EYDE 0 WASTE. Kort presentasjon av aktiviteter Advanced materials shaping the future

Transkript

1 EYDE 0 WASTE Kort presentasjon av aktiviteter

2 EYDE 0 WASTE «Målet med prosjektet er å redusere deponi og deponeringskostnader ved å utvikle et prosesskonsept, verifisert i lab.skala, på et salgbart produkt fra karbondelen i ovnssot og SPL fra Alcoa, Fe- slam fra Nikkelverket og Mn-slam fra Eramet». «Konseptet må være bærekraftig og økonomisk lønnsomt» Scope for prosjektet: Litteraturstudie Finne egnede teknologier for forbehandling av råmaterialene Finne egnede teknologier for agglomerering av rene og blandede materialer Teste sintring og forreduksjon av agglomerater Sette opp et scrubber- anlegg over 600kW induksjons- ovn Rapportering/ anbefaling av videre arbeid 2

3 PROSESS- IDE Prosjekt- ideen har som utgangspunkt den Elkem- Alcoa utviklede, patenterte SPLprosessen. Fordeler med Elkem- prosessen: Benytter SPL cut 1 og cut 2 (utnytter hele C- potensialet I den kasserte foringen) Kan også inkludere andre sidestrømmer fra Al- produksjon (ESP, avrak, etc) Produserer salgbart råjern Binder SPL- fluor i slaggen. Mulig å videreforedle slaggen til annet enn veifylling (figur) 3

4 OVNS- AVRAK FRA ALCOA XRD antyder for krystallinsk del 20,6wt% kryolitt (Na 3 AlF 6 ) 39,1wt% chiolitt (Na 5 Al 3 F 14 ) 8,2wt% aluminiumoksid (Al 2 O 3 ) 27,5wt% korund (Al 2 O 3 ) XRF antyder tot 27,3wt% C SEM Mørke områder: karbon Grått- F-Al-Na Lyse områder- F-Al-Na-Ca Nåler- Al oksid Vurdering karbon ligger primært som overflatestøv og i ansamlinger inne i avrakingsmaterialet karbon er sannsynligvis separerbart ved flere ulike teknologier

5 ESP SOT FRA ALCOA XRD antyder 46wt% C 29,4wt% kryolitt 14,9wt% korund 8,7wt% natriumsulfat (Na 2 SO 4 ) XRF antyder 2wt% Fe og 4,3wt% S SEM Som for avrak, ligger karbon hovedsaklig som overflatestøv og separate partikler Jern ble kun funnet i én partikkel i prøven Vurdering Høyt innhold av Fe og S gjør det usikkert om materialet ønskes tilbakeført til Alcoas prosess Pga. høy flyktighet under oppvarming, bør materialet agglomereres Briketteringstest 22wt% vann Styrketest tørr kg Anbefalinger rundt videre arbeid C kan sannsynligvis separeres ut etter samme prinsipper som for avrak ESP sot ser ut til å ha en positiv bindings- effekt i Fe/Mnslam agglomerater

6 MN- SLAM FRA ERAMET Fukt- 55wt% XRD antyder 17,4wt% Jern/ mangan oksid (Fe, Mn)2O3 55,2wt% Mangankarbonat/ rhodochrositt (MnCO3) 27,4wt% Mangankalsitt XRF Alkalier: Na, K Halogener: Cl, F Tungmetaller: Pb, W Zn, S, Ga, As SEM av tørket Mn- slam 1. Overflate av Mn- slam partikler 2. Lyst område: silikomangan, Zn-sulfider, FeSi-metallisk. Grå er blanding silikater Vurdering In- homogen sammensetning Zn bundet i de samme forbindelser som FeSi og Mn

7 FE- SLAM FRA GLENCORE Fukt- 45wt% XRD antyder 20,6wt% Jernoksid hydroksid 79,4wt% Jernoksid hydroksid klorid XRF Alkalier: Na, K Halogener: 7,0wt% Cl Tungmetaller: Cr; Ni S, Zn, As, Sn SEM av tørket, knust slam Små variasjoner i sammensetning mellom grove og fine partikler- relativt homogent Vurdering Alkaliene kan sannsynligvis vaskes ut, men dette vil fordyre forbehandlingen Materialet inneholder store mengder krystallvann.

