Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava



Podobné dokumenty
Vítkovice výzkum a vývoj technické aplikace s.r.o. Pohraniční 693/31, Ostrava Vítkovice, Česká republika

CHARAKTERISTIKA JEMNOZRNNÝCH HUTNÍCH ODPADŮ Z HLEDISKA JEJICH VLIVU NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A VYUŽITÍ JAKO SUROVINY NA VÝROBU KOVŮ

STÍRÁNÍ NEČISTOT, OLEJŮ A EMULZÍ Z KOVOVÝCH PÁSŮ VE VÁLCOVNÁCH ZA STUDENA

STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE

Ekonomika AOS a vliv nové legislativy

METODIKA PRO NÁVRH TEPELNÉHO ČERPADLA SYSTÉMU VZDUCH-VODA

Tel/fax: IČO:

Přezkoumání vhodnosti použití zvýšené podlahy pro aplikace datových středisek

Hydrogeologie a právo k

Obalové hospodářství

Seriál: Management projektů 7. rámcového programu

Zpráva o provozu spalovny environmentální profil za rok 2003

Zpráva o vlivu ReTOS Varnsdorf s.r.o. na životní prostředí, 2009

Úprava uhlí, sušení, briketování, nízkoteplotní karbonizace Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc.

Obecně závazná vyhláška města Žlutice č. 2/2011 Požární řád obce

účetních informací státu při přenosu účetního záznamu,

OBEC HORNÍ BOJANOVICE obecně závazná vyhláška č. 05/2005

Druhé hodnocení plnění nařízení vlády č. 197/2003 Sb., o POH ČR za období

Vyřizuje: Tel.: Fax: Datum: Oznámení o návrhu stanovení místní úpravy provozu na místní komunikaci a silnici

-1- N á v r h ČÁST PRVNÍ OBECNÁ USTANOVENÍ. 1 Předmět úpravy

Příloha č. 3 VÝKONOVÉ UKAZATELE

PROGRAM OBNOVY VENKOVA VYSOČINY

integrované povolení

Program EFEKT- Státní program na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie MPO, STEO, SMO

KVALIFIKAČNÍ DOKUMENTACE k veřejné zakázce zadávané podle zákona č. 137/2006 Sb., o veřejných zakázkách, ve znění pozdějších předpisů

OPRAVA FASÁDY BYTOVÉHO DOMU TECHNICKÁ ZPRÁVA. Area Projekt s.r.o. Z2 Z1 KATASTRÁLNÍ ÚZEMÍ ROKYCANY OPRAVA FASÁDY. Vypracoval

Ostatní technologické zdroje (příloha č. 8 k vyhlášce č. 415/2012Sb.,)

ŽDB DRÁTOVNA a.s. Mořírny, zinkovací a patentozinkovací linky Integrované povolení čj. MSK /2006 ze dne , ve znění pozdějších změn

Platné znění části zákona s vyznačením navrhovaných změn

ATHÉNSKÁ CHARTA CIAM (1933) Zásady plánování měst, zrevidovaná verze charty vypracovaná v roce 2002 Evropskou radou urbanistů.

Pracovní návrh. VYHLÁŠKA Ministerstva práce a sociálních věcí. ze dne o hygienických požadavcích na prostory a provoz dětské skupiny do 12 dětí

Faremní systémy podle zadání PS LFA s účastí nevládních organizací

MOŽNOSTI POUŽITÍ ODKYSELOVACÍCH HMOT PŘI ÚPRAVĚ VODY

PARLAMENT ČESKÉ REPUBLIKY Poslanecká sněmovna 2009 V. volební období. Vládní návrh. na vydání. zákona

VYHLÁŠKA č. 383/2001 Sb.,

Kategorizace zákazníků

KRAJSKÝ ÚŘAD PLZEŇSKÉHO KRAJE

STANOVISKO č. STAN/1/2006 ze dne

FILTR SRÁŽKOVÝCH VOD AS-PURAIN SROVNÁVACÍ TEST FILTRŮ

ZAŘÍZENÍ PRO ODBĚR VZORKŮ VZ

Samostatná provozovna. Číslo provozovny: Název provozovny:

ZKOUŠKA SPOLUSPALOVÁNÍ BIOPALIVA A ČERNÉHO UHLÍ

Rychnov nad Kněžnou. Trutnov VÝVOJ BYTOVÉ VÝSTAVBY V KRÁLOVÉHRADECKÉM KRAJI V LETECH 1998 AŽ

Zklidnění dopravy Sídliště a okolí dopravní studie. Obsah:

Všeobecné podmínky provozu sběrných míst kolektivního systému Eltma

( pracovní podklad pro jednání dne na MMR)

Sbírka zákonů ČR Předpis č. 415/2012 Sb.

