Egy elektromos olvadékolvasztóban (EAF) előállított minden tonna acél 15-25 kg port – a zsákos olvasztómű által felfogott finom szemcsés anyagot – termel. Egy 500 000 tonna/év kapacitású olvasztómű esetében ez évi 7500-12 500 tonna port jelent. Ez a por a legtöbb országban veszélyes hulladéknak minősül, mivel nehézfémeket – elsősorban cinket, ólmot és kadmiumot – tartalmaz, amelyek hulladéklerakóban a talajvízbe szivároghatnak.
A MONTE INTELLIGENCE több mint egy évtizede foglalkozik elektromos égéstermék-kibocsátó csövek porkezelő rendszereivel. A porprobléma egyszerre környezeti kötelezettség és gazdasági lehetőség, mivel az elektromos égéstermék-kibocsátó csövek porának jellemzően 15-30%-a cink, ami magasabb koncentráció, mint sok jelenleg bányászott cinkérc-lelőhelyé.
Az EAF por összetétele tükrözi a hulladékkeveréket. A horganyzott hulladékot olvasztó üzemekből származó pora 25-35% cinket tartalmazhat. Az elsősorban nehéz hulladékot és háztartási hulladékot olvasztó üzemekből származó pora csak 8-15% cinket tartalmazhat. A cinktartalom határozza meg az újrahasznosítás gazdasági megvalósíthatóságát: körülbelül 15% cink felett a por újrahasznosítása általában pozitív megtérülést eredményez. 10% cink alatt az újrahasznosítási költség meghaladhatja a visszanyert cink értékét, és a stabilizálás, majd a hulladéklerakóban történő ártalmatlanítás gazdaságilag racionális választássá válik – bár a szabályozási trendek ezt a lehetőséget ellene szólnak.
Az EAF por ólomtartalma figyelmet érdemel, mivel befolyásolja mind az újrahasznosítási folyamatot, mind a visszanyert cinktermék forgalmazhatóságát. Az ólomtartalom jellemzően 1-5% között mozog. Az ólom és a cink kémiailag annyira hasonlóak, hogy a gazdaságos szétválasztásuk nehézkes. A Waelz-kemencében alkalmazott eljárás, amely a domináns újrahasznosítási technológia, olyan cink-oxid terméket eredményez, amely jellemzően 0,5-2% ólmot tartalmaz. Ez elfogadható a cinkolvasztó ipar számára, amely tovább finomíthatja az anyagot. Azonban egyes piacokon a szigorúbb ólomspecifikációk további tisztítási lépéseket igényelhetnek, amelyek növelik a költségeket.
A Waelz-féle kemence az EAF por újrahasznosításának igáslova, amely világszerte az összes újrahasznosított por körülbelül 80%-át kezeli. A kemence egy forgó hengeres kemence, jellemzően 40-60 méter hosszú és 3-4 méter átmérőjű, 2-3 fokban dőlve a vízszinteshez képest. Az EAF port széntartalmú redukálószerrel – általában kokszporral vagy szénnel – keverik, és a kemencébe táplálják. Ahogy a töltet forgás és gravitáció segítségével áthalad a kemencén, a hőmérséklet eléri a 1100-1300 °C-ot.
Ezen a hőmérsékleten a porban lévő cink-oxidot a szén fémes cinkgőzzé redukálja: ZnO + C → Zn(g) + CO. A cinkgőz a füstgázzal együtt távozik a kemencéből, és a töltet fölé bevezetett levegővel újra oxidálódik cink-oxiddá: 2 Zn(g) + O2 → 2 ZnO. A cink-oxidot a kemence után egy zsákos elszívóban gyűjtik össze. A Waelz-oxidnak nevezett termék jellemzően 55-65% cinket tartalmaz, és másodlagos alapanyagként cinkkohóknak értékesítik.
A Waelz-égető kemence nem illékony maradéka – a salak – vas-oxidot, meszet, szilícium-dioxidot és nehézfém-maradványokat tartalmaz. Ezt a salakot korábban hulladéklerakókban helyezték el, de egyre inkább kavicsanyagként használják útépítésben vagy alapanyagként a cementgyártásban. A salaknak kioldódási teszteken kell átmennie (például a TCLP teszten az Egyesült Államokban vagy az EN 12457 szabványon Európában) ahhoz, hogy ezeket a hasznos felhasználási módokat felhasználhassa.
A Waelz-kemence alternatív technológiái közé tartozik a forgókandallókemence (RHF), a többkandallókemence (MHF) és a plazma alapú eljárások. Az RHF egy lapos forgókandallót használ a ferde henger helyett, ami rövidebb tartózkodási időt és pontosabb hőmérséklet-szabályozást tesz lehetővé. Az MHF egymásra helyezett, bordázott karokkal ellátott kandallókat használ az anyag szintek közötti mozgatásához. A plazmaeljárások elektromos ívet vagy plazmaégőt használnak a cink illékonyításához szükséges magas hőmérsékletek eléréséhez, azzal az előnnyel, hogy energiaforrásként elektromos áramot használnak a fosszilis tüzelőanyagok helyett.
Minden technológiának megvannak a maga előnyei. A Waelz-kemence a legalacsonyabb tőkeköltségű megoldás nagy áteresztőképesség (évi 50 000 tonna felett) esetén, de a kokszfogyasztás miatt magasabbak az üzemeltetési költségei. Az RHF jobb energiahatékonysággal és alacsonyabb kibocsátással rendelkezik, de egyenletesebb alapanyagot igényel. A plazmaeljárások a legkisebb környezeti lábnyommal rendelkeznek, de a legmagasabb az áramköltségük, ami előnyös lehet, ha alacsony szén-dioxid-kibocsátású áram áll rendelkezésre, és a szén-dioxid-árazás érvényes.
A kereskedelmi forgalomban kapható Waelz-kemencék cink-visszanyerési aránya jellemzően 90-95% között mozog. A 90% alatti visszanyerési arány általában folyamatproblémára utal – elégtelen redukáló körülmények a kemencében, túl rövid tartózkodási idő, vagy a por és a redukálószer rossz keverése. A 95% feletti visszanyerési arány optimalizált kemenceműködtetéssel elérhető, de az utolsó néhány százalékpont határköltségét a további kinyert cink értéke nem feltétlenül indokolja.
A kemencéből származó vasban gazdag salak egy olyan anyagáram, amely több figyelmet érdemel, mint amennyit általában kap. Egy Waelz-kemence, amely évente 100 000 tonna EAF port dolgoz fel, körülbelül 60 000 tonna salakot termel. Ez a salak 30-40% vasat tartalmaz, amely visszanyerhető és visszavezethető az acélgyártási folyamatba. Számos technológia van fejlesztés alatt a Waelz-salakból történő vas kinyerésére, beleértve a mágneses elválasztást és az olvasztási redukciót, de egyik sem érte el még a széles körű kereskedelmi elterjedést.
A MONTE INTELLIGENCE porkezelő és -kondicionáló rendszereket szállít EAF műveletekhez, beleértve a pneumatikus szállítást, a pelletizálást és a tárolást. Tanácsadást is kínálunk a por újrahasznosítási stratégiájával kapcsolatban – legyen szó akár helyszíni újrahasznosításba való befektetésről, központi Waelz kemencébe szállításról, vagy harmadik féltől származó feldolgozóval való szerződéskötésről.
Az EAF porkezelési lehetőségeinek felméréséhez vegye fel a kapcsolatot a helenxu@cnlymonte.com címen.
