Odpady odlewnicze w aktualnych raportach wojewódzkich

Odpady odlewnicze w aktualnych raportach wojewódzkich
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

W literaturze fachowej brak jest aktualnych informacji odnośnie ilości odpadów odlewniczych wytwarzanych w kraju w ostatnich latach, nie są także dostępne dane GUS, dlatego też w niniejszym artykule dokonano ich bilansu, by rozpoznać skalę problemu.

Wprowadzenie

Nowa ustawa o odpadach obowiązująca od początku 2013 r. (Dz.U.2013.poz.21) wprowadza hierarchię postępowania z odpadami, na pierwszym miejscu stawiając zapobieganie ich powstawaniu, a następnie maksymalny odzysk i ponowne wykorzystanie. W odlewnictwie, zwłaszcza w dużych odlewniach, część mas formierskich znajduje się w obiegu zamkniętym, tzn. poddawane są odzyskowi wewnętrznemu (masa obiegowa jest odświeżana) oraz procesom regeneracji (głównie mechanicznej), a tylko część (ok. 25%) kierowana jest na składowiska [1]. Dzięki temu gospodarka odpadami w części odlewni, szczególnie tych większych spełnia wymagania ustawy, natomiast w odlewniach małych praktycznie wszystkie zużyte masy formierskie trafiają na składowiska.

Ilości wytworzonych w krajowych odlewniach oraz wykorzystanych przez różne podmioty gospodarcze odpadów odlewniczych zbilansowano w oparciu o dane zawarte w zbiorczych raportach dotyczących gospodarki odpadami, publikowanych na internetowych stronach urzędów marszałkowskich w poszczególnych województwach. Zebrano i przeanalizowano dane dotyczące lat 2010-11, ponieważ danych na rok 2012 żaden z urzędów jeszcze nie zamieścił.

W przypadku odpadowych mas formierskich oraz żużli odlewniczych, z uwagi na ich skład mineralny i właściwości, nie występuje zagrożenie dla otoczenia. Około 70% odpadów powstających w odlewniach stanowią zużyte masy formierskie sporządzane z surowców mineralnych (piasków, bentonitu, węgla), które mogą być wykorzystywane zarówno w innych działach gospodarki (np. budownictwie) jak i bezpośrednio w środowisku nawet bez przetwarzania (np. rekultywacja terenu).

Jednak część odpadów, szczególnie pochodzących z urządzeń odpylania przy procesach technologicznych oraz pozostałości mas rdzeniowych, zawiera metale ciężkie (Pb, Cd, Zn, Cr, Ni) a także toksyczne związki organiczne, przez co zalicza się do odpadów niebezpiecznych. Odpady niebezpieczne należy również poddać recyklingowi lub procesom odzysku, a dopiero w ostateczności unieszkodliwić przez składowanie.

W przypadku odpadów odlewniczych duża ich część jest mieszaniną odpadów obojętnych i niebezpiecznych, ponieważ trudno jest je wysegregować w procesach produkcyjnych. Z tego powodu niezwykle istotna jest ich analiza pod kątem zawartości substancji niebezpiecznych i prawidłowa klasyfikacja umożliwiająca właściwe wykorzystanie.

Podstawowe masy formierskie

Masy formierskie według ich zastosowania można podzielić na [5]:

- masy przymodelowe (nakładane na model cienką warstwą, stosowane do produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów ciężkich i średniej wielkości),

- masy wypełniające (używane i odświeżone niewielkim dodatkiem świeżych materiałów lub przez nawilżanie), nakładane na masę przymodelową do całkowitego wypełnienia skrzynki formierskiej,

- masy jednolite, które stosuje się głównie w produkcji seryjnej i masowej w odlewniach zmechanizowanych.

Podstawowym rodzajem masy formierskiej jest klasyczna masa składająca się z kwarcowego piasku odlewniczego, bentonitu i pyłu węglowego, która jest stosowana w ponad 90% polskich odlewni.

Przy odlewach staliwnych zużycie świeżego piasku waha się od 1,5 t do 3 t na 1 t odlewów, natomiast w odlewniach żeliwa i metali nieżelaznych jest ono znacznie niższe, dlatego ogólny wskaźnik zużycia piasku świeżego dla wszystkich odlewni wynosi średnio 770 - 820 kg/1 t odlewów.

W przypadku produkcji odlewów z żeliwa szarego oraz sferoidalnego stosuje się jednolite masy formierskie z bentonitem o przeciętnym składzie:

a) Masa sporządzana ze składników świeżych:
  • piasek kwarcowy - 90 - 92% wag.,

  • bentonit - 6 - 8% wag.,

  • pył węglowy lub składniki węglonośne - 2,0 - 2,5% wag.
b) Masa sporządzana z wykorzystaniem masy używanej (obiegowej):
  • masa używana - 85 - 95% wag.,

  • piasek kwarcowy - 5 - 10% wag.,

  • bentonit - 1,5 - 3,0% wag,

  • pył węglowy lub składniki węglonośne - 1,0 - 1,5% wag.
W odlewnictwie staliwa oprócz ww. rodzaju mas są także stosowane:
  • bentonitowe masy przymodelowe oraz wypełniające,

  • masy chromitowe (na warstwę przymodelową)
Również w odlewnictwie metali nieżelaznych powszechnie stosuje się masy z bentonitem, a także masy z lepiszczem naturalnym i masy ze spoiwami żywicznymi.