1. DÁLNIČNÍ A SILNIČNÍ SÍŤ V OKRESECH ČR

Platné znění dotčených částí zákona o obalech s vyznačením navrhovaných změn. 1 Účel a předmět zákona

Zlepšení kyslíkových poměrů ve vodním toku

MS měření teploty 1. METODY MĚŘENÍ TEPLOTY: Nepřímá Přímá - Termoelektrické snímače - Odporové kovové snímače - Odporové polovodičové

KOMISE EVROPSKÝCH SPOLEČENSTVÍ

I. M E T P R O D E S T

PŘÍLOHA 1.6 SMLOUVY O PŘÍSTUPU K VEŘEJNÉ PEVNÉ KOMUNIKAČNÍ SÍTI LOGISTIKA KONCOVÝCH ZAŘÍZENÍ

ÚŘAD PRO OCHRANU HOSPODÁŘSKÉ SOUTĚŽE ROZHODNUTÍ. Č. j.: ÚOHS-S0740/2015/KS-40547/2015/840/MWi Brno

Přednášející Ing. Daniel Šmíd produktový manažer podlahové systémy

Kalení rychlořezných ocelí : metalurgické výhody soli

BAT (nové znění BREF pro cementárny a vápenky, Sevilla únor 2009, přehled hlavních parametrů) Ing. Miloš Cikrt, odborný poradce

Obecně závazná vyhláška obcí Plaňany, Poboří, Hradenín a Blinka. č. 4/2003 ze dne

Vlastnosti vody a její vliv na provoz parních elektrických zvlhčovačů

Technická informace potisk obalů ofsetový tisk značkové a přímé barvy. ACRYLAC zlaté a stříbrné tiskové barvy

VÝZVA K PODÁNÍ NABÍDKY

Povinnosti provozovatelů bytových domů na úseku požární ochrany

VÝZVA K PODÁNÍ NABÍDKY A PROKÁZÁNÍ SPLN NÍ KVALIFIKACE ZADÁVACÍ DOKUMENTACE ZADÁVACÍ DOKUMENTACE

NÁVOD K OBSLUZE. Obj. č.:

Č.j. S056/2008/VZ-03935/2008/520/EM V Brně dne 7. března 2008

Rozdělení metod tlakového odporového svařování

Výzva pro předložení nabídek k veřejné zakázce malého rozsahu s názvem Výměna lina

MATERIÁL PRO JEDNÁNÍ ZASTUPITELSTVA MĚSTA PÍSKU DNE

Program rovného zacházení provozovatele distribuční soustavy Pražská plynárenská Distribuce, a.s., člen koncernu Pražská plynárenská, a.s.

METODICKÝ POKYN - DEFINICE MALÝCH A STŘEDNÍCH PODNIKŮ

SMLOUVA O POSKYTNUTÍ DOTACE

EURO-ŠARM SPOL. S R.O. Přehled produktů s návody k použití

integrované povolení

Uplatňování nařízení o vzájemném uznávání u předmětů z drahých kovů

I. Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb

Sbírka zákonů ČR Předpis č. 27/2016 Sb.

Pardubický kraj Komenského náměstí 125, Pardubice SPŠE a VOŠ Pardubice-rekonstrukce elektroinstalace a pomocných slaboproudých sítí

SBÍRKA ZÁKONŮ. Ročník 2016 ČESKÁ REPUBLIKA. Částka 10 Rozeslána dne 28. ledna 2016 Cena Kč 210, O B S A H :

Ploché výrobky z konstrukčních ocelí s vyšší mezí kluzu po zušlechťování technické dodací podmínky

Rozměry zrnitost zrnitost zrnitost zrnitost v mm ,6x6x x6x

Příznivé teploty pro vaše plasty

170/2010 Sb. VYHLÁŠKA. ze dne 21. května 2010

STUDNY a jejich právní náležitosti.

obecně závazné vyhlášky o vedení technické mapy obce A. OBECNÁ ČÁST Vysvětlení navrhované právní úpravy a jejích hlavních principů

RADA EVROPSKÉ UNIE. Brusel 12. července 2013 (16.07) (OR. en) 12263/13. Interinstitucionální spis: 2013/0235 (NLE) ENV 700 ENT 221

Dotace na výrobu tvarovaných biopaliv

Pravidla o poskytování a rozúčtování plnění nezbytných při užívání bytových a nebytových jednotek v domech s byty.

