Wykład 1

Od 1999r światowa produkcja:

• Żeliwa szarego wzrosła o 9,3%

• Żeliwa sferoidalnego o 39,6%

• Staliwa o 50%

• Odlewów z metali niezależnych o 41,2%

Bilans materiałów w odlewni

Podstawowe materiały wejściowe:

• Materiały do wykonania form i rdzeni

• Materiały do wykonania ciekłego metalu ( wsad materiały ogniotrwałe, paliwo (koks , prąd) topniki)

• Inne materiały ( tarcze śrut)

Odlewnia

• Wewnętrzny proces odzyskowy

• Materiały metalowe masa formierska masa rdzeniowa

Podstawowe materiały wyjściowe:

• Odlew

• Odpady stałe na wysypisku

• Zużyta masa formierska i rdzeniowa

• Odpady z topienia ( żużel szlam ze skruberów materiały ogniotrwałe topniki)

• Pyły z odpylania ( cząstki stałe, zużyty śrut, materiał ścierny)

• Inne odpady ( gazy ze spalania)

GREEN FUONDRY

W żeliwiaku stosujemy złom nie czysty bo mamy możliwość ingerencji w skład, w piecach indukcyjnych musimy stosować złom czysty bo niemamy takiej możliwości

Proces topienia w peicu indukcyjnym jest bardziej ekologiczny ( żeliwiak 100Mg pyłów, piec indukcyjny 7Mg pyłów) z tym że nie uwzględniamy produkcji energii elektrycznej.

Produkcja aluminium

80-90% produkowana jest z recyklingu

Sposoby pozyskiwania aluminium:

1. Technologia hutnicza

2. Recykling

Ad. A

Produkuje się z boksytów czyli tlenek aluminium, źródła boksytów: węgry. Wady: jest b drogie, i niebezpieczne dla środowiska bo wydostają się związki fluoru

Ad. B

Sortowanie kruszenieprzetapianie

We wszystkich tych procesach powstają zgary aluminiowe. Jest to problem bo maja dużo aluminium i tlenki itd., Te zgary też należy usuwać i odzyskiwać z nich aluminium.

Recykling aluminium:

• Roczne zużycie aluminium- 25 mln Mg

• Bezpośrednio z redukcji - 20 mln Mg

• Ze złomu- 3-5 mln Mg

Prowadzenie procesu recyklingu zależy od:

• Obfitości i okresowości dostaw metalu, dostatecznej koncentracji w jednym miejscu aby obniżyć koszty jego zbierania

• Odpowiedniej infrastruktury dla zbierania złomu metalu usuwania zanieczyszczeń i dostarczania do zakładu recyklingu

• Metoda recyklingu metalu musi być tańzsza niż pozyskiwanie bezpośrednio z rudy

• Rynku dla wyrobów z aluminium z recyklingu który powinien różnić się składem lub jakością, od rynku aluminium pierwotnego

Bodźce wpływające na stosowanie procesu recyklingu:

• Nagły wzrost zapotrzebowania

• Koszty produkcji pierwotnego aluminium

• Polityka rządu UE

• Poprawa jakości

Zalety procesu recyklingu:

• Oszczędność energii- do produkcji aluminium pierwotnego zużywa się ok 113GJ/Mg energii i może dochodzić do 174GJ/Mg. Dla produkcji aluminium ze złomu zużycie energii wynosi 13,6GJ/Mg i dochodzi do 20GJ/Mg. Produkcja 1Mg aluminium z boksytów wymaga około 1700kW/h energii elektrycznej natomiast produkcja tej samej ilości z recyklingu tylko 750kW/h

• Zmniejszenie ilości składowanych odpadów

• Aluminium pierwotne

• Odpady górnicze

• Szlam czerwony( produkt uboczny przy otrzymywaniu Al.)

