Gaz, toz ve çamur atıklarının değerlendirilmesi

Entegre çelik tesislerinden kaynaklanan toz ile hurda tabanlı tesislerin tozlarının içerikleri farklıdır ve farklı yöntemlerle geri kazanımı sağlanmalıdır. Demir-çelik üretiminde ortaya çıkan gaz, toz, talaş ve çamur gibi atıkların ayrıca işlenmesi tesisin salınım ve enerji tüketimini azaltacaktır. Fleischanderl ve arkadaşları (1999) geri dönüştürülerek kullanılan atıkların sinterleme kalitesini, güç ve verimliliğini etkilediği için, geri dönüşümü oranının atık malzemenin analizine

114

bağlı olarak sınırlandığını belirtmektedir. Hyoung-Ky ve arkadaşlarına (1995) göre çok ince malzemeler toz salınımını artırmaktadır. Bu yüzden tesisler sinterleme şarjı olarak çok miktarda toz kabul edememektedir158_.

Tüm toz, talaş ve çamur malzemeler demir-çelik üretiminde geri dönüşüme uygun olmayabilir. Atıklar sisteme veya ürüne zarar veren; sodyum (Na), potasyum (K), çinko (Zn), kurşun (Pb), kadmiyum (Cd), kükürt (S), siyanür, yağ veya humus gibi zararlı bileşenler içerebilir. Ayrıca atıkların, çok ince taneli veya işlenmesi çok zor kıvamlı çamurlardan oluşması ve demir miktarının az olması nedeniyle de işlenmeleri ekonomik olmayabilir. Üretim sisteminde geri dönüşümü mümkün olmayan malzemeler, sektör açısından en sorunlu malzemeler oldukları için temel amaç bu malzemelerin geri kazanımına yönelik bir yöntem geliştirmektir159_.

Fleischanderl ve arkadaşlarına göre (1999) yüksek fırında atıklar geri dönüştürülürken sıcak metal içinde fosfor içeriği istenmeyen seviyelere yükselmektedir. Bu durumda genellikle çinko kalıntıları önemli rol oynamaktadır. Moore (1999) çinkonun fırın içinde bir devre oluşturarak daha fazla kok tüketimine neden olduğu için ayrıca verimsizlik problemi oluşturduğunu ifade etmektedir. Bunlara ek olarak, Ellis (1999) sodyum, potasyum ve kükürtün operasyonel zorluklara neden olduğunu ve sıvı çelikte kabul edilemez bileşimlere neden olduklarını belirtmektedir184_.

Yarattıkları olumsuz etkiler ve limitler, söz konusu kalıntıların demir-çelik üretim sürecinde geri dönüşüm oranını artırabilmek için ayrı işlem veya işlemlerden geçmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Ayrı olarak işlenmelerinin demir-çelik üretim sürecinin olumsuz etkilenmesinin önüne geçmesi açısından avantaj olduğu düşünülmektedir. Ayrı olarak işlenirken sinterlemede değerlendirilen bazı malzemelerden yararlanılmaktadır. Sinter karışımı içinde yer alacak toz miktarı düştükçe, sinter tesisinin üretim kapasitesi artacak ve toz salınımı azalacaktır. Üretimin bu şekilde daha verimli hale gelmesi atıkların ayrı işlenmesinin maliyetini karşılamaktadır. Söz konusu atıkların ayrı işlendiklerinde olumsuz çevresel etkiler

158 _{Makkonen ve ark, 2002: 79} 159 _{Makkonen ve ark, 2002: 81}

115

yaratmadığı varsayılırsa, ayrı işleme, çevresel açıdan da toz salınımlarının azaltılmasını sağlayacağı için olumlu etki yaratacaktır160_.

Farklı sektörlerin bir arada sinerjik kullanımı sürdürülebilir malzeme yönetimi açısından etkili çözümler sunmaktadır. Seramik yer ve duvar karoları üretiminde kömürden kaynaklı uçucu küllerin, demir cevheri kalıntılarının ve yüksek fırın cürufunun değerlendirilebilmesi için yenilikçi teknoloji geliştirilmiştir.

Karo üretiminde, kül, demir cevheri kalıntıları ve YF cürufu, kil ve feldspat ile birlikte silika (SiO2), alümina (Al2O3), hematit (Fe2O3) ve kalsiyum oksit (CaO) sağlayan doğal hammaddeler yerine kullanılmaktadır. Das ve arkadaşları (2000) yaptıkları çalışmaya göre, yüzde 40 oranında kül, demir cevheri kalıntıları ve YF cürufunun, karo yapısında bir bozulmaya neden olmadan kullanılabildiğini belirtmiştir161_.

