LIFE projects technical conference: Water, waste and circular economy

Transcripción

1 Organised by: LIFE projects technical conference: Water, waste and circular economy 8th of November 2016 Eurecat CTM

2 VALORIZATION OF IRON FOUNDRY SANDS AND DUST IN CERAMIC TILE PRODUCTION PROCESS (LIFE14 ENV/ES/000252) JORNADA TÉCNICA DE LIFEs RESIDUOS Y ECONOMÍA CIRCULAR Coordinador del proyecto Socios Manresa, 8 de Noviembre de 2016

3 OBJETIVO PRINCIPAL Demostrar la viabilidad técnica, económica y ambiental de la valorización de la fracción fina y de las arenas de fundición férrea en la producción de baldosas cerámicas BENEFICIOS: Preservación de recursos naturales Incremento de la valorización de residuos de la fundición Reducción de la huella ambiental en ambos sectores Aumentar la competitividad en ambos sectores

4 LOCALIZACIÓN: España DURACIÓN: 03/09/15 31/08/18 SECTORES: Fundición férrica + cerámica

5 MOTIVACIÓN A pesar existen numerosas soluciones técnicas industriales para la valorización de las arenas de moldeo en verde y químico así como de los finos de moldeo en verde provenientes de la fundición férrea La realidad es que existe una problemática ambiental asociada: Source:

6 PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 4,1 MTn/año en 2013* * Datos correspondientes a los 4 principales productores (ES, TU, FR y ALE) La prevención y gestión de la generación de residuos, se estableció como a una de las 4 prioridades del 6º programa de acción ambiental de la UE WASTE FRAMEWORK DIRECTIVE

7 MOTIVACIÓN A pesar existen numerosas soluciones técnicas industriales para la valorización de ciertas fracciones de la fundición férrea La realidad es que valorización es < 50% Necesidad desarrollar soluciones sostenibles ambiental y económicamente Source:

8 MOTIVACIÓN Potenciar el concepto de Economía Circular Promover la simbiosis industrial entre las empresas del sector de la fundición y sector cerámico Source: Circular Economy package what's in it? presentation by Pierre Henry DG Environment Industrial symbiosis is an association between two or more industrial facilities or companies in which the wastes or by products of one become the raw materials for another. This usually done for both commercial and environmental reasons Source: databases/resat/en/node/114

9 SIMBIOSIS INDUSTRIAL Planteamiento Oportunidad Sostenible? Implementación Requerimientos Validación Marco regulatorio Adecuación Ensayo LIFE FOUNDRYTILE aplica todos estos pasos

10 OPORTUNIDAD ESPAÑA: En 2013, con un grado de sustitución del 5%, la producción de baldosas puede absorber el 100% de los subproductos generados por las fundiciones férricas EUROPA: La industria cerámica es capaz de absorber el 75% de estos residuos Innovación: La utilización de residuos de las arenas y la fracción fina en la producción de baldosas en sustitución de materias primas naturales, arcilla (productos cerámicos de cocción roja) y arenas (productos cerámicos de cocción blanca)

11 REQUERIMIENTOS Del sector cerámico vs características de los subproductos de fundición férrica: Elaborada una base de datos de subproductos de fundición y los criterios de aceptabilidad para los productos cerámicos: El contenido de Fe 2 O 3 y Carbono Orgánico son los aspectos más críticos a considerar Implicación en el proyecto de 17 empresas del sector de la fundición y cerámico Caracterización de 23 muestras representativas de arenas y finos de 10 fundiciones según criterios de proximidad y características de las arenas y finos (F): Clasificación subproductos fundición: Arenas (AV) y Finos (FV) de moldeo verde Arenas (AQ ) y Finos (FQ ) de Moldeo Químico: FI: Fenol isocianato FU: Furánicas FA: Fenol alcalino SE: Silicato éster

12 Caracterización de los subproductos de fundición REQUERIMIENTOS Código Parámetros I Composición química y mineralógica: FRX y DRX II Contenido de compuestos semivolátiles (SVOC) III Contenido de formaldehido IV Contenido de bentonita activa (azul de metileno) V Determinación de la distribución de tamaños de partícula mediante tamices VI Determinación de la distribución de tamaños de partícula mediante difracción láser VII Contenido de humedad VIII Ensayos de lixiviación y solubilización IX Morfología de los materiales mediante micrografía SEM Análisis térmico simultáneo (ATD TG) para conocer X las transformaciones que se producen en estos materiales durante el tratamiento térmico XI Contenido en C por Leco Código Parámetros I II III IV V VI VII VIII IX X XI AV 1 X X X X X X X X AV 2 X X X X X X X X X FV 1 X X X X X X X FV 2 X X X X X X X X X AQ FI 1 X X X X X X X X AQ FI 2 X X X X X X X FQ FI 1 X X X X X X X X FQ FI 2 X X X X X X X X AQ FU 1 X X X X X X X X X X AQ FU 2 X X X X X X X FQ FU 1 X X X X X X X X X X FQ FU 2 X X X X X X X AQ FA 1 X X X X X X X AQ FA 2 X X X X X X X X FQ FA 1 X X X X X X X FQ FA 2 X X X X X X X X X AQ SE 1 X X X X X X X AQ SE 2 X X X X X X X FQ SE 1 X X X X X X X FQ SE 2 X X X X X X X

