RECOVERY PLASTIK DARI LIMBAH PERALATAN ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK DALAM PROSES METAL NON-FERROUS
(Laporan Asosiasi Pabrik Plastik di Eropa)
I. PENDAHULUAN
I.1. Limbah Peralatan Elektrik dan Elektronik
Kira-kira 6 juta ton limbah peralatan elektrik dan elektronik ( WEEE) dihasilkan di Eropa Barat tiap-tiap tahun. Walaupun hanya mewakili 4% dari pemasukan limbah perkotaan , dengan rata-rata laju pertumbuhan 3 kali lebih besar dari limbah perkotaan, jumlah WEEE yang dihasilkan diharapkan akan mengganda dalam 12 tahun berikutnya. Faktor yang mendukung peningkatan pertumbuhan yang tinggi ini adalah yang pengembangan teknis dengan pemendekkan daur hidup produk dan pengurangan inventarisasi WEEE melalui peningkatan rata-rata tingkat pengumpulan.
Pembuangan WEEE dipertimbangkan untuk menyajikan pada hakekatnya permasalahan lingkungan daripada kasus limbah perkotaan. Sekarang ini kebanyakan WEEE dilandfill dan sejumlah kecil di recycle atau di recovery. Petunjuk nasional baik yang sudah berlaku maupun yang baru disiapkan mengharuskan adanya manajemen WEEE. Perubahan secara menyeluruh ini adalah suatu draft Dewan Eropa yang mengacu pada WEEE, yang diperlukan produsen untuk lebih bertanggung jawab tahap dalam manajemen produk limbah mereka. Di antara kunci objektif dari draft tersebut adalah meminimasi resiko yang berhubungan dengan WEEE, pengurangan jumlah material yang akan di landfill dan pemeliharaan sumber daya berharga.
Dari 6 juta ton WEEE termasuk di dalamnya 675,000 ton plastik yang tersedia untuk dikumpulkan dan dalam jumlah yang sama untuk logam non-ferrous. Dua jenis material yang dikombinasikan di dalam produk jadi, sering dalam cara yang sangat kompleks. Hal ini memberikan kesempatan pada dua industri untuk bekerja sama dalam memanajemen limbah dengan metoda yang lebih inovatif dan baru untuk memenuhi kebutuhan dari semua stakeholders, yaitu dengan mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan ekonomi. Laporan ini menguraikan tentang kerjasama antara Asosiasi Pabrik Plastik di Eropa ( APME) dan kebanyakan pabrik penyulingsn logam non-ferrous, Boliden Mineral AB, yang berskala dunia dan terletak
1.2 Permasalahan Industri Plastik
Dari pandangan industri plastik, pilihan produk end-of life , jika mudah, adalah re-use. Untuk komponen-komponen tersendiri/tunggal dapat direcovery dengan cara pembongkaran untuk digunakan kembali. Bagaimanapun, perubahan langkah dalam perkembangan produk peralatan Electrical dan Electronic (E+E) menunjukkan bahwa pasar global untuk komponen-komponen yang dapat di gunakan kembali semakin terbatas. Alat-alat yang tidak dapat di gunakan kembali harus diperlakukan dengan cara tertentu, dimana secara keseluruhan harus ramah lingkungan dan ekonomis. Jika re-use tidak mungkin dilakukan, maka recylcing secara mekanik dapat digunakan sebagai pilihan. Sayangnya cara ini masih sangat terbatas, disebabkan karena belum dapat diterimanya kualitas dari produk, pasar terbatas untuk bahan recycling polimer, penemuan baru dalam bentuk polimer, dan penerimaan oleh konsumer.
Recyle dari limbah WEEE (Waste Electrical & Electronic Equipment) yang mengandung bahan platik dapat menyebabkan masalah spesifik. Tanpa adanya kontrol temperatur yang ketat selama penghancuran maka potensi resiko untuk menghasilkan dioksi dan furan dari terbakarnya halogenated melambat.
Meluasnya masalah-masalah ini secara signifikan berbeda, tergantung dari tersedianya fasilitas pengolahan dan produk pasar yang dapat di recyle. Suatu pendekatan yang memberikan hasil yang optimum adalah Integrated Waste Management (IWM) . IMW menggunakan metoda recovery yang berbeda, seperti recycling secara mekanik, feedstock recycling, dan recovery energi. Keputusan untuk menggunakan jenis metode dan bagian yang harus dilokalkan, tergantung pada pengetahuan dari faktor-faktor terkait.
I.3. Permasalahan Industri Logam Non-Ferrous
Material-bahan baku/kasar yang digunakan dalam industri peleburan, secara tradisional memiliki dua tipe utama, konsentrasi dan bijih terpisah, dan bahan
Karena jarak yang besar dan jumlah logam non-ferrous yang terdapat di dalam scrap, aliran limbah lebih banyak berasal dari sumber bahan
“Metallurgical network” dalam gambar 1 memperlihatkan sejumlah industri penyulingan dan peleburan yang saling melakukan perdangan dalam usaha mengoptimalkan kapasitas dan proses khususnya. Pergerakan dalam perusahaan pada tingkat aliran proses menyakinkan bahwa rata-rata recovery maksimum diperoleh dari sejumlah besar logam. Dalam tingkat ketiga dari aliran makanan, WEEE menjadi sangat menarik dalam industri logam non-ferrous. WEEE mengandung logam yang mudah di ekstraksi dan plastik yang juga berperan penting dalam proses peleburan.
Pada saat plastik dari limbah WEEE di recycling, akan muncul sejumlah potensi emisi yang harus diperhatikan.