JOHNSON CONTROLS PARTS CENTER Olej Sabroe S68 pro průmyslové chlazení

SKLÁDANÉ OPĚRNÉ STĚNY

PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ. Strana

Recyklace stavebních hmot ekologický pohled (pomocný doprovodný materiál k zamyšlení) k předmětu CZ51 Environmentalistika a stavitelství

% STĚNY OKNA INFILTRA STŘECHA PODLAHA 35 CE % 20 25% 15 20% 10 10% 10% 5

VYR-32 POKYNY PRO SPRÁVNOU VÝROBNÍ PRAXI - DOPLNĚK 6

Česká zemědělská univerzita v Praze Fakulta provozně ekonomická. Obor veřejná správa a regionální rozvoj. Diplomová práce

1. Účel použití. Univerzální hořáky (27kW až 90kW)

Krajský úřad Ústeckého kraje odbor životního prostředí a zemědělství

MDT xxx TECHNICKÁ NORMA ŽELEZNIC Schválena: Ochrana zabezpečovacích zařízení před požárem

MĚSTO DOBRUŠKA. Obecně závazná vyhláška č. 1/2015,

Transkript:

POSSIBILITIES OF NON-FERROUS METALS REMOVING FROM FINE-GRAIN METALLURGICAL WASTES MOŽNOSTI ODSTRANĚNÍ NEŽELEZNÝCH KOVŮ Z JEMNOZRNNYCH HUTNÍCH ODPADŮ Miroslav Kursa, Tomáš Kárník, Dana Krištofová, Juraj Leško, Jan Kret, Jiří Botula Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Abstrakt Formation, occurrence and liquidation of fine-grained metallurgical wastes (FGMW) at the process of ironmaking and steelmaking presents a serious problem, namely due to their quantity and potential danger of environmental pollution with heavy metals, contained in FGMW. This problems concerns particularly Zn, Pb and Cd. Possibilities of their recycling in the process of sintering, beneficiation of heavy metals by dressing processes in hydrocyclones were studied. Questions of hydro-metallurgical and pyro-metallurgical processing of these wastes were investigated as well. 1. ÚVOD Česká republika patří v oblasti metalurgie mezi typicky zpracovatelské státy bez vlastních surovinových zdrojů a využití hutních a jiných kovonosných odpadů má pro ni proto značný ekonomický význam. Podstatně důraznější tlak na řešení této problematiky vyvolávají však ekologické dopady ukládání těchto odpadů s obsahem škodlivých látek na skládky. Celková koncepce hutní výroby ovlivňuje nejen ekonomickou stránku produkce, ale i množství, vlastnosti a možnosti recyklace vznikajících odpadů v rámci hutního podniku. Protože české hutě v posledních létech výrazně změnily základní technologie, hlavně v oblasti výroby oceli, projevilo se to i ve struktuře, výskytu, složení a zpracování odpadů. Mezi základní technologie patří výroba oceli v kyslíkových konvertorech (TŽ a.s.), zařízení typu Oxivit (Vítkovice a.s.) a elektrických obloukových pecích. Výroba surového železa ve Vítkovicích a Nové huti byla v roce 1998 ukončena a byla převedena (včetně aglomerace) do samostatného nového podniku. Tyto změny mohou vést k určitým problémům zpracování části JHO, které se realizovalo v procesu výroby surového železa. Vzhledem k tomu, že v surovinách na výrobu surového železa a oceli se vyskytují i neželezné kovy, které v konečném produktu (oceli, ocelových polotovarech) jsou obsaženy jen minimálně, bude nutno tyto kovy z výrobního cyklu vhodným způsobem odstraňovat. Úkolem současného výzkumu v této oblasti je tedy změnit tok nerecyklovatelných odpadů tak, aby nekončily na skládce, ale aby byly zpracovány speciální technologií, umožňující odstranění neželezných kovů. Dlouhodobá recyklace v rámci hutního podniku není totiž možná. Za nežádoucí prvky se v současnosti považují hlavně Zn, Pb, Cd, Na, K, a další. Obsahy železa a vybraných prvků v některých odpadech jsou uvedeny v tabulce I [1]. Je si třeba ale uvědomit, že složení těchto odpadů je velmi proměnlivé a závisí na způsobu odběru, době odběru z hlediska kampaně zařízení, fázi technologického cyklu, typu zpracovávané suroviny a na dalších faktorech. O celkovém množství jemnozrnných hutních odpadů (JHO) v Severomoravském regionu nejsou k dispozici hodnověrné údaje. Podle posledních dostupných informací bylo v roce 1998 vyprodukováno při výrobě surového železa a aglomerátu 105 kt jemnozrnných hutních odpadů (aglomerační odprašky, vysokopecní výhoz a vysokopecní kaly) a při výrobě oceli 95 kt JHO (tandemové pece, konvertorové hrubé a jemné kaly, odpady z technologie Oxivit a