13 Resultados C orgánico ARENAS (0,1 3 %) AQ SE < AQ FI < AQ FA < AV/AQ FU FRACCIÓN FINA (0 40 %) FQ SE < FQ FU < FQ FI < FV << FQ FA > 10% > 20% REQUERIMIENTOS Resultados Fe 2 O 3 ARENAS (0,3 32 %) AQ FU < AV < AQ FA < AQ SE <<< AQ FI > 2% > 25% FRACCIÓN FINA (0,4 5,5%) FQ FU < FV < FQ FA < FQ SE < FQ FI > 5% Los problemas por un elevado contenido de C orgánico se concentran en las muestras de fracción fina (principalmente FQ FI, FV y FQ FA) El Fe 2 O 3 se concentra principalmente en las muestras de arenas de AQ FI Límites del contenido de Fe 2 O 3 y C orgánico en los subproductos para su uso en baldosas cerámicas: Fe 2 O 3 < 1,5% (pasta blanca) C orgánico < 2% (pasta blanca y roja)

14 Sector cerámica OBJETIVO TÉCNICO

15 ADECUACIÓN Tratamiento y procesado para aumentar el potencial de valorización: Separación física de los componentes: Separación de las fracciones < 100 y < 150 micras mediante tamices C org inicial 17,5% C org (> 100 micras) 15%, C org (> 150 micras) 12% La reducción de C orgánico conseguida no es suficiente para alcanzar el límite fijado de C orgánico < 2% (pasta blanca y roja) Separación magnética: subproductos con contenidos altos de Fe 2 O 3 oaltosdec orgánico e intermedios de Fe 2 O 3 Calculando el valor ponderado de C orgánico y de Fe 2 O 3 se determina que el factor limitante es el C orgánico Pre tratamiento térmico El tratamiento a 700ºC durante 6h permite una elevada reducción de C orgánico, siendo el contenido final < 1% en todos los casos

16 ENSAYO Diseño de estrategias de valorización Objetivo Cantidad de residuos valorizados (Tn) Cantidad de residuos valorizados (%) Producción de baldosas empleada (Tn) Producción de baldosas empleada (%) Máxima cantidad valorizada * Cantidad valorizada proporcional de todos los residuos Valorizar todos los residuos de Moldeo químico Valorizar todos los residuos de M. químico y parte de M. verde Valorizar todos los residuos de M. químico y arenas M. verde y parte finos M. verde ** **+61*** **+90*** * Sólo arenas, 0% de los finos ** Respecto al total de residuos de moldeo químico *** Respecto al total de residuos de moldeo en verde

17 ENSAYO Formulación de composiciones de los productos mayoritariamente fabricados por el sector cerámico con los diferentes residuos Molienda vía húmeda ATM AV-1 FV-1 AV-2 FV-2 Prensado Secado ATM AQ-FI-1 FQ-FI-1 AQ-FI-2 FQ-FI-2 Cocción ATM AQ-FU-1 FQ-FU-1 AQ-FU-2 FQ-FU-2 Se han preparado composiciones de gres porcelánico con un 5% de los diferentes subproductos. Muestras tras ser sometidas a tratamiento magnético

18 Validación (Noviembre 2017) Validar los resultados obtenidos para las composiciones de cocción blanca a escala industrial Análisis de las emisiones gaseosas durante las pruebas industriales Caracterización de los productos obtenidos en términos de variación de sus propiedades con respecto a productos convencionales Sostenibilidad? Análisis del ciclo de vida (ACV) de la estrategia de valorización La distancia entre el punto de generación del residuo y la empresa cerámica será un factor muy crítico Análisis del riesgo químico para la salud humana Impacto socioeconómico Contribuir a la concienciación de los agentes implicados Implementación Compromiso firmado socio Euroatomizado externo al proyecto Próximos pasos

19 MARCO REGULATORIO Influencia de los resultados del proyecto en la revisión de los documentos BREF SF y CER de los sectores de fundición y cerámico elaborados por la CE Contribución del proyecto a la legislación europea y estatal: Directiva marco de residuos (2008/98/EC) Estrategia Europea 2020 (A strategy for smart, sustainable and inclusive growth. COM(2010) 2020 final) e Iniciativa Europea "Resource efficient Europe Reducción del impacto de la extracción de materias primas en canteras (Directiva 2006/21/EC) Minimización del vertido de residuos en vertederos (Directiva 1999/31/EC) Contribución a los objetivos de la UE relacionados con la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) Contribución a la Estrategia de la UE sobre Biodiversidad hasta 2020

20 Síguenos: CEVISAMA, QUALICER y CERSAIE 2016 Boletín electrónico Showroom en AICE ITC y ASCER

21 Muchas gracias por su atención