I.4. Tujuan Program
Tujuan dari program ini adalah :
- Mengevalusi metode yang paling optimum dalam recyle material limbah E+E
- Memahami peranan plastik yang terkandung dalam WEEE terhadap proses peleburan
- Memahami tipe peralatan E+E yang sesuai untuk recycling dan recovery
- Menyelidiki adanya generasi dioksin dan furan dari limbah/material scrap ketika recycling peralatan end-of life E+E.
II. KARAKTERISTIK WEEE
II.1. Limbah Electrical dan Elektronik (E+E)
Sejumlah besar limbah dari peralatan electrical dan elektronik (WEEE) di Eropa Barat telah diteliti. Total WEEE dari semua sektor E+E pada tahun 1998 diperkirakan sebanyak 5.8 milyar ton. Sektor E+E dalam recovery logam non-ferrous diperlihatkan pada gambar 2. Bagian yang berwarna hitam mengindikasikan plastik yang terdapat di dalam masing-masing sektor E+E.
Tipe logam yang terdapat dalam empat aliran limbah E+E diperlihatkan pada Tabel 1. Metal yang sering terdapat dalam aliran limbah adalah tembaga. Perbandingan penting dari recycling WEEE, adalah proses yang di fasilitasi oleh adanya plastik dalam aliran limbah.
Ketika jumlah total limbah E+E mengalami kenaikan pada decade terakhir ini, persentase kandungan logam yang di recover mengalami penurunan. Plastik memiliki nilai ketika digunakan dalam recycling logam non-ferrous, baik sebagai bahan kimia pengganti, agen yang mereduksi CO dan H2, atau sebagai bahan bakar. Nilai-nilai ini menjadi dasar pertimbangan dalam manajemen limbah E+E dan sebagai data ilmiah jika dibutuhkan.
Tipe aliran yang terdapat dalam sejumlah proses recovery logam tergantung dari besarnya suplai dan permintaan material-material sekunder. Jumlah dari material sekunder yang menggantikan bijih logam primer, konsentrasinya pada tingkat tertinggi 50% sampai terendah 5-10% tergantung dari harga pasar.
II.2. Pemasukan Suplai ke Plants Recycling Logam Non-Ferrous
Aliran pemasukan logam non-ferrous secara tradisional terdiri atas dua tipe utama, yaitu a) terpisah dan bijih terkonsentrasi, dan b) bahan
II.3. WEEE sebagai Bahan baku Sekunder
WEEE telah menjadi perhatian sebagai sumber baru dari bahan baku sekunder karena kandungan logamnya yang dapat di recovery dan tersedianya kapasitas dalam industri peleburan untuk memprosesnya. Dari pandangan sistem secara luas, manfaat ekonomi dari material ini dapat terlihat dari nilai logam yang di recovery serta dapat menghindari biaya landfill dan insenerasi. Bagaimanapun, untuk kriteria lingkungan masih harus tetap dipenuhi dan salah satu maksud dari pekerjaan yang digambarkan disini adalah menyelidiki aspek-aspek ini.
III. PRODUKSI LOGAM NON-FERROUS
Produksi logam non-ferrous sangat berhubungan dengan pabrik-pabrik yang membuatnya efisien dalam energi dan sumber daya. Kebanyakan peleburan non-ferrous terdapat dalam pabrik-pabrik yang di operasikan oleh perusahaan multinasional seperti Boliden Minerals (Swedia), Norddeutsche Affinerie (Jerman), Union Miniere (Belgia), Noranda (Canada) dan Outokumpu (Finlandia). Contoh, pada Gambar 3 diperlihatkan gambaran dari Ronnskar site – Boliden Minerals AB.
Laporan ini menaksir penggunaan limbah PC ditambahkan ke dalam aliran pemasukan dari Zinc Fuming Furnace dan dalam proses yang rutin dimana sirkuit cetakan limbah direcover di Kaldo furnace (Tungku pembakaran Kaldo). Desain dan operasi dari kedua tungku pembakaran ini digambarkan sebagai berikut.
III.1. Zinc Fuming Furnace
Total produksi tahunan Zn di Eropa pada tahun 1999 adalah kira-kira 2.7 milyar ton. Dari total ini, kira-kira 30% di regenerasi dari recycle bahan baku. Kapasitas potensial pengolahan secara signifikan tinggi. Produksi Zn di Eropa menggunakan beberapa teknologi berikut :
A. Produksi Zn Primer
1) Pembakaran konsentrat sulphidic yang diikuti dengan hydrometalurgi, pelepasan hasil calcine, pencucian cairan yang lepas dan tembaga elektrowinning.
2) Sintering konsentrat sulphidic; peleburan sinter; pemisahan Pb, cairan ampas bijih, dan gas Zn pada temperatur tingkat tinggi; penyulingan Zn dengan destilasi. Proses ini dikenal dengan Imperial Smelting Process (ISP)
B. Produksi Zn Sekunder
3) Recovery Zn dari sumber sekunder melalui produksi Zn oksida untuk di suplai ke kedua proses diatas.
Kebanyakan sumber sekunder adalah debu pembuatan baja yang dikeluarkan selama proses peleburan kembali, yaitu dari galvanized car scrap. Debu kemungkinan terdiri atas kotoran yang akan dikeluarkan dari tungku pembakaran berputar, yaitu Waelz kilns, atau dalam furming furnaces. Teknologi dari tipe 2 dan 3 juga mengacu pada pyrometallurgy. Aplikasi teknologi selama proses penyelidikan adalah no.3. Lampiran aliran dari Ronnskar (Gambar 3) memperlihatkan sejumlah pilihan untuk memasuki aliran material ke peleburan non-ferrous. Dalam studi ini, proses pembakaran Zn dipilih untuk limbah PC karena menggunakan bahan bakar fosil baik sebagai agen reduksi dan sebagai bahan bakar untuk recovery Zn dari ampas bijih (slags).
