Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla, Faitli József ... · ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI...
Transcript of Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla, Faitli József ... · ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI...
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA2018. november 22-23.
Egerszalók
Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla, Faitli József, Rácz Ádám
Oktatási és kutatási kihívások a másodnyersanyagok feldolgozása területén a
Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karán
TARTALOM
- Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, NyKE Intézet - Oktatás
- Műszaki Földtudományi-Környezettudományi oktató-kutató és innovációs központ
- Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet Laboratóriumai
- Hulladékgazdálkodásról
- Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék
- Másodnyersanyagok feldolgozása – Meddők
- Másodnyersanyagok feldolgozása – TSZH
- Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
PORTFÓLIÓ – Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
OKTATÁSMűszaki Földtudományi BSc- Nyersanyagelőkészítési specializáció
Környezetmérnöki BSc- Környezettechnikai specializáció
Környezetmérnöki MSc – Angol nyelven- Hulladékgazdálkodási modul
Alapanyag-gyártási Folyamatmérnök MSclétesítés alatt
Bánya- és Geotechnikai mérnöki MSc- Nyersanyagelőkészítés specializáció
Hidrogeológus mérnöki MSc– Angol nyelvenrészvétel oktatásban
ALAPKÉPZÉSEK (BSc)
MESTERKÉPZÉSEK (MSc)
PORTFÓLIÓ – Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
OKTATÁS
Hulladékfeldolgozási ésHasznosítási Szakmérnöki
PhD képzés – MikovinySámuel FöldtudományiDoktori Iskola
Részvétel angol nyelvűnemzetközi MScképzésekben: AMIR,OpESEE
Hulladékfeldolgozási és Hasznosítási Szakmérnöki
A képzést elvégzők ismerik a hulladékgazdálkodás alapelveit és az azt
meghatározó jogi formákat, valamint ismeri a háztartásokban és ipari
folyamatok által termelt hulladék típusokat, azok osztályozási, minősítési
rendszerét. Jártassá válik a megismert hulladék típusok feldolgozására,
ártalmatlanítására és kezelésére szolgáló technológiákkal és technológiai
rendszerekkel, valamint megismeri a hulladék gyűjtés és szállítás
módszertanát. Birtokában vannak a hulladékfeldolgozás során fontos
egészség és környezetvédelmi ismeretekkel, valamint ismeri a
hulladékfeldolgozási üzemek menedzsment és üzemgazdasági
módszertanát.
A képzést elvégzők képesé válnak a különböző hulladékáramok begyűjtését
célzó feladatok megszervezésére, a hulladék ártalmatlanítás és feldolgozás
technológiai megszervezésére, hulladékfeldolgozó üzemek műszaki
irányítására. Képesek a hulladék összetételek meghatározására, valamint a
hasznosítást legjobban szolgáló feldolgozási technológiák megválasztására
és üzemeltetésére. Képesek hulladékfeldolgozó üzemekben műszaki –
irányítói feladatok ellátására, illetve képesek jelentős hulladék áramokat
generáló iparvállalatok hulladékgazdálkodási feladatainak megszervezésére.
