MIP WAToR: herwinnen van grondstoffen uit zure afvalwaterstromen Wim De Schepper Aquarama TNAV workshop 26-10-17
OVERZICHT» WAToR: het concept» Overzicht projectresultaten» Aperam case: cijfers en haalbaarheid» Vooruitblik en conclusie 2
WATOR: WASTE ACID TO RESOURCES» MIP- COOP+ project: herwinnen van grondstoffen uit zure metaalhoudende afvalwaterstromen» Beitsbaden, oppervlaktebehandeling,» Momenteel: Neutralisatie + lozing van anionen (chloriden, fluoriden, nitraten) + storten slib Neutralisatie/verdunning Hergebruik end-of-pipe Lozing grondstoffen via water Vaste afvalstroom (slib) proces intern WATOR extern 3
WATOR: WASTE ACID TO RESOURCES» WAToR: Alternatieve behandelingsconcepten voor deze zure stromen» Reductie in milieu-emissies via afvalwaterlozing en/of afvaldeponie» maximaal herwinnen van metalen, zouten/zuren Hergebruik FOCUS: APERAM afvalbeitszuur intern process extern 4
APERAM: STAALPRODUCTIE EN AFVALBEITSZUUR Koudwalserij/beitslijn
APERAM: STAALPRODUCTIE EN AFVALBEITSZUUR staal beitszuur
AFVALBEITSZUUR: KLASSIEKE VERWERKING Koudwalserij 18000 ton/jaar Zure afvalstroom (HNO 3 /HF/H 2 SO 4 /M + ) Ca(OH) 2 Neerslag/filterpers Metaalhydroxidekoek M(OH) 2 + CaF + CaSO 4 Afvalwater (NO3- / SO42-) 7
AFVALBEITSZUUR: WATOR CONCEPT Koudwalserij 18000 ton/jaar ABZ Zure afvalstroom (HNO 3 /HF/H 2 SO 4 /M + ) HF, HNO 3 H 2 SO 4 Vacuum verdamping carbonatatie Metaalsulfaat slurry (H 2 SO 4 /M + ) Metaalhydroxidekoek M(OH) 2 Metaal-OH neerslag Base zout 8
OVERZICHT» WAToR: het concept» Overzicht projectresultaten» Aperam case: cijfers en haalbaarheid» Vooruitblik en conclusie 9
WATOR PROJECT OPBOUW WP 1 Vastleggen baseline en kritische parameters WP 2 Terugwinnen zuren zouten, metalen WP 3 Carbonatie metaalhydroxidekoeken WP 4 Opstellen van optimaal hergebruikscenario en demonstratie WP 5 Evaluatie van scenario s op andere stromen WP6 businessmodellen op ketenniveau 10
WATOR CONCEPT: VERDAMPING ABZ H 2 SO 4 Recuperatie zuren verdamping HF, HNO 3 Met, H 2 SO 4 11
WATOR CONCEPT: VERDAMPING ABZ H 2 SO 4» zuurrecuperatie initieel moeilijk» Optimalisatieproeven: verdamping HF, HNO 3» H 2 SO 4 / ABZ ratio» Indikkingsgraad» Spoelwater» Met, H 2 SO 4» Resultaten:» < 5% volatiele zuren ABZ haalbaar» 6 m 3 /dag piloot in aanbouw» verdere optimalisatie met piloot 12
WATOR CONCEPT: PRECIPITATIE ABZ H 2 SO 4 precipitatie verdamping HF, HNO 3 Met., H 2 SO 4 Base precipitatie zout Met.OH koek 13
WATOR CONCEPT: PRECIPITATIE Met., H 2 SO 4 precipitatie Base» Persing moeilijker dan verwacht» Praktijkproeven semi-technische opstelling:» Optimalisatie persen» wassen zout Met.OH koek» Resultaten:» Goede scheiding MeOH/SO 4» Persen/wassen haalbaar» Momenteel extern => transport haalbaar? 14
WATOR CONCEPT: CARBONATATIE EN HERINZET IN STAALPRODUCTIE ABZ H 2 SO 4 recuperatie verdamping HF, HNO 3 Met., H 2 SO 4 Base precipitatie zout Met.OH koek carbonatatie briket Oven 15