Plant Fuming terdiri atas tiga proses yang berbeda, yaitu :
1) Pembakaran uap/asap (Fuming furnace)
2) Penempatan pembakaran (Settling furnace)
3) Pertemuan pembakaran (Clinker furnace)
Proses ini diperlihatkan secara detail pada Gambar 4.
Fuming Furnace adalah pembakaran dengan pendingin air berbentuk empat persegi panjang. Pendinginan air digunakan untuk meregenerasi saluran autogenous slag yang membeku. Hal ini dapat mencegah terjadinya korosi terhadap kulit baja oleh cairan slag. Panas di recovery di ketel uap. Air pendingin panas dari pertukaran panas dimasukkan ke dalam daerah jaringan pemanasan Skelleftehamn yang terhubung ke peleburan Ronnskar. Panas dari gas yang keluar di recovery di dalam ketel.
Akhirnya batu bara yang telah hancur dan udara pra pemanasan di injeksi ke dalam cairan slag melalui injeksi pipa yang disatukan (tuyeres) sepanjang dinding tungku pembakaran. Injeksi batu bara dan udara bereaksi langsung ke bentuk gas CO dimana akan mereduksi oksida logam seperti magnetite (Fe3O4), oksida tembaga dan oksida Zn di dalam slag. Beberapa hasil logam digunakan dalam tempat uap air, dimana memungkinkan mereka diubah dari bentuk cairan slag. Nitrogen yang terkandung dalam udara injeksimembantu pengubahan uap air Zn dari slag.
Kemudian diatas lapisan berbusa dari cairan slag, uap air Zn di re-oksidasi ke bentuk oksida Zn. Proses reduksi juga merecover logam lain seperti juga tembaga dan arsenic, dan sebagai tamabahan dalam halaogen ekstraksi slag. Hasil percampuran dari okside (“mixchohide”) adalah de-halogenasi dalam arang tungku pembakaran.
Slag yang bersih di kumpulkan dari tungku pembakaran fuming ke dalam tungku pembakaran yang telah ditentukan. Disini sisa campuran tembaga dibuang dan tembaga sulfide yang dibuang ke cairan slag dipisahkan untuk fase cair. Campuran ini mengandung tembaga dan logam mulia lainnya dan keduanya di recycle ke peleburan tembaga atau dijual untuk pengolahan selanjutnya dalam plants metallurgical khusus dari “Metallurgical Network” seperti pada Gambar 1. Kedua fase ini, yang kaya akan tembaga dan logam mulia, diperbolehkan untuk digunakan pada hampir semua recovery tembaga dan logam mulia yang terdapat dalam limbah PC yang ditambahkan ke tungku pembakaran. Geometri dan parameter operasi dari plant tungku pembakaran Zn diperlihatkan pada Tabel 3.
Total pemasukan ke dalam tungku pembakaran Zn terdiri atas :
- Cairan slag Fe-silikat dari tungku peleburan tembaga elektrik
- Kembali di recyle (slag solidifikasi) yaitu dari transfer cairan slag Fe-silikat (No.1 diatas) dengan pengeruk.
- Secara internal merecycle debu dari tungku pembakaran (abu batu bara – lihat Gambar 4.)
- Debu pembuatan baja (debu EAF ) digunakan sebagai pelapis baja.
Tabel 4 mengindikasikan produk dan jumlah produksi dari plant tungku pembakaran Zn.
III.2. Tungku Pembakaran Kaldo (Kaldo Furnaces)
Ada beberapa persamaan dari teknologi manufaktur yang digunakan untuk merecover logam non-ferrous di dalam tungku pembakaran Zn dan tungku pembakaran Kaldo. Plastik digunakan sebagai bahan bakar, mudahnya bahan oxidisable yang tidak murni dilarutkan dalam cairan slag dan logam mulia atau logam dasar dikumpulkan sebagai logam campuran atau “Matte” (cairan sulphides). Kedua proses membuat plants lain pada tempat yang sama mengekstraksi logam. Aliran residu, seperti slags, debu, sludge atau matte, biasanya di recycle on-site atau di proses pada perusahaan lain, sehingga membuat jaringan metallurgical (Gambar 1) ketika kapasitas proses in-house tidak tersedia atau lebih menarik secara ekonomi jika diperdagangkan. Sepanjang penyatuan industri dimana dapat mencegah keinginan untuk landfilling, industri logam non-ferrous memberikan konstribusi ke pembangunan berkelanjutan dengan memastikan bahwa secara ekologi dan ekonomi, residu dapat diolah terus.
Tungku pembakaran Kaldo secara khusus telah berkembang untuk merecovery logam dari logam mentah sekunder. Total jumlah logam mantah sekunder dan konsentrasi Pb yang baru dip roses oleh Boliden’s Kaldo Furnaces diperkirakan 100,000 ton per tahun.
Teknologi yang digunakan oleh Kaldo telah dicoba selama lebih dari 15 tahun sampai merecover scrap kawat dan papan sirkuit cetakan. Pengolahaan ekologi dipastikan dengan peraturan emesi yang keras.
Proses dari tungku pembakaran Kaldo digambarkan dibawah ini.
