Pengelolaan Limbah Padat di Pabrik Baja

Pengelolaan Limbah Padat di Pabrik Baja

Industri baja pada umumnya menghasilkan limbah padat dalam jumlah besar saat memproses bahan melalui berbagai prosesnya. Limbah padat ini memiliki banyak produk berharga, yang dapat digunakan kembali jika dimanfaatkan secara ekonomis. Industri baja di seluruh dunia telah mengambil sejumlah langkah inovatif dan terus mengambil lebih jauh untuk pemanfaatan 100% limbah ini dengan tujuan akhir meningkatkan efisiensi operasional dan ekonomi industri baja. Langkah-langkah ini tidak hanya mengurangi biaya pembuangan limbah dan pencemaran lingkungan, tetapi juga memberikan sejumlah besar bijih besi dan bahan fluks serta manfaat tingkat bahan bakar untuk proses yang ada, sehingga menghemat jumlah bahan baku yang sesuai.

Industri baja merupakan industri padat modal dan energi dan volume produksinya sangat tinggi. Rantai proses dalam industri itu panjang. Banyak teknologi yang berbeda diterapkan dan industri memiliki dampak yang signifikan terhadap lingkungan. Salah satu perhatian utama industri baja dunia adalah pembuangan limbah yang dihasilkan pada berbagai tahap pengolahan. Karena dorongan alami untuk menjadi hemat biaya, ada tren yang berkembang untuk mengadopsi teknologi pemulihan limbah yang mengubah limbah menjadi kekayaan, dengan demikian memperlakukan limbah sebagai produk sampingan. Ini telah mengarah pada pengembangan teknologi zero-waste. Teknologi yang dikembangkan untuk mengubah limbah pabrik baja secara ekonomis menjadi kekayaan juga memberikan peluang bisnis baru bagi calon pengusaha.

Sesuai dengan World Steel Association (WSA), industri baja dunia menerapkan prinsip-prinsip pengurangan, penggunaan kembali dan daur ulang (3 'R) dalam banyak cara, untuk meningkatkan keberlanjutan industri. Karena ini industri telah secara dramatis mengurangi kebutuhan bahan baku. Pada 1970-an dan 1980-an, pabrik baja modern membutuhkan rata-rata 1,44 ton bahan baku untuk memproduksi 1 ton baja. Dengan investasi dalam penelitian, peningkatan teknologi dan perencanaan yang baik, industri baja saat ini hanya menggunakan 1,15 ton input untuk membuat 1 ton baja yang berarti pengurangan sebesar 21%.

Dewasa ini banyak tumpang tindih dalam penafsiran kata 'limbah padat' dan 'produk sampingan'. Sebenarnya beberapa limbah padat dalam industri baja sangat penting oleh produk yang dihasilkan selama berbagai pemrosesan bahan dalam proses yang terlibat dalam produksi besi dan baja. Misalnya, sampai dekade terakhir, terak, debu dan lumpur yang dihasilkan oleh industri baja disebut limbah padat, tetapi sekarang istilah ini telah diganti dengan produk sampingan untuk bahan limbah tersebut. Karena pemanfaatan kembali limbah secara intensif, beberapa limbah padat kini semakin sering disebut sebagai 'produk sampingan'.

  Sesuai WSA, produk sampingan yang dipulihkan (istilah yang digunakan secara bergantian dengan produk sampingan), dapat didaur ulang selama proses pembuatan baja atau dijual untuk digunakan oleh industri lain. Penggunaan co-products mendukung keberlanjutan industri baja. Ini mencegah limbah TPA, mengurangi emisi CO2 dan membantu melestarikan sumber daya alam. Penjualan produk sampingan juga berkelanjutan secara ekonomi. Ini menghasilkan pendapatan bagi produsen baja dan membentuk basis industri di seluruh dunia yang menguntungkan. Beberapa produsen baja melaporkan pemanfaatan produk bersama dan tingkat daur ulang setinggi 99%. Produk sampingan utama dari produksi besi dan baja mentah adalah terak, debu, skrap, dan lumpur.

Pembuangan limbah padat yang dihasilkan dari proses industri baja menjadi perhatian utama. Oleh karena itu, filosofi Reduce, Reuse, dan Recycle (3 Rs) serta pengelolaan limbah yang efisien perlu diterapkan oleh industri baja.

Berikut ini adalah limbah padat/produk sampingan/produk sampingan utama dalam berbagai proses produksi industri baja.

  Pembuatan minuman bersoda

Limbah padat utama yang dihasilkan dalam produksi kokas metalurgi adalah debu batubara, debu kokas, lumpur tar dan lumpur asam. Debu batubara didaur ulang kembali melalui campuran batubara. Debu batubara juga dapat didaur ulang bersama dengan debu kokas dengan menambahkannya ke dalam campuran muatan sinter. Lumpur tar ditambahkan ke dalam campuran batubara untuk meningkatkan densitasnya. Lumpur asam perlu dinetralkan sebelum dibuang.