8 PROSESSTRINN EYDE 0 WASTE Mn- slam Fe- slam Avrak/ ESP SPL 1 og 2 Tørking Kalsinering Knusing/ nedmaling Materialixing Sep C- kryolitt Agglomerering Sintring av agglomerater EAF slaggprosess Fe-Mn legering Inert slagg Eyde 0 waste EAF slaggprosess Slammene tørkes og males ned for agglomerering. Avrak knuses ned og C separeres fra kryolitt SPL grovknuses En mix av Mn- slam, Fe- slam og C agglomereres og sintres/ forreduseres Agglomeratene smeltes ned sammen med C fra SPL (cut 1 og 2) og slaggdanner (SiO2) Fe- Mn legering tappes fra nedre tappehull Inert slagg tappes fra øvre tappehull 8

9 VORTAIR- TØRKE, MALE, SEPARERE Fine fraction to filter Air Feedstock Air nozzles / knives (2 x 4 = 8) Nozzle / crushing zone Vortex finder Cone Coarse fraction 9

10 VORTAIR: REDUKSJON AV C I AVRAK Utstyr Vortair med styringssystem og enkelt trendsystem Matesystem: vibrasjonsmater og luft- ejector (se figur) Materialer Avrak fra Alcoa Innledende arbeid Vortair ble utstyrt med en 25mmØ ejector. Dette ble gjort for å nøytralisere overtrykket i påmatingsstussen fra Vortair- kammeret, noe som muliggjør påmating av tørrstoff Test- materiale ble siktet ut på <3mm (diameter ejector setter denne begrensningen). En referanseprøve ble vasket i vann for sammenlikning av C- innh Prosedyre for test 1 (neste slide) Silo vibrasjonsmater fylles med test- materiale Filter og rørsystem filter tømmes for gammelt materiale Filter settes til 10% pådrag (1348 Nm3/h) Blower startes på 40Hz for oppvarming av rør og kammer Etter ti minutter oppvarming av kammer settes blower til ønsket pådrag etter følgende test- matrise Testserie Blower m3/min Filter Nm3/h Matehastighet Testserie 1 10,3-12, ~15 kh/h Testserie 2-Tett bunn 10,4-12,2 881 ~15 kg/h Testserie 4 8,6-11, kg/h 10

11 AGGLOMERERING Briketteringstester uten binder Pelletstester uten binder Nylig gjennomført en større serie briketteringstester hvor bla sammenlikning av cement binder og ESP som binder er i fokus 11

12 DIREKTEREDUKSJON Formål: Gjennomføre en helt enkel smeltetest med Ren Fe- slam (A-1) Fe- slam- C- fines (A-2) Fe- slam, Mn- slam, sot (A-3) Mn- slam (B-1) Argon atmosfære Grafitt cups Oppkjørings- takt 10 grader temperaturøkning/ minutt Holdetid 30 min på 360, 1150 og 1500 C Resultat Prøver tatt ut ved 900 C indikerer at all C er oppbrukt Prøver tatt ut ved 1500 er mettet på karbon (tæring på grafitt- cup etter nedsmelting) Smelte A- 3 (Fe- slam, Mn- slam og ESP) viser reduksjon i P, S, Cl, K, Pb, Zn Vurdering og anbefaling Prøve A-2 var uten C ved 900 C. Dette kan indikere en brems i forreduksjon frem mot smelting. (etter nedsmelting forsyner smelten seg av C fra cup en). Atmosfæren over materialet må kontrolleres med større nøyaktighet C må være tilgjengelig under hele forreduksjonen Kompletterende forbehandlingstester gjennomført i E0W fase 2, med lovende resultater

13 TESTARBEID SOM PÅGÅR NÅ Arbeid fremover Teste flere alternative bindere for agglomerering Forreduksjon av agglomerater Optimal tid Optimal temperatur Kartlegge beste sintringsteknologi Videre Vortair- tester for å bedre utbytte (minimere groing) og energiforbruk Tørr- våt mix av Fe- slam Tørr- våt mix av Mn- slam Småskala slaggsmelte- test

14 HVA SÅ? NFR-prosjekt avgjøres i januar, BiA Aktuell EU-call 8. mars sondering med partnere fram til tidlig januar Spennende samarbeidsmiljø i Hellas, industri og Universitetet i Athen 14