Analisa material yang dicampur diatas tumpukan untuk meningkatkan pengabungan, dilakukan dengan larutan, izin penggunaan maksimum energi dan kapasitas pelarutan. Material di hargai dengan beban awal-akhir sampai ke lift berikutnya. Lift tersebut kosong dari bagian atas bawah ventilasi penutup sampai dengan bejana tungku pembakaran. Tungku penbakaran kemudian miring kembali ke posisi operasi. Suplai oksigen ke tungku pembakaran melalui tombak dimulai. Jika perlu, pembakaran oksigen-minyak dipakai untuk mencapai temperature pembakaran. Bahan yang mudah terbakar terkandung dalam suplai panas untuk peleburan scrap papan sirkuit cetakan, penambahan scrap dan perubahan terus menerus (pembentukan slag). Off-gas dari tungku pembakaran dikumpulkan dalam water-cooled hood, dimana penambahan udara setelah pembakaran juga dimasukkan. Suhu setelah pembakaran berkisar pada 1200 0C. Waktu tinggal diperkirakan samapi melebihi 2 detik. Uap air di produksi di dalam hood dan offtake, dan dimasukkan ke dalam jaringan penguapan-peleburan untuk in-proses use dan recovery energi. Gas hasil proses kemudian di shock-coolled di dalam venturi scrubber, partikel debu yang membawa air di tempatkan pada tempat tertentu. Air kemudian dikeluarkan ke plant pusat pengolahan air untuk presipitasi logam sulphide dan pengolahan kapur. Sludge dari scrubber dan juga endapan sulphide dari plant pengolahan air, di resirkulasi ke peleburan tembaga untuk meningkatkan recovery bahan mentah.
Proses ini menghasilkan tembaga metalik campuran yang di transfer sebagai cairan ke peleburan tembaga untuk recovery dari logam-logam (Cu, Au, Ag, Pd, Ni, Se, dan Zn). Debu (yang mengandung Pb, Sb, In, Cd) juga digenerasikan dan di proses pada peleburan yang lain. Slag yang timbul dari proses dikirim ke konsentrator Boliden untuk ekstraksi sisa logam yang masih bernilai.
Peranan plastik dari isolasi kabel adalah menyuplai proses pemanasan untuk operasi peleburan. PVC dan polyethylene padat-rendah crosslinked di dalam scrap kabel, sama dengan thermosetting resin di dalam papan sirkuit cetakan, penampilannya dengan fungsi yang sangat bernilai di dalam proses recovery Cu. Nilai pemanasan yang tinggi dibutuhkan oleh kebanyakan proses pemanasan untuk peleburan bahan baku dalam memproduksi tembaga kualitas utama.
IV. MANAJEMEN LIMBAH WEEE yang TERINTEGRASI
Manajemen limbah WEEE yang lebih terintegrasi adalah suatu pokok dibahas secara luas baik dalam masyarakat umum dan di dalam pengembangan perundang-undangan nasional dan Eropa. Di dalam EU, beberapa prakarsa untuk menjelaskan sistem secara lebih detail seperti terlihat pada ( 8). Usulkan skematis bagan IWM, berdasarkan pada salah satu acuan 8 ( halaman 20), ditunjukkan dalam Gambar 6.
IV.1 Pra-treatment WEEE
Limbah peralatan elektrik dan elektronik normalnya dikumpulkan melalui perusahaan khusus mengatur limbah atau masyarakat atau dikembalikan oleh pabrik peralatan asal, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6. Tidak ada standar Eropa ( CEN) yang ada pada saat penulisan operasi penting seperti pembongkaran dan pemilihan WEEE. Aspek yang penting adalah pembongkaran, pemindahan bagian yang berharga seperti papan sirkuit cetakan dan pemindahan komponen berbahaya seperti tombol Hg tua dan baterei NiCd. Langkah-Langkah ini harus menjadi operasi standar di semua jenis penanganan WEEE. Karena kebanyakan alat atau peralatan pada tingkat pembongkaran memerlukan evaluasi lebih lanjut. Pembongkaran ditambahkan secara siginifikan pada biaya total pengolahan dan dari beberapa produk yang dihasilkan, seperti rumah tua, tidak mempunyai material yang berharga.
Penggunaan logam-logam sekunder dalam industri logam non-ferrrous memerlukan semua perusahaan yang manapun mempunyai kapasitas penyobekan on-site atau menerima sobekan material. Sebagian pembongkaran harus melakukan operasi recycling/recovery pada tempatnya untuk memindahkan bagian-bagian yang mengadung bahan-bahan berbahaya seperti Hg yang terkandung di dalam baterei dan lain-lain.
IV.2. Persiapan Pemasukan WEEE Untuk Percobaan
Karena kampanye test ini, sisa PC dikumpulkan dari berbagai sumber di dalam Skandinavia. Transportasi sebagian besar dengan kereta. sisa Scrap dikumpulkan diperiksa pertama oleh perusahaan Arv. Andersson pada pekarangan Skellefteå karena kehadiran potongan Hg. Hal ini seharusnya telah dipindahkan. Gambar 7 memperlihatkan suatu gambaran tipe limbah PC yang berkualitas ketika diterima.
Suatu palu penggiling sobekan dengan suatu pemisah besi digunakan untuk menyiapkan material yang berukuran besar tersebut. Plant dilengkapi dengan sampler otomatis untuk menganalisis sample material secara langsung. Setelah sampling kira-kira 5-10% masukan, material WEEE yang berukuran besar tersebut di transfer ke peleburan Rönnskär.