EOP). Z dostupných podkladů z jednotlivých podniků můžeme odhadnout, že JHO představují 2% z výroby surového železa a přibližně 1,5% z výroby oceli v kyslíkových konvertorech. Závažnost problematiky JHO dále podtrhuje ta skutečnost, že několik set tisíc kt JHO se vyskytuje na skládkách hutních podniků. Tab. 1 Obsahy železa a některých neželezných kovů ve vybraných typech odpadů Druh odpadu Chemické složení odpadů [ hm. %] Fe S Zn Pb Cd As Aglomerační prach 43,1 0,035 0,013 0,066 0,009 0,001 Vysokopecní výhoz 38,8 0,33 0,03 0,01 0,0004 0,001 Vysokopecní kal 35,3 0,47 0,52 0,13 0,015 0,001 Hrubé kaly KKO 82,1 0,052 0,073 0,02 0,0006 0,001 Jemné kaly KKO 63,0 0,14 0,38 0,06 0,0015 0,002 Odprašky tandem. pecí 17,5 3,05 14,5 2,63 0,18 0,014 Zpracování těchto odpadů si vyžádá vynaložení nemalých finančních nákladů. Fleischander [2] např. uvádí, že německý ocelářský průmysl vydává v průměru 20 až 27 USD na tunu surové oceli, aby splnil enviromentální předpisy, což odpovídá 6-8% celkových nákladů výroby ocelových výrobků. Severoamerický průmysl vydává pro tyto účely jen jen 12 USD na tunu, což představuje nemalé konkurenční výhody. Ve východoevropských zemích jsou tyto náklady odhadovány na 5 USD na tunu a je jasné, že v průběhu dalšího vývoje budou i naše hutní podniky nuceny se vážně zabývat problematikou hutních odpadů s konečným cíle zavedení materiálových cyklů nevyžadujících skladování tuhých odpadních produktů. 2. MOŽNOSTI ZPRACOVÁNÍ JEMNOZRNNÝCH HUTNÍCH ODPADŮ PYROMETALURGICKÝMI PROCESY Jemnozrnné hutní odpady jsou materiály, které nelze z důvodu obsahu neželezných kovů, hlavně Zn a Cd, běžnými metalurgickými postupy recyklovat,. Pro jejich odstranění byl odzkoušen proces odpaření škodlivin při vysokoteplotním ohřevu v plazmové peci. Při tomto způsobu zpracování jemnozrnných hutních odpadů může v podstatě dojít k termické disociaci oxidů neželezných kovů, resp. k jejich vysokoteplotní redukci. Pyrometalurgická cesta znamená obvykle odpaření těkavých oxidů kovů, spojené vzhledem ke složení atmosféry s termickou disociací nebo vysokoteplotní redukcí oxidů v plynném stavu.termická disociace oxidů kovů je proces vysokoteplotního rozkladu. U většiny kovů na vzduchu je teplota disociace, tedy teplota kdy parciální tlak kyslíku je vyšší než tlak kyslíku v okolní atmosféře, značně vysoká. Tuto teplotu se dá snížit použitím ohřevu v atmosféře s nízkým obsahem kyslíku, tedy např. v atmosféře plazmového oblouku. Plazmovým obloukem dosáhneme také vysoké teploty, nutné pro disociace. V tomto prostředí je také možno do velké míry regulovat složení atmosféry v agregátu. Vysokoteplotní redukce je proces redukce uhlíkem, resp. CO za vysokých teplot. Při tomto pochodu jsou sloučeniny kovů rozloženy a kyslík z oxidů je vázán na uhlík. Při teplotách vyšších než cca 4000 C jsou v podstatě všechny oxidy, kromě CO, termodynamicky nestabilní. Detailně se termodynamikou systému Fe-Zn-Pb-CO zabýval Imriš [3].Pro zachování kovů v neoxidovaném stavu je nezbytně nutné rychlé ochlazení, aby nemohlo dojít ke zpětné rekombinaci oxidů kovů. Další možností je ochlazení plynů po odpaření oxidů vodou a zpracování kondenzátu s obsahem oxidů jako běžnou zinkovou surovinu. Tento postup je nejjednodušší, nevyžaduje komplikované metody chlazení bez zpětné oxidace (např. sprchování olovem) a je spojen s minimálními náklady. V praxi se

