Beschrijving maatregel
Proces/deelproces:
Thermisch verzinken
Beschrijving
Er is op papier een hele reeks technieken beschikbaar om een afgewerkt beitsbad intern of extern te herwinnen.
Een aantal technieken zijn in principe toegankelijk voor de individuele verzinker. Deze worden hieronder kort beschreven. In de praktijk past geen enkele verzinkerij één van deze technieken toe omwille van de kost, de hoge complexiteit en vanuit milieuoogpunt ongewenste neveneffecten.
-
Solventextractie. Hierbij worden de metalen selectief verwijderd met een organische fosfaat-ester (TBP, tri-n-butylfosfaat). Omwille van de aquatische toxiciteit van deze verbinding wordt deze techniek afgeraden.
-
Precipitatie van ijzer als een silicaat, bij lage pH, vanuit een organo-siliciumverbinding. Lijkt weinig bruikbaar bij thermisch verzinken omdat er 0.5 – 1% organo-silicaat aan het beitsbad moet toegevoegd worden; daardoor komt er organisch materiaal in de flux en dus ook in de fluxrook wat een negatieve impact heeft op de werking van de stoffilter en de herbruikbaarheid van het afgescheiden stof.
-
Uitzouten van het ijzer als ijzersulfaat, door toevoegen van zwavelzuur. Onbruikbaar omdat dan door uitsleep vanuit het beitsbad de flux aanrijkt met sulfaten, wat zowel vanuit oogpunt van kwaliteit als vanuit oogpunt van milieu onaanvaardbaar is.
Weer andere technieken laten alleen een herwinning van het vrij zuur toe (diffusiedialyse, indamping, zuurretardatie). Deze technieken hebben weinig zin, omdat het doorgaans veel goedkoper is om een extra beitsbad te plaatsen, zodat ook in beitsbaden met hoog ijzergehalte kan gebeitst worden en een uitgewerkt beitsbad dus relatief weinig vrij zuur bevat.
Een aantal andere zijn omwille van de schaalgrootte en/of de complexiteit van de herwinningstechniek enkel haalbaar voor zeer grote hoeveelheden afvalzuur. Deze zijn niet toegankelijk voor de individuele verzinker en worden enkel kort opgesomd:
-
pyrohydrolyse: scheiden van beitsmiddel in ijzeroxide enerzijds en vrij HCl anderzijds met een thermisch procédé (klassieke techniek; beperkt tot grote volumes nl. > 7,5 m³/d afvalzuur. Dit is veel meer dan de hoeveelheid zuur die zelfs bij de allergrootste discontinue verzinkerijen vrijkomt).
-
ontzinken van beitsvloeistof door ionwisseling, gevolgd door opwerken van de HCl en FeClx tot commerciële vlokkingsmiddelen nl. FeCl3 (techniek toegepast door KEMWATER in Nederland. KEMWATER schat dat de kritische schaalgrootte grofweg overeenkomt met de totale hoeveelheid afvalzuur van alle thermische verzinkerijen van heel Vlaanderen samen).
Weer andere technieken zijn wel theoretisch toepasbaar, maar worden in de praktijk niet toegepast omwille van de zeer hoge kosten en/of het nog niet voldoende op punt staan van de techniek.
-
diepkoeling gevolgd door kristallisatie (afgescheiden ijzerchloridekristallen nauwelijks bruikbaar door te hoog zinkgehalte, in praktijk niet toegepast).
-
membraanelektrolyse laat toe om het zuur te scheiden in een HCl-oplossing enerzijds en metallisch ijzer + zink anderzijds (experimentele techniek, geen toepassingen op praktijkschaal gekend voor afvalzuur van thermische verzinkerij)
Tenslotte kan de individuele verzinker ook opteren voor een contract met een externe verwerker die de componenten inzet als grondstof. Juridisch is in dat geval sprake van externe verwerking van een gevaarlijke afvalstof. Milieutechnisch gaat het om een nuttige toepassing.
Deze laatste optie wordt door de meeste bedrijven uit de sector geprefereerd. In Vlaanderen zijn er twee grote spelers nl. KEMWATER (die het zuur herwint in Rozenburg, Nederland) en TESSENDERLO CHEMIE (die het zuur herwint in Loos, bij Rijsel, Frankrijk). Beide zetten het zuur om tot ijzerchloride. Een projectvoorstel van Indaver om in Vlaanderen een fabriek op te starten om het zuur te herwinnen door pyrohydrolyse is nooit uitgevoerd omwille van de te hoge financiële risico’s (Galvapower, 2006 ; Bekaert 2000).
Aard:
Hergebruik
Toepasbaarheid
Interne herwinning is zoals hierboven beschreven niet toepasbaar.
Externe herwinning is afhankelijk van technische eisen (samenstelling, minimale hoeveelheden, …). Daarnaast is de beschikbaarheid van externe verwerking ook beperkt door afstand tot de verwerker en door de complexe administratieve verplichtingen van gewestgrensoverschrijdend transport.
De meeste thermische verzinkerijen bieden het afvalzuur aan voor externe herwinning.
Milieu-aspecten
In vergelijking met de klassieke techniek, namelijk neutraliseren gevolgd door afscheiden en storten van het ijzerhydroxideslib lozen de waterfase, zijn de milieuvoordelen de volgende:
-
vermijden dat zinkrijk ijzerhydroxideslib als afvalstof gestort wordt;
-
vermijden dat een zeer zoutrijk afvalwater geloosd wordt;
-
nuttig hergebruik van HCl én van opgelost ijzer in het afgewerkte beitsbad.
Financiële aspecten
In de praktijk is het extern (of intern) herwinnen van afvalzuur goedkoper dan de klassieke oplossing van neutraliseren gevolgd door storten van het gevormde slib.
De kostprijs van zowel verwerking door neutralisatie en storten enerzijds en van herwinnen anderzijds is sterk afhankelijk van de concentratie en zuiverheid van het afvalzuur. Typische kostprijzen zijn 100 - 150 EUR/ton afvalzuur voor neutralisatie met kalkmelk en storten van de filterkoek ; 0 – 20 EUR/ton voor externe herwinning van een geconcentreerd, ijzerrrijk en zeer zinkarm afvalzuur, en 20 – 75 EUR/ton voor een afvalzuur van mindere kwaliteit (hetzij te verdund, hetzij te veel zink of andere zware metalen, hetzij enkel onregelmatig of in beperkte hoeveelheden beschikbaar).
Opmerkingen
De zware administratieve procedure die gepaard gaat met het grensoverschrijdend transport van het afvalzuur om het te kunnen herwerken, betekent een bijkomende kost. Tevens het is afsluiten van een lange termijn samenwerking tussen verzinkerij en verwerker in de praktijk onmogelijk.
Referenties
Kemwater plant in Rozenburg, NL. Persoonlijke communicatie.
Tessenderlo Chemie – Produits Chimiques de Loos. www.pcloos.fr (website beschikbaar voorjaar 2006).
Galvapower, 2006. Persoonlijke communicatie van Richard Verhees, milieucoördinator.
Bekaert, 2000. Persoonlijke communicatie van Wim Van Vooren.