Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla, Faitli József ... · ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018. november 22-23. Egerszalók Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla,

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


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


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.


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


NyKE Intézet Laboratóriumai


• 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



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


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


• 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


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.

Másodnyersanyagok feldolgozása – Pernyék



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)


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.



Különböző hulladékok

szinergikus hasznosítása

GOP 1.1.1. (2013 - 2014)

Geopolimer beton pernyéből és

kohászati salakból



Különböző hulladékok

szinergikus hasznosítása -

PIAC 13 projekt

(2014 - 2016)

Polisztirol hulladék geopolimerbe ágyazása –

hőszigetelő fejlesztés

a)

b)

c)

d)



Különböző

hulladékok

szinergikus

hasznosítása -

GP –PS (2015 -2016)


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)


Sziderit, Barit, Szulfidos ásványok, Meddőásványok

Másodnyersanyagok feldolgozása – Rudabányai érces meddőhányó

Másodnyersanyagok feldolgozása – TSZH


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.



Anyagkategóriák becsült teljestömege (I…V. ütem) [et]



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


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


Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok – LCD kijelzők

Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok


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)


OLED (Organic Light-Emitting

Diode) azaz szerves fénykibocsátó

dióda

Másodnyersanyagok feldolgozása – Elektronikai hulladékok – OLED kijelző


- 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


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 %.


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


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]

Documents

Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla, Faitli József ... · ORSZÁGOS BÁNYÁSZATI KONFERENCIA 2018. november 22-23. Egerszalók Nagy Sándor, Mucsi Gábor, Bokányi Ljudmilla,