This paper discusses the agrotechnical use of foundry waste based on spent foundry sands (SFS). The advantage of foundry waste use is its high concentration of quartz sands and its similar physical properties to soils, including good permeability and filtration rate. An important component of foundry waste containing a mineral binders (green sands) is the presence of a clay fraction. In contrast, organic binders in some foundry wastes increase the percentage of organic matter. However, organic binders may contain toxic substances that are hazardous to the biota. Therefore, it is not recommended to use foundry waste with organic binders in agriculture or horticulture. Moreover, heavy metals may be problematic in the agrotechnical use of foundry waste mainly derived from cast metal. The disadvantage of using foundry waste as soil substrates is the low proportion of fertilizing components. Due to the low content of nutrients in foundry waste, it is recommended that it is used as a structural component mixed with other additives, such as sewage sludge or compost. The paper presents the results of research on the content of pollutants and the assessment of the biotoxicity of foundry waste. Based on the analyzed literature reports and own research, it was found that the use of foundry waste for non-industrial purposes, such as the production of artificial horticultural substrates, soilless substrates and artificial soils (Technosols), should be preceded by numerous studies to confirm the absence of negative impacts on the environment and human health.
PL
W pracy przedstawiono agrotechniczne wykorzystanie odpadów odlewniczych na bazie zużytych piasków formierskich (SFS). Zaletą wykorzystania odpadów odlewniczych jest wysoka zawartość piasków kwarcowych i zbliżone właściwości fizyczne do gleb, w tym dobra przepuszczalność i współczynnik filtracji. Ważnym składnikiem odpadów odlewniczych zawierających spoiwa mineralne (green sands) jest obecność frakcji ilastej. Poza tym spoiwa organiczne obecne w niektórych odpadach odlewniczych zwiększają udział materii organicznej. Spoiwa organiczne mogą jednak zawierać substancje toksyczne, które są niebezpieczne dla organzimów żywych. Dlatego nie zaleca się wykorzystywania odpadów odlewniczych zawierających spoiwa organiczne w rolnictwie lub ogrodnictwie. Ponadto metale ciężkie mogą stanowić problem w agrotechnicznym wykorzystaniu odpadów odlewniczych, pochodzących głównie z odlewów. Wadą stosowania odpadów odlewniczych jako podłoża glebowego jest niski udział składników nawozowych. Z tego powodu zaleca się stosowanie ich jako składnik konstrukcyjny, po zmieszaniu z innymi dodatkami takimi jak osady ściekowe czy kompost. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości zanieczyszczeń oraz oceny biotoksyczności odpadów odlewniczych. Na podstawie przeanalizowanych doniesień literaturowych oraz badań własnych stwierdzono, że wykorzystanie odpadów odlewniczych do celów nieprzemysłowych, takich jak produkcja sztucznych podłoży ogrodniczych, podłoży bezglebowych i gleb sztucznych (Technosols), powinno być poprzedzone licznymi badaniami, które potwierdzą brak negatywnego wpływu na środowisko i zdrowie ludzi.
W artykule przedstawiono kierunki zagospodarowania odpadów odlewniczych, przede wszystkim zużytych piasków formierskich (SFS – Spent Foundry Sands) oraz pyłu po regeneracji mas odlewniczych. Ważnym aspektem ochrony środowiska w produkcji odlewniczej jest ograniczenie ilości wytwarzanych odpadów. Można to osiągnąć poprzez regenerację SFS. Dzięki temu powtórnie wykorzystuje się odpady, co zmniejsza koszty zakupu surowców i opłaty środowiskowe związane z ich składowaniem. Zużyte piaski formierskie, które nie nadają się do powtórnego wykorzystania w odlewniach, mogą być stosowane w innych dziedzinach przemysłu. SFS stosuje się najczęściej w drogownictwie i budownictwie oraz jako materiał inertny do wypełniania nieczynnych kopalni (Smoluchowska i Zgut 2005; Bany-Kowalska 2006). Ciekawym rozwiązaniem jest stosowanie SFS w ogrodnictwie i rolnictwie. W artykule przedstawiono zalety i wady takiego wykorzystania. Stwierdzono, że zużyte piaski formierskie mogą być przydatne do produkcji mieszanek glebowych dla wielu zastosowań rolniczych i ogrodniczych. Ze względu na możliwość zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi i związkami organicznymi takie stosowanie zaleca się dla tak zwanych green sands, czyli SFS ze spoiwami mineralnymi. Poza tym omówiono – proponowane przez niektórych badaczy – nowatorskie rozwiązanie energetycznego wykorzystania pyłów po regeneracji SFS ze spoiwami organicznymi. Okazuje się, że pyły z regeneracji zużytych piasków formierskich ze spoiwami organicznymi, ze względu na wysoki udział substancji organicznych, decydujących o ich wartości opałowej oraz krzemionki, mogą być wykorzystane jako paliwo alternatywne i surowiec w piecach cementowych.
