Drukuj

Alicja Uliasz-Bocheńczyk*, Eugeniusz Mokrzycki**
*AGH Akademia Górniczo-Hutnicza; **Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Streszczenie
Polska, jako kraj ratyfikujący Protokół z Kioto i należąca do Unii Europejskiej zobowiązana jest do obniżania emisji ditlenku węgla. Przemysłem, który jest znaczącym emitentem CO2 jest hutnictwo żelaza i stali. W przemyśle tym powstają również odpady − Żużle z procesów wytapiania (wielkopiecowe, stalownicze) o kodzie 10 02 01. Żużle stalownicze stosowane są przede wszystkim w drogownictwie, a żużle wielkopiecowe do produkcji cementów. Pomimo, że są one wykorzystywane gospodarczo, żużle z hutnictwa żelaza i stali, ze względu na swój skład chemiczny, są odpadami, które potencjalnie mogą być surowcem stosowanym do mineralnej sekwestracji ditlenku węgla. Proces mineralnej sekwestracji przy zastosowaniu żużli hutniczych może być prowadzony metodą bezpośrednią – jednoetapową, w której poddawane są bezpośrednio działaniu ditlenku węgla lub pośrednią − dwuetapową, w której składniki reaktywne są wstępnie ekstrahowane z matrycy mineralnej, a następnie poddawane reakcji z CO2. Ważnym zagadnieniem związanym z mineralną sekwestracją ditlenku węgla jest wpływ prowadzenia procesu na wymywalność zanieczyszczeń ze stosowanych odpadów. Przedstawione w artykule badania prowadzono przy zastosowaniu żużli wielkopiecowych oraz żużli stalowniczych charakteryzujących się wysoką zawartością CaO, odpowiednio: 44% i 20%. Ponieważ, czynnikiem ograniczającym powstawanie kalcytu, jest maksymalna ilość dostępnych jonów wapnia w środowisku wodnym, zbadano ich wymywalność z analizowanych żużli, która dla żużli stalowniczych wyniosła 28,9 mg/dm3 i 3,11 mg/dm3 dla żużli wielkopiecowych. Proces prowadzono przy zastosowaniu 100% CO2 jako karbonatyzację bezpośrednią gaz-ciało stałe w szczelnych komorach, w których były sezonowane przez 28 dni. Żużle poddano działaniu ditlenku węgla bez wcześniejszego mielenia, dzięki temu nie jest wydatkowana dodatkowa energia i przez to unikana jest emisja pośrednia. Badania wykazały obniżenie pH z wartości 12 do 10 wskazujące na zachodzenie procesu karbonatyzacji. Analiza otrzymanych wyników badań wymywalności żużli stalowniczych i wielkopiecowych wykazały, że proces sekwestracji ditlenku węgla wpłynął na obniżenie stężenia jonów Ba, Sr, Mn, Ni, Co, Hg, Sb, V, Cu, Mo, SO4. Wymywalność pozostałych zanieczyszczeń: Zn, Pb, Cd, Cr, As nie uległa zmianie. Stwierdzono również wysoką wymywalność jonów wapnia i magnezu z żużli stalowniczych. Uzyskane wyniki badań porównano z rezultatami analiz z wymywalnością zawiesin wodnych żużla stalowniczego. Z niezmielonych żużli stalowniczych, wymywalność jonów Zn, Cu, Pb, Cr, As, SO4, Cl była niższa w porównaniu z zawiesinami wodnymi. Wartości wymywalności Ni była taka sama, a Hg i Cd wyższe od tych stwierdzonych dla zawiesin żużlowo-wodnych.

Słowa kluczowe
żużle stalownicze, granulowane żużle wielkopiecowe, wymywalność, mineralna sekwestracja, CO2

The Impact of the CO2 Mineral Sequestration Process on the Leachability of Pollutants from Slags from Steel Industry

Key words 
steelmaking slag, granulated blast furnace slag, leachability, mineral sequestration, CO2

Pełny tekst / Full text
PDF (Polish)