Témata
Reklama

Recyklace drahých kovů v plazmovém reaktoru

Společnost Safina se zabývá zpracováním a výrobou produktů z drahých a neželezných kovů, včetně jejich recyklace. Právě recyklace se v současnosti podílí na nadpolovičním objemu výroby společnosti, a to díky zavedení unikátní technologie PlasmaEnvi, zpracování nízkokovnatého odpadu v plazmovém reaktoru. Firma tak dosáhla vedoucí pozice v recyklaci drahých kovů na středoevropském trhu.

Pavel Marek

Patří mezi klíčové osobnosti časopisu MM Průmyslové spektrum, kde řadu let zastával pozici odborného redaktora. Je absolventem strojní fakulty ČVUT v Praze. Po ukončení studia pracoval v Poldi SONP Kladno v závodě Doprava, poté jako konstruktér a projektant ve společnosti ČKD Lokomotivka. Pro MM Průmyslové spektrum pracoval od roku 1999 do roku 2021.

Historie společnosti sahá do roku 1920, kdy byla v Praze založena pobočka firmy G. H. Scheidsche Affinerie Vídeň, o 30 let později vzniká n. p. Safina. Vznik současné a. s. se datuje do roku 1992. Hlavní zaměřením společnosti je výroba pro elektronický, elektrotechnický, automobilový, chemický a sklářský průmysl a také výroba a prodej investičních drahokovových destiček a slitků. Safina se rovněž významně zaměřuje na rozvoj nových výrobních programů a technologických postupů se zvláštním důrazem na ekologické aspekty. Jednu z takových technologií představuje PlasmaEnvi, plazmové tavení využívané při recyklaci drahých kovů z průmyslového odpadu.

Reklama
Reklama
Reklama
Hala plazmatu v závodě ve Vestci u Prahy. Foto: Safina

Historie projektu

Na problematice recyklace drahých kovů prostřednictvím plazmové technologie se v Safině začalo pracovat přibližně před osmi lety. Během vývoje byla navázána spolupráce s Technickou univerzitou v Košicích. V rámci této spolupráce byl postaven malý laboratorní plazmový reaktor. Na základě provedených zkoušek byl ve spolupráci Safiny, košické univerzity a několika slovenských firem postaven poloprovozní reaktor s výkonem 80 kW. Na této malé jednotce byla odzkoušena likvidace elektronických odpadů. V roce 2007 se v Safině začala stavět velká plazmová jednotka s výkonem 500 kW. Na jaře následujícího roku již byly nainstalovány potřebné technologie a v létě 2008 proběhly komplexní zkoušky. Na jejich základě pak probíhaly další konstrukční úpravy tohoto zařízení. V současnosti se plazmovou technologií v Safině zpracovávají nejčastěji průmyslové katalyzátory s obsahem mědi nebo stříbra či použité NiMH akumulátory.

Plazmový reaktor a chlazení strusky. Foto: Safina

Popis technologie

Plazmový reaktor v principu pracuje jako elektrická oblouková pec, kde však mezi elektrody vstupuje přídavný plyn, v daném případě dusík. V prostoru nad taveným materiálem je umístěna anoda, tzv. torch, zatímco katoda je tvořena grafitovou nístějí. Rozkladem dusíku vzniká plazma a vysoká teplota, která může dosáhnout až k 10 000 °C. V praxi se ovšem vystačí s teplotou obvykle pod 2 000 °C, v závislosti na druhu taveného materiálu. Takto vysoká teplota je nutná z toho důvodu, že kov v surovině, tj. katalyzátoru, je vázán na nějakém nosiči, což mohou být křemičitany nebo hlinitany, které mají vysokou teplotu tavení.

Připravená vstupní surovinaVstupní surovina se nejprve předupraví na požadovanou zrnitost a nasype do zásobníku. Tento materiál se společně s přísadami (především s vápnem), které zajišťují nízkou teplotu tavení a viskozitu strusky, dopraví šnekovými dopravníky do reaktoru a v peci se roztaví. Těžší kov v tavenině klesá ke dnu a shromažďuje se v grafitové nístěji, zatímco struska vytéká na žlab, chladí se ve vodě a v drobných kusech tuhne. V této podobě se sype do big bagů, v nichž se uskladňuje a expeduje.
Chlazení strusky na vibračním žlabu. Foto: SafinaKdyž je nístěj naplněna kovem, provede se odpich a kov vytéká do fany a dále se odlévá do kokil. Z jedné tavby lze získat 250 až 300 kg stříbra, jehož čistota se pohybuje kolem 99 %. Následně se tento materiál elektrolyticky čistí na technické stříbro, jehož čistota je 99,99 %. Po skončení tavby se nístěj uzavře, pec se znovu naplní a celý proces se opakuje.
Odpich kovu. Foto: SafinaPři tavbě vzniká také syntézní plyn, který se odvádí z reaktoru, ochladí se, vyčistí, upraví a zpracuje ve směsi se zemním plynem v mikroturbíně. Tím se vyrábí teplo využívané pro vytápění závodu a pro zahušťování odpadních vod, a elektřina, která se vrací do sítě. Vyrobená elektřina představuje asi 15 % spotřeby elektrické energie závodu.
Stříbrné slitky určené k dalšímu zpracováníTechnologie je řízena počítačem, a je obsluhována paneláři, kteří před sebou na monitorech vidí schéma provozu a vlastního plazmového reaktoru a mohou nastavovat požadované parametry. Pro přehled o provozu slouží průmyslové kamery, které „vidí“ i do vnitřku pece.

