Ajkai vörösiszap (nedves technológiából származó)

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Név
Magyar Alumínium Termelő és Kereskedelmi Zrt.
Település
Ajka
Utca, házszám
Gyártelep Hrsz.: 598/15
Irányítószám
H-8400
Telefon/fax
+36-88-522-400/+36-88-311-634
E-mail
Kapcsolata a hulladékkal, melléktermékkel
Termelő
Lerakó
Hulladék, melléktermék megnevezéseAjkai vörösiszap (nedves technológiából származó)
Hulladék, melléktermék angol megnevezése
Red mud
Hulladékra, melléktermékre kitöltött adatlap típusa
Konkrét hulladék, melléktermék jellemzése
Funkcionális jellemzés
Bányászati eredetű, nem veszélyes hulladék
Egyéb
Erősen lúgos kémhatása és toxikus fémtartalma miatt veszélyes hulladék is lehet.
Hulladék EWC kódszáma
  • 01 ÁSVÁNYOK KUTATÁSÁBÓL, BÁNYÁSZATÁBÓL, KŐFEJTÉSBŐL, FIZIKAI ÉS KÉMIAI KEZELÉSÉBŐL SZÁRMAZÓ HULLADÉKOK
  • 01 03 fémtartalmú ásványok fizikai és kémiai feldolgozásából származó hulladékok
  • 01 03 09 timföld termeléséből származó vörösiszap, amely különbözik a 01 03 07-től
Hulladék, melléktermék halmazállapota
Iszapszerű, pasztaszerű
Hulladékot eredményező technológia rövid leírása

Az alumíniumgyártás első lépése a timföld (alumínium-oxid, Al2O3) előállítása, amelyhez a Bayer-féle finomítást használják. A folyamat során a kitermelt bauxitot szárítják, majd törik és ezt követően nátrium-hidroxiddal feltárják, így kioldódik az alumínium. Ezután az oldatot hígítják és leszűrik a vörösiszapot. A tiszta oldathoz Al(OH)3-at, úgynevezett oltóhidrátot adnak és az alumínium-hidroxid az aluminát bomlása következtében kicsapódik. Az alumínium-hidroxidot szűrés és mosás után kiizzítják és így áll elő a timföld. A fém alumíniumot a timföld olvadék elektrolízise során, Hall-Héroult-eljárással nyerik.
Az ajkai vörösiszap a Bayer-féle timföldgyártás melléktermékeként keletkezik. Műveleti lépések:
1. Bauxit törése, aprítása (alkalmazott szemnagyság a bauxit összetételéhez igazodik 0,07–1 mm között)
2. Beállítás
3. Kovasavtalanítás
4. Feltárás (a bauxit alumínium-tartalmának nagy része lúggal feloldódik, a maradék szilárd rész ülepítése és gyakran szűrése után keletkezik a vörösiszap)
5. Vörösiszap elválasztása
6. Kikeverés (a timföldhidrát kiválasztása az aluminátlúgból, hogy kalcinálás után megfelelő minőségű timföldet kapjanak)
7. Kalcinálás (a kötött és tapadó vizet távolítják el a timföldhidrát kiizzításával)
A vörösiszap elválasztásánál a szűrés után maradt, vízben oldhatatlan, szilárd anyag a vörösiszap, amelyben a szűrés ellenére is marad nedvesség. Így a NaOH is jelen van a leszűrt maradékban, ezért a nedves (friss) vörösiszap pH-ja erősen lúgos.

Van-e termelő- vagy termékspecifikus jellemzője a hulladéknak?

A bányászott bauxit összetételétől függően változhat a keletkezett vörösiszap összetétele is. A vörösiszap lúgossága változó lehet.
Az Ajkai Timföldgyár esetén meg kell különböztetni a 2011-es baleset előtti nedves technológiával kapott vörösiszapot a 2011 végétől bevezetett száraz technológiából kikerülő vörösiszaptól. Ez az adatlap a nedves technológiából kikerülő, erősen lúgos iszapot jellemzi.