Rdzenie są wykonywane również z piasku z dodatkiem praktycznie wszystkich dostępnych rodzajów żywic syntetycznych (fenolowych, furanowych, furfurylowych itd.) do procesów hot-box, cold-box i procesu Croninga (piaski otaczane).

Odpady

Jak wspomniano, obecnie (dane za 2011 r.) rocznie w skali kraju powstaje ok. 500 tys. t stałych odpadów ze zużytych mas formierskich. Można przyjąć, że ok. 70 % tych odpadów stanowią zużyte masy bentonitowe, a pozostałe 30% to odpady masy i rdzenie z pozostałych technologii, na które składają się:
  • masy utwardzane w temperaturze otoczenia (np. masy furanowe, alkidowe, z zasadową żywicą fenolową utwardzane CO2),

  • masy rdzeniowe z technologii cold-box oraz nieutwardzone lub uszkodzone rdzenie.

  • masy ze szkłem wodnym utwardzane CO2 i krzemianowe

  • masy cementowe,

  • mieszaniny zużytej masy z bentonitem oraz mas ze spoiwami organicznymi.
Do wymienionych odpadów doliczyć należy również odpady z urządzeń odpylających pracujących w odlewniach.

Jak wynika z danych ankietowych, odlewnie kierują na wysypisko od 10 do 80% odpadów masy formierskiej, w zależności od tego czy jest stosowana regeneracja czy też prosty recykling masy [3]. Można przyjąć, że odlewnie, w których funkcjonuje regeneracja, kierują na wysypisko średnio około 50% wytworzonych odpadów. W grupie odlewni nie stosujących regeneracji udział odpadów odpadowej masy kierowanej na składowisko wynosi około 80- 85%, pozostałe 15-20% jest zawracane do obiegu na zasadzie prostego recyklingu. Średnio wszystkie odlewnie kierują na składowiska ok. 70% odpadów, pozostałe 30% jest zawracane do obiegu mas formierskich w wyniku regeneracji oraz recyklingu.

Obecnie praktycznie wszystkie krajowe odlewnie przekazują wytwarzane odpady specjalistycznym firmom zewnętrznym przejmującym od nich gospodarowanie odpadami. Firmy te poddają je w większości przypadków procesom odzysku, a nieużyteczne pozostałości podlegają unieszkodliwianiu, z reguły przez odpowiednie składowanie.

Bilans odpadów wytworzonych w odlewniach w latach 2010-2011 przedstawiono w tabeli 1.

Z dostępnych danych (baza KOBIZE 2012) wynika, że sumaryczna ilość wytopionego ciekłego metalu (żeliwa i staliwa) w latach 2000-2010 nie uległa większym zmianom i wynosiła ok. 1, 1 mln t/rok. Zmianie uległy natomiast ilości wytworzonych w odlewnictwie odpadów - pod koniec lat 90 XX wieku ilość ich wynosiła ok. 770 tys. t [1], podczas gdy w roku 2010 łączna ich ilość wyniosła ok. 500 tys. t (dane wg rocznych raportów wojewódzkich urzędów marszałkowskich).

O ile w 2000 r. odpady mas formierskich i rdzeniowych stanowiły ok. 81 - 85% ogólnej ilości odpadów odlewniczych, żużle odlewnicze ok. 11 - 13%, a pyły i szlamy pochodzące z urządzeń ochrony powietrza stanowiły odpowiednio po 0,5 - 2% udziału, to aktualnie proporcje te wynoszą: 68% i 8,8% oraz 4,4%.

Zmniejszenie ilości wytworzonych odpadów może wiązać się częściowo ze spadkiem udziału żeliwa wytopionego w żeliwiakach z ok. 77% w 2000 r. do ok. 35% w 2010 r. Zmalała też ilość wytworzonych odpadów odlewniczych, szczególnie żużli, wzrosła za to dwukrotnie ilość odpadowych pyłów, co świadczy o stosowaniu na szerszą skalę różnego rodzaju urządzeń ochrony powietrza (cyklony, filtry).

Warto zwrócić uwagę, że w zestawieniach odlewnie wykazują, że wytwarzają łącznie jedynie ok. 8150 Mg odpadów niebezpiecznych rocznie, co biorąc pod uwagę charakterystykę używanych materiałów oraz stosowanych procesów technologicznych, może wskazywać na mieszanie ze sobą różnych rodzajów odpadów, brak stosowania procesu segregacji, a także niewłaściwą klasyfikację odpadów wytwarzanych i przekazywanych na składowiska lub do utylizacji.

Możliwości zagospodarowania i odzysku odpadów stałych z odlewni

Podstawą możliwości zagospodarowania odpadów stałych jest prawidłowa ich segregacja, która stanowi istotny element do ich odzysku, recyklingu i ponownego wykorzystania.