Provozní zkušenosti

Vývoj plazmové technologie pro uplatnění v Safině, a. s., nebyl snadnou záležitostí, což dokazuje i to, že podobná technologie pro recyklaci drahých kovů je k dispozici zatím jen v USA. Pro budoucí vývoj je proto důležité i teoretické zázemí, které firma nalezla na TU v Košicích. Navázána však byla i spolupráce s tuzemskými firmami. Osvědčily se například nové izolace či tuzemské vyzdívky, které nahradily původní americké. Rovněž používané grafitové díly jsou české nebo slovenské výroby.

Vychlazená struska v big bagu

Plazmový reaktor je stavěn na zpracování velkých objemů nízkokovnatých materiálů. To určuje jeho provozní využití. Velice se osvědčilo zpracovávání měděných katalyzátorů stříbrných katalyzátorů z výroben etylenoxidu či použitých NiMH akumulátorů.

Mikroturbíny pro spalování syntézního plynuTechnicky lze na zařízení PlasmaEnvi zpracovávat také katalyzátory obsahující palladium, rhodium či platinu, je však potřeba zajistit dostatečné množství suroviny – například 50 t materiálu se zpracuje během 6 týdnů. Při přechodu na jiný kov je nutné pec, filtry apod. vyčistit, což je relativně nákladné, neboť pec musí být na dobu asi dvou týdnů odstavena z provozu. Z těchto důvodů se při změně kovu postupuje výměnným způsobem tak, že se hlavní část reaktoru vymění, aby ji nebylo nutné pokaždé čistit od zbytků kovu.
Obsluha technologie PlasmaEnvi

Využití nachází i hlinitanová struska ze stříbrných katalyzátorů, která se používá jako surovina při výrobě oceli. Plazmové tavení představuje čistou a prakticky bezodpadovou technologii, jíž lze zpracovávat i jinak velmi obtížně nebo nákladně zpracovatelné odpady.

Pavel Marek, Vestec u Prahy

pavel.marek@mmspektrum.com

Reklama
Související články
Česká zbrojovka se světovým zvukem

Pistole ČZ-75 je druhou nejkopírovanější krátkou zbraní na světě, v zámoří se na zbraně z České zbrojovky Uherský Brod stojí fronty. Čeští zbrojaři mají trefu. Neodolali jsme a přijali pozvání do 20hektarové zbrojovky na pomezí Valašska a Slovácka.

Zlepšovatelská hnutí českých průmyslových podniků - ArcelorMittal

Inovace, inovace, inovace. Kdo neinovuje, jako by nebyl. To jsou nejčastěji skloňovaná hesla v posledních letech napříč všemi obory podnikání. Nejde však o žádnou novinku – zlepšovákům, jak se dříve inovacím říkalo, se věnoval každý druhý podnik. Ať už jde o inovaci, která společnosti ušetří nemalé náklady, zvýší její konkurenceschopnost na trhu, nebo usnadní dělníkovi práci ve výrobě, všechny se počítají a je důležité jejich autory odměňovat.

Fórum výrobních manažerů

Jak se odráží ve vaší výrobě stále přetrvávající nedostatek materiálových vstupů? Jak to ovlivňuje chod vaší firmy, plánování průchodu zakázky výrobou? Navýšení cen surovin musíte pravděpodobně promítnout do výsledných cen vašich produktů. Jak na to reagují odběratelé?

Související články
Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kontinuální omílací systém do stávající periferie

Pokud jde o sériovou výrobu složitých tlakových odlitků z hliníkových slitin, je Kovolis Hedvikov preferovaným partnerem automobilových výrobců a dodavatelů. S cílem rozšířit kapacitu i možnosti zpracování investovala společnost do nového omílacího systému, přizpůsobeného široké škále dílů a místním podmínkám.