EN
The article presents the directions of foundry waste management, mainly used for spent foundry sands (SFS) and dust after the reclamation of this waste. An important aspect of environmental protection in foundry production is the reduction of the amount of generated waste as a result of SFS regeneration. The advantage is the reuse of waste, which reduces the costs of raw materials purchase and environmental fees for landfilling. Non -recycled spent foundry sands can be used in other industries. SFS is most often used in road and construction industries as well as inert material in closed mines (Smoluchowska and Zgut 2005; Bany-Kowalska 2006). An interesting direction of using SFS is its application in gardening and agriculture. The article presents the advantages and disadvantages of such use. It was found that spent foundry sands can be useful for the production of soil mixtures for many agricultural and horticultural applications. Due to the possibility of environmental pollution with heavy metals and organic compounds, such an application is recommended for the so-called green sands, i.e. SFS with mineral binders. In addition, an innovative solution for the energy use of dusts after spent foundry sands reclamation with organic binders has been discussed and proposed by some researchers. It was shown that dust from reclaimed SFS with organic binders can be used as an alternative fuel and raw material in cement kilns, due to the high percentage of organic substances which determine their calorific value and silica.
W literaturze fachowej brak jest aktualnych informacji odnośnie ilości odpadów odlewniczych wytwarzanych w kraju o ostatnich latach, nie są także dostępne dane GUS, dlatego też w niniejszym artykule dokonano ich bilansu, by rozpoznać skalę problemu. Nowa ustawa o odpadach obowiązująca od początku 2013 r. (Dz.U.2013.poz.21) wprowadza hierarchię postępowania z odpadami, na pierwszym miejscu stawiając zapobieganie ich powstawaniu, a następnie maksymalny odzysk i ponowne wykorzystanie. W odlewnictwie, zwłaszcza w dużych odlewniach, część mas formierskich znajduje się w obiegu zamkniętym, tzn. poddawane są odzyskowi wewnętrznemu (masa obiegowa jest odświeżana) oraz procesom regeneracji (głównie mechanicznej), a tylko część (ok. 25%) kierowana jest na składowiska. Dzięki temu gospodarka odpadami w części odlewni, szczególnie tych większych, spełnia wymagania ustawy, natomiast w odlewniach małych praktycznie wszystkie zużyte masy formierskie trafiają na składowiska.
EN
In professional literature there is a lack of up-to-date information concerning amounts of spent foundry materials produced in the country in the last years, neither the data of the Central Statistical Office (GUS) are available, and therefore their balance - to recognize the problem scale - was performed in the hereby paper. The new Act on wastes, in force from the beginning of the year 2013 (Dz.U.2013.poz.21), introduces the waste management hierarchy, giving the first place to the prevention of their formation, followed by the maximal reclamation and reusing. In the foundry practice, especially in large foundry plants, a large part of moulding sands is in the closed circulation, it means is subjected to the internal reclamation (circulating used sand is rebounded) and to reclamation processes (mainly mechanical) and only a small part (app. 25%) is directed to dumping grounds [1]. Due to that, the waste management in some foundry plants, especially in larger ones, meets the Act requirements, while in small foundry plants nearly all spent moulding sands are directed to dumping grounds.
W dniu 31 marca 2011 r. Parlament Europejski przyjął Rozporządzenie Rady Europy (UE) NR 333/2011 ustanawiające kryteria określające, kiedy pewne rodzaje złomu przestają być odpadami na mocy dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE. Jest to pierwsze rozporządzenie w sprawie zniesienia statusu odpadu dla pewnej grupy odpadów. Dotyczy ono złomu stali i żeliwa oraz złomu aluminium. Planowane jest również analogiczne rozporządzenie dotyczące złomu miedzi.