Kumar ve arkadaşları (2001) uçucu külün sentetik granit fayans gelişimi için gerekli olan alumino-silikat bileşiklerinin ana kaynağı olduğunu ifade etmektedir. Karoların doğal granitlerin sahip olduğu güç, sertlik, aşınma direnci gibi mekanik özelliklerle üretilmesi mikro yapıları kontrol edilerek yapılmaktadır. Mikro yapıları incelendiğinde gerekli fiziko-mekanik özelliklerin iğnemsi karışık dizilimin camsı ana faz ile güçlendirilmesiyle sağlandığı anlaşılmaktadır. Yapılan su emebilme ve güç denemeleri en uygun birleşim oranının diğer siliko-alüminat bileşenleriyle birlikte yüzde 25 oranında uçucu kül bulunduran karolar olduğunu göstermiştir162_. Tablo 3.6. Karo Hammaddelerinin Kimyasal Analizi

Bileşenler (Ağırlık %) Demir Cevheri _Atığı Uçucu Toz YF Cürufu Kil Feldspat

SiO2 51,12 61,8 33,1 52,5 65,2 Al2O3 1,22 27,9 21,6 26,3 19,4 Fe2O3 44,36 2,6 0,87 1,9 0,2 TiO2 - 1 - 0,6 0,2 CaO 0,22 1,7 33 3,6 0,2 MgO - 0,3 8,85 - 0 Na2O* - - - 0,2 4,3 K2O** - - - 0,4 9,8 Ateşten Etkilenme 2,95 2,0 - 14,0 0,5

*Sodyum oksit (Na2O), **potasyum oksit (K2O)

Kaynak: Kumar ve ark (2006: 309)

160 _{Makkonen ve ark, 2002: 82} 161 _{Kumar ve ark, 2006: 309} 162 _{Kumar ve ark, 2006: 311}

116

Malzeme ve enerji akımı ile ilgili yapılan çalışmalara yönelik büyük beklentiler vardır. Londonderry projesinde yapılan kojenerasyon çalışması gibi, "yeşil eşleştirme" ve "yan ürün sinerjisi" şeklinde tanımlanan ve uygulanan çalışmalar birer sıçrama tahtası olarak kullanılmaktadır. Uygulanmakta olan bir çok sinerji örneği vardır ve bu çalışmalar bir hayal ürünü olarak değil verimliliği en üst seviyeye çıkaran çözümler olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmaların her biri endüstriyel ortak yaşam uygulamalarının bir parçası olarak düşünülebilecektir. Çelik sanayiinde çıkan cürufun çimento hammaddesi olarak kullanıldığı ve patentinin alındığı ilk yan ürün sinerji projesi, Chaparral Steel ve Teksas Sanayi işletmeleri arasında gerçekleştirilmiştir. Girişim sonucunda çimento üretimi yüzde 10 oranında artmış ve enerji tüketimi yüzde 10 oranında azalmıştır. Cüruf değeri ise yol müteahhitleri tarafından sunulan tekliflere göre 20 kata yakın artmış ve depolama maliyetleri azalmıştır. Ayrıca bu girişim, toz ve parçalayıcı kalıntıları gibi yan ürünlerin yeniden kullanılabilmesinin önünü açmıştır163_.

Türkiye’de çevre mevzuatı, demir-çelik üretiminde ortaya çıkan atık veya yan ürünlerin değerlendirilmesini, yasa ve yönetmeliklere uygun geri kazanımını ve/veya bertarafını zorunlu hale getirmiştir. Baca tozu ve tufal164 atıkları küçük miktarlarda tekrar üretim sistemine dahil edilebilmekte fakat ürün kalitesinin standartlara uygun olabilmesi açısından bu miktar sınırlı kalmaktadır. Geri kalan atıkların mevzuata uygun olarak değerlendirilmesi ihtiyacı ortaya çıkmaktadır.

Bu kapsamda, 2007 yılında 5 demir-çelik firmasının ortaklığı ile bir baca tozu ve tufal geri kazanım tesisi şirketi165 _{kurulmuştur. Söz konusu yatırım da baca tozu} ve tufal atıklarının geri dönüşümü ile değerli metallerin geri kazanımı amaçlanmaktadır. Uygulanan geri dönüşüm işlemleri önemli teknolojik bilgi, araç, gereç, makine ve teçhizat gerektirmektedir. Şirket, 2013 yılı itibarıyla Karabük’te üretime başlamıştır.

Bir demir-çelik işletmesinde ortaya çıkan baca tozu miktarı, söz konusu geri kazanım tesisini besleyecek miktarda girdiyi sağlayamamaktadır. Bu yüzden beş

163 _{Chertow, 2000: 333}

164 _{Yüksek sıcaklıklardaki işlemler sırasında çelik yüzeyinde oluşan demir oksit tabakasıdır.} 165 _{Marzinc Marmara Geri Kazanım San. ve Tic. A.Ş.}

117

firma sektör içi işbirliğine giderek eşit paylarla ortak bir tesis kurmuştur. Kurulacak tesis, işletmelerin atıklarını üretildiği gün içinde işleyerek depolama maliyetlerini ortadan kaldırmakta, bunun yanında hem tesis içinde çalışacak hem de tesis bölgesinde ihtiyaç duyulacak hizmetler ile ilave istihdam yaratmaktadır. Bu tür yatırımlar, karlılığı azalmakta olan Türk demir-çelik sektörü açısından rekabet gücünü artırabilecek önemli bir fırsat olarak değerlendirilmektedir.

Atıklardan daha fazla metal geri kazanımı ve ekonomik karlılığın artırılmasına yönelik yaklaşımlar profesyonel üretim planlamacılarınca çalışılmaktadır. Bu tür çalışmaların kısa sürede uygulamaya geçirilmesi mali ve teknik sınırlamalar nedeniyle zordur, ancak demir-çelik sektöründe yer alan araştırmacı ve mühendisler tarafından gerekli araştırmalar sürdürülmektedir166_.

118

4. TÜRK DEMİR-ÇELİK SEKTÖRÜNDE ATIK YÖNETİMİNE BAKIŞ VE