Gesamte Kesselauskleidungsmaterial

Melina Spiegel April 6, 2016 G 4 0
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Gesamte Kesselauskleidungsmaterial ist ein in der Primäraluminiumhüttenindustrie erzeugten Abfallmaterial. Gesamte Kesselauskleidungsmaterial ist auch bekannt als verbracht Gefßauskleidung und verbrachte Handy Liner.

Primäraluminiumschmelze ist der Prozess der Gewinnung von metallischem Aluminium aus Aluminiumoxid. Der Prozess findet in Elektrolysezellen, die als Töpfe bekannt sind. Die Töpfe werden aus Stahlkessel mit zwei Verkleidungen, einem äußeren isolierenden oder feuerfesten Auskleidung und einem inneren Kohlenstoffauskleidung, die als Kathode der Elektrolysezelle wirkt hergestellt. Während des Betriebs der Zelle, Substanzen, einschließlich Aluminium und Fluoriden, in der Zellauskleidung absorbiert. Nach einigen Jahren des Betriebs, schlägt der Wannenauskleidungen und wird entfernt. Das entfernte Material ausgegeben Kesselauskleidungsmaterial. SPL wurde von der United States Environmental Protection Agency 1988 als gefährlicher Abfall aufgeführt. Gefährliche Eigenschaften von SPL sind:

  • Giftig Fluorid und Cyanid-Verbindungen, die in Wasser auslaugbaren
  • Ätzend - eine hohe pH-Wert durch Alkalimetalle und Oxide
  • Reagiert mit Wasser - Erzeugung von brennbaren, toxischen und explosiven Gasen.

Die toxische, korrosive und reaktive Natur der SPL bedeutet, dass besondere Vorsicht muss in der Handhabung, Transport und Lagerung entnommen werden. SPL aus Aluminiumreduktionszelle Kathoden ist zu einem der wichtigsten Umweltprobleme der Aluminiumindustrie. Auf der anderen Seite stellt sie auch eine wichtige Erholungspotential wegen seiner Fluorid und Energiegehalt.

Die meisten SPL wird derzeit auf der Aluminiumhütte Webseiten gespeichert oder in Deponien gebracht. Gelöst Fluoriden und Cyaniden von SPL Deponiesickerwasser kann Auswirkungen auf die Umwelt. Es ist nicht akzeptabel, dass Sickerwasser mit diesen schädlichen Verbindungen verunreinigt sind, können von der Lagerbestände zu entkommen. Andere Speichermethoden sind sicher Deponien oder dauerhafte Speicherung Gebäuden. Diese sind teuer Lösungen und kann zukünftige Probleme zu schaffen.

Hintergrund

Herstellung von Primäraluminium Metall mit dem Hall-Héroult-Verfahren umfaßt die elektrolytische Reduktion von Aluminiumoxid, das in Zellen oder Töpfen. Der Elektrolyt besteht aus geschmolzenem Kryolith und anderen Additiven. Der Elektrolyt wird in einem Kohlenstoff und feuerfeste Auskleidung in einem Stahl potshell enthalten. Die Töpfe haben üblicherweise eine Lebensdauer von 2-6 Jahren. Schließlich die Zelle ausfällt und der Topfauskleidung entfernt und ersetzt wird. Die erzeugte SPL wird von verschiedenen Umweltorganisationen als gefährlicher Abfall aufgeführt. Aufgrund der Konzentration von Fluoriden und Cyaniden in verbracht Gefßauskleidung, und die Tendenz, in Kontakt mit Wasser ausgewaschen, der US Environmental Protection Agency aufgeführt, die Materialien am 13. September 1988 als gefährlicher Abfall unter 40 CFR, Teil 261, Abschnitt D. Internationaler Versand der SPL unterliegt den Protokollen des Basler Übereinkommens über die grenzüberschreitenden Verbringung gefährlicher Abfälle und ihrer Entsorgung. Wie die Umweltschutzvorschriften Behörden in einer zunehmenden Zahl von Ländern zu definieren SPL als Gefahrstoff können die Entsorgungskosten leicht auf mehr als $ 1000 pro Tonne SPL laufen. Die weltweite Produktion von Primäraluminium ist in der Größenordnung von 40 Millionen Tonnen. Hütten weltweit produzieren auch etwa eine Million Tonnen giftiger Abfälle SPL. Historische Industriepraxis hat auf Deponien waren diese Abfälle. Das muss sich ändern, wenn die Aluminiumindustrie möchte ein vernünftiges Maß an Nachhaltigkeit und umweltverträgliche Emissionen zu erreichen. Deponierung von nicht umgesetzten SPL wird als eine Praxis der Vergangenheit an.

