7 Teknologisk status

Brancheorientering for varmforzinkning

Selv om danske varmforzinkere siden miljøbeskyttelseslovens indførelse i 1974 har lavet mange miljøforbedringer, så er det ikke alle virksomheder, der har indført BAT-løsninger i fuldt omfang. Virksomhederne har generelt fokus på miljøproblemer, og enkelte virksomheder har kvalitetsstyring og miljøstyring, hvilket er med til at sætte fokus på både produktion og miljø.

Produktionen er de seneste år blevet yderligere centreret omkring nogle få store virksomheder. Flere af de mindre virksomheder er blevet lukket, så vi i dag kun har 9 virksomheder i Danmark mod 23 for 10 år siden. Det har givetvis haft en positiv indflydelse på branchens miljøforhold som helhed, idet store virksomheder ofte har bedre råd til at etablere miljøløsninger, og løsningerne er som regel forholdsvis billigere at lave i stor skala.

Selv om det er erkendt i branchen, at affedtning af godset er en vigtig forbehandlingsproces, som giver bedre produkter samt mindre ressourceforbrug og affald, så er det dog langt fra alle virksomheder, der starter processen med en god affedtning. En varm alkalisk affedtning er generelt den mest effektive proces, men også en biologisk affedtning eller en sur affedtning i phosphorsyre eller saltsyre kan anvendes med succes. Da en alkalisk affedtning kræver skylning af emnerne, før der bejdses, vil mange virksomheder helst undgå dette spildevandsproblem, og det er nok hovedforklaringen på, at den alkaliske affedtning ikke er så udbredt i Danmark, hvorimod det er standard i de fleste andre lande.

Flere virksomheder anvender specielle saltsyrebejdsebade med tensider til affedtning af det mest beskidte gods, mens mindre beskidte emner kan gå direkte i det normale bejdsebad, der eventuelt også kan indeholde lidt tensid, så små mængder olie og skidt hurtigt fjernes fra godsets overflade, så bejdseprocessen generes mindst muligt. Der er også et par gode erfaringer med anvendelse af en phosphorsyre affedter, som man kender det fra andre metaloverfladebehandlende virksomheder. Man opnår en god affedtning og kan tilsyneladende undgå skylning mellem affedter og bejdse.

Alle virksomheder bruger saltsyre til bejdsning af emnerne før flusning og forzinkning; men det er ikke alle virksomheder, der konsekvent bruger en separat syre til aftræk af zink fra ophæng og værktøj samt ved omgalvanisering. Der er dog en stigende forståelse for vigtigheden af at anvende en separat aftrækssyre. Tidligere brugte man normalt et kasseret bejdsebad som aftrækssyre; men flere virksomheder anvender i dag en ren saltsyre, hvilket gør det muligt at genanvende kasseret aftrækssyre som flusbad efter neutralisering med ammoniakvand.

Såfremt bejdsebadet bliver kraftigt forurenet med zink, er det vanskeligere at oparbejde. Kemira kan oparbejde brugte bejdsebade med jern, såfremt zinkindholdet er meget lavt; men der findes kun et par danske virksomheder, der kan leve op til dette krav og afleverer affaldssyre til Kemira Miljø. Enkelte danske virksomheder leverer den kasserede affaldssyre til oparbejdning i Tyskland, hvorfra man til gengæld får leveret ny saltsyre til bejdsning.

Luftforureningen fra bejdsebadene er generelt så lav, at man kan holde rumluften under de arbejdshygiejniske grænseværdier, hvis ikke syrekoncentration og temperatur i bejdsebadet er for høj. På trods heraf kender vi alle den stikkende og ubehagelige lugt omring syrekarrene, og flere virksomheder i branchen har da også søgt at forbedre arbejdsforholdene ved bejdsebadene. Det kan gøres ved at samle bejdsekarrene i et lukket rum, ved lokalafsugning eller ved overdækning eller ”afspærring” af badoverfladen. Kun i et par tilfælde renses udsugningsluften fra bejdsning. Det er et oplagt område for fremtidige forbedringer i branchen.

Branchen har gennem mange år efterlyst metoder, som den enkelte virksomhed kan bruge til oparbejdning af affaldssyre og zink fra aftræksbade. Selv om der rundt omkring i verden findes udstyr til oparbejdning af bejdsesyre ved destillation og dialyse, så er metoderne åbenbart ikke så alment anvendelige og attraktive, at de har gået sin sejrsgang over hele verden. Derimod har flere store industrilande – heriblandt Tyskland - etableret centrale oparbejdningsanlæg baseret på risteprocesser.

Alternativt kan affaldssyre laves til fældningskemikalier (jernchlorid), som det foregår hos Kemira, eller bruges ved uorganisk affaldsbehandling, som det sker på Kommunekemi, eller på enkelte virksomheder, der også har behov for intern chromafgiftning.

Man har forsøgt at oparbejde aftrækssyre til metallisk zink uden større succes, og den mest oplagte mulighed i øjeblikket synes at være omdannelsen af aftrækssyre til flusbad – en forholdsvis simpel proces, der praktiseres af flere danske virksomheder. Der er dog ingen tvivl om, at endnu flere kunne benytte denne mulighed. Det enkleste er, hvis man bruger frisk saltsyre til aftrækssyre og holder aftrækssyren fri for jern.

Flusning er måske den vigtigste forbehandlingsproces til at sikre et godt produkt med minimalt ressourceforbrug og affald. Der er en stigende erkendelse i branchen for, at flusbadet skal plejes og passes efter alle kunstens regler. Man skal holde minimal saltkoncentration, optimalt blandingsforhold mellem zinkchlorid og ammoniumchlorid, og man skal holde lavt jernindhold (helst < 2 g/l). Flere danske virksomheder laver regelmæssige analyser af flusbadene, og der er en tendens til at køre med lavere saltkoncentration (giver mindre luftforurening) og forholdsvis meget zinkchlorid (mindre aggressiv). Det er vigtigt, at alle virksomheder fremover ofrer de nødvendige ressourcer på at køre optimalt med flusbadet.

