Wykład 3
Proces mokry-stosuje się dodatek soli fluorkowych chlorkowych jako ochronę przed dostępem powietrza i przed utrata ciepła, proces suchy w piecu obrotowym bez dodatku soli niektóre wersje maja sól, ilość tworzącego się żużla jest mniejsze, zużycie energii jest mniejsze, jest bardziej ekonomiczny, ale drogie urządzenia przeróbcze. Oprócz tego stosuje się takie procesy jak separacja fizyczna i proces hydrometalurgiczny, czyli proces który przebiega w fazie mokrej, w jakimś rozpuszczalniku. Separacja obejmuje suszenie rozdzielania frakcji metalicznej i nie metalicznej na zasadzie różnicy ciężaru. Frakcja niemetaliczna np. na otuliny egzotermiczne, a frakcja metaliczna na złomowisko. Proces hydrometalurgiczny polega na kruszeniu rozdzieleniu frakcji która nie zawiera aluminium i poddaje się procesowi oddzieleniu tlenku aluminium na mokro za pomocą soli. Te procesy są bardzo proste, nie wymagają skomplikowanych urządzeń. Są to procesy utylizacji zagospodarowania zgarów. Firma JBM international opracowała technologie utylizacji zgarów aluminiowych czarno białych które są mielone potem jest ich klasyfikacja na klasyfikatorze pneumatycznym, rozdzielanie na różne frakcje, frakcja większa to aluminium metaliczne które idzie do pieca, i zostaje przetopione w piecu i powstaje wlewek aluminium i zgary niskiej jakości, a frakcja niemetaliczna to tlenek aluminium który jest przesiewany potem są sporządzane mieszanki które są stosowane do metalurgii proszkowej albo do produkcji klinkieru cementowego. Spiek solny jest obciążeniem dla firm, i powstaje on w metodzie mokrej, i ten spiek solny trzeba oddzielić od aluminium. Można stosować proces hudro… ale potem trzeba suszyć , dlatego preferuje się metody suche. Przesiewanie kruszenie przesiewanie rozdzielanie podziarna nadziarna kolejne przesiewania i rozdzielamy metaliczne aluminium i tlenek aluminium plus ta sól która tworzy spiek solny. Ten spiek solny odzyskuje się jeśli mamy czarne zgary metoda rozpuszczania. Tworzy się zawiesina potem się rozdziela fazę stała od ciekłej.
Jaki jest wpływ procesów recyklingu na środowisko. Ilość energii zużywanej na produkcje aluminium z rudy jest 10 krotnie większa niż w przypadku produkcji aluminium ze złomu. To jest główny argument. Przy produkcji al. pierwotnego wytwarza się duża ilość odpadów stałych, w trakcie produkcji al. pierwotnego w procesie elektrolizy powstają różne sole fluorki chlorki które zagrażają środowisku. Produkcja al wtórnego tez niesie ze sobą jakieś wady dla środowiska. Problem utylizacji materiałów organicznych. Przeróbka złomu motoryzacyjnego niesie ze sobą problemy związane z różnymi cieczami, olejami która są np. w silniku, duży nakład pracy jeśli chodzi o stary złom, bo są różne tworzywa, i trzeba to rozdzielić często ręcznie, narażenie na azbest, np. konstrukcje budynków, obecność materiałów wybuchowych, pojemniki zamknięte, materiały radioaktywne, które mogą wystąpić w złomie mieszanym. W procesie topienia najbardziej niebezpieczna jest wilgoć która znajduje się na złomie, może dochodzić do reakcji ciekłego żelaza z alum i może dojść do eksplozji na skutek reakcji egzotermicznej. Mogą się wydzielać różne trucizny, złom może zawierać materiały które wywołują wybuchy w podwyższonych temperaturach. Obecność topników powoduje ze dochodzi do parowania z nich chlorków i fluorków i może dojść do wybuchy i zatrucia, i trzeba te gazy odciągać.
