ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW HUTNICZYCH W PROCESIE WYTAPIANIA STALI W ELEKTRYCZNYM PIECU ŁUKOWYM. Teresa LIS Krzysztof NOWACKI

Transkrypt

1 ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW HUTNICZYCH W PROCESIE WYTAPIANIA STALI W ELEKTRYCZNYM PIECU ŁUKOWYM Teresa LIS Krzysztof NOWACKI

2 ODPAD Pojęcie odpadu zostało uregulowane w ustawie o odpadach z dnia 14 XII 2012 r. (tekst jednolity DzU 2013, poz. 21 ze zmianami). Zgodnie z art. 3 ust. 1 powołanej ustawy,,odpady oznaczają każdą substancję lub przedmiot których posiadacz pozbywa się, zamierza pozbyć się lub do których pozbycia jest obowiązany.

3 ODPADY - klasyfikacja ŹRÓDŁO POWSTAWANIA WŁAŚCIWOŚCI POWODUJĄCE, ŻE SĄ ODPADAMI NIEBEZPIECZNYMI (ZAŁĄCZNIK NR 3) PRZEKROCZENIE WARTOŚCI GRANICZNYCH STĘŻEŃ POWODUJĄCE, ŻE SĄ ODPADAMI NIEBEZPIECZNYMI (ZAŁĄCZNIK NR 4)

4 HIERARCHIA SPOSOBÓW POSTĘPOWANIA Z ODPADAMI NAJBARDZIEJ POŻĄDANE ZAPOBIEGANIE PONOWNE UŻYCIE RECYKLING SPALANIE (Z ODZYSKIEM ENERGII) UNIESZKODLIWIANIE NA SKŁADOWISKACH NAJMNIEJ POŻĄDANE

5 Przemysł hutniczy jest branżą, w której obok górnictwa i energetyki powstają duże ilości odpadów. W sumarycznym zużyciu metali udział stali wynosi ponad 92%, stąd też hutnictwo należy do tych dziedzin gospodarki, które generują najwięcej produktów ubocznych.

6 W zależności od własności odpadu rozróżnia się następujące formy recyklingu: SUROWCOWY MATERIAŁOWY PRODUKTOWY ENERGETYCZNY CHEMICZNY

7 Znaczenie form recyklingu w przemyśle hutniczym: SUROWCOWY Wyroby stalowe, odlewy ze stopów żelaza, podlegają prawie w 100% recyklingowi MATERIAŁOWY Inne odpady, takie jak pyły stalownicze, szlamy podlegają recyklingowi w znacznie mniejszym stopniu, a mogą być cennym źródłem związków żelaza, jako materiału wsadowego

8 KRAJOWI PRODUCENCI ODPADÓW ŻELAZONOŚNYCH (pyły, szlamy, zgorzelina): ArcelorMittal Poland S.A. (Oddział w Krakowie, Dąbrowie Górniczej, Sosnowcu), ArcelorMittal Warszawa Sp z o.o., Huta Łabędy S.A., ISD Huta Częstochowa Sp z o.o., Grupa ALCHEMIA (Walcownia Rur Andrzej, Rurexpol Sp z o.o., Huta Batory Sp z o.o., Huta Bankowa Sp z o.o.), CMC Poland Sp z o.o., Grupa COGNOR (Ferrostal Sp z o.o., ZW-Walcownia Bruzdowa Sp z o.o.), CELSA Huta Ostrowiec Sp z o.o.

9 ZAGOSPODAROWANIE PYŁÓW STALOWNICZYCH Pyły stalownicze należą do najbardziej uciążliwych produktów procesów elektrostalowniczych, są trudne do składowania i transportowania, stanowią poważny problem ekologiczny. Możliwości zagospodarowania pyłów elektrostalowniczych: ponowne wprowadzenie do EAF, konwertora, wielkiego pieca z materiałami wsadowymi pyłów o zawartości cynku do 4%; odzysk cynku z pyłów zawierających powyżej 15% cynku (piec przewałowy, metody hydrometalurgiczne), Wykorzystanie w procesach pozahutniczych pyłów o zawartości cynku 4-15%.

10 ZAGOSPODAROWANIE PYŁÓW STALOWNICZYCH Na możliwości zagospodarowania pyłów stalowniczych ma wpływ nie tylko ich skład chemiczny (zawartość cynku), ale również własności fizyczne, takie jak: kształt i wymiar cząstek, skład granulometryczny, gęstość: bezwzględna, nasypowa, utrzęsionego pyłu, porowatość warstwy pyłu, kąt nasypu i zsypu pyłu wilgotność, higroskopijność.