• Zużycie wyłożenia elektrolizerów( wanny żeliwne wyłożone elektrodami grafitowymi)

• Aluminium z recyklingu

• Zgary- największe ilości

• Żużle

• Sole( aluminium wytapia się pod przykryciem soli, chlorki, fluorki i te sole po wytopieniu Al. Tworzą takie ciasto, które potem trzeba zagospodarować. Ale są też technologie wytapiania Al. Bez soli)

Ilość odpadów z recyklingu Al. Jest o 90% mniejsza niż w przypadku odpadów powstających z Al. Pierwotnego. Ilość odpadów niebezpiecznych przy zastosowaniu recyklingu zmniejsza się o 100kg?mg wyprodukowanego Al.

• Zmniejszenie emisji

• Al. Pierwotne: emisja chlorku, CO₂ fluorku

• Al. Z recyklingu: emisja Co₂

W przypadku produkcji Al. Z recyklingu mamy o 90% mniejsza emisje do powietrza gazów niż w przypadku produkcji Al. Pierwotnego. Wydobycie rudy boksytu również wpływa negatywnie na środowisku ponieważ powoduje destrukcje lasów i wymaga miejsca na składanie odpadów. Produkcja 1Mg Al. Pierwotnego z boksytów wymaga ok 4Mg rudy i generuje około 2 mg czerwonego szlamu ( produkt uboczny)

• Redukcja kosztów inwestycyjnych, urządzenia do produkcji al. Z recyklingu są mniej skomplikowane i tańsze niż urządzenia do produkcji Al. Z boksytów o ok 80 - 85%

Stopy aluminium poddawane recyklingowi dzielimy na:

• Stopy przerabiane plastyczne ( prasowanie, kucie walcowanie) zawierają one co najmniej 90 % Al. a niekiedy nawet 95%

• Stopy odlewana które zwykle zawierają więcej pierwiastków stopowych ( np. Si - bo pękają, i tu można wtrącić swoja wiedze z MN)

Wykorzystanie Al. przez transport: samochody pasażerskie, ciężarówki. Statki, motocykle, samoloty, lotnictwo, pociągi. Udział stopów Al. w lotnictwie rośnie, ale zwiększa się udział tych nowoczesnych stopów np. Al.-Li a tych zwykłych maleje. W miejsce ich wchodzą kompozyty.

Sortowanie złomu aluminiowego:

• Ręczne sortowanie

• Sortowanie magnetyczne- oddzielenie puszek Al. od stalowych

Przy sortowaniu ważne jest:

• Zmniejszenie objętości złomu ( prasowanie) żeby mała objętość była i tańszy transport

• Rozdrobnienie dużych profili( shreder)

• Paczkowanie złomu o małej gęstości

Usuwanie powłoki lakierniczej:

Proces usuwania powłok ze złomu ma na celu:

• Ograniczenie do minimum utleniania się powierzchni złomu

• Zmniejszenie emisji szkodliwych produktów ubocznych ( LZO, NO_x ) stosuje sięfiltry i dopalanie gazów

• Biorąc pad uwagę wartość opałową materiału organicznego proces przebiega samorzutnie, trzeba tylko zainicjować

• Minimalne koszty inwestycyjne, operacyjne

Analiza termograwimetryczna:

Bada się za jej pomocą szoki termiczne i ubytki masy w czasie nagrzewania. Rozkład próbki lakierniczej następuje w środowisku argonu. Widzimy że w temp ok 200-300 C rozpoczyna się proces rozkładu powłoki lakierniczej i temp procesu dochodzi do 550 C. W tym zakresie następuje całkowity ubytek powłoki lakierniczej. Wydzielają się wtedy: benzen, toluen, fenol, aldehyd benzoesowy. Dlatego musimy usuwać lakiery i dopiero potem przetapiamy złom. Im atmosfera bardziej utleniająca tym proces trwa krócej, ale powstają różne związki w zależności od stosowanej atmosfery. Stosuje się dwie strategie wypalania powłok z powierzchni złomu aluminiowego:

• Wypalanie przedłużone w niższej temperaturze ( 480 do 520 C0 minimalizuje utlenianie metalu ( Al.), Chociaż może być nie całkowite wypalanie powłoki lakierniczej.

• Szybkie nagrzewanie złomu w temp bliskiej temp topnienia ( 590- 620 C )i krótkie wytrzymywanie w tej temperaturze, problemem jest możliwość większego utleniania metalu ( strata metalu (Al.))

---