Jernforureningen i flusbadet er særlig kritisk, da jern overslæbes med emnerne til gryden, hvor de giver forøget mængde hårdzink og aske, større zinkforbrug og i værste fald flere produktionsfejl. Jernforureningen kan reduceres kraftigt gennem en god skylning mellem bejdsebadet og flusbadet; men kun nogle få virksomheder benytter skylning. På de fleste virksomheder går godset direkte fra bejdsebadet over i flusbadet uden skylning, og det giver en langt hurtigere forurening af flusbadet, end når man skyller.

Virksomheder uden skylning har behov for hyppig oprensning af flusbadet, hvilket kan foregå mere eller mindre automatisk i et flusbadrenseanlæg, hvor man ilter flusbadet med brintperoxid og neutraliserer med ammoniakvand. Herved udfældes jern som ferrihydroxidpartikler, som udskilles, opkoncentreres og afvandes. Mindre virksomheder kan eventuelt klare sig med iltning med luft og efterfølgende filtrering. Alternativt kan man rense hele flusbadet en gang imellem, når jernindholdet er blevet uacceptabelt højt; men her kan ulempen være, at man i lange perioder ligger med forholdsvis højt jernindhold - betydeligt over 2 g/l, som bør være den maximale jernkoncentration i badet.

Stort set ingen virksomheder har en rigtig tørreovn mellem flusbadet og gryden. Nogle virksomheder har tørrezoner med indblæsning af varm luft, mens andre blot lader emnerne tørre i lokalet på vej til gryden. Her er det vigtigt med en høj flusbadstemperatur til opvarmning af emnerne. Meget tyder på, at specielt dette område vil blive forbedret de kommende år.

Selve forzinkningsprocessen giver en del røg, der kan relateres til forbrug og sammensætning af flussalt. Alle store varmforzinkere har i dag gryden indkapslet, så man effektivt kan udsuge røgen og have et godt arbejdsmiljø omkring gryden. Der er dog stadig nogle af de små virksomheder, der hverken har indkapsling eller afskærmning, hvilket giver meget røg i lokalet under dypning, og det giver uacceptable arbejdsforhold. En kraftig tagventilator kan forbedre forholdene; men det anses ikke for tilstrækkeligt i dag.

Udsugningsluften vil uden rensning typisk indeholde 10 - 100 mg/m³ støv med ammoniumchlorid, zinkchlorid, zink og zinkoxid som hovedkomponenter. I dag renses luften fra over halvdelen af den danske varmforzinkningsproduktion, hvorved støvindholdet normalt kommer ned på 1 - 2 mg/m³ eller lavere – altså langt under en grænseværdi på 5 mg/m³, der er opnåeligt ifølge BREF-dokumentet. Den mest almindelige rensemetode er posefiltre; men enkelte virksomheder anvender også en våd luftscrubber med stor succes.

Selv om luften renses, vil den alligevel kunne give en uacceptabel forurening af omgivelserne, hvis den ikke spredes godt nok. Derfor har næsten alle virksomheder en høj skorsten til afkast af luften fra gryden. Jo bedre luften er renset, jo lavere skorsten kan man klare sig med.

Tidligere anvendte næsten alle virksomheder en del bly i zinksmelten; men det er ikke tilfældet mere. Stort set ingen anvender mere et lag rent bly på bunden af gryden, de fleste holder sig på et blyindhold under 1 %, og enkelte anvender slet ikke bly. Der er en tendens til, at man i højere grad anvender andre legeringskomponenter som nikkel og aluminium, der tilsættes som zinklegeringer.

Da aluminium forsvinder forholdsvis hurtigere end zink, kan det være ret kompliceret at fastholde den optimale aluminiumkoncentration. Ingen danske virksomheder kan selv lave disse aluminiumsanalyser til kontrol af smeltens sammensætning, og dette bør man nok ofre mere opmærksomhed fremover. Udviklingen peger på, at man vil komme til at anvende flere legeringsmetaller i fremtiden.

Flere af de største varmforzinkere har etableret en speciel smelteovn med askegenvinding, hvorved man kan ekstrahere 60 - 80 % af asken som ren zink. Resten er zinkoxid, som først smelter ved 1000 °C, og det leveres som affald til oparbejdning i udlandet. Det må formodes, at flere vil tage idéen op; men de mindste virksomheder vil nok med fordel kunne bruge en simplere metode, hvor zinken smeltes og tilbageføres fra grydens overflade. Selv om zinkoxid kan opløses i syre og derved laves til flussalt efter neutralisering med ammoniakvand, benyttes det ikke på nogen virksomheder, og det bliver næppe aktuelt, da man har andet zinkaffald (aftrækssyre og zinkstøv), som lettere kan oparbejdes til flussalt.

Danske virksomheder producerer stadig store mængder hårdzink (3 - 10 kg pr. ton gods), og selv om der er fokus på problemet, er der ikke sket nogen dramatisk ændring i branchen de sidste 10 år. Det skyldes måske også, at man får refunderet 70 % af prisen på zink i dette affald. Hårdzinkmængden øges blandt andet med en aggressiv flus, med flusbadets jernindhold og med for lidt aluminium i smelten.

Energiforbruget er faldet de seneste år på grund af større energibevidsthed i branchen. De keramiske gryder er de mest økonomiske; men de olie/gas-opvarmede kedler er efterhånden også blevet ganske effektive på grund af bedre brændere og bedre styring af forbrænding og varmefordeling.