Při stále zvyšující se spotřebě hliníku a hliníkových slitin roste samozřejmě také produkce odpadů z jejich výroby. Jedním z nebezpečných odpadů jsou prachové frakce hliníkových stěrů, jejichž složení a vlastnosti nedovolují jeho použití bez dalších úprav a znemožňují i jejich skládkování.
Velká část podniků na zpracování hliníku používá pro produkci svých výrobků tavicí proces. Stykem povrchu roztaveného kovu o teplotě 750-900 °C s atmosférickým kyslíkem, dusíkem, ohřevným médiem a jinými komponentami, např. rafinačními solemi, dochází ke vzniku různých reakčních komponent.
Chceme-li zabránit styku atmosféry s povrchem kovu, a tím snížit množství "reakčních komponent", nabízí se několik technických opatření - odvakuování prostoru nad taveninou, použití inertních plynů nebo pokrytí povrchu taveniny krycími solemi (směsné soli alkalických kovů). Pro odstranění nečistot a plynů z taveniny je možné použít rafinační soli, které obsahují opět směs chloridu sodného a draselného s přídavky různorodých chemikálií a obsahují i sloučeniny s obsahem uhlíku, chloru, fluoru aj. "Reakční komponenty" a solná krycí vrstva se hromadí na povrchu kovu, a protože by příměsi reakčních komponent zhoršovaly kvalitu kovu a povrch kovových výrobků, musí se odstraňovat. Tímto způsobem vzniknou různé produkty s variabilním složením, stěry.
Stěry obsahují 20-70 % kovového hliníku v různé granulaci a další složky (viz box). Chemická reaktivita stěrů se projeví při styku s vodou nebo vlhkostí.
Materiál pak uvolňuje zapáchající plyny - většinou metan, amoniak, vodík, etylen a další. Reakční teplo způsobuje samovolný ohřev a posléze dochází k zatvrdnutí materiálu. Při styku s vodou jsou vyplavovány rozpustné látky.
Jednotliví výrobci produkují stěry v různém fyzikálním stavu, jako stěry s vysokým obsahem kovového hliníku (50-80 %), s nízkým obsahem rozpustných solí, hrubozrnné materiály značně znečistěné krycími solemi nebo jemně zrněné materiály s nízkou koncentrací kovu (5-15 %).
Odhadujeme, že jen v ČR je v současné době produkováno 2,5-3 tisíce tun prachových frakcí hliníkových stěrů. Jedná se tedy o nemalé množství odpadu, které je nutné vhodným způsobem likvidovat. Z pohledu zákona o odpadech č. 185/2001 Sb. je likvidace formou skládkování zakázána. Vyhláška č. 383/2001 MŽP, o podrobnostech nakládání s odpady, v příloze č. 8 konstatuje, že na skládky nesmí být ukládány (bod č. 6) nebezpečné odpady, které mají jednu z následujících nebezpečných vlastností: výbušnost, hořlavost, oxidační schopnost, schopnost uvolňovat při styku se vzduchem a vodou jedovaté plyny, žíravost, infekčnost.
TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ
Společnost KVS EKODIVIZE, a. s., se chemicko-fyzikálním zpracováním těchto odpadů zabývá od roku 1993. Technologie, která byla v rámci firmy vyvinuta, vyřešila jedno z problémových míst hutnictví hliníku. Během uplynulých let bylo zpracováno na 20 000 tun nebezpečných odpadů, které byly zpětně využity v průmyslové výrobě. Technologie zpracování hliníkových stěrů je chráněna patentem a několika užitnými vzory. Její princip spočívá v kombinaci mechanické a chemické úpravy materiálu.
Mechanická úprava se provádí např. lisováním horkých stěrů při jejich současném ochlazení, nebo procesem autogenního rozemílání materiálu a tříděním produktu na několik velikostních frakcí. Hrubé a střední frakce jsou vhodné pro dodatečné získání druhotného kovu. Jemné nebo prachové frakce jsou zcela nevhodné pro získání druhotného kovu a jsou chemicky vysoce reaktivní.
Pro zpracování těchto prachových frakcí byla zvolena metoda fyzikálně-chemické úpravy. Jemnozrnný materiál je dále rozdělen na dvě frakce. Materiál s granulometrií pod 0,4 mm je vhodný pro hydrometalurgickou úpravu v kapalném prostředí za zvýšené teploty a tlaku. V reaktoru dochází k rozkladu karbidů a nitridů a hydrataci kovového hliníku za vzniku odplynů obsahujících v převážné míře vodík, metan a amoniak, které se termicky rozloží ve spalovací komoře.
Rozpustné soli (NaCl, KCl) se převedou do roztoku, odfiltrují se od inertního technického oxidu hlinitého, a používají se pro výrobu krycích a čisticích solí pro tavení hliníku a mědi.