obvykle využívá metoda prostého odpaření bez speciální atmosféry s následným ochlazením spalin vodou. 2.1 Příklady technologií zpracování JHO pyrometalurgickými postupy KAWASAKI Steel corp. vyvinula technologii zpracování JHO z el. obloukových pecí (EAF - dust) a mořicích kalů s obsahem Cr. Tato technologie byla původně používána pro výrobu ferroslitin. Provoz tzv. "Pilot plant" v ocelárně Chiba byl pro komerční využití zahájen v roce 1994 [4]. Technologie využívá šachtovou pec, se šachtou plněnou koksem, s dvěma řadami výfučen, s přímým pneumatickým dávkováním prachového materiálu bez aglomerace horní výfučnou. Firma Scandust v Lanskroně, Švédsko, používá podobné zařízení jako Kawasaki Steel, tzn. šachtovou pec, plněnou koksem, zdrojem tepla je plazmový hořák s nezávislým plazmovým plamenem a EAF-dust se dávkuje pneumaticky před hořák. Odpadní plyny se sprchují vodou ve Venturiho skrubrech, produktem je surové železo, generátorový plyn a zinkový koncentrát. [5]. Firma BSN GmbH využívá pro zpracování JHO 2 rotační pece, vyhřívaných práškovým uhlím s řízenou atmosférou, ve kterých teplota dosahuje 1000-1100 C. V peci s neutrální atmosférou dochází k odpařování PbCl 2, a v peci s redukční atmosférou k odpařování ZnO. Produktem jsou metalizované pelety železa, které jsou recyklovány v ocelářství [6]. Krupp Edelstahlprofile GmbH využívá injektáž JHO na hladinu oceli pod struskou v peci v době 10 min. po roztavení strusky a vytvoření souvislé napěněné vrstvy. JHO se ve strusce rozpustí bez znatelných problémů, částečně se vyredukuje a přejde do oceli, a těkavé kovy se odpaří. Na každou tavbu se přidávala dávka 1,5 t JHO bez znatelného efektu na průběh technologického procesu (není uvedena celková kapacita pece) [7]. Firma Voest-Alpine v Linzi, Rakousko ve své technologii pro zpracování JHO využívá recyklaci ve vlastním ocelářském konvertoru, JHO se přidává do vsázky ve formě briket. Odpařené kovy se zachycují na elektrostatickém odlučovači. Zinek v této technologii koluje až do nabohacení, dostatečného pro zpracování v technologii výroby zinku [8]. Stejné metody recyklace JHO ve vlastní ocelářské technologii (elektrická oblouková pec) až do dostatečného nabohacení (min. 40% Zn v recyklovaných kalech s minimálním obsahem železa) používá např. francouzská firma Ugine Savoie. [6] Souhrnně lze říci, že oproti minulosti se v technologiích zpracování JHO nepoužívá metoda kondenzace zinku v roztaveném olovu, a to z důvodu tvorby intermetalických sloučenin na bázi Fe-Zn, tzv. tvrdého zinku, který způsobuje problémy při čerpání, přetékání apod. Metoda sprchování vodou spojená s kondenzací oxidů, resp. hydroxidů těkavých kovů, které jsou prodejné jako snadno zpracovatelný oxidický zinkový koncentrát s obsahem Zn 50%, je snadná a investičně nenáročná. Je třeba uvést, že cena vyrobeného zinku ani v jednom z uvedených případů nezaplatí náklady, spojené se zaváděním a provozem zařízení. Metody zpracování JHO jsou zaváděny z ekologických důvodů, tzn. hlavně pro omezení množství skládkovaného nebezpečného odpadu. Ke zpracování jemnozrnných materiálů s obsahem těžkých kovů je možno využít i různých technologií výroby železné houby (DRI, HBI). V současnosti se nejčastěji uvádí metody přímé výroby železa z rud v rotačních nístějových pecích, hlavně systémem COMET, INMETCO, FASTMET apod. 2.2 Zpracování JHO při výrobě aglomerátu V posledním desetiletí bylo provedeno množství laboratorních, poloprovozních i provozních pokusů, ověřujících možnosti zhodnocení prachových odpadů s obsahem těžkých kovů. Výroba aglomerátu je nejpoužívanější technologií na zpracování hutních odpadů, ale nepředstavuje koncepční řešení problému. Část škodlivých prvků se při spékání odstraní, ale jejich přechod do atmosféry je ekologicky škodlivý. Filosofie založená na zředění škodlivin na hodnoty, které jsou ještě přípustné platnými normami je principiálně nesprávná. Výroba aglomerátu je však stále jednou z mála technologií, které jsou v oblasti zpracování