Tidak ada masalah utama yang dialami selama penghancuran dan pemecahan walaupun walaupun beberapa gulungan pencetak susah untuk dihancurkan. Temperatur yang meningkat selama pengolahan secara mekanik tidak lebih besar dari yang dialami sepanjang pengolahan rutin pada Rönnskär. Lingkungan kerja diperiksa untuk logam berat dan dioksin. Semua nilai-nilai yang terlihat di bawah nyata atau direkomendasikan sebagai nilai-batas higienis di Sweden.
Sisa scrap PC kemudian dicampur dengan pemuat awal-akhir dan slag dihancurkan terbalik dengan campuran 50:50. Proporsi dipilih adalah untuk mengoptimalkan penanganan timbunan dan pemasukan ke gudang dan menghindari kemacetan selama pemasukan. Permasalahan yang dialami jika perawatan tidak cukup diambil untuk memastikan bahwa material terbagi-bagi ke dalam potongan yang lebih kecil dari 30 mm. Tercatat bahwa pembentukan kelompok kawat tembaga dan pita pencetak, bisa menyebabkan permasalahan selama pemasukan ke gudan.
V. PERCOBAAN DENGAN WEEE : PCs
Kemampuan teknis Boliden's untuk mengambil keseluruhan sisa potongan PC ke dalam plant tungku pembakaran Zn tanpa pembongkaran secara besar-besaran adalah salah satu perangsang untuk memulai program ini. Memilih pemindahan yang komponen kritis berisi Hg akan menyimpan total biaya tetap rendah dengan menghindarkan biaya-biaya tinggi pra-treatment untuk recovery material.
V.1 Rcyling Sisa PC dalam Tungku Pembakaran Zn
Sejauh ini, lima kampanye telah sesuai dengan tujuan dari menyeluruh penyelidikan dampak yang berhubungan dengan metalurgi, dampak ekonomi dan lingkungan dari jenis pemasukan E+E baru ini. Pengujian program terdiri dari empat rangkaian utama, digambarkan di Tabel 5.
Aliran pemasukan PC memberi yang digunakan dalam test ini berasal dari berbagai sumber di Skandinavia dan di sampling menurut jenisnya, ( tombol PC, keyboards dan monitor) untuk analisa kimia.
Campuran yang berisi sisa PC ditransfer oleh truk pembuang sampah on-site ke sabuk penyalur dan ke gudang penyimpanan di bagian atas tungku pembakaran Zn. Sisa PC/campuran slag dan butiran debu pembuatan baja diambil dari kedua gudang dan dimasukkan melalui sabuk penyalur ke dalam saluran (peluncuran) yang menuju ke tungku perapian peleburan. Sabuk pemasukan dilengkapi dengan sabuk penimbang tambahan.
Tabel 7 memberikan rincian menyangkut rencana percobaan untuk Test Seri II ke IV. Aturan normal diberikan kecuali untuk satu percobaan, Percobaan D. Di dalam aturan normal, material yang dingin di atur selama bagian pertama siklus peleburan. Aturan dalam Percobaan D diperpanjang selam siklus peleburan dengan maksud untuk memahami efek dari pemasukan denga gaya yang berbeda .
Sebagai tambahan terhadap analisa logam, logam berat dan logam mulia ditunjukkan pada Tabel 1, suatu analisa yang diperluas juga dilakukan selama dua percobaan di atas , B dan C. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 8 dan 9.
Analisa dilakukan untuk halogen yang mengandung komponen organik: chlorinated PCDD/Fs, brominated PBDD/Fs dan campuran brominated dan chlorinated PBCDD/Fs. Nilai-Nilai yang ditemukan hampir secara signifikan bervariasi. Tidak ada korelasi antara jumlah PXDD/Fs dengan umur atau sumber yang telah diidentifikasi sebelumnya. Rata-Rata isi PXDD/Fs dari semua sample limbah plastik E+E yang sejauh ini telah diselidiki oleh APME sudah sesuai dengan dua peraturan Jerman: " Peraturan Jerman untuk Material Berbahaya" ( 6) dan " Peraturan Pelarangan untuk Bahan Kimia-Jerman" ( 7). Potensi tingginya kandungan dari komponen organik mungkin disediakan sebagai alasan tambahan adanya penanganan secara besar-besaran, pemecahan otomatis, produksi Syngas dan post-combustion. Dengan demikian dapat meminimasi dampak pada lingkungan yang internal dan eksternal.
Lagipula, jumlah potensi dari ketidakmurnian ini menunjukkan bahwa recycling limbah plastic WEEE secara mekanik tempo dulu harus lebih diperhatikan. Proses yang ditunjukkan pada Gambar 4 telah membuktikan penenggelaman komponen dioxins dan campuran organik halogenated, seperti diperlihatkan di dalam bagian 6.5.
Operator menggunakan model proses normal untuk membawa keluar masukan ke tungku pembakaran. Proses pembakaran tidak menyimpang dari bentuk umumnya. Kapasitas operasi terbatas selama salah satu kampanye melalui kapasitas proses yang berikut. Ketika pemasukan sisa PC dalam jumlah besar, pembatasan kapasitas di dalam ketel uap telah dialami. Dalam kasus ini pemasukan rata-rata batubara dikurangi secara signifikan selama pembebanan sisa PC/ campuran,slag menandakan suatu penggantian substansi batubara dengan plastik.