Die Primäraluminiumindustrie systematisch gearbeitet, um die Menge der SPL produziert zu minimieren, durch die Verlängerung der Lebensdauer der Auskleidung in den Hütten Töpfen. Seit den 1970er Jahren hat SPL als wertvolle Ressource für andere Branchen, darunter als Einsatzmaterial in den Zement, Mineralwolle und Stahlproduktionsprozesse erkannt worden. Der Internationale Aluminium Institute hat folgende "International Aluminium Institute SPL Freiwillige Ziel definiert

  • Die Aluminiumindustrie erkennt, dass verbrauchten Wannenauskleidung hat Eigenschaften, die es ein wertvolles Material für die Verwendung in anderen Prozessen ermöglicht und deshalb bemühen uns, alle verbrauchten Wannenauskleidungen in Rohstoffe für andere Branchen, die Zement, Stahl, Mineralwolle und Bau Aggregat gehören zu konvertieren Firmen oder wiederverwenden und oder Prozess alle SPL in eigenen Einrichtungen.
  • Bis zur endgültigen Ablagerung wird die Industrie bemüht sich, alle verbrauchten Wannenauskleidung in sichere, wasserdicht, belüfteten Gebäude / Container, die die verbrauchten Wannenauskleidung in einem trockenen Zustand ohne Potenzial für den Aufbau von schädlichen Gasen zu erhalten speichert. "

Chemische Eigenschaften der SPL

Gibt es Unterschiede in der Zusammensetzung der SPL in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie der Art von Aluminium-Schmelz-Technologie verwendet wird, der Anfangskomponenten der Zellauskleidung und Abbauverfahren. Indikative Zusammensetzung SPL für drei verschiedene Technologien ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

SPL ist gefährlich wegen:

  • Toxizität von Fluorid und Cyanid-Verbindungen, die in Wasser auslaugbaren
  • Ätzend - eine hohe pH-Wert durch Alkalimetalle und Oxide
  • Reagiert mit Wasser in einer Weise, die brennbare, giftige und explosive Gase produziert.

Ein Beispiel für die möglichen Folgen der SPL Reaktion mit Wasser ist der Tod von zwei Arbeiter und berichtete Schadenskosten von 30 Millionen $ durch eine Explosion von brennbaren Gasen aus SPL im Laderaum eines Frachtschiffs.

Die auslaugbare Fluoride in SPL kommen aus dem Kryolith und Natriumfluorid, das als Flussmittel in der Schmelzprozess eingesetzt werden.

Cyanidverbindungen bilden in der Wannenauskleidungen, wenn Stickstoff aus der Luft mit anderen Stoffen reagiert. Beispielsweise Stickstoff zur Reaktion mit Natrium und Kohlenstoff nach der Gleichung -

1.5N2 + 3Na + 3C → 3NaCN.

Aluminiumcarbid bildet sich in der Trogauskleidung aus der Reaktion von Aluminiummetall und Kohlenstoff nach der Gleichung -

4Al + 3C → Al4C3.

Aluminiumnitrid-Formen von einer Reihe von Reaktionen, einschließlich der Reaktion von Kryolith mit Stickstoff und Natrium gemäß der Gleichung -

Na3AlF6 + 0.5N2 + 3Na → AlN + 6NaF

Gase werden aus Reaktionen von Wasser mit Verbindungen, wie nicht-oxidiertem Aluminium-Metall, nicht-oxidierte metallisches Natrium, Aluminiumcarbid und Aluminiumnitrid erzeugt. Typische Gase aus der Reaktion von SPL mit Wasser:

  • Wasserstoff aus Aluminium-Metall und Wasser - 2Al + 3H20 → 3H2 + Al2O3
  • Wasserstoff aus Natriummetall und Wasser - 2Na + 2H20 → H2 + 2 NaOH
  • Methan aus Aluminiumcarbid und Wasser - Al4C3 + 6H20 → 3CH4 + 2Al2O3
  • Ammoniak aus Aluminiumnitrid und Wasser - 2AlN + 3H20 → 2NH3 + Al2O3n

Probleme mit Deponierung SPL

Historische Praktiken für den Umgang mit Gesamte Kesselauskleidungsmaterial umfassen Dumping es in Flüssen oder im Meer oder Speicherung in offenen Deponien oder Deponierung. Diese Methoden sind nicht umweltverträglich, da der Auslaugbarkeit von Cyaniden und Fluoriden. In jüngerer Zeit hat SPL in sicheren Deponien, wo sie auf einer undurchlässigen Basis mit einer undurchlässigen Schutzkappe gelegt und abgedeckt gelagert. Die Menge an Informationen über die Qualität der Perkolat aus bestehenden SPL Deponien zur Verfügung ist sehr begrenzt.