Veszélyes hulladéknak minősül-e?
nem
Hulladék, melléktermék éves mennyisége Magyarországon
50 000 t
Hulladék jellemzése anyagként
Vegyi anyag keverék
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • vas
Egyéb vegyi anyag
vas(III)-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Fő komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
198145 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • alumínium
Egyéb vegyi anyag
alumínium-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
60183 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • szilícium
Egyéb vegyi anyag
szilícium-dioxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
10-15 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • kálcium
Egyéb vegyi anyag
kálcium-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
55487 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • nátrium
Egyéb vegyi anyag
nátrium-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
44845 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • titán
Egyéb vegyi anyag
titán-dioxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
4-6 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • vanádium
Egyéb vegyi anyag
vanádium(V)-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.2-0.4 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • magnézium
Egyéb vegyi anyag
magnézium-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
3758 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • szén
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.15-0.20 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • foszfor
Egyéb vegyi anyag
foszfor(V)-oxid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.5-1.0 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • fluor/fluorid
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.1-0.15 %
Vegyes hulladék/termék neve
Ajkai vörösiszap (nedves technológiából származó)
Vegyes hulladék/termék összetevői

Fő összetevői vas-, alumínium-, szilícium-, titán-, nátrium- és kalcium-oxidok, valamint nehéz- és könnyűfémek: Na, K, Cr, V, Ni, Ba, Cu, Mn, Pb, Zn, stb. Nagy lehet a radioaktív leányelem-tartalma is. Összetétele függ a kiinduló bauxittól, illetve a feldolgozás paramétereitől.

Vegyes hulladék/termék viselkedése, sorsa a környezetben, egyéb jellemzői

A vizet nehezen eleresztő, kolloid mérettartományba eső szemcsékből álló, különleges reológiai tulajdonságokkal bíró, nedvesen pasztaszerű, vörös színű anyag. Kiszáradás után finom porrá esik szét, amit ha ismét vízzel kevernek, akkor vizes földszerű anyag lesz belőle, nem nyeri vissza a konszolidált vörösiszapra jellemző állagot. Eredetileg vízzáró, de ha vízzel telítik, ezt a tulajdonságát elveszti. Térfogata változó, az aktuális hőmérsékleti és csapadék viszonyoktól függően változik.

pH
12.4
Szárazanyag-tartalom (%)
50
Sűrűség (g/cm3)
2.78
Szervesanyag tartalom (%)
0
C/N arány
0
Összes szerves eredetű szén, TOC (mg/l vagy mg/kg)
0
Kémiai oxigén igény, KOI(mg/l)
0
Agyagtartalom (szemcseméret-frakció) (%)
90
Homogenitás
Homogén
Puzzolánaktivitás
nem
Egyéb

A szemcsék 90%-a általában 75 µm alatti mérettartományba esik, az átlagos szemcsemérete 10 µm-nél is kisebb. A vörösiszap tixotróp anyag, viszkozitása csökken nyíró igénybevétel alatt (pl. keverés), de annak megszűnése utána visszaáll az eredeti állapotba. Vízzel telítve nem vízzáró, a víztartalmát hosszú időn át megőrzi. Térfogatát a hőmérsékleti és csapadékviszonyok is befolyásolják. Továbbá a radioaktív hatása mérsékelt, a tipikus hazai talajokra jellemző érték 10−20-szorosa.

Hasznosítják-e (mások) ezt a hulladékot, mellékterméket?
Igen
Mire hasznosítják?

Az ajkai vörösiszap hasznosítása csak kísérleti jelleggel történik, de más hasonló vörösiszapokat széles körben hasznosítanak:
Építőiparban, vegyiparban:
építőanyagok, mérnöki létesítmények;
adszorbensek, katalizátorhordozók;
kerámiák, üvegek, műanyagok, bevonatok, festékek.
A környezetvédelem és mezőgazdaság területén:
vízkezelés, hulladékkezelés;
gáztisztítás;
 mezőgazdaság (adszorbens, nyomelem forrás).
Továbbá a kohászatban is:
 a főalkotók (Fe, Al) kinyerése;
 acélgyártás, salakadalék;
 egyéb fémek (Ti, V, ritkafémek) kinyerése (Szépvölgyi 2011).

Referenciák hasznosításra

(1) http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-5… (2) Sushil, S., Batra, V.S.: Catalitic applications of red mud, an aluminium industry waste: A review, Applied Catalysis B: Environmental, Volume 81, 64-77, 2008 (3) Sglavo, V. M., Maurina, S., Conci, A., Salviati, A., Carturan, G., Cocco, G.: Bauxize ’red mud’ int he ceramic industry. Part 2: production of day-based ceramics, Journal of the European Ceramic Society, Volume 20, 245-252, 2000 (4) Yadav, V. S., Prasad, M., Khan, J., Amritphale, S.S., Singh, M., Raju, C.: Sequestration of carbon dioxide (CO2) using ’red mud’, Journal of Hazardous Materials, Volume 176, 1044-1050, 2010 (5) http://enfo.agt.bme.hu/drupal/node/7687 (6) http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/Review%20of%20Bauxite…