Zgodnie z ustawą o odpadach, każdy rodzaj odpadów zawsze powinien być poddawany recyklingowi lub odzyskowi, o ile nie ma wyraźnego zastrzeżenia ze strony obowiązujących przepisów, że odzysk jest "technicznie i ekonomicznie niemożliwy".

W przypadku odlewni strumienie odpadów obejmują [2]:
  • pyły pochodzące z surowców wychwycone w filtrach,

  • żużel z odsiarczania ciekłego metalu,

  • żużel i zgary z topienia,

  • pyły powstające z procesów topienia wychwycone w stacji filtrów,

  • pyły powstające podczas zalewania wychwycone w stacji filtrów,

  • pyły powstające z wykańczania odlewów wychwycone w stacji oczyszczania,

  • wióry z procesu wykańczania i obróbki,

  • zużyte czyściwo z oczyszczarek śrutowych,

  • ścieki i szlamy z płuczek oraz pozostałości z instalacji do obróbki ścieków,

  • odpady materiałów ogniotrwałych z rynien spustowych i kadzi,

  • zużyta masa formierska i rdzeniowa,

  • pojemniki po substancjach chemicznych i olejach,

  • inne obojętne odpady przemysłowe.
Największy strumień zagospodarowywanych odpadów (niekiedy nawet 90% odpadów powstających w odlewni) stanowi zużyta masa formierska i rdzeniowa. Innymi odpadami, poza zużytą masą, stanowiącymi znaczne obciążenie środowiska są:
  • żużel z procesów topienia i obróbki metalu,

  • pył wychwycony w instalacjach odpylających,

  • zebrane szlamy,

  • odpady materiałów ogniotrwałych .
Możliwość ponownego użycia odpadu, jego odzysk lub recykling w przypadku danej odlewni zależy szczególnie od stosowanego paliwa i surowców, wywarzanego produktu i stosowanych technologii w zakresie mas formierskich, rdzeniowych oraz procesu wytapiania.

Ponadto odpadowa masa formierska, zakwalifikowana jako odpad inny niż niebezpieczny jest wykorzystywana w drogownictwie, produkcji materiałów budowlanych czy zabezpieczaniu i rekultywacji składowisk odpadów.

Według danych umieszczanych w raportach wojewódzkich dotyczących wykorzystania odpadów, odpady mas formierskich i rdzeniowych są odzyskiwane przede wszystkim w procesach R14 (inne działania polegające na wykorzystaniu odpadów w całości lub części), R5 (recykling lub regeneracja innych materiałów nieorganicznych) lub unieszkodliwiane w procesie D5 (składowanie na składowiskach odpadów niebezpiecznych lub składowiskach odpadów innych niż niebezpieczne) [4].

Z zestawienia w tabeli 2 wynika, że ilości wytworzonych i wykorzystanych odpadów odlewniczych są zbliżone, co oznacza, że są one praktycznie w całości zagospodarowywane.

Podsumowanie

Zestawienie przedstawianych w rocznych raportach wojewódzkich za lata 2010-11 ilości wytwarzanych i zagospodarowanych odpadów pochodzących z krajowych odlewni wskazuje, że większość odlewni przekazuje je różnym odbiorcom zewnętrznym, którzy wykorzystują je do różnych celów, głównie w szeroko rozumianej produkcji materiałów budowlanych, wiążących i drogowych, a także jako materiał przesypowy na składowiskach odpadów.

Problemem pozostaje właściwa klasyfikacja odpadów odlewniczych, które stanowią mieszaninę odpadów niebezpiecznych i innych niż niebezpieczne w różnych proporcjach zależnych od rodzaju produkcji oraz stosowanych spoiw i technologii. Uwzględniając stosowane przez odlewnie środki wiążące i technologie produkcji odlewów, relatywnie niewielka ilość odpadów niebezpiecznych wytwarzanych przez odlewnie wskazuje, że w wielu przypadkach przekazywane odpady należałoby poddać ponownej analizie i klasyfikacji.

Literatura:

1. Dańko J., Dańko R. - Systemy regeneracji osnowy z zużytych mas formierskich - IV Konferencja Odlewnicza Technical 2001, Nowa Sól 22-25.05.2001, mat. konf.
2. Przewodnik w zakresie Najlepszych Dostępnych Technik (NDT).Wytyczne dla branży odlewniczej - praca zbiorowa pod red. M. Holtzera, Kraków 2004
3. Dańko J., Holtzer M., Dańko R., Grabowska B. - Analiza rodzaju oraz ilości odpadów wytwarzanych w krajowych odlewniach - Przegląd Odlewnictwa 4/2009
4. Dziennik Ustaw 185 poz. 1243 z 2010r. - jednolity tekst ustawy o odpadach
5. Tabor A., Rączka J. St. - Odlewnictwo - Fotobit Kraków 1996, str. 1
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Odpady odlewnicze w aktualnych raportach wojewódzkich

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!