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
PORTFÓLIÓ – Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai IntézetKUTATÁS
Folyamatok oldaláról:
• Aprítás és Őrlés,• Finomőrlés, mechanikai aktiválás-
ötvözés és bevonatolás• Osztályozás, finomosztályozás és
mechanikai szétválasztás• Reakciótechnika, biológiai, kémiai és
termikus eljárások• Ömlesztett anyagok és porok
kezelése, tulajdonságok meghatározása és alakítása
• Reológiai mérések és zagyszállító rendszerek
• Darabosítás
KUTATÁS
Anyag oldaláról:
• Primer nyersanyagok és meddők• Salakok és pernyék• Hulladék – TSZH, WEEE, veszélyes
hulladékok• Víz és Szennyvíz• Biomasszák, talajok
SZOLGÁLTATÁSOK
Laboratóriumi mérések, anyagtulajdonságokMintavételezésEszköz és berendezés fejlesztéseOktatás és Szaktanácsadás
Műszaki Földtudományi-Környezettudományi oktató-kutató és innovációs központ
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
NyKE Intézet Laboratóriumai
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
• I. Aprító - Osztályozó – Darabosító laboratórium
•1.1 Aprítási laboratóriumi egység
•1.2 Osztályozási laboratóriumi egység
•1.3 Darabosító laboratóriumi egység
•1.4 Finomőrlő és osztályozó laboratóriumi egység
•II. Nyersanyagelőkészítési és hulladékelőkészítési laboratórium,
•2.1 Gravitációs dúsítási laboratóriumi egység
•2.2 Flotáló laboratóriumi egység
•2.3 Mágneses-elektromos és optikai dúsító laboratóriumi egység
•III. Nanoeljárástechnikai laboratórium
•IV. Bioeljárástechnikai Laboratórium
•V. Szennyvíztechnológiai-laboratórium
•VI. Portechnikai és Keverékáramlási Laboratórium
•VII. Kőzetfizikai (kőzetminősítő) vizsgáló laboratórium
•VIII. Méréstechnikai laboratórium
•IX. Szilikát tartalmú ipari hulladék Laboratórium
•X. Innovatív Finomőrlési-Szemcsetervezési Technológiák Laboratórium
NyKE Intézet Laboratóriumai
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
X. Innovatív Finomőrlési-SzemcsetervezésiTechnológiák Laboratórium
• kamerás szemcseméret-elemző,• multifunkciós por reométer,• nagy energiasűrűségű bolygómalom (HEM),• izotermikus kaloriméter (ICC),• asztali pásztázó elektron-mikroszkóp (SEM),• BET fajlagos felület mérő,• EDEM modellező szoftver.
Hulladékgazdálkodásról
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
A Hulladék az az anyag vagy energia, melyet a tulajdonosa nem tudvagy akar (gazdasági, technikai, társadalmi okokból) használni.
Magyarországon a legfontosabb szabályozó: Hulladéktörvény.
Az Európai Unió folyamatosan alakítja a hazai szabályozást.
Hulladékhierarchia:
Hulladékgazdálkodásról
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
• EU cél: TSZH 65% hasznosítás 2030-ig;• EU cél: Csomagolási hulladék 75% hasznosítás 2030-ig;• Roncsautókra EU cél: 95%-os haszn. arány, min. 85% anyagában;• A TSZH maximum 10% -a kerül lerakásra 2030-ig;• Az elkülönítetten gyűjtött hulladékok általános lerakási tilalma;• Pénzügyi, gazdasági eszközök a lerakástól való eltérítésre ;• Egyszerűsített és egységesített számítási módszer a hasznosítási
arány meghatározására az EU-ban;• Konkrét lépések az újrahasználat népszerűsítésére és ipari
szektoriális szimbiózis megteremtésére – az egyik iparágmelléktermékét a másik alapanyagává alakítani;
• A környezetbarát és könnyen hasznosítható hulladékká válótermékeket előállító gyártók előnyhöz juttatása;
• Egyszer használatos műanyag termékek mennyiségének csökkentése.
Lehetőségeink a kutatásban és termelésben
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
1. Az ásványi, és szekunder nyersanyagok előkészítése során a lehető legnagyobbfeldolgozottsági fokra kell törekedni (cél a késztermék).
2. A nagy hozzáadott értékű ásványi és szekunder eredetű termékek gyártásakiemelkedő jövedelmezőség mellett.
3. A modern technikai felhasználásban a termékek tisztasága, finomsága mellettgyakran a szemcsék alakja, struktúrája, felületi aktivitása, a felület kívántmértékű módosítása is fontos, e területen a termékminőség tudatosabbszabályozásának irányában jelentős kutató-fejlesztő munkára van szükség.
4. Számos esetben a megfelelő tisztaságot csak a mechanikai és a fizikai-kémiai,kémiai és/vagy biológiai és termikus eljárások kombinálásával lehet elérni.
5. A Kutatóhelyek és az Ipar szorosabb együttműködésére van szükség –alapkutatási eredményeken alapuló valódi innováció megvalósításával – azeredmények oktatásba való visszacsatolásával.
