Na początku listopada 2022 roku opublikowana została Decyzja Wykonawcza Komisji (UE) 2022/2110 z dnia 11 października 2022 roku ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE w sprawie emisji przemysłowych, w odniesieniu do przetwórstwa metali żelaznych. Z chwilą jej wejścia w życie organ właściwy do wydania pozwolenia zintegrowanego był zobowiązany do dokonania analizy warunków pozwolenia zintegrowanego nie później niż w terminie 6 miesięcy od publikacji tj. do 4 maja 2023 r. Z kolei podmioty mają czas na dostosowanie instalacji do wymagań konkluzji, na podstawie otrzymanych rekomendacji, do 4 listopada 2026 (czyli 4 lata od daty publikacji konkluzji).

Nowe konkluzje BAT są dokumentem stosunkowo obszernym, ale jednocześnie hasłowym. Poruszają wiele zagadnień przetwórstwa metali żelaznych, nie zagłębiając się w nie szczegółowo. Omówienie całości wymagałoby wielostronicowego opracowania. Stąd, w niniejszym artykule skupimy się tylko na obszarze linii przygotowania chemicznego. Nie będą jednak omawiane po kolei konkretne konkluzje, a całość zostanie podzielona na dwa obszary:

• rekomendacje w obszarze procesowym;
• rekomendacje w zakresie dostosowania urządzeń.

Przypomnijmy, że zgodnie z zapisem w dokumencie „techniki wymienione i opisane w niniejszych konkluzjach dotyczących BAT nie mają ani nakazowego, ani wyczerpującego charakteru. Dopuszcza się stosowanie innych technik, o ile zapewniają one co najmniej równoważny poziom ochrony środowiska. O ile nie stwierdzono inaczej, konkluzje dotyczące BAT mają ogólne zastosowanie.

Rekomendacje w obszarze procesowym

Poszczególne konkluzje BAT odnoszą się do kolejnych procesów w zakresie chemicznego przygotowania powierzchni. Postaramy się wyszczególnić rekomendacje dla poszczególnych wanien.

Należy podkreślić, że jest takie zagadnienie, które powtarza się praktycznie dla każdego procesu – minimalizacja przenoszenia kąpieli pomiędzy wannami poprzez uzyskanie wystarczającego czasu ociekania. Takie zalecenie rekomendowane jest dla procesu odtłuszczania (BAT 12),  trawienia ( w BAT 14 i 17 ) oraz dla procesu topnikowania ( BAT 15, 17 i 26 ). O ile cel samego zalecenia wydaje się zdecydowanie słuszny, o tyle środek do niego prowadzący jest trudny do realizacji. Nie wydaje się, aby przy rosnącej presji na zwiększanie wydajności produkcji użytkownicy instalacji realizowali to zalecenie dosłownie. Mówiąc wprost, zwiększenie czasu ociekania to wydłużenie czas przebywania elementów na linii chemicznej. Z drugiej strony otwiera to drogę do stosowania środków do obniżenia napięcia powierzchniowego kąpieli. Poprawiają one zwilżalność powierzchni i przyspieszają ociekanie kąpieli z elementów. Tym samym, możliwa jest minimalizacja przenoszenia kąpieli pomiędzy wannami bez znaczącego wydłużenia czasu ociekania. Takie produkty dostępne są już na rynku zarówno dla procesu trawienia jak i dla procesu topnikowania.

Odtłuszczanie

Dla procesu odtłuszczania rekomendacje w zakresie procesu obejmują przede wszystkim stosowanie odtłuszczania kaskadowego wstecznego oraz wydłużenia czasu eksploatacji kąpieli odtłuszczającej (BAT 12). Tak więc, należy minimalizować przenoszenie zanieczyszczeń (odtłuszczanie najpierw w  „brudnym”, a potem „czystym odtłuszczaniu oraz odpowiedni czas ociekania) i jednocześnie wydłużać działanie kąpieli odtłuszczającej. Zadanie trudne, aczkolwiek nie niemożliwe, ponieważ na rynku są już preparaty wychodzące o wydłużonej żywotności. Wiążą one zanieczyszczenia (usuwanie przez ultrafiltrację), redukują do osadu ( dekantacja roztworu lub filtracja) bądź są demulgowane ( przelewy syfonowe, rynny spustowe, przelewy).