  Pembuatan sinter

Limbah padat yang dihasilkan dalam pembuatan sinter adalah debu dan lumpur. Debu dihasilkan di lantai bangunan mesin sinter, siklon dan ESP (Electrostatic precipitator). Sludge dihasilkan di clarifier dari instalasi pengolahan air. Debu dan lumpur ini kaya akan besi (Fe) dan mengandung banyak kapur (CaO), magnesium (MgO) dan karbon (C). Bahan-bahan ini adalah bahan yang sangat baik untuk didaur ulang kembali dalam pembuatan sinter. Bahan-bahan ini dicampur dengan butiran halus bijih besi atau dibuat briket untuk didaur ulang.

  Pabrik pelet

Limbah padat utama yang dihasilkan di pabrik pelet adalah debu dan pelet hijau berukuran kecil. Keduanya didaur ulang kembali ke bahan pakan pelet.

  Pembuatan besi tanur sembur

Limbah padat yang dihasilkan selama proses pembuatan besi tanur sembur (BF) adalah debu, penyaringan beban di stock house, selai pelari rumah cor, kotoran rumah cor, terak tanur tinggi, debu cerobong asap, debu atau lumpur GCP, limbah refraktori, dan logam panas. (HM) tengkorak sendok.

Penyaringan debu dan beban didaur ulang kembali dalam pembuatan sinter. Selai pelari cor rumah dijual sebagai potongan besi untuk dicairkan kembali atau didaur ulang di toko peleburan baja. Kotoran rumah cor dibuang sebagai material timbunan tanah.

Sebagian besar terak cair BF menjadi butiran dan dijual ke produsen semen untuk pembuatan semen terak BF. Sejumlah kecil terak BF didinginkan oleh udara. Terak BF berpendingin udara dibuang sebagai tempat pembuangan sampah atau digunakan dalam perbaikan jalan di dalam pabrik baja. Dalam kedua kasus, kontaminasi besi dari terak dipisahkan dan dijual untuk dilebur kembali.

Debu buang dan debu kering GCP (dalam hal pembersihan gas kering) didaur ulang dalam pembuatan sinter. Lumpur basah GCP (dalam kasus pembersihan gas basah) dari clarifier dikeringkan dan dicampur dengan butiran halus bijih besi di halaman bahan mentah atau dibriket dan didaur ulang dalam pembuatan sinter.

Limbah refraktori dari bengkel ladle dijual dan digunakan oleh pabrik refraktori dalam pembuatan mortar. Tengkorak sendok HM dipatahkan baik dengan menjatuhkan berat atau dengan menusuk dan tengkorak yang patah dijual sebagai potongan besi atau digunakan di toko peleburan baja.

  Pembuatan besi dengan reduksi langsung

Selama proses pembuatan besi dengan reduksi langsung, limbah padat utama adalah arang (untuk pembangkit yang menggunakan teknologi berbasis batubara), debu (batubara dan besi), DRI berukuran kecil (besi reduksi langsung) dan DRI afkir. Char digunakan di captive power plant sebagai bahan bakar untuk boiler. Batubara dan debu besi digunakan di pabrik sinter. Debu batubara juga dapat digunakan dalam boiler. Debu besi juga bisa dijual ke produsen semen. DRI berukuran kecil dibriket dan digunakan bersama dengan DRI di bengkel peleburan baja. Penolakan DRI didaur ulang kembali dalam proses.

Pengecoran babi  

Selama pengecoran babi logam panas, bahan limbah seperti selai piring, selai pelari dan lumpur kapur dihasilkan. Plate jam dan runner jam dijual sebagai skrap besi setelah diproses. Lumpur kapur digunakan untuk tujuan penetralan.

  Pembuatan baja oksigen dasar

  Bahan limbah utama dalam pembuatan baja BOF adalah converter slag, scrap, waste refraktori, converter muck, dan lumpur gas cleaning plant (GCP). Kecuali lumpur GCP, semua bahan limbah lainnya biasanya dihasilkan dalam kondisi tercampur yang berarti bahwa selama pembuatan satu bahan limbah terkontaminasi dengan bahan limbah lainnya. Oleh karena itu, pemilahan merupakan langkah yang sangat penting untuk mendaur ulang bahan limbah dalam pembuatan baja.

Lumpur basah GCP dari clarifier dikeringkan dan dicampur dengan butiran halus bijih besi di halaman bahan baku atau dibuat briket dan didaur ulang dalam pembuatan sinter.

Konverter terak setelah penghapusan skrap didaur ulang dalam campuran sinter sebagai pengganti batu kapur. Konverter terak juga digunakan dalam perbaikan jalan, untuk pemberat rel kereta api, dan sebagai kondisioner tanah.

Memo dihapus dari konverter terak serta dari kotoran didaur ulang kembali dalam konverter untuk tujuan pendinginan. Potongan baja juga dihasilkan ketika ada ladle through atau converter through meskipun fenomena ini sangat jarang terjadi.

Dari sisa kotoran konverter dan limbah refraktori dibuang dan keseimbangan digunakan untuk penimbunan tanah.