jemnozrnných kovonosných materiálů používány a je proto potřeba se jimi výzkumně zabývat. Z výsledků experimentů vyplývá, že vysokopecní a ocelárenské kaly lze z hlediska technologie zpracovat na spékacích pásech bez problémů. Vysoké množství škodlivin, unikajících do ovzduší, však neumožňuje využít této technologie bez podstatných úprav. Úpravy by spočívaly v zásahu do odlučování prachových částic. Aglomerace by se musela vybavit novým, podstatně účinnějším způsobem čištění spalin. V úvahy přichází buď použití mokrého čištění, jako u Voest-Alpine, nebo pytlové filtry. V době, kdy se budou pravděpodobně některé spékací pásy zastavovat, stojí za úvahu opatřit odstavený spékací pás zvláštním způsobem čištění spalin. Zachycené podíly s vysokým obsahem Zn a Pb by se musely zpracovávat jinými technologiemi. Závěrem je možno konstatovat, že zpracování hutních odpadů s obsahem škodlivin na aglomeračním provozu je limitováno dvěma faktory: - úrovní obsahu zinku a ostatních škodlivin ve vysoké peci a jejich recirkulací; - množstvím škodlivých prvků, unikajících do atmosféry. Zpracování jemnozrnných hutních odpadů v oblasti výroby surového železa není v současnosti v podmínkách České republiky možné bez změn technologie a značného objemu investic. 2.3 Zpracování JHO při výrobě olova Cílem bylo stanovení podmínek pro likvidaci brusného kalu olovnatého křišťálu společně s jemnozrnnými hutními odpady, které se nezpracovávají a ukládají. Pro možné budoucí zpracování, tzn. redukční tavení, obrusu olovnatého křišťálu společně s jemnozrnnými hutními odpady existuje v ČR dostupná technologie šachtová pec typu Varta v KOVOHUTĚ Příbram a.s. V této technologii se taví celé baterie, a jako struskotvorná přísada se přidává stará struska z hald. V této části příspěvku jsou vyhodnoceny podmínky, za jakých je možno brusné kaly olovnatého křišťálu společně s jemnozrnnými hutními odpady použít v této technologii jako součást vsázky, konkrétně jako bohatou struskotvornou přísadu. Brusné kaly olovnatého křišťálu Olovnatý křišťál je materiál, jehož výroba má v České republice dlouholetou tradici. Jedná se v podstatě o sklo, ve kterém obsah PbO, zaručovaný normou ČSN 70 8001, dosahuje 24 %. Přítomný oxid olovnatý zajišťuje čirost, průzračnost a hlavně vynikající lom světla olovnatého křišťálu. Olovnatý křišťál se používá pro výrobu uměleckých předmětů, zejména váz a číší nejrůznějšího sortimentu a pro některé optické účely. Výroba olovnatého křišťálu je citlivá na přítomnost nečistot, a proto producenti nemohou plně recyklovat všechny své odpady. Hlavními výrobci produktů z olovnatého křišťálu v ČR jsou sklárny BOHEMIA a.s. se sídlem v Poděbradech s produkcí brusných kalů cca 80-100 tun ročně [7], a Preciosa a.s. v Turnově s produkcí cca 1200 t ročně [8]. Brusný kal vzniká při broušení vzoru do polotovaru z olovnatého křišťálu. Obrusy jsou znečištěny zbytky brusných nástrojů, převážně průmyslovým diamantem nebo siliciumkarbidem se zbytky kovové matrice. Nečistoty znemožňují recyklaci brusných kalů. Obrusy olovnatého křišťálu se deponují podle místa vzniku na skládkách obecních úřadů. Chemické složení obrusu olovnatého křišťálu různých producentů je uvedeno v tabulce 2, granulometrickou analýzou bylo zjištěno, že 77% zrn má menší velikost než 0,015 mm. Obrus je chemicky homogenní a nedá se dále obohacovat. Oxid olovnatý je vázán do amorfní struktury skla, odkud se nemůže uvolnit úpravnickými postupy.

Tab. 2 Chemické složení obrusu olovnatého křišťálu Složka BOHEMIA PODĚBRADY A.S. [%] PRECIOSA TURNOV A.S. [%] SiO 2 55,35 63,7 PbO 23,40 14 ZnO 1,59 - Fe 2 O 3-3% CaO - 4% K 2 O 8,20 3,5 Na 2 O 2,70 4,2 Možnosti zpracování obrusů olovnatého křišťálu společně s jemnozrnnými hutními odpady Odpad je obecně možno recyklovat v procesu, ve kterém vznikl, recyklovat v jiném procesu, nebo uložit. Producenti JHO i brusných kalů mají oprávněné námitky k recyklaci uvedených odpadů ve svých technologiích. Pro pyrometalurgické zpracování, tzn. redukční tavení, obrusu olovnatého křišťálu společně s JHO existuje v ČR technologie šachtová pec typu Varta v KO Příbram a.s. Při tomto postupu se železo z JHO využije jako struskotvorná přísada při redukci olova z brusných kalů. Obrusy v prachové formě by tvořily zavěšeniny na stěnách pece a docházelo by k jejich ztrátám ve formě úletu. Proto, chceme-li obrusy zpracovat v šachtové peci, je nutné je převést do kusové formy zkusovět. Ke zkusovění surovin se zrnitosti < 0,1 mm používá metoda peletizace. V procesu peletizace se zvlhčený materiál rotací převádí na kulovité sbalky, které se dále zpevňují, nejčastěji vypalováním. Vzhledem ke své granulometrii, je tedy obrus olovnatého křišťálu vhodným materiálem pro peletizaci.pro zlepšení chemického složení pelet, k získání tzv. samohutných pelet, tedy pelet, které svým složením respektují optimální složení strusky a pro dosažení homogenity pelet je výhodné provádět peletizaci obrusu olovnatého křišťálu se struskotvornými přísadami. Použitý obrus olovnatého křišťálu byl z podniku BOHEMIA Poděbrady a.s., jako zdroje oxidů železa do pelet bylo použito tzv. jemnozrnných hutních odpadů, konkrétně kal tandemových pecí NH Ostrava a.s. Jako zdroje oxidu vápenatého bylo použito pro laboratorní zkoušky CaCO 3, a dále bylo použito pojivo, a to bentonit, vmožství 1%. Laboratorní zkoušky peletizace obrusného kalu olovnatého křišťálu se struskotvornými přísadami byly prováděny na peletizační míse, vsázka byla 30 kg. Výpočty složení pelet byly prováděny na strusku o složení 45 % FeO, 30 % SiO 2, 25 % CaO. Pelety se redukovaly při 1200 C, výsledkem byla dobře tekutá struska, a olovo. Celková účinnost procesu byla cca 60%.Zkoušky prokázaly možnost peletizace obrusu olovnatého křišťálu se struskotvornými přísadami. Smícháním obrusu a jemnozrnných hutních odpadů s jemně mletým vápencem ve vhodném poměru a následnou peletizaci lze získat tzv. samohutné pelety, tj. pelety se složením, odpovídajícím optimální olovářské strusce a s vysokým obsahem olova, cca 5 až 8 %. Tyto pelety lze použít jako bohatou struskotvornou přísadu do šachtové pece. Chemické složení pelet a strusky po tavení jsou uvedeny v tab. 3.

