Mengelola Sampah Padat di Pabrik Baja: Pemulihan Berkelanjutan dan Manfaat Ekonomi

Pengelolaan Sampah Padat di Pabrik Baja

Secara umum, industri baja menghasilkan jumlah besar sampah padat saat memproses bahan melalui berbagai prosesnya. Sampah padat ini mengandung banyak produk bernilai yang dapat digunakan kembali jika dipulihkan secara ekonomis. Industri baja di seluruh dunia telah mengadopsi sejumlah inovasi dan terus melakukan upaya lebih lanjut untuk mencapai pemanfaatan 100 persen sampah ini, dengan tujuan akhir meningkatkan efisiensi operasional dan ekonomi industri baja. Upaya ini tidak hanya mengurangi biaya pengolahan sampah dan pencemaran lingkungan, tetapi juga menyediakan bijih besi, bahan fluks, dan manfaat tarif bahan bakar yang signifikan untuk proses yang ada, sehingga menghemat bahan baku yang setara.

Industri baja bersifat intensif modal dan energi, dengan volume produksi yang sangat tinggi. Rantai proses di dalam industri ini panjang. Banyak teknologi berbeda diterapkan dan industri ini memiliki dampak signifikan terhadap lingkungan. Salah satu kekhawatiran utama industri baja dunia adalah pengelolaan sampah yang dihasilkan di berbagai tahap pengolahan. Karena dorongan alami untuk hemat biaya, ada tren yang meningkat dalam mengadopsi teknologi pemulihan sampah yang mengubah sampah menjadi kekayaan, sehingga memperlakukan sampah sebagai produk sampingan. Ini telah mengarah pada pengembangan teknologi nol sampah. Teknologi yang dikembangkan untuk mengubah sampah pabrik baja secara ekonomis menjadi kekayaan juga memberikan peluang bisnis baru bagi wirausaha calon.

Menurut World Steel Association (WSA), industri baja dunia menerapkan prinsip pengurangan, penggunaan kembali, dan daur ulang (3 'R') dalam banyak cara untuk meningkatkan keberlanjutan industri. Akibatnya, industri telah secara dramatis mengurangi kebutuhan akan bahan baku. Pada tahun 1970 dan 1980, pabrik baja modern membutuhkan rata-rata 1,44 ton bahan baku untuk menghasilkan 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 persen.

Banyak tumpang tindih yang ada dalam interpretasi kata 'sampah padat' dan 'produk sampingan'. Faktanya, beberapa sampah padat di industri baja adalah produk sampingan penting yang dihasilkan selama berbagai proses pengolahan bahan dalam proses produksi besi dan baja. Sebagai contoh, sampai dengan dekade terakhir, escoria, debu, dan lumpur yang dihasilkan oleh industri baja disebut sampah padat, tetapi kini istilah ini telah diganti dengan produk sampingan untuk bahan limbah ini. Karena pemanfaatan ulang yang intensif, beberapa sampah padat kini disebut secara luas sebagai 'produk sampingan'.

Menurut 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 produk sampingan mendukung keberlanjutan industri baja. Ini mencegah sampah di tempat pembuangan akhir, mengurangi emisi CO2, dan membantu melestarikan sumber daya alam. Jual beli produk sampingan juga berkelanjutan secara ekonomi. Ini menghasilkan pendapatan bagi produsen baja dan membentuk dasar dari industri luas yang menguntungkan di seluruh dunia. Beberapa produsen baja melaporkan tingkat pemanfaatan dan daur ulang produk sampingan hingga 99 persen. Produk sampingan utama dari produksi besi dan baja kasar adalah escoria, debu, besi bekas, dan lumpur.

Pengelolaan sampah padat yang dihasilkan dari proses industri baja adalah kekhawatiran utama. Oleh karena itu, filosofi Kurangi, Gunakan Kembali, dan Daur Ulang (3R) serta manajemen limbah yang efisien perlu diadopsi oleh industri baja.

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

Pembuatan Koksi

Sampah padat utama yang dihasilkan dalam produksi koks metalurgi adalah debu batu bara, debu koksi, lumpur ter, dan lumpur asam. Debu batu bara didaur ulang kembali melalui campuran batu bara. Debu batu bara juga dapat didaur ulang bersama dengan debu koksi dengan menambahkannya ke dalam campuran muatan sinter. Lumpur ter ditambahkan ke campuran batu bara untuk meningkatkan kepadatannya. Lumpur asam perlu dinetralkan sebelum dibuang.

Pembuatan Sinter

Sampah padat yang dihasilkan dalam pembuatan sinter adalah debu dan lumpur. Debu dihasilkan di lantai gedung mesin sinter, siklon, dan ESP (Electrostatic Precipitator). Lumpur dihasilkan di klarifikasi pengolahan air. Debu dan lumpur ini kaya akan besi (Fe) dan mengandung jumlah yang baik kapur (CaO), magnesia (MgO), dan karbon (C). Bahan-bahan ini sangat baik untuk didaur ulang kembali dalam pembuatan sinter. Bahan-bahan ini dicampur dengan butir bijih besi halus atau dibriket untuk daur ulang.