Limbah refraktori biasanya terdiri dari dua jenis. Tipe pertama adalah yang keluar dari lapisan konverter bekas dan terutama terdiri dari refraktori magnesium karbon. Sebagian besar refraktori yang tidak terkontaminasi ini digunakan dalam konverter untuk penambalan bawah. Jenis kedua adalah limbah refraktori sendok. Jika limbah ini bersifat basa maka mereka diperlakukan sama dengan limbah refraktori konverter. Jika terbuat dari alumina maka limbah refraktori digunakan untuk pembuatan mortar.

  Pembuatan baja listrik

Bahan limbah utama dalam pembuatan baja listrik adalah EAF (electric arc furnace) debu GCP, slag, scrap dan limbah refraktori. Refraktori limbah karbon magnesium digunakan sebagai kondisioner terak di EAF.

Electric Arc Furnace (EAF) terak karena kristalinitasnya yang tinggi dan kandungan besi yang tinggi saat ini tidak memiliki metode yang mapan untuk potensi daur ulang. Indeks kebasaan (BI) terak umumnya antara 1,2-1,8 yang berada di bawah kelompok Merwinite hidrolik rendah. Juga Indeks Grindability, yang merupakan ukuran untuk energi yang dibutuhkan untuk menggiling bahan tertentu untuk ukuran tertentu, tinggi karena kandungan oksida besi yang tinggi. Hal ini membuat penggilingan dan pemrosesan lebih lanjut energi terak EAF menjadi intensif. Terak telah digunakan sebagai agregat yang efektif untuk pembuatan jalan. Ubin keramik vitrifikasi juga telah dikembangkan dari terak EAF.

Transmisi berkelanjutan

Bahan limbah utama yang dihasilkan dalam proses pengecoran kontinu adalah skala pengecoran kontinu, limbah tahan api, skrap, terak, dan kotoran. Di sini juga bahan limbah dihasilkan dalam kondisi tercampur dan diperlukan pemilahan sebagai langkah awal untuk memisahkan berbagai jenis sampah.

Skala pengecoran kontinu didaur ulang di pabrik sinter. Scrap didaur ulang dalam pembuatan baja. Bahan limbah lainnya digunakan sebagai timbunan tanah.

  Penggilingan penggilingan

Bahan limbah padat utama yang dihasilkan di pabrik penggilingan adalah skala pabrik, limbah tahan api dari tungku pemanas ulang, dan skrap.

Skala pabrik didaur ulang di pabrik sinter. Scrap didaur ulang di toko peleburan baja. Limbah refraktori tergantung pada kondisinya baik untuk pembuatan mortar atau dibuang.

  Kapur kalsinasi

Limbah padat yang dihasilkan di pabrik kalsinasi adalah penyaringan batu kapur dan dolomit, debu kapur dan butiran kapur. Debu kapur dan butiran kapur dibriket dan didaur ulang baik di pabrik sinter atau toko peleburan baja. Pemutaran batu kapur dan dolomit didaur ulang di pabrik sinter.

  Pembangkit listrik termal

Limbah padat utama yang dihasilkan di pembangkit listrik adalah fly ash dan bottom ash. Fly ash digunakan dalam produksi semen. Di beberapa tanaman abu dikirim ke kolam abu. Abu yang diperoleh dari kolam abu digunakan untuk menaikkan ketinggian tanggul kolam abu.

  Pengelolaan limbah padat

Pengelolaan sampah sampah padat terdiri dari pembangkitan, pencegahan, karakterisasi, pemantauan, pengolahan, penanganan, penggunaan kembali dan pembuangan sisa. Hal ini membutuhkan sikap baru dari karyawan dan manajemen. Pemikiran tradisional menempatkan semua tanggung jawab pada beberapa ahli yang bertanggung jawab untuk itu. Fokus barunya adalah menjadikan pengelolaan sampah menjadi tanggung jawab setiap karyawan. Pentingnya pengelolaan limbah padat adalah apa yang harus dipelajari oleh para manajer dan pekerja yang berorientasi pada produksi. Untuk pengelolaan limbah padat yang efektif, partisipasi dan kerjasama mereka sangat penting.

Komitmen manajemen juga diperlukan dan vital untuk keberhasilan program pengelolaan sampah. Manajemen dapat menunjukkan komitmennya dengan melatih karyawan dalam teknik pengelolaan limbah, mendorong saran karyawan, menyediakan sumber daya untuk kegiatan 3 Rs, dan  mengukur dan memantau timbulan sampah dan daur ulang sampah.

Tujuan akhir dari pengelolaan harus nol limbah padat dari pabrik. Untuk ini tindak lanjut dan perbaikan berkelanjutan sangat penting. Pengukuran dan pelaporan pengurangan limbah dan pencapaian tujuan penghematan biaya juga membantu dalam meningkatkan hasil kerja dan pengembangan berkelanjutan dari pabrik baja.

3 'R pengelolaan limbah padat ditunjukkan pada Gambar 1

Gbr 1 3 ‘R pengelolaan sampah padat