WATOR CONCEPT: CARBONATATIE EN HERINZET IN STAALPRODUCTIE» labproeven carbonatatie:» Verschillende scenario s getest» Optimalisatie procescondities» Effect toevoegingen vb. carbinox, zero valent Fe,» Resultaten carbonatatie:» Carbonatatie mogelijk zonder toevoeging» Drogen koek vereist hoge temperatuur» Producteigenschappen bricket haalbaar Met.OH koek carbonatatie briket Oven 16
WATOR CONCEPT: ALTERNATIEVE PROCESVOERING EN OPZUIVERING ABZ H 2 SO 4 Alternatieve processen verdamping HF, HNO 3 Met., H 2 SO 4 base precipitatie zout Met.OH koek 17
WATOR CONCEPT: ALTERNATIEVE PROCESVOERING EN OPZUIVERING ABZ H 2 SO 4 Alternatieve processen verdamping HF, HNO 3 Met., H 2 SO 4 base» technisch haalbaar» Vervuiling => voorfiltratie noodzakelijk» Ingeschatte kosten zelfde range als verdamper» MAAR: concentratie gerecupereerd zuur lager => verdamping aangewezen techniek binnen project precipitatie zout Met.OH koek 18
OVERZICHT» WAToR: het concept» Overzicht projectresultaten» Aperam case: cijfers en haalbaarheid» Vooruitblik en conclusie 19
Massa en energiebalans jaarbasis Metaalproductie/bewerking 18 000 ton ABZ Zure afvalstroom (HNO 3 /HF/H 2 SO 4 /M + ) 600 ton F - 190 ton HNO 3 4800 ton H 2 SO 4 Vacuum verdamping carbonatatie Metaalhydroxidekoek M(OH) 2 140 ton Ni 200 ton Cr 820 ton Fe Metaalsulfaat slurry (H 2 SO 4 /M + ) neerslag 1750 ton Base 5550 ton zout 20
Massa en energiebalans jaarbasis Metaalproductie/bewerking 18 000 ton ABZ Zure afvalstroom (HNO 3 /HF/H 2 SO 4 /M + ) 940 MWh elec 18 800 MWh therm Vacuum verdamping 4800 ton H 2 SO 4 carbonatatie 3 300 MWh therm Metaalsulfaat slurry (H 2 SO 4 /M + ) 1100 MWh elec 1750 ton Base Metaalhydroxidekoek M(OH) 2 140 ton Ni 200 ton Cr 820 ton Fe neerslag 5550 ton zout 21
Inschatting TEA (ongoing) Huidige situatie Denitrificatie noodzakelijk Zuren Proces Filterkoek (metalen) Afvalwater Verlies metalen via storten Eerste inschattingen: => Kosten in zelfde range Hergebruik metalen Hergebruik zuren 22
% totale kost Kostenverdeling, werkpunten 100 80 60 40 kost herwinning zuur kost carbonatatie 20 0-20 -40 kost neutralisatie opbrengstmetalen opbrengst zuur -60 Neutralisatie: 55% => hoge kost Recuperatie metalen en zuren: - 40 % 23
OVERZICHT» WAToR: het concept» Overzicht projectresultaten» Aperam case: cijfers en haalbaarheid» Vooruitblik en conclusie 24
Vooruitzicht: demonstratie APERAM VERDAMPER: 10% ABZ - 6M 3 /DAG (EIGEN INVESTERING - 01/18) 15 M 3 ABZ WATOR 1 BIGBAG BRICKS AANMAKEN EN SMELTEN IN OVEN DOEL: TEA HAALBAARHEID PRAKTISCHE ASPECTEN
Conclusies so far herwinnen van grondstoffen uit zure afvalwaterstromen? Ja, maar complexe materie: Technisch: materialen - procedures - technieken Organisatorisch: partners bedrijven keten Economisch: debiet mogelijkheden tot hergebruik Aperam case: positieve vooruitzichten groot debiet intern hergebruik goede samenwerking