Inovacioni centar Hemijskog fakulteta

Inovativni tehnološki postupak reciklaže i viši nivoi valorizacije odabranih kritičnih metala iz sekundarnih sirovina postupkom vakuumske destilacije

Prema poslednjem spisku kritičnih sirovima objavljenom od strane EU, među 20 elemenata nalazi se i magnezijum. Industrija EU u velikoj meri zavisi od dostupnosti kritičnih sirovina, kao glavnog elemanta rasta, razvoja i konkurentnosti. Najvažniji razlozi zbog kojih je magnezijum uvršćen među kritične metale jesu to što EU uvozi oko 47% ukupne svetske proizvodnje magnezijuma i trgovinske restrikcije koje nameću Kina, Rusija i Južna Amerika.

Samo jedna mala količina magnezijuma i njegovih legure u EU se reciklira ili je ta reciklaža nefunkcionalna. Kao otpad na bazi magnezijuma sa povećanim sadržajem nečistoća, nestandardnog kvaliteta, poseban izazov za reciklažu i valorizaciju magnezijuma predstavlja fina frakcija različitih klasa otpada na bazi magnezijuma i šljaka - frakcija -3mm.

Osnovni cilj realizacije projekta bio je razvoj inovativne "zelene" tehnologije i pilot postrojenja za reciklažu i valorizaciju korisnih komponenti iz otpada na bazi magnezijuma sa povećanim sadržajem nečistoća, nestandardnog kvaliteta (fina frakcija različitih klasa otpada i šljaka - frakcija -3mm), postupkom vakuumske destilacije, koji obezbeđuje dobijanje, pre svega, magnezijuma visoke čistoće, koji svoju primenu nalazi u elektronskoj, metalurškoj, avio i automobilskoj industriji i proizvodnji nuklearne energije, kao i dobijanje različitih međuproizvoda (MgO, aluminijumske legure, ulje, šljaka, metalni oksidi i nemetalne nečistoće) sa odgovarajućim upotrebnim vrednostima. MgO svoju upotrebu nalazi kao vatrostalni materijal ili kao sredstvo za stabilizaciju rastvorenih, migratornih, teških metala u procesu prečišćavanja otpadnih voda, dok se Al legure mogu veoma uspešno koristiti za odsumporavanje čelika. Ulje se može koristiti kao gorivo, a šljaka, oksidi i nemetalne nečistoće kao dodaci asfaltu.

Predmetna tehnologija, u odnosu na postojeće tehnologije koje uključuju korišćenje hloridno fluoridnih topitelja i, na taj način prouzrokuju stvaranje opasnih otpadnih materija (šljaka, mulj, filterska prašina), predstavlja inovativan visokoprofitabilan postupak koji obezbeđuje visok nivo valorizacije, čistiju proizvodnju i, uz promovisanje strategije održive proizvodnje, postizanje značajne efikasnosti kako sa materijalnog, tako i sa energetskog aspekta. Nakon prethodne pripreme realnih industrijskih uzoraka predmetnog otpada na bazi magnezijuma (fina frakcija različitih klasa otpada i šljaka - frakcija -3mm), izvršena je analiza i optimizacija svih relevantnih parametara procesa vakuumske destilacije (temperatura po zonama peći, vreme destilacije,...) u laboratorijskim uslovima, kao i karakterizacija dobijenih frakcija (hemijski sastav destilata - Mg u kruni, količina ostatka, stepen reciklaže,...). Na osnovu prethodno definisanog tehnološkog procesa i optimizacije svih relevantnih parametara, definisana je neophodna aparatura i izvršeno projektovanje i izrada pilot postrojenja za ekstrakciju magnezijuma iz kontaminiranog otpada postupkom vakuumske destilacije.

U cilju provere dobijenih rezultata, izvršena su produžena i/ili uvećana laboratorijska ispitivanja primenom prethodno projektovanog, konstruisanog i izvedenoh pilot postrojenja, pri različitim temperaturama i vremenima destilacije.

Sprovođenje korektivnih mera i definisanje konačnog tehnološkog postupka tretmana i dobijanja proizvoda za komercijalizaciju i implementaciju kroz prenos znanja i tehnologija u industrijske uslove, izvršeno je nakon funkcionalnog testa, koji je obuhvatio sve faze i aktivnosti procesa reciklaže i valorizacije korisnih komponenti iz sekundarnih sirovina na bazi magnezijuma sa povećanim sadržajem nečistoća, nestandardnog kvaliteta u realnom tehnološkom okruženju sa aspekta analize svih relevantnih parametara procesa.

Imajući u vidu da se razvijena inovativna tehnologija odlikuje visokom fleksibilnošću, izvršena su ispitivanja mogućnosti primene razvijene inovativne tehnologije i pilot postrojenja za tretman drugih vrsta otpada, pri čemu je izvršen tretman otpada sa povišenim sadržajem žive i otpadnih alkalnih baterija.