Budoucnost nástrojových materiálů bez kritických kovů

V současné době jsou nejrozšířenějšími nástrojovými materiály slinuté karbidy a nástrojové oceli. Slinuté karbidy, tedy cermety tvořené vysokým podílem karbidů, převážně karbidu wolframu, a dále TiC, TaC a NbC, a kobaltem jako pojivem jsou využívány především pro výrobu výměnných břitových destiček pro strojní obrábění, případně vrtáků do zdiva a betonu. Díky výborné otěruvzdornosti a velmi dobré lomové houževnatosti jsou v poslední době tyto materiály využívány pro různé aplikace, jako je obrábění ocelí, litin i neželezných kovů.

Technologie DMLS - 3D tisk kovů

Moderní technologie vyrábějící 3D objekty přímo z 3D CAD modelů zažívají v posledních letech obrovský rozmach, který svědčí o tom, že se podařilo výrobcům 3D tiskáren dosáhnout kvality a efektivity procesů tak vysoké, že dnes již směle konkurují dlouhodobě zavedeným konvenčním výrobním postupům a mnohdy je dokonce předstihují. Uvedená skutečnost platí dvojnásob pro 3D tisk kovů, který je široce uplatňován v rozmanitých oborech výroby od průmyslu až po zdravotnictví.

Termomechanické zpracování

Globální svět s možností volného cestování a neomezeného přístupu k informacím s sebou přináší riziko chybných nebo nepřesných překladů odborných pojmů z jiných jazyků. Ve své praxi vysokoškolského lektora s předchozí zkušeností technologa se setkávám zejména v posledních letech se značným rozvolňováním odborných pojmů, které mohou vést až k matení odborné veřejnosti. V tomto příspěvku se pokusím stručně shrnout přehled a podstatu technologických postupů, označovaných v češtině pojmem termomechanické zpracování (TMZ, resp. TMP, z anglického thermomechanical processing, což odpovídá též pojmu thermo-mechanical treatment – TMT).

Zpracování materiálu s obsahem drahých kovů

Společnost Safina, a. s., se zaměřuje na zpracování materiálů, které obsahují drahé a neželezné kovy, zejména pak zlato, stříbro, platinu, palladium, rhodium, iridium, nikl, měď a kobalt. Pro zpracování těchto materiálů uvedla Safina do provozu novou elevátorovou žíhací pec, v níž se materiál zbavuje všech organických látek a vlhkosti.

Drahé kovy v průmyslových aplikacích

Téměř žádné z hlavních průmyslových odvětví se neobejde bez produktů založených na drahých kovech. Safina, která má dlouholetou tradici v oblasti komplexního zpracování drahých kovů, se z průmyslových aplikací zaměřuje především na tvrdé pájky. Při výrobě nezapomíná na přirozený a udržitelný koloběh materiálu pomocí recyklace odpadů s obsahem drahých kovů ani na etický původ materiálu.

Zcela jiné možnosti s aditivními technologiemi

Nadnárodní společnost General Electric napříč všemi svými dceřinými společnostmi neustále prohlubuje obrovské know-how. Vlastní zkušenosti s vývojem aditivně vyráběných částí zejména pro potřeby leteckého průmyslu přesahující již dvě dekády daly podnět ke vzniku zákaznického centra. GE Additive otevřela v roce 2017 zákaznické centrum (Customer experience center – CEC) kousek od Mnichova, kde firmám nabízí pomoc s nelehkými začátky s aditivními technologiemi.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

S MES systémy k vyšší efektivitě

Další konference z produkce společnosti Controller Institut, která se věnuje vzdělávání v oblasti controllingu a podnikových financí, s názvem Výroba v detailu se konala v Plzni a účastníkům vedle hodnotného programu v přednáškové sekci byl umožněn také vstup do výrobních prostor společnosti Doosan Škoda Power. Konference je primárně určena výrobním ředitelům a manažerům, technickým ředitelům či mistrům výroby, kterým představuje řešení pro efektivní řízení výroby ale také např. zaměstnanců.

V nejisté době je univerzálnost řešením

Automatizace průmyslových procesů řeší problémy s nedostatkem kvalifikované pracovní síly, nahrazuje fyzicky namáhavou či zdravotně škodlivou činnost, snižuje chybovost lidského faktoru, zkracuje výrobní časy a v konečném důsledku přispívá ke zvýšení kvality a zisku. Nejen toto je pro ředitele společnosti Acam Solution Ing. Pavla Bortlíka a jeho tým motivace, ale i zábava. Za relativně krátkou dobu na trhu se firma stala, ať už napřímo, či přes své obchodní partnery, dodavatelem společností jako Volkswagen, Toyota, Olympus, Škoda Auto, Edwards, TE, BOSH, Heinze Gruppe, Woco STV či Fanuc a nyní přichází s řešením vhodným nejen pro velké výrobce, ale také pro malé a střední podniky – s univerzální robotickou buňkou HXG. Důležitým komponentem v této buňce je mimo jiné systém pro upínání nulového bodu VERO-S od společnosti Schunk.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit