Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
- 10 WASTES FROM THERMAL PROCESSES
- 10 13 wastes from manufacture of cement, lime and plaster and articles and products made from them
- 10 13 99 wastes not otherwise specified
A porszűrővel leválasztott kemence filterpor a cementgyártás mellékterméke. Az alkalmazott eljárástól függetlenül a cementgyártás folyamata az alábbi szakaszokra bontható: nyersanyagellátás (helyben történő kitermeléssel vagy beszerzéssel); nyersanyagok előkészítése (durva aprítás vagy őrlés az előírt homogenitású kémia összetétel elérése érdekében); tüzelőanyag kezelés és előkészítés (szilárd tüzelőanyagok esetében őrlés); klinkergyártás/égetés (a nyersanyagok égetőkemencében hő hatására kémiai reakcióba lépnek és klinker képződik); cementgyártás/őrlés (klinker szemcseméret csökkentése, kiegészítőanyagok adása mellett); cement csomagolás és kiadás. A cementgyártás elsődleges nyersanyagai a mészkő, márga és az agyag/agyagpala. Ezek az anyagok tartalmazzák a szükséges kalcium-karbonátot, szilicium-dioxidot, alumínium- és vas-oxidot, amelyekből az égetés során a klinker képződik. A klinker fő összetevői a kalcium szilikátok, az aluminátok és a ferritek. A friss kemence filterpor eredetét tekintve négy csoportba sorolható, a kemencében alkalmazott eljárás és a porleválasztó rendszer hatékonyságának függvényében. A kemencében két alapvető technológiát alkalmazhatnak: a nedves és a száraz technológiát. A nedves technológia során a kemencébe táplált anyag iszapszerű, míg a száraz technológia során lisztszerű porrá őrölt száraz anyag. Mindkét technológiából származó port két módszerrel hasznosíthatják: 1) a porleválasztási rendszerben összegyűjtött por egy részét visszavezetik a kemencébe vagy 2) a keletkezett teljes pormennyiséget visszaforgatják vagy kivezetik a rendszerből. A száraz technológiát használó cement klinker gyártásnál nagy mennyiségben keletkezik filterpor.
A hulladék jellemzői függnek a nyersanyag összetételétől, az alkalmazott eljárástól, az égés hőmérsékletétől, a tüzelőanyag típusától és a porleválasztó rendszertől.
- Other inorganic chemical compounds
- calcium
- Other inorganic chemical compounds
- silicon
- Metals, semi-metals and their compounds
- aluminium
- Metals, semi-metals and their compounds
- iron
- Other inorganic chemical compounds
- magnesium
- Other inorganic chemical compounds
- sodium
- Metals, semi-metals and their compounds
- potassium oxide (K2O)
- Other inorganic chemical compounds
- sulphur
- Other inorganic chemical compounds
- phosphorus pentoxide
- Metals, semi-metals and their compounds
- manganese
- Metals, semi-metals and their compounds
- mercury
- Metals, semi-metals and their compounds
- chromium (III)
- Metals, semi-metals and their compounds
- lead
- Metals, semi-metals and their compounds
- arsenic
- Metals, semi-metals and their compounds
- cadmium
- Metals, semi-metals and their compounds
- zinc
- Metals, semi-metals and their compounds
- copper
CaO: 10–50%; SiO2: 1–17%; Al2O3: <12%; Fe2O3: <5%; MgO: <1.0%; Na2O: <5%; K2O: 1–20%; SO3: 1–12%; P2O5: <1%; Mn2O3: <1%; Hg: 0.05–2mg/kg; Cr: 20–70mg/kg; Pb: 10–140mg/kg; As: 2–60mg/kg; Cd: <25mg/kg; Zn: 5–60mg/kg; Cu: 10–20mg/kg (1); Referenciák:(1) Cockburn Cement Limited (2004), Material Safety Data Sheet, Cement Kiln Dust, Western Australia, http://www.cockburncement.com.au/productinfo/range/msds/MSDS%20Cement%2… Accessed 31 May, 201.2
Szervetlen anyagokból áll, melyek átalakulhatnak a talajban a víz, a levegő, a többi talajösszetevő valamint a biológiai rendszer hatására, és teljes egészében bekerülnek az elemkörforgalmakba, beépülhetnek a talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, oxidokban, hidroxidokba és anyagásványokba. Talajnedvességgel hidrolizál, illetve a puzzolán-aktivitásnak megfelelő reakciók játszódnak le. A tápanyagként hasznosítható elemeket a növények és más élőlények felveszik, beépítik szervezetükbe.
Sűrűség: 0,8-1,8 g/cm^3; nagy fajlagos felület, jól adszorbeál; szemcseméret az eljárástól függően változik (1): a) nedves eljárás: átlagos szemcsemérete: 9,3µm b) száraz eljárás: 3µm c) modern hőcserélős és előkalcinátoros eljárás: 22,2µm. Izzítási veszteség 5-30w/w% eljárástól függően (száraz eljárás 30%; nedves eljárás 26%; hőcserélős előkalcinátoros eljárás 5% (1). Referencia: (1) Todres, H. A.; Mishulovich, A.; Ahmed, J. (1992) Cement Kiln Dust Management: Permeability, RD103, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA
Újrahasznosítás a cementgyártásban (1), hulladékstabilizálás/szilárdítás, mezőgazdasági talaj tápanyagpótlása (3), agyagos/homokos talaj stabilizálása/merevítése/erősítése (2), szennyvizek, szennyvíziszapok semlegesítése/stabilizálása, savas talajok pH csökkentése, fémmobilitás csökkentése (4), talaj áteresztőképesség növelése, cement adalékanyag, adalékanyag útalap építésnél, könnyűsúlyú kötőanyag vagy tégla gyártásnál (2).
légköri CO2 megkötése normál légköri nyomáson és hőmérsékleten (5)
(1) M. K. Rahman; S. Rehman; O. S. B. Al-Amoudi (2011) Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation, IJRRAS 7 (1), www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf Accessed 2012 May 30;
(2) Baghdadi, Z.A, Fatani, M.N., and Sabban, N.A. (1995). Soil Modification by Cement Kiln Dust. ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 7, No.4, pp. 218-222;
(3) Risdale, C.C. (1994).Concrete in the environment, Report for the Cement Association of Canada; (4) Emmerich, W.E., Lund, L.J., Page, A.L., Chang, A.C., (1982). Movement of heavy metals in sewage sludge-treated soils. Journal of Environmental Quality, Vol. 11, pp. 174–178. (5) D.N. Huntzinger et al.(2009) Mineral carbonation for carbon sequestration in cement kiln dust from waste piles J of Haz. Mater. 168, 31–37
Humán egészségkockázat: maró, korrozív bőrre, szemre, szájon keresztül.
Referencia: Cockburn Cement Limited (2004), Material Safety Data Sheet, Cement Kiln Dust, Western Australia, http://www.cockburncement.com.au/productinfo/range/msds/MSDS%20Cement%2… Accessed 31 May, 2012
A kemence filterpor könnyen koncentrál tüzelőanyag és nyersanyag eredetű mikroszennyezőanyagokat, mint pl. a közepesen illékony fémek és a dioxin. Mivel a cement előállításnál a kemence filterport, ahol lehetséges, vissza kell táplálni a gyártófolyamatba (közvetlenül a kemencébe, illetve az oda betáplált anyagba) az alkáli tartalom limitáló faktor lehet az ilyen jellegű újrahasznosításkor.
Elemtartalmának, puzzolán tulajdonságainak köszömhetően, a hulladék szabad mész tartalmának és bázikusságának függvényében (1).
(1) M. K. Rahman; S. Rehman; O. S. B. Al-Amoudi (2011) Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation, IJRRAS 7 (1), www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf Accessed 2012 May 30
Kálium-tartalma miatt (1, 2).
Referenciák:(1) Risdale, C.C. (1994).Concrete in the environment, Report for the Cement Association of Canada, (2) Christie P., Easson D.L., Picton J.R., and Love S.C.P. (2001). Agronomic value of alkaline-stabilized sewage biosolids for spring barley. Journal of Agronomy, Vol. 93, pp. 144-151.
Kén-tartalma miatt (1, 2).
Referenciák:(1) Risdale, C.C. (1994).Concrete in the environment, Report for the Cement Association of Canada, (2) Christie P., Easson D.L., Picton J.R., and Love S.C.P. (2001). Agronomic value of alkaline-stabilized sewage biosolids for spring barley. Journal of Agronomy, Vol. 93, pp. 144-151.
Szennyezőanyagként tartalmazhat, Mn-t és Zn-t (1).
Referenciák:(1) Cockburn Cement Limited (2004), Material Safety Data Sheet, Cement Kiln Dust, Western Australia, http://www.cockburncement.com.au/productinfo/range/msds/MSDS%20Cement%2… Accessed 31 May, 201.2
Savas talaj semlegesítése, tápanyagpótlás (kálium és kén) (1, 2).
Referenciák:(1) Risdale, C.C. (1994).Concrete in the environment, Report for the Cement Association of Canada (2) Christie P., Easson D.L., Picton J.R., and Love S.C.P. (2001). Agronomic value of alkaline-stabilized sewage biosolids for spring barley. Journal of Agronomy, Vol. 93, pp. 144-151.
Tápanyagtartalom, bázikusság, jó víztartó képesség (1, 2)
Referenciák: (1) Schreiber R.J., Smeenk S.D. and Schreiber Y. (1998). Acceptable approaches for beneficial use of cement kiln dust, Waste combustion in boilers and industrial furnaces specialty conference, Air and Waste Management Association, Pittsburgh, PA, USA, 15-17 Apr, pp. 105-118;
(2) M. K. Rahman; S. Rehman; O. S. B. Al-Amoudi (2011) Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation, IJRRAS 7 (1), www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf Accessed 2012 May 30
Talaj áteresztőképesség növelése
Baghdadi, Z.A, Fatani, M.N., and Sabban, N.A. (1995). Soil Modification by Cement Kiln Dust. ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 7, No.4, pp. 218-222;
Stabilizálja a bányavíziszapot, szennyvíziszapot (2), olajipari iszapot (1), a szennyvíziszap kezelése során kiválthatja a meszet (3).
Agyagos talaj kémiai stabilizálása egy hármas folyamat eredménye: a) a homokos talajokhoz hasonló direkt cementálás b) kationcsere (agyagásványok Na ionjai és a hulladékkal behozott Ca ionok között c) puzzolán reakció a hulladék mésztartalma és az agyagásványok aluminoszilikátjai között, melynek eredményeképpen kalciumszilikát hidrát keletkezik, ami a Portland cement kötőanyaga.
(1) Morgan, D.S., J.I. Novoa, and A.H. Haliff. 1984. Oil sludge solidification using cement kiln dust. Journal of Environmental Engineering, Vol. 110, No. 2. pp 935-948;
(2) Bhatty, J. (1995). I. Alternative uses of cement kiln dust, RP327 Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA;
(3) Christie P., Easson D.L., Picton J.R., and Love S.C.P. (2001). Agronomic value of alkaline-stabilized sewage biosolids for spring barley. Journal of Agronomy, Vol. 93, pp. 144-151.
Homokos talajba keverve vízzel érintkezve a Portland cementhez hasonlóan viselkedik: jó kötőanyagot alkot, fizikailag stabilizálja a homokos talajt (1).
Referencia: (1) M. K. Rahman; S. Rehman; O. S. B. Al-Amoudi (2011) Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation, IJRRAS 7 (1), www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf Accessed 2012 May 30
Rézsűk letakarása
M. K. Rahman; S. Rehman; O. S. B. Al-Amoudi (2011) Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation, IJRRAS 7 (1), www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf Accessed 2012 May 30
Bázikussága miatt, savas talaj semlegesítése (1, 2).
Referenciák:(1) Risdale, C.C. (1994).Concrete in the environment, Report for the Cement Association of Canada, (2) Christie P., Easson D.L., Picton J.R., and Love S.C.P. (2001). Agronomic value of alkaline-stabilized sewage biosolids for spring barley. Journal of Agronomy, Vol. 93, pp. 144-151.
Bázikussága csökkenti a toxikus fémek mobilitását, alkalmas fémek immobilizálására (1). Adszorpciós és cementáló képessége miatt hulladékba keverve csökkenti a hulladék nedvességtartalmát és növeli teherbíró képességét, bázikussága pedig stabilizálja a fémeket (2). Használják lakossági szennyvíziszapok(olajos iszapok (3) és egyéb ipari iszapok stabilizálására.
Referenciák: (1) Emmerich, W.E., Lund, L.J., Page, A.L., Chang, A.C., (1982). Movement of heavy metals in sewage sludge-treated soils. Journal of Environmental Quality, Vol. 11, pp. 174–178; (2) Bhatty, J. (1995). I. Alternative uses of cement kiln dust, RP327 Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA; (3) Morgan, D.S., J.I. Novoa, and A.H. Haliff. 1984. Oil sludge solidification using cement kiln dust. Journal of Environmental Engineering, Vol. 110, No. 2. pp 935-948; (4) Haynes, W.B. and Kramer, G.W. (1982). Characterization of U.S. Cement Kiln Dust. Infomation Circular 8885, U.S. Bureau of Mines, U.S. Depart
Nagy fajlagos felszín, adszorpciós és víztartó képesség (1) (3). Jó szigetelőréteg, veszélyes hulladéklerakók letakarására (2). Referenciák: (1) Burnham, J.C. (1992). Reduction of odors in cement kiln dust stabilized/pasteurized municipal wastewater sludge cake. Dept. of Microbiology, MCO, Toledo, OH. p. 7; (2) Mohamed, A. M. (2002). Hydro-mechanical evaluation of soil stabilized with cement-kiln dust in arid lands, Environmental Geology, Vol. 42, no. 8, pp. 910-921; (3) Schreiber R.J., Smeenk S.D. and Schreiber Y. (1998). Acceptable approaches for beneficial use of cement kiln dust, Waste combustion in boilers and industrial furnaces specialty conference, Air and Waste Management Association, Pittsburgh, PA, USA, 15-17 Apr, pp. 105-118;
A hulladék kimutatható mennyiségben tartalmazhat toxikus fémeket (Cd, Pb, Se, stb), radioaktív elemeket. Ezen elemek koncentrációja a hulladékban cementgyáranként változik, ezért ajánlott az elemek mobilitás és kioldhatóság vizsgálata minden esetben.