Tab. 3 Chemické složení pelet a výsledné strusky Složka Sušené pelety [hm. %] Vypálené pelety [hm. %] CaO 12,92 11,59 FeO 38,28 42,50 SiO 2 23,95 27,95 Pb 9,53 9,06 Zn 3,98 4,46 K 2 O 3,11 3,89 Struska ze sušených pelet [hm. %] Struska z vypálených pelet [hm. %] 12,92 11,59 43,44 46,79 13,95 17,59 0,095 0,090 0,039 0,044 3,106 3,899 3. DALŠÍ POSTUPY ZPRACOVÁNÍ JHO Jednou z možností dekontaminace jemnozrnných hutnických odpadů, pocházejících z výroby železa a oceli je použití mechanické úpravy tohoto materiálu. Jde především o gravitační metody úpravy, známé z klasického úpravnictví nerostných surovin. Protože ve sledovaném případě jde o jemnozrnné suroviny, u nichž je vliv rozdílných hustot jednotlivých složek při separaci díky malé velikosti zrn téměř neznatelný, nabízí se jako jediná možnost použití rozdružovacích, eventuálně třídících hydrocyklonů s případným následným magnetickým rozdružováním. Jak vyplývá z výsledků práce [9] u vysokopecních kalů byl obsah Zn snížen z původní hodnoty cca 0,7 % až na hodnotu 0,2 %, což odpovídá výtěžnost zinku přibližně 80%. Poněkud nižších hodnot výtěžnosti (cca 70%) bylo dosaženo u Pb. U ocelárenských kalů charakterizovaných zvýšeným obsahem obou sledovaných kovů, bylo dosaženo podobných hodnot výtěžnosti. Dosažený stupeň snížení obsahu Zn a Pb v tomto materiálu však není dostatečný pro další použití ocelárenských odpadů v hutnické výrobě. Obsahy železa v dekontaminovaných produktech se pohybují v rozmezí 50-60 %, což z metalurgického hlediska vyhovuje. Při hydrometalurgickém zpracování vysokopecních nebo ocelářských odprašků je přechod zinku a olova závislý mimo jiné na chemických formách ve kterých se tyto prvky v daném materiálu vyskytují. Stanovení chemických forem je obtížné i u zinku, jehož obsahy se pohybují kolem 3 %. Mineralogické stanovení jednotlivých fází je neúspěšné, protože umožňuje pouze konstatovat, že v ocelářských kalech se vyskytují ojedinělé částice se zinkitem (ZnO) a franklinitem (ZnFe 2 O 4 ), a že se ve vysokopecních kalech ojediněle vyskytuje zinkit. Rtg difrakční fázovou analýzou nelze rovněž stanovit jednotlivé sloučeniny zinku, protože je zde příliš malý objem fází na to, aby nastal registrovatelný difrakční jev. Sledované prvky, obsažené v ocelárenském kalu a ve vysokopecním kalu byly selektivně extrahovány pomocí vhodných činidel. Z výsledků prováděných tří paralelních měření [10,11] je zřejmé, že většina zinku se z vysokopecního kalu uvolní v krocích 1 až 4 a pouze malá část zůstává vázána v matrici. Z toho je možno soudit, že snížení obsahu zinku je ve vysokopecních kalech hydrometalurgickými postupy principiálně možné. Důležitou skutečností je, že v prvních čtyřech krocích nedochází k vyluhování železa, a proto nebude docházet k jeho ztrátám. Distribuce Zn a Pb v ocelárenském kalu ukazuje, že hydrometalurgickými postupy se vylouží pouze malá část těchto prvků. Při použití běžných činidel, která vylouží většinu zinku, přejde současně do roztoku i železo. Právě volba těchto činidel bude ještě vyžadovat další výzkum.