11 ZAGOSPODAROWANIE PYŁÓW STALOWNICZYCH Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że badany pył stalowniczy jest pyłem: o barwie ciemnobrunatnej, lekkim, o gęstości pozornej nasypanej warstwy pyłu poniżej 0,6 g/cm 3, nie stwarzającym trudności w transporcie taśmowym (kąt nasypu prawie 45 o i kąt zsypu powyżej 30 o), drobnoziarnistym, cząstki o średnicy poniżej 75 µm, wysokodyspersyjnym o 0,2<WSD<1,0 suchym (wilgotność 0,33%), ale o stosunkowo wysokiej higroskopijności (2,62% po 24 godzinach), co wskazuje na tendencję do zbrylania się.

12 ZAGOSPODAROWANIE PYŁÓW STALOWNICZYCH Ciemnobrunatna barwa Barwienie materiałów i elementów budowlanych Wysoka zawartość tlenków żelaza Barwienie szkła Wysoka higroskopijność Tworzenie mieszanin z materiałami o wysokiej wilgotności, np. szlamami

13 ZAGOSPODAROWANIE PYŁÓW STALOWNICZYCH W PROCESIE WYTAPIANIA W EAF JAKO NOŚNIK ŻELAZA JAKO NOŚNIK TLENU Brykiety lub granulat pyłów zawierających do 4% Zn Z dodatkiem szlamów lub mułków Z dodatkiem węgla Brykiety wspomagające spienianie żużla (SMS Demag) przy wytapianiu stali chromowych wyższy uzysk złomu, wzrost wydajności pieca ok. 10%, mniejsze zużycie elektrod, z dodatkiem węgla i kamienia wapiennego przy wytapianiu stali odpornych na korozję ograniczenie zgaru chromu, manganu i żelaza

14 ZAGOSPODAROWANIE SZLAMÓW I MUŁKÓW Szlamy i mułki powstające w czasie produkcji żelaza i stali oraz ich obróbki można podzielić na następujące grupy: szlamy żelazonośne czyste o zawartości żelaza powyżej 60%, szlamy żelazonośne zanieczyszczone (alkalia, cynk, olej) o zawartości żelaza 25-60%, mułki zgorzelinowe zaolejone, stopień zaolejenia może przekraczać 10%, mułki poszlifierskie, zawierające 10-15% chłodziwa, szlamy z oczyszczania instalacji chłodzących urzadzenia metalurgiczne

15 ZAGOSPODAROWANIE ZAOLEJONYCH SZLAMÓW I MUŁKÓW Znacząca część szlamów i mułków z przemysłu hutniczego jest zaolejona są one obecnie utylizowane w niewielkich ilościach, najczęściej przy produkcji klinkieru portlandzkiego lub jako dodatek koloryzujący do betonów. Szersze zastosowanie tych odpadów jest utrudnione właśnie z powodu ich zaolejenia m.in. w spiekalniach wyposażonych w elektrofiltry ze względu na niebezpieczeństwo samozapłonu i pożarów żarowych. Zaolejony osad może być odolejany np. przez zraszanie go kwasem organicznym w temperaturze 60 o C-80 o C; produktami są: odolejona zendra oraz ścieki wymagające oczyszczenia.

16 INNOWACYJNEA TECHNOLOGIA ODOLEJANIA ODPADÓW

17

18 BADANIA I OPRACOWANIE PROEKOLOGICZNEJ TECHNOLOGII OTRZYMYWANIA ŻELAZA Z WYKORZYSTANIEM ŻELAZONOŚNYCH MATERIAŁÓW ODPADOWYCH I ODPADOWYCH TWORZYW SZTUCZNYCH PBS3/B5/41/2015 Politechnika Częstochowska EkoFerrum Politechnika Śląska

19 PODSUMOWANIE Ochrona zasobów naturalnych ziemi powinna stać się celem nadrzędnym ludzkości Przeprowadzone badania własności fizycznych pyłów elektrostalowniczych wskazują na możliwość ich wykorzystania do wytwarzania różnego rodzaju brykietów lub granulatu, który może być stosowany jako materiał wsadowy lub środek wspomagający proces spieniania żużla. Zaproponowana technologia odolejania żelazonośnych odpadów hutniczych (szlamów, mułków) pozwala na uzyskanie produktu żelazonośnego zendry, która może być jako granulat lub brykiet wprowadzony do EAF lub poddany dalszej obróbce (redukcji) w celu produkcji DRI.

20 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