V.2. Recovery sisa kabel dan papan sirkuit cetakan di Tungku Perapian Kaldo
Pengolahan WEEE telah dilakukan di dalam Kaldo tungku perapian selama bertahun-tahun dan operasinya dikomersialkan secara tetap, diadakan dalam kampanye antara sorotan kampanye peleburan Pb. Plant serupa digunakan untuk peleburan autogenous dari konsentrasi Pb. Panjang kampanye, dan total kapasitas tahunan yang tersedia untuk WEEE, ditentukan sebagian besar dalam pertimbangan ekonomi. Sekarang ini yang dipisahkan untuk sekitar 50% waktu yang tersedia yang dijalankan atas petunjuk dan WEEE secara berturut-turut.
Plant Kaldo juga menggunakan cara kerja ketel dalam merecovery logam dari kompleks lembaran kabel Pb. Pb adalah di lebur di bawah penutup kepala. Tembaga sisa dan pecahan besi dikirim ke peleburan tembaga. Off-Gases dari pengolahan ini disalurkan kea lat pembersih gas yang telah dijelaskan sebelumnya.
Tidak ada pelaksanakan pengukuran spesifik yang sesuai untuk emisi untuk bahan laporan. Tingkat emisi dari plant ini per tahun yang ditunjukkan pada Tabel 10, diambil dari laporan lingkungan sekitar Boliden's. Laporan tersebut berdasarkan pada total sisa operasi dari 3855 jam.
VI. HASIL
VI.1. Recovery Logam
Tingkatan recovery umumnya melebihi 95% dari metal yang terdapat di dalam feed streams. Konsekuensinya, jika kapasitas peleburan cadangan yang ada cukup untuk memprosesnya, feed streams selain yang digunakan secara tradisional, seperti WEEE, dapat berkembang menjadi industri peleburan. Logam recovery seperti tembaga, logam mulia dan nikel, tidak bisa dibedakan dari logan yang diekstraksi dari bijih utama. Nilai tambah dari recovery logam dari proses feed streams ini memberikan keuntungan bagi lingkungan.
VI.2 Penggantian Batubara: Kesetimbangan Energi untuk Proses Fuming Zn
Pengaruh plastik terhadap kesetimbangan panas dianalisa dengan membandingkannya dengan operasi normal ( Gambar 8). Data menunjukkan, hidrogen dan karbon dari plastik menggantikan hidrogen dan karbon dari batubara. Dengan membandingkan kecepatan Fuming, pembuatan uap air, dan energi yang spesifik, kita dapat menyimpulkan bahwa sebagian besar kandungan plastik digunakan sebagai bahan kimianya.
Efek pada batch dengan sisa PC menunjukkan kecepatan fuming yang baik, walaupun jumlah batubara yang digunakan dikurangi. Batch dengan sisa PC membutuhkan unit batubara yang lebih sedikit per ton Zn. Dengan demikian kita dapat menyimpulkan bahwa plastik mengambil peranan dalam pengurangan oksida Zn dari ampas bijih tersebut. Kuantitas yang tepat sukar untuk digambarkan pada substitusi yang rendah. Pada Gambar 9, sisi kiri menunjukkan adanya pengurangan yang progresif
dalam pemakaian batubara sebagai hasil usaha Boliden'S untuk meningkatkan efisiensi operasi dari tungku pembakarab Zn. Masing-masing data menggambarkan rata-rata konsumsi batubara untuk satu bulan dalam 3 tahun periode.
Sisi sebelah kanan menunjukkan data batch selama melakukan Test II pada bulan April 1996. Pengaruh positif mungkin saja dapat di deteksi pada proses kinetik melalui reduksi awal pengurangan magnetit oleh plastik dan aluminium di dalam WEEE. Menurut stokiometri kimia, 1 kg aluminium mengurangi 25 kg Fe3O4 dan 1 kg plastik mengurangi kira-kira 50 kg Fe3O4. Dalam literatur disebutkan bahwa pengaruh positif yang kuat dari H2 pada kinetik reduksi, dibandingkan dengan CO. Untuk mereduksi semua magnetit tersebut, kira-kira dibutuhkan 300-400 kg Al atau 200 kg plastik. Ketika aluminium digunakan, terjadi peningkatan hasil aluminium dalam ampas bijih akhir sebesar 0.7- 0.9%, yang dalam beberapa kasus menyebabkan permasalahan dalam proses.
VI.3. Aspek yang Berhubungan Dengan Metalurgi: Kualitas Produk Zn
Tingkatan Fuming Zn selama percobaan berada dalam operasi yang normal, kendati jumlah batubara dikurangi. Gambar 8 dan 9 menggambarkan pencapaian uji coba dengan menggunakan parameter kunci. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa sebagian besar hidrokarbon yang terkandung dalam plastik digunakan sebagai agen reduksi dalam reaksi kimia. Kimia standar menggambarkan hal ini sebagai reaksi pembentukan karbon monoksida dan hidrogen dari plastik, yang kemudian bertindak sebagai agen pereduksi untuk membentuk logam Zn dalam peleburan. Ketika gas Zn meninggalkan molten bath, gas Zn akan dioksidasi menjadi Zn oksida dan di recovery dalam elektrostatik precipitator ( ESP).
Komposisi produk yang dihasilkan di monitoring secara terus menerus. Dan tidak penyimpangan pada unsur-unsur utama seperti Zn, Pb, Sn, F dan Cl, yang bisa dideteksi. Peningkatan beban halogenides, khususnya bromides dapat dilihat dari produk intermediate yang disebut oksida campuran. Proses pengganti dari pemindahan halogen dalam clinker furnace yang sekarang diakomodasikan untuk meningkatkan beban halogen dikenal dengan debu pembuatan baja dan feed stream lainnya. Halogen yang dipindahkan dibawa keluar dalam long- rotary kiln dengan pemanasan kembali bahan fume bersama dengan penambahan kokas kira-kira sampai 1200o C. Rotary kiln yang dapat dilihat pada gambar 4 menggambarkan “Clinker Furnace” .