Veszélyességi jellemzők a besorolás szerint
Nincs besorolva
Vizsgálták-e a káros hatást a konkrét hulladéknál/melléketerméknél?
Igen
Ha vizsgálták a káros hatást, akkor adja meg, hogy mit, milyen módszerrel, ki mérte és milyen eredménnyel

A BME-ABÉT Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutató csoportjában több, különböző pH értékű, az ajkai katasztrófa után az elöntött területről származó vörösiszap mintával is végeztek biológiai-ökotoxikológiai vizsgálatokat. Az elvégzett tesztek: aerob heterotróf élősejtszám, Sinapis alba csírázásgátlás teszt, Collembola (Folsomia candida) letalitási teszt.
A több, mint 12-es pH-jú, közvetlenül a gát mellől származó vörösiszapban nem volt élősejt. A 11-es pH-érték feletti kémhatású vörösiszap minták nagyon toxikusak voltak a növényi tesztorganizmusra (Sinapis alba), a csírázásgátlás 90% feletti volt. A Folsomia candida legnagyobb halálozási arányt a 12,4-es kémhatású vörösiszapnál tapasztaltunk, ahol az állatok 95%-a elpusztult. A 10,5-11,9-es pH-jú vörösiszap minták 70-85%-os pusztulást okoztak. Mindhárom teszt eredményeiből látható tehát, hogy minél lúgosabb a vörösiszap, annál toxikusabb a különböző élőlényekre, ugyanakkor a vörösiszap más jellemzői, mint például a nedvességtartalma, textúrája, stb. is befolyásolja a hatását. Ugyanakkor a vörösiszap 10-20%-ban a talajhoz keverve már nem mutat jelentős toxicitást. (Forrás: Szabó Anett, diplomamunka, 2011)

Feltételezett káros hatások, az anyag veszélyessége

A vörösiszap veszélyessége a következőkből adódik: nagy toxikus fémtartalom, radioaktivitás, pH, Na-ion tartalom (szikesedés) illetve a talaj mikrobiológiai aktivitására hatással van a szemcseméret, mivel az oxigénellátottságot befolyásolja.
Szemcsemérete miatt veszélyes, kiporzást okozhat, emiatt nedvesen vagy takaróréteg alatt kell tárolni. Ha a por lúgos, annak szem- és bőrirritáló, valamint maró hatásával kell számolnunk. Belégzéssel a légycsőbe és tüdőbe jutva is jelentkezhet a lúg irritáló és maró hatása.

Alkalmas lehet-e talajjavításra általában?
Igen
Indoklás, referenciák

A lúgos kémhatású vörösiszap elősegíti bizonyos tápanyagok, például foszfátok feltáródását a talajban, így a foszforellátottság javulhat.
Lúgossága következményeképpen befolyásolhatja a talaj ionmegkötő és ioncserélő képességét. Lúgos kémhatása és tápelem tartalma miatt alkalmas lehet savanyú talajok javítására. BME laboratóriumi kísérletek 10-20% vörösiszap talajba keverésével megnövekszik a a talajban élő mikroorganizmusok száma, mind a baktérium-, mind a gombakoncentráció. A vörösiszap növeli a foszfor visszatartást a homokos talajokban.
Referencia: (1) Goen E. Ho, Koruvilla Mathew, and Peter W.G.Newman (1989) Leachate quality from gypsum neutralized red mud appied to sandy soils, School of Environmental and Life Sciences, Murdoch University, Murdoch, Australia 6150; (2) K E Snars, M T F Wong, R J Gilkes (2004) The liming effect of bauxite processing residue (red mud ) on sandy soils, Australian Journal of Soil Research 42:321-328; Ref folyt. 6-os pont

Alkalmas lehet-e nitrogén, foszfor és/vagy kálium pótlására a talajban?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e mezoelemek (Ca, Cl, Fe, Mg, Na, S, Si) pótlására a talajban?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e mikroelemek (B, Co, Cu, Mn, Mo, Zn, V) pótlására a talajban?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e speciális tápanyagigény kielégítésére?
Igen
Indoklás, referenciák

