Project LIFE Empereur popular rapport blz 1 POPULAIR RAPPORT Het is het doel van het project om te demonstreren dat emulsiepertractie (EP) een betrouwbare technologie is, welke onder fabriekscondities bij de metaalelektro industrie kan worden toegepast. Deze technologie is het antwoord op het volgende probleem: in de EU worden elk jaar 420 miljoen liter verontreinigd passiveerbad vloeistof geproduceerd. Dit resulteert in de productie van 40.000 ton metaal houdend afval. De kosten voor de vervanging van de chemicaliën zijn 168 miljoen, de verwerking en opslag van et afval kost 76 miljoen per jaar. Het project bestaat uit 7 werkpakketten (WP s). De WP s omvatten de volgende werkgebieden:: 1. vaststellen van de basissituatie bij de metaalelektro bedrijven; 2. middels de data van de basissituatie het ontwerpen het ontwerpen van het EP installaties. 3. de volgende fase is het bouwen en het uitvoeren van fysieke testen van de EP installaties 4. in de lange termijn test wordt de effectiviteit en de betrouwbaarheid van de EP installaties op de locaties van de bedrijven onderzocht 5. als er voldoende data zijn verzameld worden de kosten en baten, alsmede de milieueffecten van de EP technologie berekend 6. de verspreiding van de resultaten naar relevante doelgroepen 7. rapportage en management. De project doelen zijn:: 1. demonstreren van de werkbaarheid van de toepassing van de EP technologie op industriële schaal 2. demonstreren van de betrouwbaarheid, de gunstige economische en milieueffecten van de technologie 3. integreren van de innovatieve technologie in het productie proces
Project LIFE Empereur popular rapport blz 2 4. demonstreren van de verbeterde kwaliteit van de gecoate objecten, bij gebruikmaking van de EP technologie. Het project team bestaat uit: 1. Loko Gramsbergen BV: metaal elektro bedrijf 2. Ondeo Industrial Solutions Belgie ontwerp en bouw 3. Galvano Techniek Veenendaal BV metaal elektrobedrijf 4. Promikron BV: milieu technologie Subcontractors: 1. TNO Science and Industry Department Separation Technology, Research and Development, uitvinders van emulsiepertractie 2. Gemini Enterprises: Project Directeur, senior wetenschapper, technologie implementatie TECHNOLOGIE OMSCHRIJVING Storingsionen FE3+ and Zn2+ zijn verantwoordelijk voor de afbraak van de passiveerbaden bij de metaalelektro industrie. De4ze ionen worden ingesleept in het passiveerbad tijdens de dagelijkse procesvoering. Zink en ijzer ionen worden in de zure baden van de galvanische lijn gevormd door het oplossen van metalen objecten die gecoat moeten worden. Als de concentraties een bepaald niveau bereiken moet het passiveerbad worden vervangen.. Emulsiepertractie is een nieuw proces dat gevormd wordt door de samenvoeging van de permeatie door membranen en vloeistof extractie. In het emulsiepertractie proces wordt de water fase gescheiden gehouden van de emulsie fase door een hydrofoob membraan Aan het contactoppervlak (de poriën van de membranen), tussen de waterige fase (passiveer vloeistof) en de organische fase (die het extractiemiddel bevat),
Project LIFE Empereur popular rapport blz 3 worden de storingsionen selectief gebonden door het extractie middel. De gezuiverde passiveer vloeistof wordt terug geleid naar het bad en het extractiemiddel wordt geregenereerd. In figuur 2.1 is dit proces schematisch weergegeven. Figuur 2.1. Schematische voorstelling van het EP proces. The foto s op de volgende bladzijden laten de EP installaties zien. Figuur 2.2 Bouw van de EP installatie
Project LIFE Empereur popular rapport blz 4 Figuur 2.3 Fijn afstemming van de EP installatie. Figuur 2.4 Training van de operator
Project LIFE Empereur popular rapport blz 5 RESULTATEN Concentraties van de storingsionen in het passiveerbad tijdens het testen van de EP technologie De voornaamste resultaten worden hieronder kort beschreven. Voor het blauw passiveerbad, gebaseerd op Cr3+ zouten, staan de grafieken van de concentratie van de FE3+ ionen in het passiveerbad en het stripzuur in de tijd, afgebeeld. De stippellijn in de grafiek geeft het niveau aan waarbij het bad vernieuwd moet worden. De EP installatie houdt de concentratie onder dit niveau.. Figuur 3.1 Fe3+ concentratie in het blauw passiveerbad tijden het testen van de EP installatie
Project LIFE Empereur popular rapport blz 6 Fe3+ concentration passivating bath 1000 900 800 700 Concentration [mg/l] 600 500 400 300 200 100 0 17-12-04 31-12-04 14-1-05 28-1-05 11-2-05 25-2-05 11-3-05 25-3-05 8-4-05 22-4-05 6-5-05 20-5-05 3-6-05 17-6-05 1-7-05 15-7-05 29-7-05 Time [days] De testen van het zwart passiveerbad, gebaseerd op Cr6+ zouten, zijn uitgevoerd als batch testen. Figuur 3.3. geeft het resultaat van een dergelijke batch test weer voor het storingsion Zn2+. Figuur 3.3 Concentratie van Zn2+ in het zwart passiveerbad (batch test). 15000 14500 14000 13500 13000 12500 12000 11500 Zn2+ removal mg/l from black passivating bath 7-1-2004 9-1-2004 11-1-2004 13-1-2004 15-1-2004 17-1-2004 19-1-2004 21-1-2004 23-1-2004 25-1-2004 27-1-2004 29-1-2004 31-1-2004 2-2-2004 4-2-2004 De concentraties van de storingsionen in het zwart passiveerbad zijn in het algemeen veel hoger dan in het blauw passiveerbad, vanwege economische redenen.
