékanyagként történő felhasználása a jelenlegi árak miatt nem valósítható meg. Környezetvédelmi szempontból ugyanakkor a KSA nagyolvasztóban adalékanyagként történő felhasználása a bányákban tömedékanyagként történő alkalmazással szemben előnyben részesíthető. (Regősné Knoska Judit) Deike, R.; Freudenberg, A.: Verwertung von Klärschlammasche in der Metallurgie. = Müll und Abfall, 33. k. 12. sz. 2001. p. 672 676. Slupek, S.; Buczek, A.; Belkheir, K.: Dust and metallic sludges utilization in oxygen converter process. = Inzynieria Srodowiska, 5. k. 2. sz. 2000. p. 293 302.