EYDE 0 WASTE Kort presentasjon av aktiviteter 2014-2015
EYDE 0 WASTE 2014-2015 «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
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
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
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- 30-50 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
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
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.
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
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
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 10,3-12,4 1348 ~15 kh/h Testserie 2-Tett bunn 10,4-12,2 881 ~15 kg/h Testserie 4 8,6-11,7 1336 15-40 kg/h 10
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
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
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
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