Trawienie

Podobnie jak dla procesu odtłuszczania również dla procesu trawienia zaleca się prowadzenia procesu w sposób kaskadowy (BAT 14). Z drugiej strony zaleca się optymalizację procesu trawienia poprzez optymalizację składu kąpieli ( 4-6% wagowo – stężenie HCl, przy jednoczesnym stężeniu żelaza ok. 120–180 g/l. zalecana temperatura 20-25 °C), stale kontrolując zawartość HCl oraz czas trawienia ( aby zapobiegać przetrawieniom). Można by się zastanowić dlaczego rekomendacja zaleca trawienie przy tak dużej zawartości żelaza w kąpieli i przy niskim stężeniu kwasu solnego. Kluczem może być obniżenie zużycia HCl w procesie trawienia. Przy dużej zawartości żelaza w kąpieli występuje ono głównie w formie FeCl₂, ale również częściowo w formie FeCl₃. Ta druga forma odpowiada za reakcję wtórną, w wyniku której następuje proces trawienia:

2 FeCl₃ + Fe = 3 FeCl₂

Wspomnieć jednak należy o pewnych negatywnych zjawiskach, które mogą występować przy takim prowadzeniu procesu. Kąpiele trawiące o dużym stężeniu żelaza mają w sobie duży mniejszy bufor na przyjęcie dodatkowych zanieczyszczeń przenoszonych z odtłuszczania. Tym samym, w którymś momencie, możemy obserwować pływające na powierzchni kąpieli plamy olejowo-tłuszczowe. Jeżeli nie będą usuwane, mogą być przenoszone do kolejnych wanien.

Innym istotnym czynnikiem, który może zredukować ilość zużywanego HCl jest stosowanie inhibitorów trawienia (BAT 14), które są generalnie rozpowszechnione już na rynku. Zabezpieczają one materiał bazowy przed nadtrawianiem, a jednocześnie chronią przed korozją wodorową. Na rynku dostępne są już preparaty, które jednocześnie zawierają w swoim składzie inhibitor trawienia jak i środki zmniejszające napięcie powierzchniowe. Średnie zużycie kwasu solnego o stężeniu 28% z trzech lat powinno zawierać się w zakresie 13-30 kg/t przerobionego materiału.

Płukanie

W przypadku kąpieli płuczących również zaleca się prowadzenie procesu w sposób kaskadowy (BAT 19). Jednocześnie zaleca się wykorzystywanie wód popłucznych w innych procesach (dolewki do trawienia i odtłuszczania kwaśnego). W praktyce jednak ilości wody płuczące są na tyle znaczące, że nie sposób wykorzystać ich w całości w procesie. Dodatkowo musimy pamiętać o wodzie ze skrubera, która również może być wykorzystywana w procesie. Chlorki, które stanowią największy problem w wodach popłucznych nie da się usunąć klasycznymi metodami chemicznymi. Wymagana jest instalacja oparta na odwróconej osmozie i wyparce. Na tą chwilę taka instalacja wymaga znacznych nakładów inwestycyjnych, a jej opłacalność dla większości zakładów jest wątpliwa.

Topnikowanie

Procesowi topnikowania poświęcono sporo miejsca w najnowszych konkluzjach BAT. Przede wszystkim zwrócono uwagę na stałe monitorowanie składu kąpieli topnikującej, tak aby . ilość stosowanego środka do topnikowania była ograniczona do minimalnego poziomu wymaganego do osiągnięcia specyfikacji produktu (BAT 16). Jednocześnie zaleca się zastępowanie chlorku amonu innymi chlorkami alkalicznymi (np. KCl), aby uzyskać topnik o niskiej emisji dymu (BAT 26). Podobnie jak dla wcześniejszych procesów zaleca się minimalizację wydostawania się roztworu topnika dzięki wystarczającej ilości czasu na ocieknięcie (BAT 15, 17). W tym wypadku możliwe jest stosowanie dostępnych na rynku środków zwilżających, których zadanie jest zmniejszenie napięcia powierzchniowego roztworu topnika. Dzięki temu czas ociekania będzie znacznie krótszy, a wynoszenie topnika znacząco mniejsze.

W BAT 15 zaleca się odzysk soli z zużytego roztworu topnika do produkcji środków do topnikowania. Rekomendacja ta może dotyczyć przede wszystkim recyklingu pozostałości topnika z dna suszarki, ponieważ większość działających instalacji ma już instalacje regeneracji topnika. Dzięki temu nie jest konieczna wymiana kąpieli topnikującej.

Podsumowanie

Oceniając całościowo opublikowane konkluzje BAT nie sposób zwrócić uwagę, że nie są one dokumentem przełomowym, który wymaga od obecnie istniejących zakładów rewolucyjnych zmian. Większość zakładów spełnia opublikowane rekomendacje lub, co najwyżej, musi wprowadzić korekty w instalacjach. Konkluzje, przede wszystkim, porządkują istniejący stan w zakresie wytycznych środowiskowych, wskazują kierunek dalszych optymalizacji procesów oraz zmian w niedalekiej przyszłości. Zakłady, które systemowo inwestują w swoje instalacje, korzystając z dostępnych na rynku technologii – w zakresie środków chemicznych i urządzeń – nie zostaną zaskoczone kolejnymi publikacjami w zakresie najlepszych dostępnych technik. Zagrożone mogą się czuć zakłady, które spełniają minimalne wymogi stawiane przez konkluzje BAT, a innowacje traktują jako zło konieczne. Takie zakłady mogą niestety nie nadążać za wprowadzanymi zmianami lub zmiany te nie będą dla nich finansowo możliwe do udźwignięcia.