4. ZÁVĚR Jak bylo naznačeno, zpracování jemnozrnných hutních odpadů vznikajících v hutních podnicích v průběhu výroby surového železa a oceli, je náročný úkol a jeho řešení bude podmíněno úrovni ekologických předpisů, přípustných limitů, tlakem veřejnosti a stupněm zapojení do celoevropských výrobně hospodářských struktur. Řešení bude spojeno s růstem výrobních nákladů na tunu produkce oceli a bude důležitým faktorem konkurenční schopnosti jednotlivých výrobců. Naznačené metody recyklace JHO v hutním podniku a možnosti snižování obsahu těžkých neželezných kovů v těchto odpadech jsou do značné míry podmíněny znalostmi o těchto odpadech a jejím chování při pyrometalurgických, případně hydrometalurgických pochodech zpracování. Otázka jejich loužitelnosti je navíc velmi důležitá pro posuzování potenciálního znečištění životního prostředí těžkými neželeznými kovy ze stávajících skládek. Jako provozně nejschůdnější se jeví varianta pyrometalurgického zpracování jednotlivých odpadů vznikajících v hutním podniku na speciálním zařízení, které by umožnilo odtěkání těžkých neželezných kovů, zejména Zn, za současného vzniku oceli nebo meziproduktu vhodného ke zpracování ocelárenskými technologiemi [12]. Požadavky na takovýto agregát charakterizuje Fleischanderl [2] následovně: velká kapacita (100 kt/rok), neovlivnění technologie primárních jednotek, velká pružnost technologie v závislosti na složení odpadů, obohacení prachů Zn do 40%. Takovýmto zařízením může být upravená elektrická oblouková pec, vybavená speciálním odsávacím zařízením umožňujícím oddělené zachycování prachů z jednotlivých stádií tavicího procesu, se zamezením cirkulace Zn v procesu tavení. LITERATURA [1] KURSA, M., BOTULA, J., KRET, J., KRIŠTOFOVÁ, D., LEŠKO, J. A KÁRNÍK, T. Komplexní výzkum jemnozrnných hutních odpadů. Výzkumná zpráva. Ostrava 1997, 22s. [2] FLEISCHANDERL, A. - GEBERT, W. Hutnické listy, 5, 1998, s. 15-21 [3] IMRIŠ, I., KLENOČANOVÁ, A. a IMRIŠ, M. Steelmaking flue dust source of metals or waste? Seminar on economic Aspects of Clean Technologies, Energy and Waste management in Steel Industry. Linz, Austria, April 1998. [4] HARA, Y., ISHIWATA, N., ITAYA, H. a MIYAGAWA, S. Development of a smelting reduction process for electric arc furnace dust recycling. La Revue Métallurgie - CIT, March 1998, pp. 369-375. [5] Firemní materiál firma Scandust, Landskrona, Švédsko [6] KLEIN, K.H., DISCHER, H.P. a HAASE, K. The BSN process to recycle zinc and lead fume dust. Seminar on economic Aspects of Clean Technologies, Energy and Waste management in Steel Industry. Linz, Austria, April 1998. pp. 12. [7] KURSA, M., LEŠKO, J., KRET, J., BOTULA, J. a KRIŠTOFOVÁ, D. Charakteristiky a možnosti zpracování jemnozrnných hutních odpadů. {Characteristic and possibilities of fine-grained metallurgical wastes treatment}. Hutnické listy, 1999, vol. LIV, no. 7/8, p. 130-136. ISSN 0018-8069. [8] SEIFERT, J. Dopis generálního ředitele BOHEMIA a.s. září 1997. [9] REISS, J. Dopis technického náměstka Preciosa a.s. leden 2000. [10] KURSA, M., BOTULA, J., LEŠKO, J., KRET, J., KRIŠTOFOVÁ, D. a KÁRNÍK, T. Komplexní výzkum jemnozrnných hutních odpadů. {Comprehensive research of fine-grain metallurgical wastes}. In Závěrečná zpráva za r. 1999 o realizaci projektu PZ-O1/30/99, 1999, Vysoká škola báňská - TU Ostrava, 42 s. [11] KURSA, M., KRIŠTOFOVÁ, D., KÁRNÍK, T., KRET, J. a LEŠKO, J. Těžké neželezné kovy v jemnozrnných odpadech a možnosti jejich recyklace. {Heavy metals in fine-grain metallurgical wastes and recovery possibilities}. Acta Metallurgica Slovaca, 1998, vol. 4, no. 3, p. 131-136. ISSN 1335-1532. [12] KRET, J. a KURSA, M. Possibilities of recyclation of the enviromental unfriendle metallurgical waste materials. In. Abstracts of Scientific Reports of the 3 D International Conference Ecology and Society`s Development. St. -Petersburg, July 1998, p.64