EGYÉB HULLADÉKOK
6.8
Roncsautókat aprító berendezésekben keletkező hulladékok feldolgozásának és hasznosításának lehetőségei Tárgyszavak: feldolgozás; gépjármű; hulladék; hulladékhasznosítás; hulladéklerakó; technológia.
Új helyzet a roncsautók kezelésében A roncsautók ártalmatlanítása 2005. június 1-je óta Németországban a korábbiaknál sokkal nehezebbé vált, mert a hulladékok lerakására vonatkozó új törvény szerint depóniákon csak előzetesen kezelt hulladékot lehet lerakni. Követelmény pl., hogy a deponált hulladék izzítási vesztesége – depóniaosztálytól függően – legfeljebb 3, illetve 5% lehet. Az említett időpont után ebből adódóan nem lehet többé deponálni az autó-, vegyes és gyűjtött fémhulladékok feldolgozásával kapott hulladékokat, bár korábban ez megengedett volt. A bezúzó (shredder-) berendezések üzemeltetői ezért eddig nem ismert kihívások előtt állnak.
A roncsautók feldolgozásának folyamata Az üzemi folyadékoktól megszabadított, részben már lebontott autóroncsokat más hulladékokkal együtt nagy teljesítményű shreddereken, zúzó–aprító berendezéseken dolgozzák fel. A feldolgozórendszer folyamatábrája látható az 1. ábrán. Ezt a technológiát kizárólag az acélkohászati követelmények kielégítésére tervezték, figyelembe véve a keletkező hulladék összetételét és fajlagos töltősúlyát. A feldolgozás folyamán az alábbi hasznosítható termékek keletkeznek: – shredderezési acélhulladék, – kézi válogatással elkülönített termékek (pl. réztartalmú anyagok, roncsolt gumiabroncsok stb.),
– zúzalék, nehézfrakció (ez a túlnyomórészt fémes keverék max. 150 mm méretű színes- és könnyűfémekből, ötvözött acélból, gumiból, műanyagokból, ásványi maradékokból áll), – zúzalék, könnyűfrakció (viszonylag kevés fémet tartalmazó keverék; összetevői textíliák, lakkok, fa, habosított és egyéb műanyag, gumi, üveg, szemcsés homok stb. Az összetevők mérete 1 µm-től mintegy 100 mm-ig terjed, – nedves portalanításkor keletkező iszap. roncsautók, vegyes és gyűjtött fémhulladék
más bezúzó- és aprítóberendezésekből érkező szállítmány
aprítóberendezés
acélhulladék
nehéz zuzalékfrakció
<20 mm acélmetallurgia
feldolgozóberendezés
20–65 mm
65–100 mm
feldolgozóberendezések
könnyű zuzalékfrakció
> 100 mm kézi válogatás
feldolgozóberendezés
1. ábra Roncsautók, valamint vegyes és gyűjtött fémhulladék feldolgozására szolgáló berendezések felépítése (Scholz AG, Espenhain) Egy felmérés szerint Németországban ezekből a hulladékokból 2003-ban összesen mintegy 460 000 t keletkezett. A fő összetevők részarányáról nyújtanak felvilágosítást az egyik autóroncs-feldolgozó üzem adatai: Acélhulladék: 73,2 %; Nehézfrakció: 9,8 %; Könnyűfrakció: 17,0 %. Az elmúlt években igen sok erőfeszítés történt a nehézfrakció fémanyagának, a színes- és könnyűfémeknek, valamint az ötvözött acéloknak a kinyerésére. Az új törvényi előírások értelmében az autózúzó és aprító tevékenység során keletkező hulladékból származó nemfémes alkotókat is értékesíthető termékként kell hasznosítani.