Technický oxid hlinitý se po přidání aditiv a pojiv peletizuje. Výsledný produkt - ředidlo ocelářských strusek dodávaný pod obchodním názvem Alcaten - obsahuje zhruba 60 % přepracovaných prachových frakcí hliníkových stěrů. Účinnou látkou u produktu je technický oxid hlinitý, který je využíván pro zvýšení tekutosti ocelářských strusek zejména v sekundární metalurgii Metalurgické vlastnosti ALCATENu jsou zcela srovnatelné s dosud používaným kazivcem (CaF2). Při styku s tekutým kovem nebo tekutou struskou se z něj neuvolňují sloučeniny, které by zhoršovaly pracovní a životní prostředí. Při používání kazivce se uvolňují ekologicky závadné fluoridy.
Druhá frakce jemnozrnného materiálu s granulometrií nad 0,4 mm obsahuje 10-15 % kovového hliníku a slouží jako základní matrice pro výrobu produktu Recal, který je využíván pro desaktivaci pecních, případně rafinačních strusek při výrobě oceli, respektive při jejím mimopecním zpracování. Slouží pro snížení oxidačního potenciálu ocelářských strusek nebo ocelové lázně. Využitelnost kovového hliníku v Recal je plně srovnatelná s běžně používaným hliníkem pro desoxidaci. Současně přítomný Al2O3 má příznivý vliv na úpravu a složení zejména vápenato-hlinitých rafinačních strusek. U rafinačních strusek se tímto zlepší podmínky pro dosažení jejich dobré tekutosti i podmínky pro odsíření ocelí.
Ing. Zbyněk Vojtek, Ing. Pavel Šmatelka, Ing. Vladivoj Veselý
KVS EKODIVIZE a. s., Horní Benešov
ZATŘÍDĚNÍ HLINÍKOVÝCH STĚRŮ PODLE KATALOGU ODPADŮ
10 03 04 Strusky z prvního tavení N
10 03 08 Solné strusky z druhého tavení N
10 03 09 Černé stěry z druhého tavení N
10 03 15 Stěry, které jsou hořlavé nebo při styku s vodou uvolňují hořlavé plyny v nebezpečných množstvích N
10 03 29 Odpady z úpravy solných strusek a černých stěrů obsahující nebezpečné látky N
Složení odpadů:
Jemnozrnné nebo prachové frakce, vzniklé mletím a separací stěrů u výrobců, obsahují 5-15 % kovového hliníku, 1-5 % karbidů, 1-3 % nitridů, 5-15 % rozpustných solí, 55-70 % oxidů a legovací prvky. Při styku s vodou uvolňují zapáchavé plyny obsahující amoniak, vodík, metan ve složení cca 40-50 % H2, 1-8 % CH4, 3-10 % NH3. Materiál je prašný.
STRUSKY Z METALURGIE ŽELEZNÝCH SLITIN
Odpadní strusky z výroby oceli, litiny, resp. dalších železných slitin patří k bezproblémovým typům odpadů. Jejich složení (zatuhlá tavenina oxidů hliníku, křemíku, vápníku a hořčíku skelného charakteru, minimum kovů, nepřítomnost solí) z nich činí zcela inertní materiál, který je nerozpustný ve vodě a velmi málo i v kyselinách. Jelikož mají tyto materiály velmi dobré mechanické vlastnosti, lze je využít jako stavební materiál, pro posyp komunikací. Bazické strusky lze po úpravě používat jako součást zemědělských hnojiv.
Výjimkou jsou odpady z některých sléváren šedé litiny, kde vznikají strusky s obsahem karbidu vápníku. Takové odpadní strusky přirozeně reagují s vodou (srážky, vzdušná vlhkost) za tvorby acetylénu.
STRUSKY Z METALURGIE NEŽELEZNÝCH SLITIN
Odpadních strusek z metalurgie neželezných slitin je mnohem méně. V této metalurgii se však používá široká škála chemických látek a přípravků jako struskotvorných přísad, takže i strusky a odpadní produkty jsou velmi různorodé.
Při výrobě olova podle historických postupů vznikají vysoce stabilní strusky, které lze z hlediska vyluhovatelnosti vodou zařadit do výluhové třídy II.a, resp. II.b. Jsou také extrémně odolné povětrnostním vlivům.
Při modernějších technologiích (recyklace olova a jeho slitin ) vznikají tzv. solné strusky, jejichž podíl soli může činit až 80 % . Jejich vodný výluh ze strusky pak až desetinásobně překračuje limity III. výluhové třídy v případě chloridů, síranů a rozpuštěných látek a výrazně jsou překračovány i limitní hodnoty arsenu, antimonu resp. dalších parametrů výluhu. Ve svém nativním stavu proto může mít daný typ strusky nebezpečnou vlastnost číslo H13, vyvolanou vysokou vodivostí výluhu.
Peletizační linka
Materiál Alcaten obsahuje 60 % přepracovaných prachových frakcí hliníkových stěrů
Filtrační zařízení při zpracování stěrů
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.
Ahoj, mám prodat hliníkový granulát, nebo můžete mi říct, kde je v České republice můžete ho sprzedać.Proszę odpovědět. S pozdravem.