Recykling cynku. Cynk jest metalem cennym, stanowi zabezpieczenie przez korozja, powłoki cynkowe, cynk stosuje się jako dodatek stopowy, mosiądze brąz stopy al z zn itd., cynk należy do pierwiastków bardzo ważnych dla życia. Źródła cynku: rudy cynku koło np. Bukowna , złomy czerwone ( elementy cynkowane stopy z cynkiem itd.) pyły z odpylania odlewniczych pieców łukowych, bierze się on tam ze złomów ocynkowanych . Cynk ma niska temp topnienia i wrzenia. ( piece łukowe maja 4 otwory 3 to elektrody a jeden to przewód odpylania) stosuje się odpylanie suche, i te opary cynku schładzają się i utleniają to tlenku cynku i stanowią pył, i jest to produkt odpylania pieca łukowego i ten pył się wykorzystuje do otrzymywania cynku. Opłaca się przerabiać metodą walca pyły które zawierają co najmniej 18 %Zn. Proces walcowania polega na odzysku cynku metodami pirometalurgicznymi, tą metodą przerabia się ok 80% pyłów na świecie, wsadem jest zgranulowany materiał zawierający cynk i dodatkowo wprowadza się koks i topniki, stosuje się piec obrotowy, piec nachylony pod kątem, aby materiał przesuwał się coraz to niżej , wysokość pieca ok 60 m, w pierwszym etapie usuwa się wodę, za pomocą gazów które ogrzewają i usuwają wodę, i te gazy idą w przeciwnym kierunku niż materiał w piecu. Te gazy zawierają oczywiście tlenki cynku i przechodzi to instalacji odpylającej, ten piec nazywa się piec przewałowy. I co się dzieje w tym piecu, mamy strefę redukcyjną, temp 1200 tlenki ołowiu cynku ulegają redukcji, reduktorem jest węgiel, koks, potem mamy pary ołowiu i cynku które ulegają ponownemu utlenieniu w urządzeniu odpylającym, proces trwa od 4 do 5 godz., a ten nie przereagowany koks który spłynie w dolnej części pieca razem z żużlem odzyskujemy na zasadzie separacji magnetycznej, bardzo duże zużycie koksu, odzysk cynku wynosi od 85 do 93 % .
Zużyta masa formierska, stosuje się regenerację, ale to jest drogie, są specjalne wysypiska ale są one drogie i dlatego bardziej opłacalna jest regeneracja, nie zawsze się da wykorzystać 100% regeneratu, wiec np. tyko część masy poddaje się regeneracji a cześć trzeba jakoś zutylizować. Masa formierska jest odpadem, i trzeba coś z tym zrobić, i dąży się do tego aby ilość odpadów na wysypiskach była jak najmniejsza bo to jest odpad szkodzi środowisku i zajmuje miejsce, dlatego szuka się różnych dróg wykorzystanie takiej masy. Jest szereg możliwości gdzie taka masę można wykorzystać, ale nie można masy od razu wykorzystać bo trzeba ja pierw rozkruszyć oczyścić z części metalowych itd. Separacja magnetyczna, rozdział frakcji, i trzeb zbadać jak taka masa wpływa na środowisko i tutaj robi się testy wymywalności , czyli bada się co się z tej masy może wydobywać pod wpływem czynników atmosferycznych śnieg deszcz. Zalewamy wodą taką próbkę i oznaczamy jakie substancje się wydzielają i sprawdzamy z normami jakie są wymagania, i czy nasza masa spełnia te normy. Mamy wiele rodzajów mas i te różne rodzaje pasują do różnego rodzaju zastosowania, problemem jest kiedy mamy np. masę formierska i z masą rdzeniową. Ważną rzeczą jest ze jeżeli chcemy przekazać masę do zagospodarowania to musza te masy spełniać określone wymogi. Tutaj to zestawienie sposobów gdzie możemy wykorzystać zużytą masę formierską z książki Dańka takiej szarej, do regeneracji.
Mączka wapienna- głównym składnikiem jest szamot? Mączka ta powstaje z rozkładu węglanu wapnia, są duże straty prażenia bo wydziela się dwutlenek węgla a pozostaje tlenek węgla głownie.
Mieszanie wyrobów wapiennych: mączka wapienna i masa formierska
Produkcja klinkieru portlandzkiego - z niego tworzy się cement, składniki: kamień wapienny wapno beton , i cos tam jeszcze.
Opona poza gumą masz kosz stalowy i takie opony wrzuca się do pieca produkującego klinkier portlandzki , taki sam piec jak do procesu walca tylko większy, cześć gumowa służy jako paliwo a metalowy korb stalowy dostarcza tlenek żelaza. Mamy dwie korzyści , spalamy opony, służą jako źródło paliwa, oszczędzamy gaz koks i wykorzystujemy żelazo zawarte w oponach.
Masy formierskie możemy wykorzystać do produkcji wypalanych materiałów budowlanych jako dodatek schudzający, aby taka cegła miała dobre właściwości izolacyjne to ona mus być porowata, musi mieć pory aby powietrze izolowało przebieg ciepła, jako materiały schudzające stosuje się piasek popioły lotne, czyli popioły z elektrowni, które są puste w środku, żużel paleniskowy mączka ceglana itd., i zamiast tego można zastosować masy formierskie czy rdzeniowe które zawierają spoiwa organiczne, np. pył węglowy i trociny się wypalają i mamy pory, to zamiast tego dodajemy masę ze spoiwem org która spełnia dwojaka role, jako dodatek schudzający a druga to jak się wypali spoiwo to powstaje dziura.