A zúzalék nehézfrakciójának hasznosítása A nagy fémtartalmú nehézfrakció viszonylag nagy mennyiségű vörösrezet, alumíniumot, ónt, sárgarezet, ötvözött acélt tartalmaz. Nehézfrakciót feldolgozó egyik üzem technológiai folyamatának vázlatát tünteti fel a 2. ábra. zúzalék, nehézfrakció <20 mm
zúzalék, nehézfrakció 20–65 mm
zúzalék, nehézfrakció 65–100 mm
osztályozás örvényárammal (2 fokozatú)
osztályozás örvényárammal (2 fokozatú)
osztályozórosta (<2; 2–8, 8–20 mm) osztályozás örvényárammal
fémtartalmú vegyes termék (2–8, 8–20 mm)
nem vezető tulajdonságú termék
fémtartalmú vegyes termék
nem vezető tulajdonságú termék
automatikus válogatás (indukciós osztályozás)
ülepítő osztályozás
kézi válogatás
vörösréz huzal
alumíniumtermék
ötvözött acél nemfémes termék (vörösréz huzal és ötvözött acél is)
nemfémes termék
vörösréz huzal ötvözött acél
vegyes nehézfém termék
nemfémes termék
2. ábra A zúzalék nehézfrakciójának feldolgozására szolgáló berendezések egyszerűsített folyamatábrája A nehézfrakciót először dobrostával 20, 65 és 100 mm-es frakciók szerint osztályozzák. Az egyes frakciókat egymástól elkülönítve dolgozzák fel. A 100 mm fölötti méretű anyagot kézzel szétválogatják. A 65/100 mm-es és 20/65 mm-es frakciókat mágneses osztályozás után kétfokozatú légörvényes eljárással tisztítják, majd egyfokozatú ülepítő berende-
zésben szétválasztják egymástól az alumíniumot és a nehézfémkeveréket. Mivel az alumíniumos frakció még tartalmaz alacsony vaskoncentrációjú Fe–Al anyagot, ezért ezt a frakciót még mágneses osztályozással megszabadítják a Fe–Al alkotóktól. A kapott nehézfémkeveréket általában vagy eladják, vagy a színeket megkülönböztető automatikus válogatóberendezéssel először szürke és színes (sárga, vörös) frakciókra szétválasztják, majd a következő fokozatban a színes frakciót már mint vörösrezet és sárgarezet osztályozzák. A szélörvényes osztályozáskor kapott, nem vezető tulajdonságú frakció még jelentős mennyiségben tartalmaz ötvözött acélt és vörösréz huzalt. A további osztályozást a 65/100 mm-es méretcsoport esetén kézi válogatással végzik, míg a 20/65 mm-es méretfrakciót automatikus válogatással (indukciós osztályozás) tisztítják. A tisztítás után még kézzel ki kell böngészni az ötvözött acél alkotókat. A forgódobos rosta segítségével előállított, maximum 20 mm szemcsenagyságú frakciót gépi szitával osztályozzák. A kapott 2/8 és 8/20 szemcseméretű anyag előbb mágneses, majd szélörvényes osztályozóba kerül. Ebből fémtartalmú keverékanyagot nyernek. A 2/8 szemcsenagyságú terméket eladják, a 8/20 anyagot a rendelkezésre álló berendezéseken további kezelésnek vetik alá. Jelenleg folynak az előkészületei annak a műveletnek, amelynek során a nem vezető tulajdonságú anyagból kiválasztják a még visszamaradt ötvözött acélt, a színes és könnyű fémeket, valamint a vörösréz huzalt. A zúzó–aprító gépről kapott nehézfrakció feldolgozásának feladata eddig mindössze az volt, hogy az osztályozás során, minél kedvezőbb fémkihozatallal, kereskedelmileg értékesíthető (lehetőleg kiváló minőségű) fémterméket állítsanak elő. Az új törvényi keretfeltételek szerint azonban olyan műszaki megoldásokat kell bevezetni, amelyek a fémtartalmától maximális mértékben mentesített hulladék hasznosítását is lehetővé teszik, értékesíthető termékek formájában. Jelenleg folynak a kutatások azzal a céllal, hogy a különböző hulladékokból energetikailag hasznosítható vagy nyersanyagként, esetleg szerkezeti anyagként értékesíthető termékeket lehessen előállítani.