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
0 2000 4000 6000 8000 10000Specific Surface Area, cm2/g
0
4
8
12
Co
mp
ressiv
e s
tre
ng
th o
f g
eo
po
lym
er,
MP
a
Berente fly ash (brown coal 1)
Tiszaújváros fly ash (brown coal 2)
Pécs fly ash (black coal)
Geopolimer – Indo HungarianTéT projekt (2012-2014)
Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék
Mucsi G.
A nagyobb fajlagos felület nem eredményez egyértelműen nagyobb szilárdságot.Optimális finomság a pernye típusától nagymértékben függ.
A geopolimerek alumino-szilikát tartalmú anyagok (erőműi pernye, salak stb.) lúgosközegben (NaOH, KOH) végbemenő reakciójával állíthatók elő.
Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Különböző hulladékok
szinergikus hasznosítása
GOP 1.1.1. (2013 - 2014)
Geopolimer beton pernyéből és
kohászati salakból
Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Különböző hulladékok
szinergikus hasznosítása -
PIAC 13 projekt
(2014 - 2016)
Polisztirol hulladék geopolimerbe ágyazása –
hőszigetelő fejlesztés
a)
b)
c)
d)
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék
Különböző
hulladékok
szinergikus
hasznosítása -
GP –PS (2015 -2016)
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
FLUORIT-TARTALMÚ PÁTKAI MEDDŐHÁNYÓ3-4,2% fluorit; 43...44.9% kvarc; illite (14,1%) és orthokláz (14,4%).
Másodnyersanyagok feldolgozása – Pátkai meddőSMART GROUND projekt: SRM-re vonatkozó adatok összegyűjtése, publikus felületen valóhozzáférhetővé tétele (Európai Unió Horizon 2020)
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Sziderit, Barit, Szulfidos ásványok, Meddőásványok
Másodnyersanyagok feldolgozása – Rudabányai érces meddőhányó
Másodnyersanyagok feldolgozása – TSZH
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
SMART GROUND projekt: SRM-re vonatkozó adatok összegyűjtése, publikus felületen valóhozzáférhetővé tétele (Európai Unió Horizon 2020)
Debreceni lerakó: I-V. ütemeken a 2016. év végéig összesen 2.423.970 m3 (3.746.090tonna) hulladék került lerakásra. I-VI. ütemek kapacitása közel 4,2 millió m3.
Másodnyersanyagok feldolgozása – TSZH
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Anyagkategóriák becsült teljestömege (I…V. ütem) [et]
Másodnyersanyagok feldolgozása – TSZH
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Mintázási pontok
Lerakott települési hulladék
előkészítése
Örvényáramú
szeparálás
Nehéztermék
Nyershulladék és kitermelése
Aprítás kalapácsos
shredderrel, <400 mm
Vas
<75 mm
Könnyű termék,(Papír, műanyag, textil)
TüzelőanyagNemvas-
fémek (Al)Inert
Mobil üzemrész a lerakón
Fix telepítésű üzemrész
Finom
földszerű,
bio- és egyéb
finom anyag
Szitálás
dobszitával,75 mm
Szeparálás
légáramban
Aprítás, <30
mm vagy
<70 mm
>75 mm 30 %
100 %
1 %4 %
24 %
70 %
Mágneses
szeparálás
Vas
Mágneses
szeparálásMágneses
szeparálás
1 %
0,5 %
0,5 %
69,5 %
ELÕAPRÍTÁS
kalpácsos törõvel
SZITÁLÁS
dobszitával
SZÁRAZ
FERMENTÁLÁS
prizmában
APRÍTÁS
forgótárcsás
nyíróaprítógéppel
AERÓB
STABILIZÁLÁS
MBH prizmában
SZITÁLÁS
mobil dobszitával
beépített mágneses dobbal
MÁGNESES
SZEPARÁLÁS
SZEPARÁLÁS
LÉGÁRAMKÉSZÜLÉKKELBIOGÁZ
50...100 m /t
RDF - I./A
>20 MJ/kg
(fólia-szerû)
Fe - I.