Pabrik Pelet

Sampah padat utama yang dihasilkan di pabrik pelet adalah debu dan pelet hijau yang ukurannya terlalu kecil. Keduanya didaur ulang kembali ke dalam bahan baku pelet.

Pembuatan Besi dengan Tungku Blast Furnace

Sampah padat yang dihasilkan selama proses pembuatan besi dengan tungku blast furnace (BF) adalah debu, saringan beban di gudang bahan baku, macet saluran gudang tuang, kotoran gudang tuang, escoria blast furnace, debu asap, debu atau lumpur GCP, limbah refraktori, dan tengkorak tong besi cair (HM).

Debu dan saringan beban didaur ulang kembali dalam pembuatan sinter. Macet saluran gudang tuang dijual sebagai besi bekas untuk dilebur kembali atau didaur ulang di pabrik peleburan baja. Kotoran gudang tuang dibuang sebagai bahan isian tempat pembuangan akhir.

Sebagian besar escoria cair BF dipeletkan dan dijual kepada produsen semen untuk pembuatan semen escoria BF. Sebagian kecil escoria BF dikudapkan dengan udara. Escoria BF yang dikudapkan dengan udara dibuang sebagai tempat pembuangan akhir atau digunakan dalam perbaikan jalan di dalam pabrik baja. Dalam kedua kasus, kontaminasi besi pada escoria dipisahkan dan dijual untuk dilebur kembali.

Debu asap dan debu GCP kering (dalam kasus pembersihan gas kering) didaur ulang dalam pembuatan sinter. Lumpur basah GCP (dalam kasus pembersihan gas basah) dari klarifikasi dieringkan dan dicampur dengan butir bijih besi halus di yard bahan baku atau dibriket dan didaur ulang dalam pembuatan sinter.

Limbah refraktori dari bengkel perbaikan tong dijual dan digunakan oleh produsen refraktori dalam pembuatan mortar. Tengkorak tong HM dibelah dengan bobat jatuh atau dengan lancaran dan tengkorak yang sudah pecah dijual sebagai besi bekas atau digunakan di pabrik peleburan baja.

Pembuatan Besi dengan Reduksi Langsung

Selama proses pembuatan besi dengan reduksi langsung, sampah padat utama adalah arang (untuk pabrik yang menggunakan teknologi berbasis batu bara), debu (batu bara dan besi), DRI (direct reduced iron) yang ukurannya terlalu kecil, dan DRI yang ditolak. Arang digunakan di pembangkit listrik captive sebagai bahan bakar boiler. Debu batu bara dan besi digunakan di pabrik sinter. Debu batu bara juga dapat digunakan di boiler. Debu besi juga dapat dijual kepada produsen semen. DRI yang ukurannya terlalu kecil dibriket dan digunakan bersama dengan DRI di pabrik peleburan baja. DRI yang ditolak didaur ulang kembali ke dalam proses.

Tuangan Besi Kasar

Selama tuangan besi kasar dari besi cair, bahan limbah seperti macet pelat, macet saluran, dan lumpur kapur dihasilkan. Macet pelat dan macet saluran dijual sebagai besi bekas setelah diproses. Lumpur kapur digunakan untuk tujuan netralisasi.

Pembuatan Baja dengan Basic Oxygen Furnace (BOF)

Bahan limbah utama dalam pembuatan baja BOF adalah escoria konverter, besi bekas, limbah refraktori, kotoran konverter, dan lumpur pabrik pembersihan gas (GCP). Kecuali lumpur GCP, semua bahan limbah lainnya biasanya dihasilkan dalam kondisi bercampur, yang berarti selama pembuatan, satu bahan limbah terkontaminasi dengan bahan limbah lain. Oleh karena itu, pemisahan adalah langkah yang sangat penting untuk daur ulang bahan limbah dalam pembuatan baja.

Lumpur basah GCP dari klarifikasi dieringkan dan dicampur dengan butir bijih besi halus di yard bahan baku atau dibriket dan didaur ulang dalam pembuatan sinter.

Escoria konverter setelah besi bekas dihilangkan didaur ulang dalam campuran sinter sebagai pengganti batu kapur. Escoria konverter juga digunakan dalam perbaikan jalan, untuk balast rel kereta api, dan sebagai kondisi tanah.

Besik bekas yang dikeluarkan dari escoria konverter serta dari kotoran didaur ulang kembali ke konverter untuk tujuan pendinginan. Besi bekas baja juga dihasilkan ketika ada tong bocor atau konverter bocor, meski fenomena ini sangat jarang.

Dari kotoran konverter, besi bekas dan limbah refraktori dihilangkan dan sisanya digunakan untuk tempat pembuangan akhir.