EN
The European Parliament adopted on March 31 2011 the Regulation of the Council of Europe (EU) No. 333/2011 introducing criteria determining when certain types of wastes are not longer wastes on the strength of the directive of the European Parliament and the Council 2008/98/WE. This is the first Regulation to annul the waste status for certain group of wastes. It concerns steel and cast iron scraps and aluminium scraps. Analogous regulation is planned for copper scraps too.
W artykule przedstawiono wyniki ankiety przeprowadzonej w 55 odlewniach krajowych dotyczącej: wielkości produkcji z podziałem na rodzaj stopów, zużycia świeżego piasku kwarcowego oraz sumarycznej ilości i rodzaju wytworzonych odpadów. Ankietą objęte zostało 37 odlewni stopów żelaza i 18 odlewni stopów metali nieżelaznych. W tych odlewniach wyprodukowano w roku 2006 408 734,2 t odlewów, z których 80,9% stanowiły odlewy ze stopów żelaza, a 19,1 % odlewy ze stopów metali nieżelaznych. Produkcja odlewni, które poddano analizie wynosiła 48% całkowitej produkcji w danym roku. Ilość odpadów mas formierskich powstających w odlewniach stopów żelaza stanowiła 97% sumarycznej ilości odpadów z krajowej produkcji odlewniczej. Z całkowitej ilości mas, w których wykonano formy i rdzenie, wynoszącej 881 635 t na składowiska wysypisk zostało skierowane około 225 332,8 t, procesom regeneracji (głównie mechanicznej) poddano 146 351 t (około 16,6%), a odzyskowi wewnętrznemu (masa odświeżona) około 129 600 t (14,7%) masy zużytej.
EN
The paper presents the results of the analysis of a questionnaire including 55 Polish foundries concerning the volume and kind of casting production, silica sand consumption, kind and total amount of generated wastes. 37 steel and iron foundries and 18 foundries of non ferrous foundries answered the questionnaire. Percentage contribution in volume of Polish overall casting production of questioned foundries in year 2006 was 408 734.2 tonnes of castings, from which the 80.9% were manufactured by steel and iron foundries and 19.1% by the foundries of non ferrous metals. The production rate of castings foundries reached 48% of Polish casting production in analyzed year. The volume of used moulding and core sands generated in ferrous foundries was 97% of total volume of waste generated in all Polish foundries. From overall volume equal 881 635 tonnes of used sand about 225 332.8 tones was directed on deposits, the rate of reclaimed sands reached 146 351 tones (ca. 16.6%), while about 129 600 (14.7%) tonnes of used sand was recovered as a component of new sand mixtures.
W referacie podano krótką charakterystykę odpadowych mas formierskich. Omówiono aktualny stan gospodarki tymi odpadami. Przedstawiono wyniki badań dotyczących zastosowania odpadowych mas pochodzących z procesów odlewniczych w drogownictwie oraz budownictwie. Określenie właściwości fizyko-chemicznych omawianych odpadów pozwoliło na dokonanie oceny możliwości ich wykorzystania.
EN
In the article a short characteristic of the waste moulding sands was given. The actual state of the waste management was discussed. The results of research works concerning the application of the waste sands coming from foundry processes in the road engineering and building industry were presented. The determination of the physical-chemical properties of the wastes under discussion allowed to evaluate the possibilities of their utilization.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono doświadczenia Instytutu Odlewnictwa w zakresie regeneracji piasków ze zużytych mas formierskich i rdzeniowych. Przedstawiono metody regeneracji piasków. Opisano działanie wybranych urządzeń oraz linii do regeneracji piasków zastosowanych w kraju i zagranicą. Przedstawiono wyniki badań produktów regeneracji oraz kierunki ich wykorzystania w odlewni i poza odlewnią. Omówiono ekonomikę procesu regeneracji piasków. Nakreślono problemy z wykorzystaniem zużytych materiałów poformierskich poza odlewnią.
EN
In the article the Foundry Research Institute experience in reclamation of the waste foundry sands has been presented. The methods of reclamation, operation of chosen units and the reclamation lines, which work in Poland and abroad have been described. The authors presented results of the investigation of reclamation products and the trends of their use in foundries and other sectors of industry. An economy of reclamation process have been discussed. The problems with the reuse of the foundry waste sands in the other sectors of industry has been shown.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.