<20...30 mm
36 %
100 %
100 %
33 %
20 - 75 mm
30 - 100 mm31 %
23 %
2 %
31 %
33 %
9 % 11 %
20 %
<100 mm
3
CO
víz2
I.
III.
Feladás
II.
IV.
ÖRVÉNYÁRAMÚ
SZEPARÁLÁS
APRÍTÁS
vágómalommal
és/vagy
PELLETÁLÁS
PIROLÍZIS
Pirolízis-koksz
RDF- II.
11...14 MJ/kg
OSZTÁLYOZÁS
TISZTÍTÁS
PELLETÁLÁS
Granulált
finom
komposzt
V.
VI.
VIII.
VII.
Inert
1 %10 %
9 %
11 %
Fémek
2 %
12 %
11 %
Nyers háztartási
hulladék
Lom és
válogatómûi
maradékok
Fe-II.
ÖRVÉNYÁRAMÚ
SZEPARÁLÁS
RDF - I./B
14-16 MJ/kg
Maradék
lerakásra
IX.
>75...100 mm
9 %1 %
1 %
Inert
1 %
1 %
TSZH komplex feldolgozási technológia
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
27 kritikus elem ill. elem csoport (2017)
Antimon Germánium Foszfor
Barit Hafnium Szkandium
Berillium Hélium Szilíciumfém
Bizmut Indium Tantál
Borát Magnézium Volfrám
Kobalt Természetes grafit Vanádium
Kokszosítható szén Természetes gumi Platinacsoport f.
Folypát Nióbium Nehéz RFF
Gallium Foszfátérc Könnyű RFF
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok – LCD kijelzők
Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Átlagos fajlagos indium tartalom:131 mg indium egy kg of LCD panelben,16 mg egy kg TV készülékben.
Criticel projekt (TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV -2012-0005)
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
OLED (Organic Light-Emitting
Diode) azaz szerves fénykibocsátó
dióda
Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok – OLED kijelző
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
- Li-ion akkumulátorok igen erős térnyerése, a NiMH-el szemben.- Az értékesített darabszám 2018-ban megközelítheti a 7 millió
egységet az elektromos hajtást is használó járművek esetén.- Hazai viszonylatban (GOE) még nem érkeztek be elektromos
hajtással rendelkező autók roncsautóként hasznosítóhoz.
Elektromos hajtású autók értékesítései (forrás: Takeshita, UMIREX)
Másodnyersanyagok feldolgozása – Akkumulátorok
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Másodnyersanyagok feldolgozása – Akkumulátorok (NiMH)
NiMH akkumulátorok mechanikai előkészítése
Főként hordozható elektronikaieszközökben.Az anód a ritkaföldfémekettartalmazó ötvözet.Fontos komponenseknek avisszanyerése stratégiai jelentőségű(kritikus elemek)Zavaró anyagok (pl. vas)leválasztása a savas kioldás előtt.Mért ritkaföldfém tartalom: 8,52 %.
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Másodnyersanyagok feldolgozása – Akkumulátorok (NiMH)
Kémiai összetétel
Frakciók <0,5 mm 0,5 – 1 mm 1 – 2,5 mm<2.5 mm
(calculated)Kihozatal [%] 59 14 27 100∑REE [g/kg] 142 130 46 680 20 410 96 171
REE kihozatal [%] 87 7 6 100∑CE [mg/kg] 172 781 64 254 41 582 122 448
CE kihozatal [%] 84 7 9 100Cu [mg/kg] 8 570 144 000 107 000 53 964
Cu kihozatal [%] 9 38 53 100Fe [mg/kg] 14 100 42 700 60 900 30 628
Fe kihozatal [%] 27 20 53 100Ni [mg/kg] 854 000 871 000 895 000 867 344
Ni kihozatal [%] 58 14 28 100
ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018 - Egerszalók
Másodnyersanyagok feldolgozása – Akkumulátorok (Li-ion)
Li-ion akkumulátor minta (Laptop akkumulátor)
A Fenntartható Nyersanyag-gazdálkodás Tematikus Hálózat – RING 2017 Projekt,
Köszönöm a figyelmet!
Nagy Sá[email protected]