Eine Studie der Deponie enthalten SPL in Nordamerika 2004 identifizierte vier chemischen Spezies als prioritäre Schadstoffe: Cyanid, Fluorid, Eisen und Aluminium. Lebenszyklusanalysen und Grundwassertransportmodellierung wurden verwendet, um ein Verständnis für die Situation zu identifizieren Umweltfragen und signifikante ecotoxilogical potenziellen Auswirkungen liefern. Die Studie festgestellt, dass, während die Annahmen, die der Einschluss von Boden und Abfall wurde angenommen, perfekt zu sein, in der Tat diese Seiten konnten sich zu Kontaminationsquellen. Die Studie besagt, dass die günstigste Option ist die totale Zerstörung der SPL-Fraktion, wenn Bedenken hinsichtlich der Qualität der Langzeithaft betrachtet. Die Haupt Einwand gegen die abgedichtete Art der Entsorgung ist, dass sie auf unbestimmte Zeit müssen überwacht werden. Es ist daher ein echter Bedarf, sichere, akzeptable Alternative Wege zur Deponierung zu finden.

SPL wurde vom Vorbesitzer in einem ungefüttert Endlager am Kurri Kurri-Hütte in Australien, was zu Kontamination der lokalen Grundwasserleiter mit einem hohen Grad von Fluorid, Cyanid, Natrium-Sulfat und Chlorid geworfen.

Ein Zwischen Aktion unter Vereinbarte Bestell-Nr DE-5698 zwischen dem Hafen von Tacoma und Washington State Department of Ecology geführt befasst sich mit der Entfernung, durch Ausgrabungen und Offsite Entsorgung von SPL Zonenmaterial und zugehörige kontaminierten Boden an einem alten Aluminiumhütte Website. Hintergrund dieser Situation ist, dass von 1941 bis 1947, dem US-Verteidigungsministerium gebaut und betrieben eine Aluminiumhütte am Standort. Im Jahr 1947, Kaiser Aluminium & amp; Chemical Corporation kaufte das Site- und betrieben die Aluminiumproduktionsanlage bis 2001. Im Jahr 2002 schloss Kaiser Aluminum der Anlage und im Jahr 2003, der Hafen von Tacoma kaufte das Hütten Angebot von Kaiser Aluminum für die Sanierung.

SPL Behandlungsmöglichkeiten

Eine Anzahl von Alternativen für die Behandlung von SPL vorgeschlagen. Die Alternativen können wie folgt eingeteilt werden:

  • Entsorgungstechniken, bei denen alle oder einen Teil der SPL wird von einer anderen Industrie einschließlich zerstört oder ausgenutzt:
    • Verbrennung zur Energieerzeugung
    • Schlacke Zusatzstoffe in Eisen- und Stahlindustrie
    • Kraftstoff-und Mineral-Ergänzung bei der Zementherstellung
    • roten Ziegelindustrie
    • Umstellung auf solche Deponie Materialien
  • Verwertungs- oder Recyclingverfahren, bei denen ein Teil der SPL kann für die Verwendung in der Primäraluminiumschmelze gewonnen werden:
    • Fluoridrückgewinnung aus Laugungsprozessen
    • pyrohydrolisis
    • pyrosulfolysis
    • silicopyrohydrolisis
    • Graphit-Recovery-
    • Kathodenkohlenstoffadditive
    • Anodenkohlenstoffadditive
    • selektiven Rückgewinnung von Aluminiummetall.

Recycling durch andere Branchen ist eine attraktive und bewährte Option; hat jedoch Einstufung von SPL als gefährlicher Abfall zu stark entmutigt andere Branchen von der Benutzung von SPL, wegen der lästigen und teuren Umweltvorschriften. Die Akansas Reinhaltung und Ökologie Kommission fest, dass behandelten SPL verwendet werden, um Straßen zu bauen wurde gewonnen und in sichere Deponie gebracht.

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