Setiap tan keluli yang dihasilkan dalam EAF menghasilkan 15-25 kg habuk — bahan zarahan halus yang ditangkap oleh rumah bag. Bagi kedai leburan 500,000 tan setahun, ia bersamaan dengan 7,500 hingga 12,500 tan habuk setiap tahun. Habuk ini dikelaskan sebagai sisa berbahaya di kebanyakan negara kerana ia mengandungi logam berat — terutamanya zink, plumbum dan kadmium — yang boleh meresap ke dalam air bawah tanah jika dibuang tapak pelupusan.
MONTE INTELLIGENCE telah terlibat dalam sistem pengendalian habuk EAF selama lebih sedekad. Masalah habuk merupakan satu kewajipan alam sekitar dan juga peluang ekonomi, kerana habuk EAF biasanya mengandungi 15-30% zink — kepekatan yang lebih tinggi daripada banyak deposit bijih zink yang sedang dilombong.
Komposisi habuk EAF mencerminkan campuran skrap. Habuk daripada tumbuhan yang meleburkan skrap tergalvani boleh mengandungi 25-35% zink. Habuk daripada tumbuhan yang meleburkan skrap berat terutamanya dan skrap rumah mungkin hanya mengandungi 8-15% zink. Kandungan zink menentukan daya maju ekonomi kitar semula: melebihi kira-kira 15% zink, kitar semula habuk secara amnya menghasilkan pulangan yang positif. Di bawah 10% zink, kos kitar semula mungkin melebihi nilai zink yang diperoleh semula, dan penstabilan diikuti dengan pelupusan tapak pelupusan sampah menjadi pilihan yang rasional dari segi ekonomi — walaupun trend kawal selia menentang pilihan itu.
Kandungan plumbum dalam habuk EAF perlu diberi perhatian kerana ia mempengaruhi proses kitar semula dan kebolehpasaran produk zink yang diperoleh semula. Kandungan plumbum biasa adalah antara 1-5%. Plumbum dan zink mempunyai persamaan kimia yang cukup besar sehingga sukar untuk mengasingkannya dari segi ekonomi. Proses tanur Waelz, teknologi kitar semula yang dominan, menghasilkan produk zink oksida yang biasanya mengandungi 0.5-2% plumbum. Ini boleh diterima untuk industri peleburan zink, yang boleh memperhalusi bahan tersebut dengan lebih lanjut. Walau bagaimanapun, spesifikasi plumbum yang lebih ketat di sesetengah pasaran mungkin memerlukan langkah penulenan tambahan yang menambah kos.
Proses tanur Waelz merupakan tunjang utama kitar semula habuk EAF, yang merawat kira-kira 80% daripada semua habuk kitar semula di seluruh dunia. Tanur ini merupakan relau silinder berputar, biasanya sepanjang 40-60 meter dan diameter 3-4 meter, condong pada 2-3 darjah dari mendatar. Habuk EAF dicampurkan dengan reduktan berkarbon — biasanya angin kok atau arang batu — dan dimasukkan ke dalam tanur. Apabila cas bergerak melalui tanur melalui putaran dan graviti, suhu mencapai 1100-1300°C.
Pada suhu ini, zink oksida dalam habuk dikurangkan oleh karbon kepada wap zink logam: ZnO + C → Zn(g) + CO. Wap zink keluar dari relau bersama gas buangan dan dioksidakan semula kepada zink oksida melalui udara yang dimasukkan di atas cas: 2 Zn(g) + O2 → 2 ZnO. Zink oksida dikumpulkan di dalam rumah beg di hilir relau. Produk yang dipanggil Waelz oksida, biasanya mengandungi 55-65% zink dan dijual kepada pelebur zink sebagai bahan suapan sekunder.
Sisa tidak meruap dari relau Waelz — sanga — mengandungi oksida besi, kapur, silika dan sisa logam berat. Sanga ini secara tradisinya telah dibuang tapak pelupusan sampah, tetapi ia semakin banyak digunakan sebagai agregat dalam pembinaan jalan raya atau sebagai bahan mentah dalam pembuatan simen. Sanga mesti lulus ujian larut lesap (seperti ujian TCLP di Amerika Syarikat atau EN 12457 di Eropah) untuk memenuhi syarat untuk kegunaan bermanfaat ini.
Teknologi alternatif kepada relau Waelz termasuk relau perapian berputar (RHF), relau perapian berbilang (MHF), dan proses berasaskan plasma. RHF menggunakan perapian berputar rata dan bukannya silinder condong, yang membolehkan masa kediaman yang lebih singkat dan kawalan suhu yang lebih tepat. MHF menggunakan perapian bertindan dengan lengan bergerigi untuk menggerakkan bahan antara aras. Proses plasma menggunakan arka elektrik atau obor plasma untuk mencapai suhu tinggi yang diperlukan untuk pengewapan zink, dengan kelebihan menggunakan elektrik dan bukannya bahan api fosil sebagai sumber tenaga.
Setiap teknologi mempunyai keseimbangan. Tanur Waelz merupakan pilihan kos modal terendah untuk daya pemprosesan yang tinggi (melebihi 50,000 tan setahun), tetapi ia mempunyai kos operasi yang lebih tinggi disebabkan oleh penggunaan kok. RHF mempunyai kecekapan tenaga yang lebih baik dan pelepasan yang lebih rendah, tetapi memerlukan bahan suapan yang lebih seragam. Proses plasma mempunyai jejak alam sekitar terendah tetapi kos elektrik tertinggi, yang boleh memberi manfaat jika elektrik rendah karbon tersedia dan penetapan harga karbon berkuat kuasa.
Kadar pemulihan zink dalam operasi tanur Waelz komersial biasanya antara 90-95%. Kadar pemulihan di bawah 90% biasanya menunjukkan masalah proses — keadaan pengurangan yang tidak mencukupi dalam tanur, masa kediaman yang terlalu singkat, atau pencampuran habuk dan reduktan yang lemah. Kadar pemulihan melebihi 95% boleh dicapai dengan operasi tanur yang dioptimumkan, tetapi kos marginal bagi beberapa mata peratusan terakhir mungkin tidak dibenarkan oleh nilai zink tambahan yang diperoleh semula.
Sanga yang kaya dengan besi daripada relau merupakan aliran bahan yang memerlukan lebih banyak perhatian daripada yang biasa diterima. Sebuah relau Waelz yang memproses 100,000 tan habuk EAF setahun menghasilkan kira-kira 60,000 tan sanga. Sanga ini mengandungi 30-40% besi, yang boleh dipulihkan dan dikembalikan kepada proses pembuatan keluli. Beberapa teknologi untuk pemulihan besi daripada sanga Waelz sedang dalam pembangunan, termasuk pemisahan magnetik dan pengurangan peleburan, tetapi belum ada satu pun yang mencapai penerimaan komersial yang meluas.
MONTE INTELLIGENCE membekalkan sistem pengendalian dan pengkondisian habuk untuk operasi EAF, termasuk pengangkutan pneumatik, pelletizing dan penyimpanan. Kami juga menawarkan perundingan mengenai strategi kitar semula habuk — sama ada untuk melabur dalam kitar semula di tapak, menghantar ke tanur pusat Waelz atau membuat kontrak dengan pemproses pihak ketiga.
Hubungi helenxu@cnlymonte.com untuk penilaian pilihan pengurusan habuk EAF anda.