Limbah refraktori biasanya terdiri dari dua jenis. Jenis pertama adalah yang keluar dari lapisan konverter yang sudah digunakan dan terutama terdiri dari refraktori karbon magnesium. Sebagian besar refraktori ini yang tidak terkontaminasi digunakan di konverter untuk patching dasar. Jenis kedua adalah limbah refraktori tong. Jika limbah ini bersifat basa, maka mereka diperlakukan secara serupa dengan limbah refraktori konverter. Jika mereka berupa alumina, maka limbah refraktori digunakan untuk pembuatan mortar.

Pembuatan Baja Listrik

Bahan limbah utama dalam pembuatan baja listrik adalah debu GCP EAF (electric arc furnace), escoria, besi bekas, dan limbah refraktori. Limbah refraktori karbon magnesia digunakan sebagai kondisi escoria di EAF.

Escoria EAF (Electric Arc Furnace) karena kristalinnya yang tinggi dan kandungan besi yang tinggi saat ini belum memiliki metode daur ulang potensial yang terbukti. Indeks basa (BI) escoria umumnya antara 1,2-1,8 yang termasuk dalam kelompok Merwinite hidraulik rendah. Juga Indeks Giling, yang merupakan ukuran energi yang diperlukan untuk menggerus bahan tertentu hingga ukuran tertentu, tinggi karena kandungan oksida besi yang tinggi. Ini membuat penggerusan dan pemrosesan lebih lanjut escoria EAF intensif energi. Escoria telah digunakan sebagai agregat efektif untuk pembuatan jalan. Keramik bermata teredak juga telah dikembangkan dari escoria EAF.

Penyamburan Berkelanjutan

Bahan limbah utama yang dihasilkan dalam proses penyamburan berkelanjutan adalah busa penyamburan berkelanjutan, limbah refraktori, besi bekas, escoria, dan kotoran. Di sini juga bahan limbah dihasilkan dalam kondisi bercampur dan pemisahan diperlukan sebagai langkah pertama untuk memisahkan berbagai jenis limbah.

Busa penyamburan berkelanjutan didaur ulang di pabrik sinter. Besi bekas didaur ulang dalam pembuatan baja. Bahan limbah lainnya digunakan sebagai tempat pembuangan akhir.

Pabrik Gulungan (Rolling Mills)

Bahan limbah padat utama yang dihasilkan di pabrik gulungan adalah busa pabrik, limbah refraktori dari pemanaskan ulang, dan besi bekas.

Busa pabrik didaur ulang di pabrik sinter. Besi bekas didaur ulang di pabrik peleburan baja. Limbah refraktori tergantung pada kondisi, baik digunakan untuk pembuatan mortar atau dibuang.

Pembakaran Kapur

Sampah padat yang dihasilkan di pabrik pembakaran adalah saringan batu kapur dan dolomit, debu kapur, dan butir kapur halus. Debu kapur dan butir kapur halus dibriket dan didaur ulang baik di pabrik sinter atau pabrik peleburan baja. Saringan batu kapur dan dolomit didaur ulang di pabrik sinter.

Pembangkit Listrik Termal

Sampah padat utama yang dihasilkan di pembangkit listrik adalah abu terbang dan abu bawah. Abu terbang digunakan dalam produksi semen. Di beberapa pabrik, abu dikirim ke kolam abu. Abu yang dipulihkan dari kolam abu digunakan untuk meningkatkan tinggi bendungan kolam abu.

Manajemen Sampah Padat

Manajemen sampah padat terdiri dari pembentukan, pencegahan, karakterisasi, pemantauan, perawatan, penanganan, penggunaan kembali, dan pengakhiran sisa. Ini membutuhkan sikap baru dari karyawan dan manajemen. Pemikiran tradisional menempatkan semua tanggung jawab pada beberapa ahli yang bertanggung jawab atasnya. Fokus baru adalah membuat manajemen sampah menjadi tanggung jawab setiap karyawan. Pentingnya manajemen sampah padat adalah apa yang harus dipelajari oleh manajer dan pekerja yang berorientasi pada produksi. Untuk manajemen sampah padat yang efektif, partisipasi dan kerjasama mereka sangat krusial.

Komitmen manajemen juga diperlukan dan vital untuk program manajemen sampah yang berhasil. Manajemen dapat menunjukkan komitmennya dengan melatih karyawan dalam teknik manajemen sampah, mendorong saran karyawan, menyediakan sumber daya untuk aktivitas 3R, dan mengukur serta memantau pembentukan sampah dan daur ulang sampah.

Tujuan akhir manajemen harusnya nol sampah padat dari pabrik. Untuk ini, penindakan lanjutan dan perbaikan berkelanjutan sangat krusial. Pengukuran dan pelaporan pengurangan sampah serta pencapaian tujuan hemat biaya juga membantu dalam meningkatkan hasil kerja dan pengembangan berkelanjutan pabrik baja.

3 'R' Manajemen Sampah Padat

3 'R' manajemen sampah padat ditunjukkan dalam Gambar 1.

Gambar 1 3 'R' Manajemen Sampah Padat