Penyelesaian produk Zn di Norwegia telah diuji kehadiran dioxinnya. Hasilnya memperlihatkan bahwa nilainya di bawah batas yang ditentukan dan tidak ada penaruh pada tingkat kritis.
VI. 4. Efisiensi Kerusakan
Salah satu sasaran dari program ini adalah mendukung strategi manajemen limbah WEEE dan mem,perlihatkan bahwa plastic adalah recyclable. Recycling secara mekanik limbah WEEE dengan meningkatkan tingkat PXDD/FS (di-benzo furan & dioxin) akan memberikan pembiayaan penanganan dan paparan dari plastic WEEE ini. Yang sama pentingnya adalah fakta bahwa efisiensi kerusakan dari proses dijamin pada tingkat yang tinggi. Karena adanya issue penting, keseimbangan dioxin dan furan telah hilang dan hasil kalkulasinya diperlihatkan di bawah ini.
Total halogenasi mass balance dioxin-furan memperlihatkan secara jelas kerusakan dari semua senyawa mikroorganik dengan efisiensi lebih dari 98% . Dari total input 6,4 gr /batch hanya 0,4 gr/batch yang meninggalkan plant fuming. Sejak bahan fume diolah dua kali pada temperature tinggi di bawah dowm stream kiln, dengan kerusakan residu PXDD/Fs pada padatan, efisiensi kerusakan pada kedua plant lebih dari 99%.
Metoda yang digunakan untuk mengkalkulasi efisiensi kerusakan berdasarkan pada jenis operasi per-batch. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa untuk menentukan kesetimbangan dioxin, sampling dalam jangka waktu pendek yaitu 2 jam untuk 1 batch sama dengan sampling dalam jangka waktu panjang.
VII. DAMPAK LINGKUNGAN
VII.1 Dampak ke Udara
Pengukuran dampak lingkungan terhadap udara telah dilaksanakan tim dari Boliden dan suatu laboratorium bersertifikat mandiri. Hasil dari kedua laboratorium tersebut menunjukkan dalam batas memuaskan. Rata-Rata emisi untuk senyawa: CO, NOX, SO2, TOC dan O2 adalah sebagai berikut:
Konsentrasi debu dan 10 logam berat ( penjumlahan Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn) adalah <>
IV.2 Dampak ke Air
Aliran air dan proses air dari plant scrubber berikutnya, dimana uap dihalogenasi, diolah secara bersama dengan menggunakan air dari sisa peleburan di plant pusat pengolahan air. Logam berat secara efisien diolah sebagai sulphida. Endapan sulphida dikembalikan ke fluidished bed roaster dari plant tembaga. Air diolah lebih lanjut dengan memberikan kapur untuk presipitasi flourin menjadi
uap dehalogenated, diperlakukan bersama-sama dengan perairan dari sisa dari lokasi membaui di (dalam) suatu air pusat fluorspar ( CaF2). Setelah pengolahan, air yang bersih tersebut dibuang ke laut ( Teluk Bothnia).
VII.3. Pembuangan Limbah Padat
Deposit dalam bentuk sludge yang berasal dari proses pengabuan mengandung sedikit slag dan Pb. Volume slag yang sedikit ini digunakan untuk konstruksi on-site dan Pb dimasukkan ke clinker dust untuk kemudian dikirim dan di recyle untuk pembuatan logam non-ferrous. Pb diperiksa setiap 3 bulan sekali untuk melihat adanya kandungan dioksin.
VII.4. Keselamatan Kerja
Dampak potensial dioksin terhadap operator di analisa dengan sample emisi debu. Nilai dari plant fuming selama recycle sisa PC adalah 0.08-0.12 ng/m3, masih di bawah yang rekomendasi 50 ng TE Eadon / m3 ( 8 jam bekerja secara higienis).
Dampak potensial dari senyawa mikro organik selama persiapan masukan adalah dicek secara tersendiri. Tingkat nilai logam berat yang ditemukan dibawah nilai ambang batas higienis.
VIII. MANFAAT: KESEIMBANGAN RECOVERY ENERGI dan MATERIAL
VIII.1. Pilihan Recovery
Recovery sarana end-of-life ( ELVS) telah menjadi ceritera kesuksesan industri, dimana lebih dari 75% dari rata-rata berat mobil telah direcylce. Hasil peningkatan ini yang telah diukur, diperkenalkan dalam suatu Perserikatan Eropa 2000 ( untuk lebih detil lihat bagian " Tantangan Lingkungan-Optmisme Recovery).
Perhatian sekarang ini 25% tidak difokuskan pada daur ulang, seperti landfill residu potongan mobil yang sudah menjadi kebiasaan. Dalam meminimasi dampak lingkungan, landfill perlu dihindari dan metoda recovery digunakan untuk menggantikannya.
Dua jalur prinsip recovery tersedia untuk manajemen limbah plastik: Recovery Material dan Recovery Energi. Untuk setiap jalur ada dua pilihan proses recovery. Adanya beberapa metoda recovery
menyediakan fleksibilitas dari pilihan yang diperlukan untuk mencapai jumlah keseimbangan maksimum dalam tiap-tiap keadaan lokal spesifik. Contoh untuk recovery energi adalah sebagai berikut:
VIII. 2. Recovery Energi
Residu potongan mobil/automotif mempunyai nilai daya kalori yang tinggi dan dalam beberapa lingkungan lokal pilihan yang paling berwawasan lingkungan adalah recovery energi dalam salah satu dari dua jalan berikut:
a) Sebagai bagian dari pembakaran sampah perkotaan.
Kehadiran plastik dalam aliran limbah membantu dalam mencapai keadaan steady-state kondisi pembakaran. Hal ini memastikan pembakaran limbah yang sempurna disertai dengan penurunan emisi bahan berbahaya yan g sering terjadi pada pembakaran yan gtidak sempurna. Di Eropa ada 275 energi dari plant limbah ( EFW) yang menangani 47 juta ton limbah setiap tahun danmerecovery 43,000 gigaWatt jam energi. Pengoperasian plant pembakaran limbah padat perkotaan yang disesuaikan dengan standar lingkungan untuk insenerasi dan kontrol polusi untuk plants EFW lebih ketat dibandingkan dengan standar untuk plant energy tradisional. Sekarang ini dapat diterima bahwa combustors dapat bertindak sebagai " dioxin sink" dibanding emiter.
b) Co-Combustion atau mono-combustion, di mana plastik menggantikan bahan bakar lain dalam proporsi yang bermacam-macam, dengan demikian menyimpan bahan bakar fosil terbatas, utama.
VIII.3. Recyling Mekanik
Recyling mekanik adalah suatu metoda recovery sempurna dimana beberapa kondisi-kondisi penting dapat dijumpai. Pengumpulan yang sesuai harus dilakukan di tempat, dan secara ekonomi pasar harus menyediakan produk yang dibuat dari material recycle. Recycle mekanik dapat dicapai melalui memprosesan limbah plastic melalui suatu ekstruder dan menghasilkan butiran yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan baku asal. Komponen seperti bumper, dimana jenis plastik yang digunakan dapat dengan mudah di identifikasi, dapat di recycle secara mekanik. Satu barang yang telah 80% di recyle adalah kotak beterei yang bermanfaat dari kehadiran proses pengumpulan bagi recyle Pb.
Contoh ini adalah suatu ilustrasi berarti penting untuk recycling secara mekanik infrastruktur logistik yang sesuai. Ketika generasi baru mobil menggunakan plastik recyclable panel eksternal, mobil seperti Daimler-Chrysler " Smart", ternyata telah menjangkau akhir hidup mereka, rencana perlu diambil untuk memastikan bahwa recycling tingkatan tinggi akan dicapai.
Ketika aliran limbah dicampur, tetapi masih mampu untuk di recycle, mereka pada umumnya menggunakan plastik untuk menggantikan untuk produk kayu. Hal ini meliputi barang-barang seperti pagar/anggar , spatbor dok dan produk meubel kebun. Plastik ini mudah untuk digunakan, tahan lama, dan hampir tanpa pemeliharaan.
VIII.4. Recycling Feedstock
Feedstock recycling adalah suatu bentuk recovery material yang sesuai untuk limbah plastik campuran. Teknologi memecahkan bentuk plastic ke bentuk kimianya. Bentuk ini kemudian digunakan untuk membuat produk industri menengah atau untuk konsumen.
Suatu variasi recycling feedstock pendauran ulang adalah penggunaan plastik sebagai komponen bahan reaktan kimia di dalam produksi baja. Di sini produk bereaksi secara in-situ dengan bijih besi.
IX. KESIMPULAN
Keberhasilan pengolahan PC [yang] Sukses ini co-treatment dengan menggunakan operasi standar tungku pembakaran Zn memeperlihatkan adanya kesempatan untuk menggunakan limbah plastic sebagai bahan bakar di industri logam non-ferrous.
Jumlah maksimum yang diuji adalah 10 ton/isi, sesuai dengan 15,000 -20,000 ton/tahun sisa PC. Test awal dengan pemasukan yang terus menerus menunjukkan tidak adanya perbedaan utama untuk batch yang digunakan pada percobaan ini. Masukan yang terus menerus diperbolehkan kira-kira 15.000ton/tahun untuk sisa PC yang akan diolah. Pengaruh yang mungkin meningkatkan beban halogen pada korosi peralatan pembersihan gas harus melibatkan tes dalam jangka panjang.
Dengan rata-rata pemasukan yang normal, Co-treatment terhadap sisa PC tidak akan membahayakan proses fuming. Panas dilepaskan melalui pengenalan plastic yang terkandung dalam sisa PC dikompensasikan dengan rata-rata pemasukan batu bara. Pengaruh terhadap lingkungan harus dipertimbangkan sama seperti proses esensial untuk dioxin dan logam berat. Tidak ada perbedaan yang signifikan untuk emisi logam berat yang terdeteksi, kecuali mercury selama test pertama. Tidak ada peningkatan yang signifikan dari emisi dioxin untuk percobaan batch dengan sisa PC yang terdeteksi. Sedangkan paparan komponen senyawa mikroorganik terhadap para pekerja dan elemen toksik tidak melebihi ambang batas.
Recycling material yang melibatkan peleburan dan pemisahan material sekarang tidak memerlukan biaya yang besar karena telah disubsidi oleh pemerintah atau masyarakat. Jika biaya untuk pengolahan limbah WEEE € 350 - € 800/ton scrap, metoda yang digunakan dalam laporan ini adalah dengan tungku pembakaran Zn lebih ekonomis. WEEE dapat bersaing dengan bahan baku sekunder lainnya sehingga memerlukan biaya yang rendah dan mengacu kepada recovery logam berat. Biaya pengolahan limbahnya secara langsung berhubungan dengan nilai pasar.
