Aluminium pozyskuje się i przetwarza albo z boksytu (aluminium pierwotne) albo z poddanego recyklingowi złomu (aluminium wtórne). Oba procesy generują znaczne emisje w postaci pyłu, kwasów i innych zanieczyszczeń. Wysokie temperatury, cząstki ścierne i szeroka gama gazów stawiają szczególnie wysokie wymagania w zakresie kontroli zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa pracy. Po tlenie i krzemie aluminium jest trzecim najpowszechniej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej, a także najpowszechniej występującym metalem. Uzyskuje się go z boksytu, który najpierw przetwarza się na tlenek glinu, a następnie poprzez elektrolizę redukuje się go do aluminium pierwotnego. Dzięki swoim wyjątkowym właściwościom i niemalże nieograniczonym możliwościom recyklingu, aluminium jest obecnie drugim najczęściej wykorzystywanym metalem na świecie.
Aluminium pierwotne i wtórne
Aluminium pierwotne
Produkcja pierwotnego aluminium z boksytu, podobnie jak w większości zastosowań górniczych i mineralnych, powoduje emisję różnych zanieczyszczeń i cząstek do powietrza. W tym przypadku do efektywnego oddzielania pyłów i gazów oraz zapewnienia zgodności z obowiązującymi limitami emisji stosuje się filtry czyszczone impulsem sprężonego powietrza lub skrubery Venturiego.
Aluminium wtórne
Aby uzyskać aluminium wtórne, złom aluminiowy jest przetapiany i przetwarzany na nowe produkty. Proces topienia może powodować emisję gazów, takich jak chlorowodór (HCl), fluorowodór (HF), dwutlenek siarki (SO₂), węglowodory i dioksyny/furany. Ponadto różne etapy procesu, takie jak sortowanie, kruszenie, mielenie, przesiewanie czy usuwanie farby, mają kluczowe znaczenie dla jakości produktu końcowego.
Emisje i ich wychwytywanie
Temperatura spalin może sięgać nawet 550°C, a spaliny często zawierają duże stężenie wilgoci, kwasów i cząstek ściernych. Szczególnie w procesie produkcji aluminium wtórnego powstają również higroskopijne produkty reakcji (np. w przypadku stosowania dodatków). Wszystkie te czynniki stawiają wysokie wymagania w zakresie projektowania i budowy wydajnych systemów oczyszczania spalin i odpylania.
Oczyszczanie spalin metodą adsorpcji
Aby zredukować zawartość HCl, HF, SO₂, węglowodorów i dioksyn/furanów, instalacje Nederman MikroPul wykorzystują proces suchej sorpcji z wykorzystaniem adsorbentów, takich jak wapno hydratyzowane lub węgiel aktywny. W związku z tym dopuszczalne limity nie są przekraczane.
Filtracja cząstek
Filtry workowe Nederman MikroPul są stosowane równolegle lub za urządzeniem w celu oddzielania ciał stałych i pyłu powstającego podczas topienia i rafinacji. Zintegrowane systemy dozowania dodatków są często przydatne na przykład w celu wiązania HCl, HF lub SOₓ.
Wyzwania w zakresie kontroli zanieczyszczenia powietrza
- Wysokie temperatury: W procesie topienia i rafinacji gazy procesowe mogą osiągać temperatury powyżej 260°C lub nawet 550°C.
- Cząstki ścierne: Cząstki te mają często wielkość submikronową, są niezwykle ścierne i mogą się ze sobą sklejać z powodu wysokiej wilgotności.
- Różnorodność chemiczna: Oprócz tlenków glinu i metali należy spodziewać się zanieczyszczeń gazowych, takich jak CO, CO₂, HF, HCl i SOₓ. Niebezpieczne zanieczyszczenia powietrza (HAP), takie jak ołów, nikiel, chrom, kobalt, selen, kadm i arsen, mogą również występować w niewielkich ilościach.
- Zagrożenia wybuchem i pożarem: Pył aluminiowy w określonych stężeniach może być łatwopalny lub wybuchowy. Reakcja termitowa może wystąpić zwłaszcza w przypadku interakcji z innymi metalami (np. stalą). Dlatego też dokładne czyszczenie, oddzielne narzędzia i odpowiednia konstrukcja systemu są tak istotne.
Przykłady zastosowań w przemyśle aluminium wtórnego
Firma Nederman MikroPul ma ponad 50-letnie doświadczenie w branży aluminiowej i może pochwalić się licznymi referencjami w zakresie odciągu pyłów i oparów w następujących typach pieców:
- piece bębnowe obrotowe
- piece obrotowe przechylne
- piece wielokomorowe
- piece szybowe
- piece indukcyjne
Możliwe jest wykonanie zarówno całkowicie nowych systemów, jak i rozbudowa lub modernizacja istniejących systemów filtracyjnych i odpylających, zgodnie z obowiązującymi normami.
Zagrożenia związane z pyłem aluminiowym
Pył aluminiowy jest nie tylko szkodliwy dla zdrowia, ale może być także łatwopalny lub wybuchowy, w zależności od stężenia cząstek i źródła zapłonu. Nawet czyste, nieżelazne aluminium może powodować iskrzenie, zwłaszcza w wyniku przypadkowego zmieszania z pyłem stalowym lub rdzą (reakcja termitowa). Ponadto szlifowanie aluminium wymaga szczególnej uwagi podczas jego osadzania, ponieważ może na nim osadzać się drobny, łatwopalny pył.
Wniosek
Aluminium jest niezastąpionym metalem we współczesnym przemyśle ze względu na swoje różnorodne właściwości, wysoki potencjał recyklingu i szerokie zastosowanie. Jednocześnie zarówno pierwotna, jak i wtórna produkcja aluminium stawiają szczególne wymagania w zakresie kontroli zanieczyszczenia powietrza i bezpieczeństwa pracy.
Dysponując wieloletnią wiedzą specjalistyczną i bogatym doświadczeniem w projektowaniu systemów odciągu pyłu i oczyszczania spalin, firma Nederman MikroPul oferuje rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta dla całego procesu, od wstępnego oczyszczania po etapy topienia i rafinacji. Obejmuje to przestrzeganie prawnych limitów emisji cząstek stałych i zanieczyszczeń gazowych, takich jak HCl, HF, SO₂, dioksyny i furany.
Dzięki innowacyjnym technologiom, takim jak proces suchej sorpcji z wykorzystaniem adsorbentów (np. wapna hydratyzowanego, wodorowęglanu sodu, węgla aktywnego) oraz systemy separacji pyłu na bazie filtrów workowych, gwarantowana jest maksymalna wydajność i niezawodność procesu. Nederman MikroPul może zaplanować budowę nowych instalacji, a także zmodernizować istniejące systemy i przygotować je do spełnienia przyszłych wymagań.