A zúzalék könnyűfrakciójának feldolgozása A könnyűfrakció feldolgozásának kérdésével elméletileg, laboratóriumi szinten és nagyipari méretekben már évek óta foglalkoznak. A zúzóaprító gépeket üzemeltető legtöbb vállalkozó élénken figyeli a fejlesztési
munkákat és kivár, annak ellenére, hogy 2005. június 1. óta az eddigi gyakorlat, a depóniákra való juttatás, már nem folytatható. Az essingeni Scholz AG vállalat espenhaini telephelyén már meg is valósította a zúzó–aprító gépekből származó könnyűfrakció feldolgozására alkalmas, saját maga által kifejlesztett koncepciót. Az eljárás figyelembe veszi az aprítás után kapott anyag összetételének erős ingadozását, tekintettel arra, hogy a roncs gépkocsikon kívül máshonnét származó fémes hulladékot is feldolgoznak. Emiatt ugyanis megnő a könnyűfrakcióban a finom ásványi anyagok mennyisége. Ennek következtében három anyagáramlási csatorna alakítható ki: – nagy fémtartalmú (acél, színes- és könnyűfém) termék, – ásványi, szervetlen anyagokat (pl. homokot, üveget, mindenféle finomszemcsés ásványi anyagokat) tartalmazó termék, – nagy fűtőértékű, szerves termék. A vizsgálatok során csakhamar kimutatták, hogy célszerű, ha két eltérő összetételű és különböző fűtőértékű szerves terméket állítanak elő. A technológia vázlatát a 3. ábra tünteti fel könnyűfrakció lazítókészülék osztályozás rostával
<2 mm
2–20 mm
20–65 mm
értékesítés alapanyagként
osztályozás légáramban, szérelés (többfokozatú)
osztályozás légáramban, szérelés (többfokozatú)
2 könnyű termék (LG 1+2)
2 könnyű termék (LG 1+2)
>65 mm szitáló osztályozás
3. ábra A zúzalék könnyűfrakciójának feldolgozásának egyszerűsített folyamatábrája A könnyűfrakció anyagát először fellazító kezelésnek vetik alá. Ennek következtében az összetapadt részecskék szétválnak, majd a dur-
vább szemcseszerkezeteket még aprítják. Ezt követi a termék osztályozása. A kapott 2/20 és 20/65 szemcsefrakciókat több fokozatban rostálják. Ennek eredményeként az alábbi frakciók keletkeznek: – két könnyűfrakció (LG 1+2), amelyek főként textilszálakból, habosított műanyagból, fából és fóliából állnak, – kis fémtartalmú könnyűfrakció (LG 3), amely elsősorban műanyagokból és gumiból áll, – nagy fémtartalmú nehézfrakció. Az évi 60 000 t anyagot termelő feldolgozóberendezés tömegmérlege az 1. táblázatban látható. 1. táblázat A zúzalék könnyűfrakciójának feldolgozását (2 műszakban) végző berendezés tömegmérlege Méret szerinti osztályozás
Termékek
mm-ben <2 2–20
20–65
>65
ásványi termék LG 1 + LG 2 LG3 nehézfrakció mágneses termék LG 1 + LG 2 LG3 nehézfrakció mágneses termék termelési feladat
Tömegarány %-ban
t/h-ban
t/évben
50,00 18,20 6,20 1,40 2,20 7,20 3,20 0,60 1,00 10,00 100,00
10,00 3,64 1,24 0,28 0,44 1,44 0,64 0,12 0,20 2,00 20,00
30,000 10,920 3,720 840 1,320 4,320 1,920 360 600 6,000 60,000
Az anyag szétválasztásának eredményeként kapott egyes frakciók hasznosítási lehetőségei a következők: – Fémtermékek. A zúzalék nehézfrakciójának feldolgozására rendelkezésre álló berendezések segítségével növelik a két nehézfrakció fémkoncentrációját (az acél, valamint a színes- és könnyűfémek mennyiségét). Az ily módon kereskedelmi forgalomra alkalmassá tett anyagért kapott bevétel jelentős részét képezi a berendezés értéktermelésének.