Például foszfor hozzáférhetőség növelése.
Cukorrépa Na-tartalmának pótlására alkalmas lehet. Referencia: A. M. El-Sheikh, A. Ulrich, and T. C. Broyer: Sodium and Rubidium as Possible Nutrients for Sugar Beet Plants, Plant Physiol. 42(9), 1202-8, 1967; A borsó-félék Fe-tartalmának pótlására szintén alkalmas lehet. Referencia: Nenova, V.: Growth and mineral concentrations of pea plants under different salinity levels and iron supply , Gen. Appl. Plant Physiology, 2008, Special Issue, 34 (3-4), 189-202

Alkalmas-e humusztartalom/szervesanyag-tartalom növelésére?
Nem
Alkalmas lehet-e termesztőközeg alapnak?
Nem
Alkalmas lehet-e termesztőközeg adaléknak?
Igen
Indoklás, referenciák

Lúgossága és reológiai tulajdonságai miatt elvileg alkalmas lehet termesztőközeg előállítására. Vöröiszaphoz kevert pernyével és szerves anyagokkal termesztőközeg is előállítható. Referencia: National Geographic (magyar)
Referenciák 2-es ponthoz: (3) B.E.H. Jones, R.J. Haynes, I.R. Phillips (2012) Addition of an organic amendment and/or residue mud to bauxite residue sand in
order to improve its properties as a growth medium, Journal of Environmental Management 95:29-38, (4) Ujaczki Éva (2011) Vörösiszap talajra gyakorolt hatásának vizsgálata mikrokozmosz kísérletekben, Diplomamunka, BME, Budapest, (5) R. N. Summers, N. R. Guise and D. D. Smirk: Bauxite residue (red mud) increases phosphorus retention in sandy soil catchments in Western Australia, Nutrient Cycling in Agroecosystems, Volume 34, Number 1, 85-94,1993

Alkalmas lehet-e talajlazításra, tömörödött talajok szerkezetének javítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Konkrét információ nincs, de a finomszemcsés anyag talajhoz keverése annak szemcseméret-eloszlását, vízgazdálkodását befolyásolja.

Alkalmas lehet-e fizikai stabilizálásra, laza, ingoványos talajok textúrájának javítására?
Nincs információ
Indoklás, referenciák

Valószínűleg nem, mert maga is folyós, ingoványos állagú.

Alkalmas lehet-e homoktalajok javítására?
Igen
Alkalmas lehet-e eróziógátlásra?
Igen
Indoklás, referenciák

Nincs konkrét információ, de szemcseméret eloszlása miatt növelheti a talaj kötöttségét és csökkentheti pl. a homoktalajok erózióhajlamát.

Alkalmas lehet-e savanyú talajok javítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Magas pH-jának köszönhetően alkalmas lehet.

Alkalmas lehet-e sós és szikes talajok javítására?
Nem
Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok mozgékonyságának, hozzáférhetőségének csökkentésére?
Igen
Indoklás, referenciák

A vörösiszap csökkenti a fémek mozgékonyságát fémmel szennyezett talajoknál.
Viktória Feigl, Attila Anton, Nikolett Uzinger and Katalin Gruiz: Red mud as a chemical stabilizer for soil contaminated with toxic metals, Water, Air & Soil Pollution, 223 (3), 1237-1247, 2012

Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok mobilitásának, hozzáférhetőségének növelésére?
Nem
Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok bonthatóságának, fizikai, kémiai, biológiai degradációjának fokozására?
Nem
Alkalmas lehet-e geotechnikai elemek előállítására?
Igen
Indoklás, referenciák

A vörösiszap, vagy a vörösiszap-cement keverék sikeresen felhasználható stabilizáló anyagként agyag aljzatnál. Referencia: Kalkan, E. (2006) Utiliziation of red mud as a stabilization material for the preparation of clay liners, Engineering Geology, 87 (3-4), 220-229.

Hasznosítással összefüggő kockázatok

A nedves technológiából származó vörösiszap lúgossága (maró hatás) és szemcsemérete (kiporzás, belégzés) megalapozza azokat a kockázatokat, melyeket hasznosítása során kontrollálni kell. Ugyanakkor mind a lúgosság, mind a szemcseméret olyan tulajdonságok, melyek megfelelő alkalmazásban hasznunkra lehetnek. A legfőbb kontrollálandó paraméter a nátriumtartalom, melynek környezetbe/talajba kerülése szikesedést okozhat.

Adatlap azonosító (eredeti)
1059
Bevivő
Feigl Viktória
Státusz
Publikált
Adatlap típusaHulladék / melléktermék felmérés
Létrehozás
Módosítás