Project LIFE Empereur popular rapport blz 7 De betrouwbaarheid van de EP installaties is uitstekend. Gedurende de lange termijn test was de laagste betrouwbaarheid 98%. Verlenging van de levensduur van de passiveerbaden. De verlenging van de levensduur van het blauw passiveerbad is van 6 weken (zonder toepassing van de EP technologie ten minste 60 weken met toepassing van de EP technologie. De verlenging van de levensduur van de zwart passiveerbad wordt geschat uit het resultaat van de uitgevoerde batch testen als een factor 3. De betekent een verlenging van de levensduur van 1 jaar naar 3 jaar. De verlenging van de levensduur van de passiveerbaden leidt tot significante milieu en economische voordelen. Constante product kwaliteit De concentraties van de storingsionen in het passiveerbad zijn hoog aan het einde van de levensduur van het bad, als er geen EP technologie wordt toegepast. Dit levert afkeur van producten op, die opnieuw moeten worden behandeld (negatief economisch effect) en leidt uiteindelijk tot ontevreden klanten en verlies van werk. Gedurende de lange termijn test van de EP technologie bleef de product kwaliteit op een zeer hoog niveau onafhankelijk van de leeftijd van het bad.. Toen de EP installatie werd opgestart, was het blauw passiveerbad al ver over de normale levensduur. De passivering gaf slechte kleuring van objecten. Binnen 2 uur na de start van de installatie veranderde de kleur naar blauw en de kwaliteit van de gepassiveerde objecten lag weer op goed niveau De product kwaliteit van de gecoate objecten, bij het gebruik van de EP installatie, was zo indrukwekkend dat een klant, die recentelijk zijn producten, niet meer bij een van de deelnemers van het project liet coaten maar in China, terugkwam op zijn beslissing!. Zoutzuur sproeitesten, uitgevoerd tijdens dit project, lieten zien dat producten van de blauw passivering, met de EP technologie, een hogere corrosie weerstand hadden dan producten gecoat met
Project LIFE Empereur popular rapport blz 8 de traditionele geel passivering. Hieruit wordt geconcludeerd dat er eigenlijk geen redenen meer zijn voor het gebruik van, op Cr6+ gebaseerd, geel passiveer. Dit betekent dat het verdacht carcinogeen Cr6+ uit het metaalelektro milieu kan worden verbannen. KOSTEN BATEN RESULTAAT EN DISCUSSIE De kosten baten analyse in dit project is een vergelijking van de kosten van het galvaniseren met en zonder toepassing van de EP technologie. Het argument dat de kosten baten analyse specifiek is voor de betreffende metaalelektro bedrijven is onjuist. Passivering wordt door bijna elk bedrijf in Europa toegepast en de bedrijven die aan dit project deelnamen zijn vergelijkbaar met hun Europese collega s. De kosten baten gegevens bevatten nu voor de eerste keer de kosten van de afkeur. Over deze kosten wordt normaliter gezwegen. Voor blauw passivering, zonder het gebruik van de EP technologie, zijn de kosten bij normale bedrijfsvoering per jaar 47920,-. Met de toepassing van de EP technologie worden de kosten gereduceerd tot 2182,-. De commerciële prijs van de betreffende EP installatie is ongeveer 42000,-. De terugverdien tijd van de EP installatie is minder dan een jaar. Voor zwart passivering, zonder het gebruik van de EP technologie, worden de kosten per 3 jaar bij normale bedrijfsvoering geschat op 145223. Indien de EP technologie wordt toegepast worden de kosten gereduceerd tot 57757,-. De kosten voor de betreffende EP installatie bedragen circa 30000,- De terugverdien tijd van de EP installatie is minder dan een jaar. In deze cijfers is de recente prijsverhoging van de zwart passiveer vloeistof met een factor 2 niet verdisconteerd. OVERDRAAGBAARHEID VAN DE PROJECT RESULTATEN
Project LIFE Empereur popular rapport blz 9 Er bestaat geen twijfel aan het enorme potentieel van de overdraagbaarheid van de resultaten van dit project. Er zijn circa 10000 metaalelektro bedrijven in Europa, die onder sterke druk staan van de lage lonen landen en China. Het is noodzakelijk voor de Europese bedrijven om te innoveren, hiermee tegelijkertijd de kosten te beperken en de kwaliteit van de producten te verhogen. Dit wordt bereikt door de invoering van de emulsie prtractie technologie. Het bewijs dat constante product kwaliteit, bij toepassing van de EP technologie, daadwerkelijk leidt tot het terugkomen van klanten van China naar Nederland, is in dit project geleverd. The richtlijnen van de Europese Commissie, verbieden het gebruik van, op Cr6+ gebaseerde passiveermiddelen voor de automobiel industrie en de consumenten elektronica. De resultaten van de corrosie testen geven aan dat er geen reden meer is voor het gebruik van Cr6+ passiveermiddelen, aangezien de corrosieweerstand van blauw passiveer, als de EP technologie wordt toegepast, hoger is. De invoering van nieuw ontwikkelde kostbare passiveermiddelen, verloopt in de meeste landen traag, vanwege de hoge kosten die hiermee gepaard gaan. EP technologie vormt ook hier de oplossing. In een nieuw project zal de EP technologie met de nieuwe passiveervloeistoffen worden getest. Het consortium is er van overtuigd dat deze nieuwe test zal slagen.