– Ásványi termék. A 2 mm-ig terjedő méretű szemcsézettségű ásványi terméket olyan depónia rehabilitációjához fogják hasznosítani, amelyet bezárnak. – Nagy fűtőértékű, szerves termékek. A konkrét esetben, az idő rövidsége miatt még nem biztosították a nagy fűtőértékű szerves termékek teljes értékesítését, azonban a többek közt textilszálakból, habosított műanyagból, fóliákból álló könnyűfrakció (LG 1+2) kiegészítő tüzelőanyag formájában hasznosítható. Mindenesetre a nagy fűtőértékű ipari és kisipari hulladékok energetikailag az újonnan létesítendő decentralizált kis fűtőberendezésekben is felhasználhatók lesznek. Ezzel szemben a kis fémtartalmú könnyűfrakció (LG 3) – összetételének megfelelően – az energetikai hasznosításon kívül, nyersanyagként és esetleg alapanyagként is hasznosítható lesz. Az erre irányuló vizsgálatok és kísérletek folyamatban vannak: – tisztázni fogják a nagy műanyagtartalmú termékek pontos összetételét, valamint – az elérendő termékminőség függvényében felhasználható osztályozási eljárásokat is kidolgozzák. A jelenleg folyamatban lévő kutatási program célkitűzéseit egyszerűsített formában a 4. ábra tünteti fel. cél: az ügyfelek különböző igényeinek kielégítésére alkalmas technológia a 2–20 és 20–65 mm-es méretcsoport maradékai (LG 1+2) adott esetben zsugorítvány energetikai értékesítés
granulátum (LG 3) a 2–20 mm-es frakcióból
1. száraz technológia – aprítással – fajsúly szerinti osztályozás (légszérelés) – osztályozás légáramban 2. nedves technológia – előkészítés – ülepítés
fémet és PVC-t nem tartalmazó granulátum, adott esetben poliolefin granulátum is
műanyagtartalmú darabos termék (LG 3) a 20–65 mm-es frakcióból 1. száraz technológia – előkészítéssel – automatikus válogatás 2. nedves technológia – előkészítés – ülepítés
PVC-t nem tartalmazó másod tüzelőanyag, esetleg kiegészítő, határozott összetételű műanyagtermék
fém és PVCmentes műanyag granulátum, adott esetben kiegészítő poliolefin granulátum
4. ábra Kutatási program a keletkező könnyű anyag további feldolgozására (egyszerűsítve)
Tervbe vették, hogy megfelelő berendezéseket létesítenek az értékesíthető, kis fémkoncentrációjú, nagy műanyagtartalmú könnyű anyagok értékesítési lehetőségeinek megteremtése érdekében.
Értékelés Az aprító–zúzó gépeken képződő nehézfrakció feldolgozására rendelkezésre álló berendezésekkel és a könnyűfrakció esetében felhasználható, a kivitelezés stádiumában lévő rendszerekkel kielégíthetők a roncs gépkocsikra vonatkozó rendelet követelményei (2. táblázat). 2. táblázat Egy újrahasznosító vállalat (Scholz Recycling GmbH) értékesítési arányai 2005-ben Termékek
Acéltörmelék Zúzalék, nehézfrakció
Tömegarány 2004, %
Értékesítés 2005-től, %
73,2 9,8
73,2
− fémek (acél, színesés könnyűfémek)
Értékesítés (jelenleg vizsgálat alatt), %
3,8
− nemfémes anyagok − tüzelőanyag-pótlék − másod tüzelőanyag/granulátum Zúzalék, könnyűfrakció
3,4 –
3,4
17,0
− fémek (acél, színesés könnyűfémek)
1,1
− nemfémes anyagok − tüzelőanyag-pótlék − másod tüzelőanyag/granulátum Összesen
6,5
100,0
–
8,6
88,0
12,0
Bár a jelenleg elért hasznosítási arány (88%) meghaladja a rendeletileg előírt értéket (85%), a jövőben elérendő magasabb százalékos arány teljesítése érdekében komoly erőfeszítésekre van szükség. Min-
denesetre a megvalósítást biztosító műszaki fejlesztési eredmények jelenlegi helyzete már megteremtette a követelmények teljesítésének szükséges feltételeket. Összeállította: Dr. Barna Györgyné Scholz, O.: Das Scholz-Aufbereitungsverfahren für die Abfälle der Shredderanlagen. = Recycling Magazin, 60. k. 11. sz. 2005. jún. p. 20–23. Jürgens, G.: Recycling-Porträt für jedes Produkt. = Umwelt Magazin, 34. k. 9. sz. 2004. p. 38–39.
